Voit itse lisätä ja muuttaa sisältöä muokkaa-painikkeiden avulla

Ennen tallennusta suositellaan ottamaan kopio muokkausruudusta (ctrl-a -> ctrl-c)

 Olet itse vastuussa tämän teoksen käytöstä aiheutuvista vahingoista Lue lisää.

Metsien ravinnetalous

Wikikko - kansan taitopankkista
Versio hetkellä 3. syyskuuta 2016 kello 16.59 – tehnyt imported>WikikkoSysop (1 versio tuotiin)
(ero) ← Vanhempi versio | Nykyinen versio (ero) | Uudempi versio → (ero)
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Lähde[muokkaa]

Tiedot ovat pääosin peräisin kirjasta Edible Forest Gardens VOL 1,
jonka suurimmat tiedon lähteet ovat tutkijoiden Bormanin ja Likensin,
sekä David Perryn kirjat.

Valoisuustalous[muokkaa]

  • Valoisuus riippuu aukon säde / puiden korkeus, eli r/h-suhteesta, sekä tietenkin leveysasteesta. Valoisuus lisääntyy kunnes r/h-suhde on 2 tai suurempi.

Lue lisää aukoista sivulta Metsän aukot

Vesitalous[muokkaa]

  • Kasvit, etenkin puut, käyttävät vain muutaman prosentin auringonvalosta fotosynteesiin, 40% valosta ne käyttävät veden haihduttamiseen lehtien pinnalta, eli vesitalouden kontrollointiin. Luultavasti tehokkain puu tässä työssä on koivu.
  • Puut pumppaavat sienijuurten ja tavallisten juurten kautta vettä pintamaahan yön aikana. Näin vettä on helposti saatavana päivällä ja läheisetkin kasvit hyötyvät siitä.
  • Maan kosteus ei riipu aukon koosta vaan muista tekijöistä, kuten kasvillisuudesta ja biomassasta. Sen sijaan kosteuden nousu kestää kauemmin mitä isompi aukko.

Ravinnekierto[muokkaa]

  • Vanhassa metsässä maaperän pintakerroksessa, josta kasvit ja puut ottavat pääosan ravinteistaan, on niin paljon ilmasta, alemmista maakerroksista ja kallioperästä kerättyjä ravintoaineita että metsä käyttää vain pienen prosentin siitä vuoden aikana ja sekin palautuu maaperään ravinnekierron myötä. (EFGI) (Colinvaux, Paul. 1986. Ecology. New York. sivu 427-29)
  • Sienijuuret muodostavat jättimäisen verkoston, jossa yhdellä sienellä voi olla monia isäntäkasveja. Sienet tasaavat ravinteitä isäntiensä kesken ja siten vähentävät kilpailua. Sienijuuret myös "louhivat" erittämiensä happojen ja emästen avulla mineraaleja vaihdettavaksi isäntäkasvien juurieritteisiin. Näin ne lisäävät metsän ravinnepankin saldoa ja korvaavat huuhtoutuneita ravinteita.
  • Bakteerit, levät ja jäkälät joita näkee kivien pinnoilla sulattavat hitaasti kiviainesta mineraaleiksi. Osa mineraaleista huuhtoutuu sateen vaikutuksesta maaperään, josta kasvit nappaavat ne säilöön. Lisäksi jäkälät pystyvät muodostamaan tai keräämään jostain syystä runsaasti seleeniä ja jodia itseensä jota ei muuten Suomen maaperässä luonnostaan ole! Harmi vain että ne keräävät myös tehokkaasti raskasmetalleja ja cesiumia.
  • Täten vanhassa metsässä kilpailu ravinteista on erittäin olematonta jos sitä onkaan, sen sijaan kilpailu valosta on merkittävämpää kun aukkoja syntyy esim. myrskyn seurauksesta. Tulipalo metsien uudistajana sen sijaan on erittäin erittäin harvinainen ja lähinnä kuusimetsissä tapahtuva. Yleisin metsiä uudistava tekijä luonnonmetsissä on puiden ikääntyminen ja kaatuminen.
  • Aluskasvillisuus antaa metsään huomattavasti enemmän ravinteita suhteessa biomassaansa kuin puut. Kaliumia se antaa jopa 90%!
  • Ravinteiden saatavuus ei vaihdu alle 300 neliön, eli 3 aarin aukoissa. Sitä suuremmissa ravinteiden saatavuus heikkenee. Pienissä aukoissa kosteus, valoisuus ja ravinteiden saatavuus on suurin aukon keskellä ja siten kasvien ja puiden siementen itämiselle optimaaliset!
  • Metsäpalot, kaskeaminen ja kulotus päästävät typen ilmaan ja jättävät jäljelle kaikki mineraalit. Siten tuhka sisältää typpeä lukuunottamatta ko. kasvin kaikki tarvitsemat ravintoaineet ihanteellisessa suhteessa ja jopa liukoisuusmuodossa. Siten tuhka on mitä täydellisintä lannoitusainetta! Kaskeaminen ja kulottaminen on oikein suoritettuna hyvä tapa kierrättää ravinteita nopeasti, siten rakentaa tehokkaasti humusta ja kasvattaa kasveja. Raskasmetalleja tuhka sisältää vain sen verran mitä kasvi on niitä kerännyt ilmasta ja maaperästä. Mineraaleja kasvit keräävät suoraan maaperästä mitä siinä on vapaasti saatavissa sekä sienijuurten avulla kivistä ja peruskalliosta. Mykoritsat sulattavat kiveä mineraaleiksi erittämillään hapoilla ja emäksillä.

Huuhtoutuminen (leaching)[muokkaa]

  • Keväällä kun huuhtoutumisen määrä on suurin, puut antavat juurierite tulvan maahan ja siten maaperän bakteeri- ja eliöpopulaatiot nousevat voimakkaasti ja näin ravinteet sitoutuvat eliöstön biomassaan. Näin puut ehkäisevät huuhtoutumista.
  • Nostamalla vettä pintamaahan öisin ja haihduttamalla sitä auringonvalon avulla lehtien kautta päivisin puut kontrolloivat vesitalouden lisäksi ravinteiden huuhtoutumista, lisäämällä maan imukykyä kuivattamalla sitä.
  • Ravinteiden huuhtoutuminen on pienintä kun ko. alueen kasvien biomassa on mahdollisimman suuri. Huuhtoutuminen on suurinta etenkin keväisin ja syksyisin pääte/avohakkuualueilla ja kynnetyillä pelloilla, vähäisintä se on "vanhassa metsässä", jossa uudistaminen tapahtuu vanhuuden, myrskyn, tuholaistuhojen tai poimintahakkuiden seurauksena.
  • Avohakkuu tai muu massiivinen tuho aiheuttaa että metsä menettää hallinnan ravinteista, vedestä, tuulesta ja maasta. Tulee eroosiota etenkin rinteissä, veden virtaus lisääntyy 25-40%, myrskyjen virrat jopa 300%, sade per maapinta-ala (sade piiskaa maata) lisääntyy koska monikerroksellinen lehvästö ei ime ja hidasta vettä. Ravinnehukka on jopa kahdeksankertainen(8x) 1-2 kahden vuoden ajan! Kestää 10-20 vuotta ennenkuin ekosysteemi palautuu ja alkaa saamaan takaisin menetettyä kontrollia! Seuraava lainaus on nykyajan sukkessioteorioiden kehittäjilltä Bormanilta ja Likensiltä kirjasta "Pattern and Process in a Forested Ecosystem" sivulta 160:
"In a sense, the disturbance opens the system to those potentially destructive forces that are ever-present in its environment: rain, running water, wind, heat and gravity. The longer these forces operate in an uncontrolled way, the more the ecosystem is degraded, and the longer the time necessary for the ecosystem to recover to pre-disturbance conditions, if indeed recovery is possible."
  • Myös puuton yksivuotisia kasveja sisältävä katettu ja kyntämätön puutarha menettää jatkuvasti ravinteita huuhtoutuman ja auringon valon seurauksena, vaikkakaan ei niin paljon kuin muut vaihtoehdot metsäpuutarhaa tai metsää lukuunottamatta. Metsässä huuhtoutuminen on erittäin marginaalista johtuen jo jatkuvasta elävästä juuristosta, jotka nappaavat ravinteet kiertoon.
  • Aikaiset kevätkukkijat (ephemerals) kuten kevätesikko ja sinivuokko varastoivat itseensä ravinteita kasvamalla, kukkimalla ja siementämällä aikaisin ja näin vähentävät ravinteiden huuhtoutumista lumien sulamisen aiheuttamien kevättulvien ja sateiden aikaan.

Kemialliset prosessit[muokkaa]

Kelaatio (Chelation)[muokkaa]

Kelaatteja tuottavat eniten sienijuuret ja maaperän bakteeristo. Kelaatit ovat molekyylejä, joissa mineraaliatomin ympärille muodostuu biologisista yhdisteistä rinki, joka "suojaa" mineraaliatomia.

Merkitys maaperälle:

  1. Lisää ravinteiden saatavuutta kasveille muuttamalla ne liukoiseen muotoon. Esim. rauta.
  2. Estää mineraaleja muodostamasta käyttökelvottomia yhdisteitä.
  3. Vähentää joidenkin myrkyllisten metalli-ionien (mm. kadmium, elohopea) pitoisuuksia kasveissa.
  4. Estää ravinteiden huuhtoutumista
  5. Edistää ravinteiden liikkumista maaperässä.
  6. Heikentää kasvitautikantoja maaperässä.

Pääravintoaineet[muokkaa]

  • Kaikki pääravintoaineet liukoisessa muodossa huuhtoutuvat helposti ja ilman kanssa päästessään kosketuksiin haihtuvat kaasuna.

Hiili (!!)[muokkaa]

Happi[muokkaa]

Vety[muokkaa]

Typpi (!!)[muokkaa]

  • Suurin osa metsäekosysteemiin tulevasta typestä tulee sukkession alkuvaiheessa typensitojakasvien kautta. Tämä typpi otetaan ilmasta ja se säilyy metsän sisäisessä kierrossa.
- metsäapila, virnat, leppä
  • Sukkession loppuvaiheessa pääosa ulkoa tulevasta typestä sitoutuu puiden jäkälien toimesta. Myös maaperän bakteerit hajoittaessaan esim. koivun lehtiä sitovat typpeä ilmasta. Puiden elävien lehtien pinnalla on myös bakteereja jotka sitovat typpeä joka sateen mukana huuhtoutuu maaperään.

lähde: EFG I

Fosfori (!)[muokkaa]

  • Fosforia yleensä on maaperässä tarpeeksi, mutta ei oikeassa muodossa jotta kasvit voisivat käyttää sitä.
  • Sitä myös sitoutuu ilmasta, mutta hyvin mitättömiä määriä.
  • Maaperän eliöstö pystyy muuttamaan fosforin kasville liukoiseen muotoon.

Sulfaatti[muokkaa]

  • Tulee runsaasti happosateiden myötä. Yleensä tarpeeksi maaperässä.

Kationit[muokkaa]

  • Kasvien juuret vaihtavat näitä ravintoaineita typpeen maaperän kanssa.
  • Kaikki nämä ravintoaineet ovat erittäin liukoisia ja huuhtoutuvat helposti erityisesti hiekkamailla pois kasvien ulottuvista.
  • Sienijuuret ovat tärkeitä näiden ravinteiden keräämisessä maan pinnalle kasvien saataville. Tietyt kasvit keräävät näitä maaperästä erityisen paljon. (accumulators)

Kalium (!)[muokkaa]

Kalsium (!)[muokkaa]

Magnesium[muokkaa]

Hivenaineet[muokkaa]

  • Kasvit tarvitsevat näitä vain vähäisiä määriä aineenvaihdunnan toimintoja varten.
  • Suuret määrät ovat myrkyllisiä kasveille.
  • Happamuus edesauttaa näiden liukenevuutta, mutta raja on erittäin pieni liiallisen ja riittävän välillä.
  • Maanperän biologinen aktiivisuus ja biokemikaalit voivat kelatoida metalli-ioneita kuten sinkki, kupari, kobaltti, mangaasi.. yms. siten että niiden atomit ympäröidään monimutkaisilla orgaanisilla yhdisteillä, jolloin ne muuttuvat liukoisiksi kasvien tarvitsemaan muotoon. Se myös voi tehdä jotkin metallit vähemmän myrkyllisiksi. Elävän maaperän sienijuuret ja mikrobisto ovat kelaattoreiden päätuottajat! (EFGI)

Raskasmetallit[muokkaa]

  • Kelaatio voi tehdä jotkin metallit vähemmän myrkyllisiksi. Se on keino jolla kadmium- tai elohopeapitoiset maat voidaan tehdä turvallisiksi viljellä. Elävän maaperän sienijuuret ja mikrobisto ovat kelaattoreiden päätuottajat! (EFGI)
  • Maaperän happamuus aiheuttaa sen että kasvit ottavat helpommin raskasmetalleja maasta. Korkea pH siten estää raskasmetallien joutumista ruokakasveihin. Toki jos hapankin maaperä on elävä ja hyvässä kunnossa ei raskasmetallit ole haitaksi em. kelaation ansiosta.