University of Helsinki
Maailman ruuantuotannon kuluttamasta vedestä suurin osa on kasteluvettä. Lisäksi yli puolet maailman koko ruuantuotannon volyymista tuotetaan kastelluilla alueilla. Tätä taustaa vasten on erittäin aiheellista pyrkiä kastelun haittavaikutusten – happamoitumisen, suolaantumisen ja alkalisoitumisen – poistamiseen.
Alkalisoitumista tapahtuu heikosti ojitetuissa maissa, joita kastellaan emäksisellä vedellä, jossa on runsaasti bikarbonaattia, ja joissa haihtuminen on voimakasta. Voimakas haihtuminen johtaa kalsiumkarbonaatin pidättymiseen, jolloin maanesteeseen jää runsaasti vapaita Na+ ja HCO3—ioneja. Tällöin pH kohoaa ja maan ja maanesteen liiallinen natriumpitoisuus heikentää maan rakennetta, koska natrium ei pysty sitomaan maahiukkasia toisiinsa.
Kohonneessa pH:ssä eivät myöskään fosfori ja hivenravinteet, kuten sinkki, kupari ja rauta, ole kasveille käyttökelpoisessa muodossa. Alkalinisoitumisen seurauksena väestön sinkin saanti on vähäistä, mikä kostautuu immuunipuolustuksen heikkenemisenä ja lisääntyneinä lapsikuolemina. Emäksissä maissa fluorin liukoisuus kasvaa, joten fluorimyrkytykset yleistyvät. Intiassa arvioidaan 65 miljoonan ihmisen olevan alttiina liialliselle fluorin saannille ravinnosta ja juomavedestä.Emäksissä maissa on saatu hyviä tuloksia kipsilisäyksellä tai jopa rikkihapolla, joilla voidaan kohottaa maanesteen liukoisen kalsiumin pitoisuutta. Myös puiden istutus emäksisille alueille on osoittautunut toimivaksi ratkaisuksi, jossa avaintekijä lienee kalsiumkarbonaatin liukeneminen mykorritsasienten toiminnan ansiosta.
Suolaantumiselle alttiina ovat merien läheisyydessä olevat kastelun piirissä olevat alueet, tai alueet, joiden pohjavesi on suolaista. Kunnollisen ojituksen rakentaminen olisi paras tapa ennaltaehkäistä maiden suolaantumista. Siitä kuitenkin usein säästetään, sillä riittävän syvien ja viettävien ojien rakentaminen on kallista varsinkin tasaisilla alueilla. Suolaantuminen johtaa kasvien ravinteidenoton ja kasvun heikkenemiseen, kun kasvi ei pysty ottamaan vettä ja ravinteita liian pienen osmoottisen potentiaalin takia.
Suolan kertyminen maahan johtuu siitä, että heikosti ojitetuilla pelloilla kasteluvesi ei valu ojia pitkin takaisin vesistöön, vaan suuri osa siitä haihtuu ilmaan, jolloin suolaa alkaa kerääntyä pintamaahan. Samaa aiheuttaa suolaisen pohjaveden kapillaarinen nousu. Metsien avohakkuut ovat myös johtaneet maiden suolaantumiseen. Tästä pon esimerkkejä mm. Australiasta, jossa haihduttavan puuston poisto on aiheuttanut suolaisen pohjaveden kapillaarinousua maanpintaan saakka, jolloin pintamaa on alkanut suolaantua.
Maan happamoituminen johtuu useimmiten sulfidimineraalien hapettumisesta, jotka tehokkaan ojituksen takia ovat päässeet hapen kanssa kosketukseen. Happamoituminen parantaa kasveille toksisen alumiinin liukoisuutta. Vesieliöstöä ja kaloja puolestaan vahingoittavat happamien vesien liukoiset metalli-ionit sinkki, nikkeli ja kupari. Luoteis-Aasiassa happamia sulfaattimaita käytetään edelleen riisin tulvaviljelyssä. Niin kauan kuin maa pysyy anaerobisena veden alla, sulfaatit eivät pääse hapettumaan eikä alumiinia pääse liukenemaan veteen. Tulvaviljely näissä maissa vaatii tarkkuutta, sillä olosuhteet ovat otolliset sinkin puutteeseen ja toisaalta Fe2+-ionien toksisuudelle. Tulvaviljely lienee luonnon kannalta kestävä ratkaisu, kunhan sulfaattimaa pystytään pitämään anaerobisena myös kuivana kautena.
Kirjoittanut Jaana Väisänen
Lisälukemiseen löydät vinkkejä toisaalta täältä blogista.