Luomuviljely parantaa maaperän mikrobien aktiivisuutta ja niiden runsautta

Kesällä 2017 julkaistu synteesitutkimus vahvisti näkemystä, jonka mukaan luomuviljely lisää maaperän mikrobiston aktiivisuutta ja runsautta. Maan mikrobiston määrällä ja aktiivisuudella on vaikutusta maan kasvukuntoon.

Meta-analyysissa käytiin läpi 56 pelto- tai kasvihuoneolosuhteissa toteutettua tieteellistä tutkimusta. Analyysista rajattiin pois laboratorio-olosuhteissa tehdyt tutkimukset. Mukaan valituissa tutkimuksissa tarkasteltiin erilaisia tuotantojärjestelmiä, yksivuotisia ja monivuotisia satokasveja ja ne oli toteutettu eri puolilla maapalloa, painottuen Euroopan ja Pohjois-Amerikan alueille.

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko tavanomaisesti ja luomuviljellyssä maaperässä eroja mikrobien runsaudessa ja aktiivisuudessa. Hypoteesina oli, että luomuviljely vähentää maaperän happamoitumista ja lisää hiilen määrää maaperässä, minkä seurauksena mikrobitoiminta on aktiivisempaa ja mikrobiyhteisö on runsaampi luomuviljelyssä maaperässä. Orgaanisesta aineksesta mineralisoituvat, eli kasvinjäänteiden tai lannan hajotuksessa syntyvät, typen ja hiilen määrät indikoivat maaperässä tapahtuvia muutoksia, kuten mikrobiyhteisön aktiivisuutta (kts. esim. Carson 2017). Näiden lisäksi käytettyjä mittareita ovat esimerkiksi mikrobiyhteisöjen koko, mikrobien erittämien aineiden määrät ja suhteet sekä maaperän pH-arvo.

 

Luomuviljely vähentää maaperän happamoitumista

Tutkimus vahvisti hypoteesin, että luomuviljely vähentää maan happamoitumista. Maan pH on keskimäärin 2% eli 0,15 pH yksikköä korkeampi luomuviljellyssä kuin tavanomaisesti viljellyssä maaperässä. Luomuviljelyssä maaperän orgaanisen hiilen ja typen määrät ovat keskimäärin 16 % korkeammat kuin tavanomaisessa, mikä selittyy todennäköisesti mikrobien aktiivisemmalla hajotustoiminnalla.

Typen mineralisaatio on intensiivisempää luomussa kuin tavanomaisessa, minkä seurauksena typen kierto tehostuu luomuviljelyssä. Vaikka tutkimus osoitti, että maaperän mikrobisto voi kiistatta paremmin luomuviljelyssä, se ei näyttänyt vaikuttavan suoraan satoa parantavasti. Varsinkin pohjoisilla alueilla, joihin Suomikin kuuluu, luomuviljelyssä satotaso on pääsääntöisesti keskimäärin 20 % heikompi kuin tavanomaisessa viljelyssä. Sadon määrään vaikuttavat useat eri tekijät, joista moniin pystytään vaikuttamaan.

 

Erilaisilla viljelytekniikoilla on vaikutusta maaperän mikrobien aktiivisuuteen

Korkeampi lämpötila nopeuttaa mikrobista aktiivisuutta. Myös lannoitevalinnoilla (komposti, liete, viherlannoite) voidaan vaikuttaa mikrobien aktiivisuuteen ja runsauteen. Tu ym. (2005) havaitsivat tutkimuksessaan, että lannan käyttö lisäsi ja synteettiset lannoitteet puolestaan vähensivät mikrobien aktiivisuutta. Tavanomaisessa viljelyssä (Zuber & Vilamils 2016) on havaittu, että maanmuokkaustavalla on vaikutusta mikrobien määrään. Voimakas maanmuokkaus vähentää mikrobista biomassaa.

Viljelykierrolla ja palkokasvien käytöllä on maaperän mikrobien aktiivisuutta lisäävä vaikutus. Useissa tutkimuksissa on havaittu, että viljelykierron kasvilajivalinnoilla on vaikutusta satokasvin satoon. Kasvien tulee olla sekä viljelykiertoon että viljelyalueelle sopivia. Luomuviljelyllä on havaittu olevan paljon positiivisia vaikutuksia maaperän fysikaalisiin ja kemiallisiin olosuhteisiin sekä viljeltävän maaperäkerroksen paksuuteen ja vakauteen. Vaikutukset ovat yhteydessä mm. veden imeytymiseen ja varastoitumiseen maaperässä.

 

Luomuviljelystä ideoita tavanomaiseen viljelyyn

Yhteenvetona voidaan sanoa, että luomulla on positiivinen vaikutus maan terveyteen ja maaperän mikrobiyhteisöihin. Mikrobit ovat maaperän avaineliöitä, jotka vaikuttavat ravinteiden kiertoon ja maaperän rakenteeseen positiivisesti. Luomuviljelyssä maan happamoituminen vähenee ja maaperän hiili lisääntyy. Maanpäällinen lajien runsaus on yhteydessä maaperämikrobiston runsauteen (Venter et al. 2016). Kun maaperän mikrobiston lajirunsaus on korkea, se sopeutuu helpommin muuttuviin olosuhteisiin.

Luomuviljelyssä tyypilliset viljelykierrot, luomulannoitteet ja palkokasvien vuorottelu voitaisiin ottaa käyttöön myös tavanomaisessa viljelyssä. Nämä tekijät todennäköisesti lisäisivät viljelymaan mikrobien hyvinvointia, ekosysteemipalveluja ja ravinteiden kiertoa sekä tehostaisivat taudinaiheuttajien ja tuholaisten torjuntaa tavanomaisessakin viljelyssä.

Lori, M., Symnaczik, S., Mäder, P., De Deyn, G., Gattinger, A. (2017): Organic farming enhances soil microbial abundance and activity—A meta-analysis and meta-regression. Plos One https://doi.org/10.1371/journal.pone.0180442

 

Muut lähteet:

Carson 2017 linkiksi: http://soilquality.org.au/factsheets/microbial-biomass-carbon-nsw

Tu, C., Ristaino, J., Hu, S. (2005): Soil microbial biomass and activity in organic tomato farming systems: Effects of organic inputs and straw mulching. Soil Biol Biochem 38: 247-255

Venter, Z., Jacobs, K., Hawkins, H-J. (2016): The impact of crop rotation on soil microbial diversity: A neta-analysis. Pedobiologia (Jena): 59:1-9.

Zuber, S., Vilamils, M.B. (2016): Meta-analysis approach to assess effect of tillage on microbial biomass and enzyme activities. Soil Biol Biochem.97:176–87.

 

Teksti: FT Minna Kosonen

Tags: maaperä, mikrobit, luomuviljely