Teksti: Martti Latva on kemian tohtori, joka johtaa Tutkimuskeskus WANDERin tutkimusta, missä kaasua sisältävien nanokuplien hyötyjä ja ominaisuuksia on tutkittu jo vuodesta 2015 lähtien.
Vesi on viljelyn perusta. Ilman vettä kasvit eivät kasva, ravinteet eivät liiku eikä fotosynteesi toimi. Vaikka vesi näyttääkin pääpiirteittäin samanlaiselta, niin sen ominaisuuksissa voi olla yllättävän suuria eroja, joilla on käytännössä iso merkitys erityisesti kasvihuone- ja tunneliviljelyssä.
Veden merkitys viljelyssä
Arkikielessä puhumme vedestä yhtenä asiana, mutta viljelyssä vedellä tarkoitetaan usein erilaisia vesilähteitä, kuten sadevesi, kaivovesi (pohjavesi), pintavesi (järvet, joet, lammet) ja vesijohtovesi. Näiden välillä voi olla eroja esimerkiksi ravinnepitoisuuksissa, suolojen määrässä, pH-arvossa, mikrobiologiassa sekä liuenneen hapen määrässä. Juuri nämä erot vaikuttavat siihen, miten kasvit voivat ja miten tehokasta viljely on.
Kasveille vesi ei ole pelkkä nesteytys, vaan se toimii ravinteiden kuljetusvälineenä, solujen rakennusaineena, lämpötilan säätelijänä ja kasvun mahdollistajana. Kasvin juuret ottavat vettä maasta tai kasvualustasta, mutta samalla ne tarvitsevat myös happea hengittääkseen. Tämä on tärkeä mutta usein aliarvioitu asia.
Veden sisältämä happi
Vesi voi sisältää happea liuenneessa muodossa. Tätä kutsutaan liuenneeksi hapeksi. Lisäksi uusimmalla nanokuplateknologialla voidaan myös tuottaa kasteluveteen happea sisältäviä nanokuplia. Kaikki nanokuplat eivät ole kuitenkaan happipitoisuudeltaan yhdenvertaisia ja siksi puhutaankin erikseen happi- ja ilmananokuplista.
Happi- ja ilmananokuplat
Happinanokuplien ja ilmananokuplien ero on niiden sisältämissä kaasuissa. Ilmananokuplat sisältävät nimensä mukaisesti ilmaa, joka koostuu vain noin 21 % hapesta ja pääosin typestä. Tämän vuoksi ne tuovat veteen vain vähän kasveille hyödyllistä happea. Happinanokuplat taas valmistetaan mahdollisimman puhtaasta hapesta, jolloin ne voivat sisältää yli 90 % happea ja lisätä veden happipitoisuutta huomattavasti tehokkaammin. Siksi sama määrä kuplia voi tuottaa täysin erilaisen vaikutuksen kasvien kasvuun
Miksi juuret tarvitsevat happea?
Kasvin juuret hengittävät aivan kuten muutkin elävät solut. Ne käyttävät happea energian tuottamiseen, ravinteiden aktiiviseen ottamiseen ja kasvun ylläpitämiseen. Jos vedessä tai kasvualustassa ei ole tarpeeksi happea juuret “tukehtuvat”, ravinteiden otto heikkenee, kasvu hidastuu ja taudit, kuten juurimätä, lisääntyvät.
Kasvihuoneviljely
Kasvihuoneessa olosuhteet ovat usein tarkasti hallittuja. Kastelu tapahtuu automaattisesti, käytetään usein suljettuja kastelujärjestelmiä, joissa vesi voi kiertää järjestelmässä. Tällöin veden laatu korostuu erityisesti, jos vesi seisoo tai kiertää, jolloin happi voi vähentyä. Lämpimässä vedessä happi liukenee huonommin ja liian vähähappinen vesi voi heikentää satoa nopeasti. Siksi kasvihuoneissa voidaan käyttää veden hapettamista (tai ilmastusta), kiertojärjestelmän optimointia sekä lämpötilan säätelyä.
Veden happipitoisuuteen vaikuttavat tekijät
Useat asiat vaikuttavat siihen, kuinka paljon happea vedessä on. Lämpötila vaikuttaa eli kylmä vesi sisältää enemmän happea kuin lämmin vesi. Virtaava tai kupliva vesi sitoo enemmän happea, kun taas seisova vesi menettää happea. Orgaaninen aines kuten levät, biofilmit ja mikrobit kuluttavat happea, mikä voi alentaa nopeasti veden happipitoisuutta. Erityisesti pitkään suljetuissa säiliöissä säilytetty vesi menettää happipitoisuuttaan.
DO-mittaus eli liuenneen hapen mittaaminen
Kasvihuone- ja tunneliviljelyssä veden laadun seuranta on yhä tärkeämpää. Yksi keskeisimmistä mitattavista asioista on veden liuenneen hapen määrä eli DO-arvo (Dissolved Oxygen). DO-arvo kertoo, kuinka paljon happea veteen on liuennut. Yleensä mittayksikkönä käytetään mg/l tai prosenttista kyllästysastetta (%). Käytännössä nämä kertovat, kuinka hyvin kasvien juuristo saa käyttöönsä happea veden mukana.
Mikä DO-arvon tulisi olla?
Viljelyssä ei ole yhtä täydellistä lukemaa kaikkiin tilanteisiin, mutta yleisesti voidaan käyttää seuraavia suuntaa-antavia arvoja:
| DO-arvo | Arvio |
| alle 4 mg/l | Selvästi liian matala, juuriston stressi mahdollinen |
| 4–6 mg/l | Tyydyttävä mutta riskialtis lämpimissä olosuhteissa |
| 6–8 mg/l | Hyvä taso useimmille viljelykasveille |
| yli 8 mg/l | Erinomainen happitaso |
| 10–14 mg/l | Mahdollinen kylmässä vedessä tai aktiivisesti hapetetussa vedessä |
Useimmissa kasvihuonejärjestelmissä pyritään vähintään noin 6–8 mg/l tasoon.
Käytännön vaikutukset viljelyyn
Riittävä liuennut happi näkyy viljelyssä. Hyvä happitilanne saa aikaan valkoisia ja terveitä juuria, tehokaan ravinteiden oton, tasaisen kasvun sekä paremman sadon. Vastaavasti alhainen happipitoisuus aiheuttaa ruskeita tai limaisia juuria, ravinnepuutoksia sekä hidastaa kasvua ja lisää tautiriskiä.
Mitä viljelijä voi tehdä?
Veden laadun parantaminen ei aina vaadi suuria investointeja. Jo pienillä toimilla voi olla iso vaikutus. Pitää välttää veden seisomista pitkään, käyttää viileää vettä, jos mahdollista, huolehtia hyvästä veden kierrosta, välttää ylikastelua ja pitää kastelujärjestelmät puhtaina. Edistyneemmissä järjestelmissä voidaan myös hapettaa ja ilmastaa vettä aktiivisesti joko happinanokuplia tuottavalla laitteistolla tai sitten vain kuplittamalla happea happipullosta tai ilmaa kompressorilla kasteluveteen sekä mitata liuenneen hapen määrää ja optimoida kastelua tarkasti.
Yhteenveto
Kaikki vesi ei ole kasvihuone- ja tunneliviljelyn kannalta samanlaista. Veden kemiallinen ja mikrobiologinen koostumus, lämpötila ja erityisesti liuenneen hapen määrä vaikuttavat suoraan kasvien hyvinvointiin. Kasvihuoneissa ja -tunneleissa, joissa olosuhteet ovat tarkasti hallittuja, veden happipitoisuus voi olla kriittinen tekijä sadon onnistumiselle. Lopulta kyse on yksinkertaisesta asiasta, kasvien juuret tarvitsevat sekä vettä että happea. Kun nämä ovat tasapainossa sekä kasvu että sadontuotanto tehostuvat.
Tutkimukseen nojaava kehitys – käytännöstä todennettuihin tuloksiin
Mikä yritys on suomalainen happinanokuplateknologiaan panostava EOD Oy?
”Tavoitteenamme on tarjota kasveille mahdollisimman helpot ja stressittömät kasvuolosuhteet ennaltaehkäisyn keinoin ja sitä kautta parantaa satoisuutta, kasvien terveyttä ja viljelyn kokonaistehokkuutta.
Koska toimintamme perustuu tutkittuun tietoon, panostimme jo alkuvaiheessa syvälliseen ymmärrykseen ja teknologiamme vaikutusten todentamiseen. Vuosina 2022–2024 toteutimme laajan tutkimushankkeen yhteistyössä Satakunnan ammattikorkeakoulun ja kasvituottajien kanssa osana NABLE-hanketta (Maataloustuotannon tehostaminen nanokuplilla).
Tutkimuksessa yhdistyivät käytännön viljelykokemukset, sekä tieteellinen seuranta ja analytiikka. Hankkeen tuloksena syntyi EOD:n happilannoitusjärjestelmä, jonka hapenlisäysmenetelmä hyödyntää edistyneintä ja energiatehokkainta saatavilla olevaa teknologiaa kasteluveden happipitoisuuden lisäämiseksi. Samalla saimme konkreettista näyttöä siitä, kuinka hapekas kasteluvesi ja happilannoitus tukee juuriston hyvinvointia ja kasvien tasapainoista kasvua.” – Henna Niskakoski, tieteellinen johtaja EOD Oy
Kuvat: EOD arkisto
