Osa I: Maaperän tiivistyminen
Ongelma: maaperän tiivistyminen
Yksi hankala ilmiö maataloudessa ja viheralueiden hoidossa on maaperän tiivistyminen. Kun maaperä tiivistyy liikaa, sen kyky pidättää ilmaa ja vettä ja helpottaa niiden virtausta pienenee - tällöin maaperän huokoisuus ja läpäisevyys heikkenevät haitallisesti. Tiivistynyt maa estää juuristoalueita saamasta riittävästi kosteutta ja ilmaa, mikä hidastaa juurten kasvua ja vähentää näin ollen myöskin sadon määrää. Koska tiivistynyt maa ei kykene imemään vettä, se voi myös kovettua siinä määrin, että maan myöhempi muokkaus ja kylvö vaativat huomattavasti enemmän aikaa ja työtä.
Kaksi yleistä aiheuttajaa maaperän tiivistymiselle
Viljelty saviliete koostuu tyypillisesti 50 % maahiukkasista, 30 %vedestä ja 20 % ilmasta, ja ilman ja veden osuus vaihtelevat jatkuvasti. Koska kiinteät hiukkaset ja vesi ovat suhteellisen puristumattomia, tiivistyminen vähentää ilmataskuja - eli maaperän huokoisuutta ja vedenläpäisevyyttä - järjestämällä maaperän hiukkaset uudelleen siten, että ilman ja veden virtaus sekä varastoituminen estyvät.
Maaperän tiivistymisen aiheuttaja voi olla joko mekaaninen tai kemiallinen - tässä artikkelissa käsitellään näistä jälkimmäistä. Tärkeä ero näiden kahden välillä on se, että kemiallisista tekijöistä johtuva maaperän tiivistyminen on harvoin toivottua ja se vaatii yleensä kunnostusta, kun taas mekaaninen maaperän tiivistyminen on usein tarkoituksellista ja se tehdään raskaalla kalustolla esimerkiksi teiden ja rakenteellisten perustusten pystyttämistä varten.
KUVIO 1. Kovettunut ja tiivistynyt maa ei pysty imemään riittävästi vettä.
Syyt maaperän kemialliseen tiivistymiseen
Yleisin syy maaperän kemialliseen tiivistymiseen on liiallinen veden määrä, jonka suola- eli natriumpitoisuus on joko liian alhainen tai liian korkea. Suolaisen veden korkea natriumpitoisuus syrjäyttää maaperän rakenteessa olevat hyödylliset kalsium- ja magnesiumionit, mikä saa maahiukkaset hajoamaan ja maaperän rakenteen sortumaan.
Toistuvien sateiden ja sulavan lumen vähäsuolainen vesi aiheuttaa samanlaisen vaikutuksen, sillä se huuhtoo pois elintärkeitä liukoisia mineraaleja ja suoloja maaperän pinnasta, erityisesti kalsiumia ja magnesiumia, jotka vakauttavat maaperän rakennetta. Ilman positiivisesti varautuneita kalsiumkationeja maaperän rakenne sortuu ja veden läpäisevyys heikkenee, mikä johtaa kuorettumiseen ja lopulta tiivistymiseen.
Kummassakin tapauksessa, riippumatta siitä, onko vaurion aiheuttanut vähä- vai runsassuolainen vesi, maaperän hiukkaset tarvitsevat kunnostusta, jotta maaperän rakenne ja veden läpäisevyys saadaan palautettua ja kosteus sekä ilma pääsevät taas kulkeutumaan juuristoalueelle.
Kalsium korjaa tiivistynyttä maaperää
Liukoinen kalsium on osoittautunut yhdeksi tehokkaimmista keinoista tiivistyneen maaperän kunnostamisessa. Taulukko 1 osoittaa, että viidestä yleisestä kalsiumyhdisteestä kalsiumkloridi on tehokkain, perustuen sen vesiliukoisuuteen ja kylläisessä liuoksessa käytettävissä olevan kalsiumin määrään.
TAULUKKO 1 - Eri kemiallisista yhdisteistä saatavissa oleva kalsium.
†Nämä luvut edustavat yleisiä vaihteluvälejä, sillä sekä kalkkikiven että kipsin vesiliukoisuus vaihtelee merkittävästi pH:n, suolapitoisuuden ja CO2:en paineen vaihteluiden mukaan.
TETRA Hi-Cal liuosmainen kalsiumkloridi
TETRA Hi-Cal™ kalsiumkloridiliuos on 100-prosenttisesti vesiliukoinen kirkas liuos, joka on suunniteltu erityisesti kalsiumlisäksi maatalouteen ja nurmikon ylläpitoon - se on suunniteltu korjaamaan tiivistyneitä maakerroksia ja palauttamaan maaperän mineraalitasapaino. Koska Hi-Cal on nestemäinen, se aloittaa toimintansa välittömästi, kun se levitetään maaperään, ja sen Ca2+ ionit syrjäyttävät nopeasti haitalliset natriumionit maan rakenteesta ja juuristovyöhykkeestä. Kasteluvesi tai sadevesi kuljettaa sitten natriumin pois yhdessä Hi-Calin kloridipuolikkaan kanssa, jota kasvit eivät absorboi, ja jäljelle jää mineraalitasapainoinen maaperä, jossa on hyvä salaojitus sekä ilman ja kosteuden virtaus juuristoon.
Hi-Cal-hoito tiivistyvälle maaperälle
Paras tapa levittää Hi-Cal-valmistetta on lisätä sitä kasteluveteen, jolloin se jakautuu tasaisesti, riippumatta siitä, käytetäänkö pinta-, tippu- vai sadetusjärjestelmäkastelua. Hi-Cal voidaan myös levittää tasaisesti maanmuokkauksen yhteydessä, esimerkiksi ennen kylvöä tehtävässä kyntämisessä. Tarvittava Hi-Cal-annostus vaihtelee tapauskohtaisesti maaperän ja kasteluveden kemiallisen koostumuksen mukaan, mutta tyypillinen annostus voisi olla esimerkiksi seuraavanlainen:
- ensimmäisellä levityskerralla levitetään 20 gallonaa Hi-Calia hehtaarituumaa kohti;
- toisella levityskerralla Hi-Cal-valmistetta levitetään 10 gallonaa hehtaarituumaa kohti; ja
- jos maa on edelleen liian tiivistynyt, kolmannella levityskerralla voidaan vielä laittaa 10 gallonaa hehtaarituumaa kohden.
Hi-Cal liuosmainen kalsiumkloridi on turvallinen ja tehokas vaihtoehto maissin, puuvillan, melonien, sipulien, maapähkinöiden, perunoiden, vehnän ja muiden yleisten viljelykasvien sekä ruohojen ja maisemakasvien viljelyssä.
Osa II: Alumiinin myrkyllisyys maaperässä
Ongelma: maaperän alumiinimyrkyllisyys
Toinen ei-toivottu ilmiö maataloudessa ja viheralueiden hoidossa on maaperän alumiinimyrkytys. Runsaasti esiintyvä alumiini muodostaa yli 8 % maankuoren massasta, mutta se ei ole välttämätön kasvien kasvulle, ja liiallisena ja liukoisessa muodossa se on jopa haitallista viljelykasveille, kasveille, ruohoille ja puille. Alumiinimyrkytys hidastaa juurten kasvua, ja pienempi juuriston massa ja pituus heikentävät veden ja elintärkeiden ravinteiden imeytymistä. Itse asiassa tärkeät ravinteet, kuten rikki ja fosfori, sitoutuvat liukoiseen alumiiniin sen sijaan, että ne imeytyisivät juuristoon.
Maaperän pH-arvo alumiinin myrkyllisyyden funktiona
Maaperän pH-arvo - eli sen happamuuden tai emäksisyyden mittari - on keskeinen tekijä liukoisen alumiinin määrän arvioimisessa ja hallinnassa. Kun maaperän pH-arvo laskee alle 5,0:n, mikä viittaa liian happamiin olosuhteisiin, liukoisten alumiini-ionien määrä kasvaa huomattavasti, mikä on haitallista kasvien terveydelle. Maaperän asianmukainen hoito edellyttääkin, että pH-arvo pidetään neutraalilla tasolla (6,0-7,0), jolloin liukoiset alumiini-ionit muuntuvat kemiallisesti vakaaksi alumiinihydroksidiksi, joka toimii happamuudensäätöaineena.
Maaperän pH-arvon tasapainottamiseksi ja alumiinimyrkytyksen poistamiseksi maanviljelijät ja puutarhurit levittävät usein kalkkia maahan. Kyseessä on yksinkertainen ja suhteellisen edullinen käsittely, mikä muodostuu vain murskatusta kalkkikivestä, joka puolestaan koostuu pääasiassa kalsiumoksidista ja kalsiumhydroksidista. Kalkin käytön haittapuoli, erityisesti laajamittaisessa käytössä, on kuitenkin sen alhainen liukoisuus ja asteittainen vaikutus, sillä maaperän pH-arvon neutralointi voi kestää jopa kolme vuotta (tai pidempään).[1]
KUVIO 2. Maaperän alumiinimyrkyllisyys haittaa juurten kasvua.
Vasemmalla oleva vehnän taimi altistui korkeimmalle alumiinipitoisuudelle.
Kalkin täydentäminen liuosmaisella kalsiumkloridilla
Oikea-aikainen ja kustannustehokas keino nopeuttaa maaperän pH-arvon tasapainottamisprosessia on levittää kalkin lisäksi erittäin liukoista kalsiumvalmistetta, kuten TETRA Hi-Cal™ nestemäistä kalsiumkloridia. Siinä, missä kalkilla on alhainen liukoisuus, Hi-Cal on 100-prosenttisesti liukenevaa, joten sen vaikutus on välitön ja tehokas. (Katso lähteet kahdesta tutkimuksesta, joissa käsitellään kalsiumin käyttöä maaperän alumiinimyrkytyksen lievittämisessä).
Kun Hi-Cal levitetään, Hi-Calin liuokoiset Ca2+ -ionit pääsee nopeasti tunkeutumaan syvemmälle maaperään ja syrjäyttää alumiini-ionit, jotka siirtyvät syvemmälle pois juuristovyöhykkeestä. Vaikka pelkkä kalkin käyttö on välttämätöntä ja hyödyllistä maaperän pH:n vakauttamiseksi pitkällä aikavälillä, sillä ei ole tätä välitöntä vaikutusta.
Hi-Cal-hoito alhaisen pH:n ja alumiinin myrkyllisyyden hoitoon
Kun otetaan huomioon, että hoito-ohjelmat voivat vaihdella pH-tason ja alumiinin myrkyllisyysasteen mukaan, tyypillinen käyttötapa on levittää 20 gallonaa Hi-Cal-valmistetta hehtaarituumaa kohti. Levitys voi tapahtua joko ruiskuttamalla ennen istutusta tai kasteluveden mukana valitun kastelujärjestelmän kautta. Kannattaa huomioida, että vain 20 gallonaa Hi-Calia hehtaarituumaa kohti on kustannustehokkaampaa kuin kipsi, joka vaatii valtavia määriä saavuttaakseen saman lopputuloksen kalsiumin lisäämisessä.
Kuten useimmat muutkin hoidot, Hi-Cal ei ole pysyvä ratkaisu maaperän alhaiselle pH-arvolle ja alumiinimyrkytykselle, mutta se on erittäin tehokas vaihtoehto maaperän kunnostuksen nopeuttamisessa, jotta kalkin vaikutuksia ei tarvitse odotella pitkään. Hi-Calin käyttö on enemmän kuin pelkkä tilapäinen ratkaisu; se on valtava parannus.
[1] Kalkin liukoisuus, joka koostuu joko kalsiumoksidista tai kalsiumhydroksidista (tai molemmista) on noin 0,120-0,165 g/100 g 20 °C:ssa.
Viitteet
T. Guo, Y. Chen, Y. Zhang, Y. Zin, 2006. "Alleviation of Al-Toxicity in Barley by Addition of Calcium", Agricultural Sciences in China, Vol. 5: 828-833.
C. Sanzonowicz, T.J. Smith, D.W. Israel, 1998. "Calcium Alleviation of Hydrogen and Aluminum Inhibition of Soybean Root Extension from Limed Soil into Acid Sub-surface Solution," Journal of Plant Nutrition, Vol. 21: 785-804.