Tutkijatohtori Galina Kallio (yllä) ja väitöskirjatutkija Kenneth Peltokangas (alla)
Iltalamppu
Iltalamppu, miksi palat?
Tunne miehen mielialat:
toivotonta kättä kaksi
hioo hiiltä valkeaksi.
-Einari Vuorela-
Ilmastonmuutos on nostettu yhdeksi aikamme keskeisistä haasteista, johon pyritään löytämään ratkaisuja sekä globaalilla tasolla että paikallisesti, myös Suomessa. Metsätalouden ohella maatalous on erityinen toimiala, jolla nähdään olevan ilmastonmuutoksen torjunnassa tarvittavaa hiilensidontapotentiaalia (1). Onkin alettu puhua hiiliviljelystä (2), jolla viitataan yhtäältä kasvihuonekaasupäästöjä hillitseviin ja toisaalta hiiltä maaperään varastoiviin viljelytoimenpiteisiin.
Huomio hiilikeskusteluissa on kohdistunut eritoten maaperän hiileen, koska maaperä sisältää enemmän hiiltä kuin ilmakehä ja kasvillisuus yhteensä (3). Maanviljely nähdäänkin luonnollisena tapana sitoa hiiltä, sillä peltomaita hallitaan jo nyt voimakkaasti erilaisilla toimenpiteillä. Tavoitteena on, että olemassa olevia käytäntöjä muokkaamalla maaperä voitaisiin valjastaa hiilinieluksi sen sijaan, että hiilidioksidin annetaan vapautua maaperästä – kuten nykymuotoisilla maatalouskäytännöillä tapahtuu (4).
Mutta mitä hiiliviljely käytännössä tarkoittaa ja kenen näkökulmasta se on tavoiteltavaa?
Periaatetasolla hiiliviljelyllä tarkoitetaan sitä, että sadon mukana pellolta poistuvan hiilidioksidin osuutta pyritään pienentämään (esimerkiksi minimoimalla maanmuokkausta) ja samalla hiilisyötettä kasvatetaan, joko suosimalla ympärivuotista kasvipeitteisyyttä, tai lisäämällä maahan ulkopuolisia hiilen lähteitä, kuten orgaanisia lannoitteita tai maanparannusaineita. Luomutuotannossa noudatetaan jo hiilisyötteen kasvattamisen periaatetta hyödyntämällä väkilannoitteiden sijaan viherlannoitusta, lantaa ja muita orgaanisia lannoitteita. Näiden sisältämät, orgaanisessa muodossa olevat, ravinteet vapautuvat ajan kanssa kasvien käyttöön samalla, kun maaperän mikrobit hajottavat orgaanisen aineksen sisältämän hiilen hiilidioksidiksi – joka vapautuu takaisin ilmakehään.
Niitty. Kuva: Rodeo
Käytännön tasolla hiilen sitominen maaperään osana maatalouskäytäntöjä – ja näin ollen peltojen hiilivarastojen kasvattaminen – ei siis ole ihan niin yksinkertaista. Varmuutta siitä, että maahan lisätty hiili pysyy siellä, ei ole. Aktiivisessa muokkauksessa olevilla peltoaloilla hiiltä on vaikea vangita paikoilleen, eikä lannoitustarkoituksessa maahan lisätty hiili yksiselitteisesti kasvata maan hiilivarastoja, vaikka se parantaisikin maan kasvukuntoa. Huomioitavaa on myös se, että maatalouden ulkopuolelta tulevien orgaanisten lannoitevalmisteiden osalta hiilensidonta on tapahtunut jo jossain muualla, kuin maataloudessa. Esimerkiksi puukuitujen osalta hiilensidonta on tapahtunut metsässä, josta se siirretään maaperään maanparannustarkoituksessa. Hiiliviljelyssä hiilensidonta ja sidotun hiilen säilyminen maassa ovat kuitenkin yksi toiminnan perusedellytyksistä. Siksi myös alan tutkimusta kohdistetaan enenevissä määrin hiilinielujen – ja niiden potentiaalin – mittaamiseen ja todentamiseen.
Miksi hiilinielujen todentaminen on tärkeää siitä huolimatta, että hiilen mittaaminen on epätarkkaa, eikä aina edes tavoiteltavaa?
Lyhyesti: hiilimarkkinoiden takia (5). Hiilimarkkinat tarjoavat yhdenlaisen ratkaisun ilmastokriisiin antamalla yrityksille mahdollisuuden hyvittää toiminnastaan aiheutuvia päästöjä. Päästökauppaa ei kuitenkaan voi käydä ilman hiiliyksiköiden, eli hiilitonnien, myyjiä eikä liioin ilman hiilitonnien hinnoittelua. Toisin sanoen, päästöjä voi hyvittää vain, jos jossain päin maailmaa joku tekee toimenpiteen, jonka lasketaan kompensoivan päästöt. Hiiliviljely tähtää siihen, että maanviljelijät, jotka oletettavasti sitovat viljelykäytännöillään ilmakehän hiiltä maaperään, voivat myydä aikaansaamansa hiilinielun hiilimarkkinoilla. Päästöjen kompensointi on kuitenkin mahdollista vasta, kun hiilinielut muodostavat vertailukelpoisia yksiköitä. Tämän takia EU tasolla pyritään standardoimaan hiilitonnien mittaaminen, mikä on oleellista markkinoiden toiminnan kannalta.
Kuva: Galina Kallio
Haasteena kuitenkin on, että hiilitonnien mittaaminen ei ole laisinkaan yksinkertaista. Päin vastoin, hiilensidonnan todentaminen on varsin haastavaa. Suomessa maan hiilivarastoja on perinteisesti seurattu osana viljavuustutkimusta, jossa maan multavuus on määritetty aistinvaraisesti. Tarkemmin maan hiilivarastoja ja niissä tapahtuvia muutoksia voidaan mitata esimerkiksi maanäytteen painohäviön perusteella tai kentällä kasvihuonekaasuja mittaamalla. Menetelmien tarkkuus ei kuitenkaan yleensä riitä osoittamaan peltomaan hiilivarastoissa tapahtuvia muutoksia, eivätkä lyhyen ajan muutokset ole takuu hiilinielusta.
Tämän takia arviot orgaanisten lannoitteiden hiilensidontapotentiaalista perustuvat yleensä mallintamiselle, jonka perusteella arvioidaan kuinka kauan erilaiset hiilisyötteet säilyvät maaperässä. Nykykäsityksen perusteella orgaanisen aineksen pysyvyyteen vaikuttavat ensisijaisesti maaperän ominaisuudet ja vasta toissijaisesti orgaanisen aineksen koostumus. Peltomaiden olosuhteet vaihtelevat kuitenkin niin ajallisesti kuin paikallisestikin, mikä aiheuttaa omat haasteensa hiilen mittaamiselle.
Huolenamme on, että tutkimus ja viljelytyö alistetaan pyrkimyksille kehittää hiilimarkkinoita sen sijaan, että pyrittäisiin aidosti kehittämään maataloutta maaperän kasvukunnon, muun lajisten toimijoiden tarpeiden ja paikallisyhteisöjen hyvinvoinnin ehdoilla. Ottaen huomioon ilmastonmuutoksen ja ekologisten kriisien vaikutusten laajuus, tarvitsee maatalous kokonaisvaltaisen suunnanmuutoksen (6).
Näin ollen uudistava viljely tulisi kyetä nähdä hiiliviljelyä ja hiilimarkkinoille alisteista standardoitua todentamista laajempana toimintana, jonka periaatteisiin kuuluva uudistavuus pohjautuisi paikalliseen tietotaitoon ja monimuotoisuuteen niin ekologian kuin talouden osa-alueilla.
Tutkijatohtori Galina Kallio on erikoistunut omaehtoisen talouden, uudistavan maanviljelyn ja kumppanuusmaatalouden tutkimiseen. Kenneth Peltokangas toimii Maataloustieteiden osastolla, Maaperä- ja ympäristötieteiden yksikössä väitöskirjatutkijana. Hänen tutkimuksensa käsittelee maanparannusaineiden hiilensidontaan sekä muita biokemiallisia prosesseja, jotka vaikuttavat kasvihuonekaasujen muodostumiseen peltomaissa. Hiilestä(kö) kiinni?- kirjoitus on osa Maa- ja metsätalousministeriön rahoittamaa tutkimushanketta ”Uudistava maatalous, resilienssi ja ruokaturva”.
Lähteet:
(1) Powlson DS, Whitmore AP, Goulding KW. Soil carbon sequestration to mitigate climate change: a critical re‐examination to identify the true and the false. European Journal of Soil Science. 2011 Feb;62(1):42-55.
Minasny B, Malone BP, McBratney AB, Angers DA, Arrouays D, Chambers A, Chaplot V, Chen ZS, Cheng K, s BS, Field DJ. Soil carbon 4 per mille. Geoderma. 2017 Apr 15;292:59-86.
(2) Heinonsalo 2020, Joona 2019, Tolpo 2018
(3) Tarnocai C, Canadell JG, Schuur EA, Kuhry P, Mazhitova G, Zimov S. Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region. Global biogeochemical cycles. 2009 Jun;23(2).
(4) Heikkinen J, Ketoja E, Nuutinen V, Regina K. Declining trend of carbon in Finnish cropland soil in 1974–2009. Global change biology. 2013 May;19(5):1456-69.
(5) Hiilimarkkinoista: Bios 2021, IPCC 2018, Soimakallio ym. 2020