Mitä tarkoittavat pH, kationi, anioni, maan happamuus?

Millainen maa, sellainen maaperäelämä

Maaperän ominaisuudet riippuvat fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten ominaisuuksien yhteisvaikutuksesta. Fysikaalisia ja biologisia ominaisuuksia käsittelen eri kohdassa blogia.

Kemia on maaperätieteissä erittäin keskeinen osaamisalue. Tavallisen puutarhurin ei kuitenkaan tarvitse suorittaa kemiankursseja voidakseen hoitaa kasvi- ja kukkamaitaan. Joitain perusasioita on silti hyvä pitää mielessä.

Maan happamuus ja pH

Kasvien hyvinvointiin vaikuttaa erittäin voimakkaasti maan pH. Mitä tuo pH sitten oikeastaan tarkoittaa ja miksi se on niin tärkeää?

Muunnan tässä kemian muiksi arkipäiväisiksi ominaisuuksiksi, jotka ovat meille kaikille tuttuja.

Mitä tarkoittaa kationit ja anionit?

Kaikki tietävät. miten magneetti toimii, miten sen + ja - -päät hakeutuvat toisiinsa kiinni ja miten kaksi + -päätä tai kaksi - -päätä työntävät toisiaan kauemmaksi. Samanlaisesta asiasta on kyse myös maaperässä.

pH viittaa vety-ionien (H+) määrään maassa ja silloin kun niitä on paljon, maa on hapanta ja kun niitä on vähän, maa on emäksistä. Vety-ionit ovat edellä mainittuja magneetin plus-päitä. Vastaavasti yleisimmät ravinteet, kuten ammoniumtyppi ja kalium ovat plus-merkkisiä. Kodin siivouskaapista on monelle tuttu tuotemerkki Klorite. Se on emäksinen pesuaine, tuntuu kädessä niljakkaalta. Sitruunan mehu tai se punaetikettinen jenkkilimu ovat happamia ja tuntuvat hampaan pinnassa tahmeutta aiheuttavana.

Maaperässä on erilaisia pienenpieniä maapartikkeleita. Ne voivat olla saves-hiukkasia tai orgaanisia eli eloperäisiä. Tärkeää niissä on magneetista tutut plus- ja miinus-päät. Hiukkasessa voi olla erilaisia kohtia, joista toiset on plus-merkkisiä ja toiset miinus-merkkisiä. Miinusmerkkiset ovat maaperässä tärkeitä. Nyt palataan aiemmin mainittuun plus- ja miinus- merkit hakeutuvat toistensa luokse -ominaisuuteen.

KASVIEN RAVINTEET

Kuten ihmiset, kasvitkin tarvitsevat erilaisia ravinteita. Ravinteiden luokittelu on kuitenkin vähän erilaista kuin ihmisten ravinteilla. Makroravinteiksi sanotaan sellaisia, joita kasvit tarvitsevat isoja määriä. Mikroravinteiksi taasen sellaisia, joita kasvit tarvitsevat pieniä määriä.

Mitä tarkoittavat N ja P ja K lannoite- tai multapussin kyljessä?

Lannoitepussien kyljessä olet varmasti nähnyt useasti kolme kirjainta N, P ja K. Ne viittaavat ravinteisiin, joita lannoite sisältää. Kirjaimet ovat ravinteiden kemiallisia merkkejä. N tarkoittaa typpeä (engl. Nitrogen), P tarkoittaa fosforia (engl. Phosphorus) ja K tarkoittaa kaliumia (engl. potassium). Lannoitteissa on toki usein muitakin, mutta nämä ovat yleisimmät. 

Kasvien kasvua rajoittaa yleisimmin liian vähäinen typen saanti ja seuraavana fosforin saanti. Kaliumilla on kasvin kasvussa, kehityksessä sekä monenlaisessa asioihin reagoimisessa tärkeä merkitys.

PLUS-merkkisiä ravinteita KALIUM (K), KALSIUM (Ca), MAGNESIUM (Mg) JA AMMONIUMTYPPI (NH4)

Maahiukkasen (savea esim.) miinus-kohtaan tarttuu lannoituksessa annettuja plus-merkkisiä ravinteita, kuten ammoniumtyppeä, kalsiumia, magnesiumia ja kaliumia. Kun kasvi ottaa ravinteita maasta, sen juuret antavat vaihtokaupassa vetyä maahan. Maahiukkasessa miinuskohtaan on tarttunut aiemmin kasvin tarvitsemaa ravinnetta (+ -merkkistä), ja kun kasvi siirtää juuristostaan maahan vetyä (+-merkkinen), voi tämä vety tarttua nyt maahiukkasen miinus-kohtaan, josta samalla vapautuu aiemmin kiinnittynyt ravinne kasvin käyttöön. Ravinteiden otossa on siis kyse tavallaan vaihtokaupasta.

Tässä toki yksinkertaistan huomattavasti maaperässä tapahtuvia prosesseja, mutta tästä siinä on kyse. Fosfori ja niin sanottu nitraattityppi käyttäytyvät eri tavalla, sillä ne ovat magneetin miinuspäitä, eivätkä siten voi toimia vaihtokaupassa vetyjen kanssa.

Miinus-merkkiset ravinteet: FOSFORI (P) ja NITRAATTITYPPI (NO3-)

Fosfori ei ole maaperässä yksinäisenä, vaan fosfaatti-ionina PO4-, eli negatiivisena, samoin kuin nitraattityppi. Niihin on siis kiinnittynyt myös happea (kemiallinen merkki O). Kuten huomaat, nitraattitypessä ja fosfaatti-ionissa on merkinnän lopussa miinus tarkoittamassa negatiivista varausta, ikään kuin magneetin miinuspäitä.

Edellisessä kappaleessa kerroin, että maahiukkaset ovat miinuksia ja se onkin maaperässä erittäin merkityksellinen asia: fosfaatti ja nitraatti eivät voi tarttua niihin samalla tavalla. Magneettien miinuspäät hylkivät toisiaan, samoin käy maaperässä.

No miten ne voivat sitoutua maassa? Nyt pääsen vihdoin lempiaiheeseeni, orgaaniseen aineeseen, eli eloperäiseen aineeseen. Kasvien ja eläinten jäännökset ovat orgaanisia aineita. Maaperässä lierot ja monenmoiset muut hajottajaeliöt rouskuttavat niitä ja pilkkovat jäänteet paljon pienemmiksi palasiksi ja lopulta mikrobit saavat niistä myös ruokansa. Eivät ne peräkkäisiä tapahtumia ole, ensin lierot ja sitten muut, vaan mikrobit ovat ihan koko ajan mukana. Kun aikaa kuluu hurjasti kauemmin, muuntuu eloperäinen materiaali humukseksi.

Mitä tarkoittaa humus HUMUS? 

Humus-sana on kovin monenlaisesti käytetty ja siksi kerron tässä, mitä se maaperässä tarkoittaa. Humus on pitkään hajotettua eloperäistä ainetta, joka juuri sen maan olosuhteissa ei enää muutu paljoakaan. Se voi pysyä samanlaisena tai lähes samanlaisena vaikka tuhansia vuosia. Humus on maaperässä yksi kallisarvoisista asioista, sillä sen ominaisuuksiin kuuluu, että sen pinnalla on myös plus-merkkisiä kohtia, joihin fosfaatti ja nitraattityppi voivat kiinnittyä. On maassa muitakin plusmerkkisiä aineita, mutta niiden määrään meidän on vaikeampi vaikuttaa. Nyt opit, että HUMUS on orgaanista ja tosi, tosi tärkeää.