Maa
Matti Pekkarinen |
KIVENNÄISMAAN
GEOLOGINEN HISTORIA
JÄÄKAUSI
Maaperämme
on pääosin syntynyt mannerjään sulamisvaiheessa, joka alkoi noin 12000
vuotta sitten. Luoteesta kaakkoon liikkuvat, jopa kolmen kilometrin paksuiset jäämassat
ottivat mukaansa vanhan irtonaisen maapeitteen. Jää murskasi kiviä ja
kalliota muodostaen uutta kivennäismaata.
Jään
alla maankuori painui kuopalle. Jään vetäytyessä sen eteläpuolelle syntyi
suuri suolaton meri joka peitti laajalti nykyisen Itämeren rantamaita. Jään
alla sijainnut POHJAMOREENI jäi paikalleen meren pohjaan, mutta jään sisäosiin
joutuneen aineksen meren rantatyrskyt huuhtoivat mukaansa. Tyrskykulutuksen
seurauksena syntyi runsaasti hienoa maa-ainesta, joka meressä lajittui ja
kerrostui nykyiselleen.
Kun jään reuna pysyi ajoittain samalla kohdalla, sen eteen
kasautui ns. PÄÄTEMOREENEJA. Näistä mahtavin, Salpausselkä, muodostui vyöhykkeelle,
jossa jään reuna liikehti edestakaisin useiden vuosisatojen ajan työntäen
uusia maakerroksia entisten päälle. PITKITTÄISHARJUT taas ovat syntyneet jäätiköiltä
virtaavien jokien suistoista. Niissä maa-aines on enemmän lajittunutta.
KERRALLISET SAVET eli lustosavet, Etelä-Suomessa ovat syntyneet
sulamisvesien lajittelutyön tuloksena. Kesäisin sulamisvedet toivat mereen
paljon maa-ainesta, josta karkeimmat hiukkaset painuivat pian pohjaan muodostaen
nyt havaittavat vaaleat vuosikerranosat. Talvella laskeutui vain hienompaa
ainesta muodostaen ohuen ,tummempana havaittavan kerroksen. Näin syntyivät
Etelä-Suomen laajat aitosavialueet.
HIETA- JA HIUESAVET ovat syntyneet maannousemisen myötä. Tällöin
aallokko huuhtoi kallioiden ja moreenikumpujen lakia, ja ympäristöön
muodostui (aitosavien päälle)ohuita hiesu- ja hiuesavikerroksia. Näissä ei
ole havaittavissa kerroksellisuutta.
MOREENIMAAT sijaitsevat yleensä Sisä-Suomessa, missä maa jäistä
vapautuessaan jäi kuiville, veden lajittelutyön ulottumattomiin. Vaarojen ja mäkien
rinteet saattavat olla aallokon huuhtomat, ja notkossa on usein lajittuneena
hienoimpia aineksia.
LITORINASAVET, URPASAVET, "ALUNAMAAT, HAPPAMAT SAVET" ovat
syntyneet jääkauden viimeisten vaiheiden aikana 7500-7000 v sitten. Tällöin
oli avautunut Itämereen laaja yhteys Atlantilta (Tanskan salmet),joka
muutti veden suolaiseksi. Näissä ei ole kerroksellisuutta, koska suolaisessa
vedessä selkeytyminen on nopeampaa. Orgaanisen aineksen määrä on huomattava
(aiemmat savimuodostumat humuksettomia).Rikkiä esiintyy usein suuria määriä
aiheuttaen happamuutta. Ominaista on myös pysyvä halkeilu,johtuen eloperäisestä
liejuaineksesta (eduksi kuivatukselle)
1.
MAALAJIT
JA MAALAJILUOKITUKSET
|
a)
kivennäismaat
Luokittelu
raekoon perusteella: vaikuttaa
-rakenteeseen:
tiivis / ilmava......hiukkasrakenne/mururakenne.
-juurien kasvuvastus, juuristotilavuus, hapensaanti(maan kaasunvaihto),mururakenteisilla
murujen kestävyys (sateita ja tallaamista vastaan)
-muokkausvastus..."jäykät
ja kevyet maat"
-vesitalouteen:
maan vedenvarastointi- eli vedenpidätyskyky,
kapillaarinen kulkeutuminen
-maan
aktiiviseen pinta-alaan ravinteenvarastoinnissa
HIEKKAMAAT
- raekoko
0.2-2mm
- poutivia,
ravinneköyhiä, ilmavia, "siistejä" perunamaita, ruismaita
-2,4% Suomen
peltomaista
HIETAMAAT
Ht, HHt, KHt
KHt
0.06-0.2 mm
-väri
kellanruskea, rakeet silminnähtäviä
-kuohkea,
helppo muokata, ojat pysyvät auki
-ravinnepuutoksia,
rav. varastointikyky heikko
-poutivuutta
-peruna- ja
ruismaita
-jyvitys 70
HHt
0.002-0.06 mm
-rakeet
vaikeasti silmin havaittavissa, tuntuvat kuitenkin sormien välissä hierrettäessä- väri kellanharmaa
-
yksihiukkeinen tai löyhän kokkareinen
-kosteussuhteet
erinomaiset hyvän kapillaarisuuden ja kohtalaisen vedenpidätyskyvyn
ansiosta (lisäksi helppo juurten kasvu)
-juoksevaa:
ojat saatavat jonkin verran sortua (hiesulla pahemmin)
- rav pidätys
suht. hyvä
- parhaita
viljelymaita (jyvitys 100)
-hiedat
yhteensä 18,5 % Suomen pelloista
HIESUMAAT
-raekoko
0.002-0.02 mm
-rakenneongelmien
vuoksi huonoa viljelymaata, varsinkin jos muiden lajitteiden
osuus on vähäinen, eikä ole riittävästi humusta
-vaaleaa,
kuivana pölisevää ja tarttuvaa, muistuttaa perunajauhoa
-märkänä
kittimäistä hytkyvää massaa
- melkein
vettä läpäisemätöntä...tiivis jankko...poutivaa
- roustetta
-juoksevaa;
ojat eivät pysy kunnossa
-liettyvää---kuorettumisongelmia
-
viljanviljelyssä kevätkyntö voisi hieman vähentää tiiviyshaittoja
-
parhaimmillaan nurmella
- jyvitys
40,osuus 7,9 %
HIUEMAAT
-hiesun ja
hiedan "tasaväkisiä" seoksia---ominaisuudet siltä väliltä
-osuus 6,9 %
SAVES,
SAVIMAAT
-savimaat
sis. savesta yli 30%
SAVES
-raekoko
alle 0.002 mm ;"juoksevan" ja "sitovan" maa-aineksen
raja
-aktiivista
pintaa 15-800 m2
-primäärisiä
mineraaleja: hienoksi jauhaantunut kvartsi ja maasälpä 10%
-savimineraaleja
(kiilteestä kem. rapautuneita) 70%
-vapaita
oksideja, amorfisia (ei kiteisiä) Fe- ja Mn- ja alumiinihydroksidit polymeroituneina
n.20%
-tärkeimpänä
savimineraalit, joissa osa biotiitin Si4+ korvautunut Al3+,Fe2+,Mg2+:lla---negatiivinen
nettovaraus---kationinpidätys
-saveksessa
voidaan erottaa "karkea" savesfraktio,yli 0.0002mm ja hieno
saves,alle 0.0002mm
-vasta
hienolla saveksella on tehokas sitomiskyky muruja muodostavana
"sementtinä"
-suuri
saves-% maassa merkitsee usein myös korkeaa hienon saveksen osuutta--
analyysiteknisten vaikeuksien vuoksi tyydytään määrittämään vain
saveksen kokonaismäärä
SAVIMAAT
-kosteana
muovailtavia, kuivana kovia, voimakas halkeilu
-leikkauspinta
kiiltävä ja jauhoamaton
-hidas
kapillaarinen liike (ylös---alas)
-osuus 30.6%
AITOSAVI
-savesta yli
60%
-muovailtavuus:1
mm nauha
-tummaa, särmikkäitä
kokkareita, lujia muruja
-muokkausajankohta
tärkeä
-voimakas
halkeilu, kastuminen sateissa hidasta, joten halkeamat pysyvät yl. auki läpi
kesän---auttaa kuivatusta ja myös juurten kasvua kuivina kesinä
HIETASAVI
ja HIESUSAVI ja HIUESAVI
-savesta
30-60%
-liettymistaipumusta
ja tiivistymistä sitä enemmän,mitä vähemmän savesta
-hietasavella
haitat pienemmät
-poutivia
MOREENIMAAT
Mr
-sekalajitteisia,usein
kivisiä---nimi vallitsevan lajitteen mukaan , esim HkMr
-Suomen
yleisin maalajiryhmä,yl.metsämaita
-yleensä lähinnä
kallioperää;päälle voinut kerrostua muita maalajeja, varsinkin alavilla
paikoilla
-vähäkivinen
hietamoreeni erinomaista peltomaata
MEKAANINEN
MAA-ANALYYSI
KIVENNÄISMAANÄYTTEISTÄ
-
punnitse 50 grammaa kuivaa näytettä
-
riko tarkoin kokkareet ja murut
-
seulo maa tarkoitukseen sopivalla seulasarjalla
-
laske lajitteiden %-osuudet
-
nimeä maalaji käyttäen apuna allaolevaa
maalajikolmiota
Maalajikolmio
b) Eloperäiset maalajit
(tarkempi tieto esim: Salaojittajan käsikirja 1A, sekä Kasvinviljelyoppi 1 (toim. Pekka Köppä)
sekä Reijo Heinonen: Maa, viljely ja ympäristö)Eloperäisen ja kivennäisaineksen muodostamat sekamaalajit
1. Liejusavet :1-2% orgaanista ainesta (jos yli 6, nimeksi lieju)
2. Lieju : 6-20% orgaanista ainesta, kivennäisaineksena usein hiesu
Varsinaiset eloperäiset maat
1. Turvemaat
|
|
Mutasuoturpeet
vaateliaista
kasvilajeista==>viljavaa
ruskosammalsaraturve BCt
pH 5.7
saraturve Ct pH 5.0
metsäsaraturve LCt
pH 4.8
rahkasaraturve SCt
pH 4.7
Rahkaturpeet
sararahkaturve
CSt pH 4.2
metsärahkaturve
LSt pH 4.1
rahkaturve St pH 3.6
MAATUMISASTE
,huminositeetti H 1-10 on myös tärkeä ominaisuus
Eloperäisten maiden erityisominaisuudet
a) Happamuus (saakin olla alempi, humusaineet sitovat Al:n haitattomaksi)...
b) Yl. alavia... hallanarkoja... lämmöneristeitä... saveus auttaa ... Saarijärven salomailla Paavo viljeli hallaisia peltoja: miksi nykyään vähempi hallaa?
c) Rousteelle alttiita: ei ruista eikä syksyllä nurmenkylvöä
d) Puita ("hakoja")... ellei aikoinaan tehty ihan avosuosta (jolloin taas on ravinneköyhää)
e) Pouta (kuivuus) ei kiusaa koskaan (hyvä vedenvarastointikyky)...hyötykapasiteetti hyvä
f) Rakenneongelmia ei ole: helppo muokkaus (tosin kantavuus aiheuttaa ongelmia) (kohtia b ja f voidaan auttaa saveamalla tai hiekoittamalla tai syväkynnöllä (ohutturpeisilla) ... jyräyskin auttaa jonkin verran hallaan))
g) Soveltuvuus paras nurmiviljelyyn (apilattomat nurmet)... maan typpi heikentää apilan kilpailukykyä -viljoista kaura viihtyy hyvin!
h) Lannoituksessa otettava huomioon luontaisen typen osuus
i) Lapissa ongelmia nurmienkin viljelyssä soilla, varsinkin perustamisen yhteydessä rouste kiusaa -pikanurmimenetelmällä hyviä tuloksia, samoin puhdas nurmenkylvö keväällä (ilman suojakasvia) -myös syksyllä tapahtuva kylvö (jolloin itää vain "piikille")
k) Ympäristöasiat: ravinnepäästöt -allaolevassa kuvassa typpipäästöt turvemaan kesannosta
Maalaji / kasvilajit
- mille lohkolle mitäkin? |
1. Nurmikasvit
2. Viljat
3. Palkoviljat (herne, härkäpapu)
4. Rypsi, rapsi
5. Peruna
6. Sokerijuurikas
2.
Mineraalit, kivilajit |
(esim
Schumann: kivet ja mineraalit värikuvina)
KIVET
MUODOSTUVAT MINERAALEISTA:
-tärkeimmät
alkuaineet:O,Si,Al,Fe,Mg,Ca,Na,K
-Silikaatit
SiO2-johdannaisineen tärkeimmät---"piihapon suoloja"(H4SiO4)
-rakenne
perustuu Si-O-tetraedriin.... hilarakenne
Mineraalit
1.KVARTSI
SiO2-lasimainen K=7
a)maitokvartsi
b)ruusukvartsi
c)ametisti,puolijalo,violetti
d)sitriini,keltainen
e)savukvartsi
............jne
2:MAASÄLVÄT
2 lohkosuuntaa noin 90 K=6
a)kalimaasälpä
KAlSi3O8
4(Si+4O2)-------K+Al+3Si+43O-28,eli
yksi piiatomi neljästä korvautunut
Al+K:lla . kidemuodot vaihtelevat (polymorfia)riippuen syntylämpötilasta
punertava
(ruostetta seassa ,Fe)tai vaaleanharmaa...graniitin väri!
b)plagioklaasi,seoskiteitä
albiitti
NaAlSi3O8
anortiitti CaAl2Si2O8 -seos esim
Ab5 An95 =An95 -Albiitti
An0-An10
Oligoklaasi An10-An30
"happamat plagioklaasit"
Andesiini An30-An50
Labradoriitti An50-An70
Bytowniitti An70-An90 "emäksiset plagioklaasit"
Anortiitti An90-An100
-tummanharmaa väri
(O=1.40 Å OH=1.42 Å
Na=0,97 Å Ca=0,99Å
K=1,33Å) 1Å=10-8cm
c)maasälvänsijaiset
syntyvät kiteytyvän magman ollessa piidioksidista köyhää. Ne ovat
rakenteeltaan maasälpien kaltaisia, mutta sisältävät vähemmän piitä.
3.VERKKOSILIKAATIT
,kiilteet
-suomuisia
(1 lohkosuunta),pehmeitä
-alumiinisilikaattirunko
-esim
kaoliniitti Al4Si4O10(OH)8
-muita:biotiitti
K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 ...kloriitti,flogopiitti...
4:KETJU-JA
NAUHASILIKAATIT
-pyrokseenit
ja amfibolit ,rauta-magnesium-mineraaleja
-pyroks.esim
diopsidi Ca(Mg,Fe)Si2O6 vihreä
-amfib.esim.sarvivälke
Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2+Na+Al musta
5.MUITA
-ilmeniitti
FeTiO3 -hematiitti
Fe2O3
-magnetiitti Fe3O4
Eri mineraalien esiintyminen maankuoressa 16 km
syvyyteen:
maasälvät
ja niiden sijaiset 60%
pyrokseenit
ja amfibolit 16
kvartsi
12
kiilteet
4
muut
mineraalit 8
NÄISTÄ
MINERAALEISTA muodostuvat pääasiassa kivilajimme
-kvartsipitoisia nimitetään happamiksi ja kvartsittomia emäksisiksi
-ks salaojittajan käsikirja IA s.43
Kivilajien luokittelu syntytavan perusteella:
Kivilajien pääryhmien osuus maankuoresta 16 km
syvyyteen
magmakivet
95%
metamorfiset kivet
4
sedimentit (metamorfisia) 1
kivilajien luokitus:
-magmakivilajit:syvä-
ja pintakivilajit
syväk.
esim:graniitti,dioriitti,gabro
pintakivil.esim:basaltti
-metamorfiset
kivilajit:sedimenttikivet ja kiteiset liuskeet
sedimenttikivet
esim:hiekkakivi,savikivi
kiteiset.liuskeet
esim:kiilleliuske,gneissi
3. Maan multavuus ja eliöt |
Humus
on pitkälle maatunutta orgaanista ainetta...kuolleiden kasvien jäännöstä
Maan pieneliöt hajottavat
kuolleita kasvinosia....sivutuotteina hiilidioksidia ja vettä ja vapautuu
ravinteita maahan (P,K,N...)..... syntyy humusta............ humuskin hajoaa
pieneliöiden toiminnan tuloksena.... lopputuotteina hiilidioksidia ja vettä ja
vapautuu ravinteita maahan (P,K,N...)
-yleisesti lahotus on pellossa
liiankin nopeaa, joten humustaso laskee ja johtaa mm. maan rakenneongelmiin
HUMUSTASOON VAIKUTTAVIA TEKIJÖITÄ
:
1.
Mitä suuremmat sadot, sitä enemmän kasvinjätettä... enemmän humusta
tehoton, laajaperäinen viljely kuluttaa maata, siinä orgaanista ainetta kuluu enemmän kuin syntyy (vrt kaskivilj.)
2.
Kasvilajien välillä on eroja: nurmesta jää paljon orgaanista jätettä
maahan, juurikasvien viljelyssä vähiten (varsinkin, jos naatitkin otetaan
talteen)
oikeaoppinen
viljelykierto tärkeä
3.
Maan muokkaus, kaikenlainen kuohkeutus, lisää maan happimäärää ja
vilkastuttaa pieneliötoimintaa: lahotustoiminta kiihtyy ja humus vähenee
kemiallinen
rikkatorjunta on parempi kuin mekaaninen
(samoin
eroosion ja ravinnehuuhtoumien kannalta ajatellen)
MINIMIMUOKKAUS ? SUORAKYLVÖ !
4.
Kalkituksella on satoa lisäävä ominaisuus, mutta myös lahotustyötä
nopeuttava ominaisuus
ei paljoa vaikutusta maan humusmäärään !
5.
Turpeen lisäyksellä voidaan humusta lisätä, mutta se tulee kalliiksi (min
100 kuutio-m /ha?)
6.
Lietelanta/ kuivalanta ? On jokseenkin sama vaikutus maan humustaloudelle, sillä
lietelantatilalla oljet kynnetään heti maahan.... kuivalantatilalla
"kierrätetään" navetan kautta
7.
"Raaka" kuivalanta/ kompostoitu lanta ? Raaka on humustalouden
kannalta parempi, sillä se kestää maassa kauemmin ... samoin lahotuksessa
vapautuva CO2 tulee paremmin kasvuston hyödyksi ("maanhengitys")...
samoin typpi saadaan tarkemmin hyödyksi
Maan pieneliöt
Mikrobien
toiminta
Normaalissa viljelysmaassa on aina kirjava
mikrobikasvusto. joka käsittää monia pienelioryhmiä homesienistä satoihin
erilaisiin bakteereihin saakka.
Näiden kesken ilmenee sekä kilpailua ravinnosta
että pitkälle menevää keskinäistä yhteistoimintaa. Hetkellisesti jokin eliöryhmä
saattaa päästä valta-asemaan joutuakseen vuorostaan luovuttamaan sen
seuraavalle ryhmälle, jota uudet olosuhteet suosivat ja joka ehkä käyttää
ravintonaan edellisen ryhmän jätteitä ja kuolleita soluja. Välittömät
elinmahdollisuutensa menettänyt ryhmä lopettaa aktiivisen toimintansa ja jää
säilyvinä kestomuotoina odottamaan seuraavaa tilaisuutta.
Juuristo. oljet. lanta. odelma ym. kasvinjätteet LAHOAVAT
--- CO2
maan
hengitys
- aminohapot--NH4-- NO3
typen mobilisaatio
- P, K, Ca, S ym.
ravinteiden
vapautuminen
- lima-aines
murujen
muodostuminen
Varsinainen
humus
on
hitaasti edelleen hajaantuva jäännös
Mikrobien keskeisenä tehtävänä luonnon
taloudessa on kasvinjätteiden hajottaminen takaisin rakennusaineikseen
hiilihapoksi, vedeksi ja yksinkertaisiksi suoloiksi, joita uudet kasvisukupolvet
voivat käyttää hyväkseen (alkuaineiden
kiertokulku). Hajotustyötä suorittavien mikrobien elintoiminta on
periaatteessa aivan samanlaista kuin korkeampien eläinten: ne tarvitsevat
ravinnokseen orgaanista ainesta,"polttavat" siitä osan
energiantarpeensa tyydyttämiseksi, käyttävät osan solujensa
rakennusaineeksi, jättävät jäljelle kelvottomat ainekset.
Kaasumaisena vapautuva hiilihappo (CO2) tihkuu maan
huokosista yhdessä juurten
hengityksessä muodostuvan hiilihapon kanssa maan pinnalle. jossa se lisää
kasviston sisäisen ilmakerroksen CO2- pitoisuutta. Tätä tapahtumaa sanotaan
maan hengitykseksi. Ravinteet vapautuvat pääasiassa samoissa muodoissa. joissa
ne esiintyvät lannoitteissa ja niiden kohtalotkin ovat sen jälkeen samat kuin
lannoitteissa annettujen aineiden.
Maan eläimet
-alkueläimet:
-juurijalkaiset
-siimaeliöt
-ripsieläimet
-rataseläimet
-karhukaiset
-sukkulamadot
-harvasukamadot
-lierot
-niveljalkaiset
-äyriäiset
-hämähäkkieläimet
-juoksujalkaiset
-hyönteiset
Kastemadot
ja muut maassa möyrivät pienet eläimet täydentävät sekoitus- ja
kuohkeutustyöllään mikrobitoiminnan hyödyllisiä
vaikutuksia. Niiden ruuansulatuskanavan kautta kulkee vuosittain suuri määrä
maata ja kasvinjätteitä, jotka joutuvat siten perusteellisen
kemiallismikrobiologisen hajotustyön kohteeksi.
Tuloksena
on mm. runsaasti lima-ainesta, jonka ansiosta matojen ulosteet muodostavat
maanrakenteen kannalta suotuisia vettä kestäviä muruja. Eläinten kaivamat käytävät
tehostavat myös maan tuuletusta ja
helpottavat veden ja juurten tunkeutumista maahan.
Kastemadot
asettavat maan fysikaalisille ja kemiallisille ominaisuuksille suunnilleen samat
vaatimukset kuin vaateliaat viljelyskasvit. Lisäksi ne tarvitsevat jatkuvasti
eloperäistä jätettä ravinnokseen ja myös jonkinlaista suojaavaa katetta
maanpinnalla.
Parhaiten
ne menestyvät laidunnurmissa, joissa on aina tarjolla ravinnoksi juuria, lehtiä
ja lantaa. Erityisen hyvin madot viihtyvät myös heinäkompostissa, mutta maan
hedelmällisyyden lisäämiseksi niitä ei kannata "viljellä", sillä
ensinnäkin kompostikasassa lisääntyvät voimakkaimmin sellaiset matolajit,
jotka menestyvät pellossa
huonosti, ja toisekseen matoja kyllä ilmaantuu vanhoilla viljelysalueilla
muutenkin sellaisiin maihin. joissa niillä on menestymisen edellytykset.
bakteerit
-aerobisia
ja anaerobisia lajeja + välimuotoja
-sukuja: Pseudomonas, Arthrobacter, Achromobacter,
Bacillus, Micrococcus,
-typensitojia: Azotobacter, Beijerincia, Clostridium,
Rhizobium
-nitrifikaatiossa:
Nitrosomonas, Nitrobacter,
-sädesieniä:
Streptomyces, Nocardia
sienet
-myös
tärkeä hajottajaryhmä
-Mucor,
Penicillium, Trichoderma, Aspergillus