VUONNA 1909 saksalainen kemisti Fritz Haber onnistui yhdistämään ilman typen vedyn kanssa, mistä syntyi ammoniakkia (NH3). Siitä käynnistyi maanviljelyksen vallankumous ja tuottavuuden kaksin- tai jopa kolminkertaistuminen. Monien asiantuntijoiden käsityksen mukaan juuri typpilannoitteiden ansiosta 1900-luvulla pystyttiin ruokkimaan maapallon väestö, joka kasvoi vuosituhannen vaiheeseen mennessä 1,5 miljardista yli 6 miljardiin asukkaaseen.

Keksintö vaikutti ensi alkuun nerokkaalta, ja Haberille myönnettiin kemian Nobelin palkinto vuonna 1918. Valinta herätti tosin myös soraääniä, sillä Haber oli ollut mukana suunnittelemassa ensimmäisen maailmansodan juoksuhaudoissa käytettyjä taistelukaasuja. Juutalaissukuisen tutkijan töiden pohjalta Saksassa kehitettiin myös synkkämaineinen Zyklon ­B ­­-kaasu, jota natsit käyttivät parikymmentä vuotta myöhemmin tuhoamisleireillään.

Kasvien ravinnonsaanti on eräänlainen paradoksi, sillä vaikka ilmasta suurin osa eli 78 prosenttia koostuu typestä – joka on niiden kasvulle välttämätöntä – ja 21 prosenttia hapesta, kasvit eivät kykene käyttämään ilman typpeä ravinnokseen, vaan ottavat typpensä maasta nitraatin (NO3) tai ammoniakin (NH3) muodossa. Maaperän humuksessa ja muissa orgaanisissa maa-aineksissa, kuten viljankorjuun jätteissä, eläinten lannassa tai kompostissa elävät bakteerit sitovat ilman typen yhdisteiksi, joita kasvit pystyvät käyttämään hyväkseen. Haberin keksinnön ansiosta muutama lannoitesäkki riitti antamaan kasveille niiden tarvitseman typen ja lisäksi parantamaan satoja huomattavasti. Enää pelloille ei tarvinnut kuskata tonnikaupalla lantaa tai kompostia, ja typen­sitojakasvien viljeleminen voitiin heittää unholaan.

Sadan vuoden aikana kasveille sopivan reaktiivisen typen tuotanto – joka on kaiken lisäksi edullista – on mullistanut maanviljelyn. 1960-luvulla se oli yksi ”vihreän vallankumouksen” neljästä tukipilarista, joita olivat uudet satoisammat lajikkeet, torjunta-aineet, keinokastelu ja kemialliset lannoitteet. Vihreää vallankumousta ylistettiin tuolloin yhdestä suusta valtavaksi menestykseksi, mutta nyttemmin ensin teollisuusmaissa ja sitten kehittyvissä maissa on havaittu, että epäorgaanisten typpilannoitteiden käytöllä on ollut seurauksia, joita juuri kukaan ei ollut ennakoinut.

Typpilannoitteiden tappavat seuraukset

Maanviljelijät oivalsivat nopeasti, että keinolannoitteiden ansiosta pellot eivät enää tarvinneet eläinten tuottamaa lantaa tai typensitojakasveja. Miksi siis hankaloittaa elämäänsä pitämällä lehmiä tai lampaita ja antamalla niiden laiduntaa, kun helpommallakin oli mahdollista päästä? Monet luopuivatkin karjanhoidosta ja keskittyivät kasvin- ja erityisesti viljantuotantoon. Koska kuitenkin maitoa ja lihaakin tarvittiin ja niiden kysyntä kasvoi nopeasti, toiset maataloustuottajat erikoistuivat karjatalouteen. Tuottavimmilla tiloilla karja alettiin pitää kokonaan sisätiloissa ja nurmirehu korvattiin vilja- ja öljykasveilla.

Muutamassa kymmenessä vuodessa Euroopan maatalousmaisema koki täydellisen muodonmuutoksen. Esimerkiksi Ranskan, joka on yksi maailman tärkeimmistä maatalousmaista, keski- ja itäosissa leviää nykyisin valtavia viljapeltoja, joita hoidetaan pääosin koneellisesti ja lannoitetaan mittavasti kemiallisilla typpilannoitteilla.

Normandiassa, Bretagnessa, Tanskassa ja Baijerissa karjankasvatus on teollistunut yhä enemmän ja eläintenpito keskittyy valtaville suurtiloille. Yli tuhannen pään nautakarjat alkavat olla arkea useissa Euroopan maissa, samoin satojen tuhansien kanojen teollisuuskanalat ja sikalat, jotka tuottavat kymmeniä tuhansia sikoja vuodessa. Kehitys on suoraa seuraus­ta Haberin keksinnöstä, jota pidetään ansaitusti maatalouden historian merkittävimpänä keksintönä – joidenkin mielestä se on jopa koko ihmiskunnan historian tärkein keksintö.

Lyhyen aikavälin talousajattelun kannalta maatalouden vallankumous edusti hyödyllistä kehitystä, mutta siitä on seurannut sarja tuhoisia vaikutuksia niin ihmisten terveydelle kuin ympäristölle. Todellisuudessa hyvin monet maatalouden aiheuttamat ympäristö- ja terveysongelmat johtuvat typpilannoitteista, tai tarkemmin sanoen niiden virheellisestä käytöstä.

Ensimmäinen ongelma on se, että suurten viljatilojen alueella orgaanisen aineksen osuus maaperässä vähenee, koska siihen ei tuoda orgaanisia lannoitteita ja koska vuoroviljelystä on luovuttu, vaikka viljelykierrossa esimerkiksi sinimailanen toisi maaperään typpeä ja orgaanisia aineksia ja rikastuttaisi sitä luonnollisesti. Tuottavuus voi edelleen pysyä korkeana, mutta on alueita, joissa keinolannoitteista huolimatta sadot eivät enää kasva tai ne jopa pienenevät. Samaan aikaan maaperä ei pidätä vettä entiseen tapaan ja toisaalta veden imeytyminen hidastuu, mikä nostaa eroosioriskiä, kun valumavesien määrä ja tulvat lisääntyvät.

Lisäksi tuholaisten ja kasvitautien määrä on monikertaistunut ja tilanne vaatii yhä enemmän torjunta-aineita. On selvää, ettei tämä ole pelkästään typpilannoitteiden syytä, mutta kun vuoroviljelyä ei enää harjoiteta, mikään ei katkaise kasvitautien ja tuholaisten lisääntymistä. Samaten kasvien lehtien typpipitoisuus on kasvanut, mikä suosii tiettyjen tuhoeläinten, kuten kirvojen, lisääntymistä.

Luonnon monimuotoisuutta syövät myös monokulttuuri viljakasvien viljelyssä sekä maaperän biologisen toiminnan häiriintyminen lannoitteiden ja ilmasta laskeutuvan typen takia. Ilmaan typpi haihtuu ammoniakkina karjanlannasta ja maaperästä. Seurauksena tästä kaikesta on maaperän jatkuva happamoituminen.

Typpikuormituksella on vakavia seurauksia sekä ihmisten terveydelle että ympäristölle. Vuonna 2011 aiheesta julkaistiin kahdensadan eurooppalaisen tutkijan merkittävä tutkimus, joka jäi ikävä kyllä lähes vaille huomiota.1 Syytettyjen penkillä ovat ensimmäisinä nitraatit ja ammoniakki. Nitraatteja on normaalistikin maaperässä, mistä ne imeytyvät kasvien juuriin ja antavat kasveille suurimman osan niiden tarvitsemasta typestä. Mutta varsinkin keinolannoitteita käytettäessä typpeä jää runsaasti maaperään ja se huuhtoutuu sieltä sateiden mukana sekä pohja- että pintavesiin ja päätyy lopulta juomaveteen.

Ilmiön kaksi merkittävintä seurausta ovat ensinnäkin tiettyjen syöpien lisääntymisriski sekä toisaalta pintavesien rehevöityminen, mistä on seurauksena kalojen katoaminen ja kymmenientuhansien tonnien viherleväkasvustojen leviäminen rannikoille joka vuosi. Nitraatteja löytyy joskus erittäin korkeina pitoisuuksina tietyistä kasviksista, mutta niiden vaikutuksesta terveyteen ei olla vielä saavutettu yksimielisyyttä, koska riittäviä yhteneviä tutkimustuloksia ei ole saatavilla.

<

Pienhiukkasten alku ja juuri

Ammoniakki on nitraatteja huomattavasti vähemmän tunnettu mutta sekä terveyden että ympäristön kannalta sitäkin huolestuttavampi aine. Lähes kaikki ammoniakkipäästöt tulevat maataloudesta, jossa maanviljelyksen osuus on 64 prosenttia ja karjatalouden 34,4 prosenttia.2 Ammoniakki ei pysy kauan ilmassa, vaan osa siitä laskeutuu maaperään ja kasvien pinnalle ja osa muodostaa uusia ei-toivottuja typpiyhdisteitä, kuten dityppioksidia, joka on kasvihuonekaasu, sekä muita haitallisia typen oksideja. Nämä liittyvät muihin ilmassa oleviin saasteisiin ja muodostavat pienhiukkasia.3

Pienhiukkaset ovat kaikkein huolestuttavimpia, sillä ne kulkeutuvat syvälle keuhkorakkuloihin ja aiheuttavat syöpää, sydän- ja verisuonitauteja sekä hengitysteiden sairauksia. Maailman terveysjärjestö WHO on arvioinut, että pienhiukkaset aiheuttivat vuonna 2016 noin 4,2 miljoonaa ennenaikaista kuolemaa.4

Ranskan ilmansaasteiden tutkimuskeskuksen Citepan mukaan vuonna 2016 ilman pienhiukkasista 55 prosenttia oli peräisin maa- ja metsätaloudesta, eivätkä niiden päästöt ole vähenemään päin toisin kuin teollisuuden ja liikenteen.5 Maanviljely on kaikki hiukkaset mukaan lukien merkittävin päästöjen aiheuttaja, mutta pienimpien hiukkasten tuottajista suurin on karjatalous. Maatalouden tuottamat pienhiukkaspäästöt ovat korkeimmillaan erityisesti keväisin, jolloin ammoniakkia haihtuu maasta lannoituksen yhteydessä sekä erityisesti karjanlannasta.

Eurooppalaiseen typpitutkimukseen osallistuneet tutkijat arvioivat typpikuormituksen ympäristövaikutusten suuruudeksi 70–320 miljardia euroa vuodessa. Vaikutukset kohdistuvat paitsi kaiken kaikkiaan ekosysteemeihin myös ilman ja veden laatuun sekä viime kädessä ihmisen terveyteen.6 Tutkijoiden mukaan negatiivisten vaikutusten hinta ylittää typpipitoisten keinolannoitteiden käytön tuottamat voitot. He pitävät typpikuormitusta yhtenä 2000-luvun suurimmista ympäristöongelmista ilmastonmuutoksen ja luonnon monimuotoisuuden häviämisen rinnalla.

Mikä avuksi?

Ensimmäinen ratkaisu olisi luonnollisesti vähentää typpipitoisten keinolannoitteiden käyttöä tai jopa täysin lopettaa se. Tämä olisi mahdollista toteuttaa muuttamalla tuotantojärjestelmiä esimerkiksi niin, että palkokasvien, kuten papujen, herneen tai sinimailasen osuutta lisättäisiin viljelykierrossa. Se vapauttaisi maatalouden merkittävästä tuontisoijariippuvuudesta. Luomumaataloudessa keinolannoitteita ei tarvita lainkaan, mikä on painava argumentti luomuun siirtymisen puolesta, samoin kuin se, ettei siinä käytetä myöskään kemiallisia torjunta-aineita.٧

Jos kemiallisten typpilannoitteiden käyttö kiellettäisiin kertaheitolla kaikkialla, sen seuraukset olisivat katastrofaaliset, sillä luomuun siirtyminen voi tapahtua vain vähitellen ja se vaatii suurelta osalta tiloja tuotantojärjestelmän täydellistä mullistusta. Suurin osa asiantuntijoista on tähän asti katsonut, että typpilannoitteiden poistuminen maanviljelystä johtaisi tuottavuuden merkittävään laskuun.

Tuoreen meta-analyysin pohjalta on kuitenkin tultu siihen tulokseen, että koko maailman tasolla luomun ja perinteisen viljelyn tuottavuuden ero on vain 19 prosenttia8 ja se putoaa jopa 8–9 prosenttiin, kun luomuviljelyssä noudatetaan eri lajikkeiden vuoroviljelyä. Toinen meta-analyysi on osoittanut, että kumppanuuskasvien hyödyntäminen sekä lomittaisviljely nostavat satoa keskimäärin 30 prosenttia.9 Maailman väestön ruokkiminen ilman kemiallisia typpilannoitteita näyttäisi siis olevan mahdollista, mutta se edellyttää maatalouden mallin radikaalia kokonaisuudistusta.

Yksi osa ratkaisua voidaan toteuttaa myös lyhyellä aikavälillä. Vaivattominta on vähentää lihansyöntiä ja pienentää teollisuustuotannoksi muodostuneen karjatalouden tilakokoja. Karjatalous tuottaa ammoniakista kolme neljännestä ja pelkästään sisätiloissa elävä karja kuormittaa ilmakehää ammoniakilla neljä kertaa enemmän kuin laidunkarja – jos laiduntaminen ei tapahdu tehomaatalouden keinoin. Ammoniakkipäästöjen vähentämiseen on toki erilaisia teknisiä konsteja, kuten lantasäiliöiden kattaminen, lannan kaivaminen maahan tai ammonium­nitraatin käyttö urean sijasta, mutta ne tulevat usein kalliiksi ja joskus toimenpiteiden teho jää pieneksi.

Jos kemiallisten typpilannoitteiden käyttöä vähennettäisiin voimakkaasti tai se lopetettaisiin kokonaan, se merkitsisi välttämätöntä paluuta sekatiloihin, mikä taas vähentäisi ostorehun varassa toimivien karjatilojen osuutta. Nykyisin karjanrehua voidaan tuottaa keinolannoitteiden turvin suhteellisen halvalla, minkä ansiosta on mahdollista tyydyttää maailman tasolla lihan ja meijerituotteiden jatkuvasti kasvava kysyntä. Euroopassa lihan kysyntä on jo laskussa – kehityksen suuntana vaikuttaa olevan se, että kuluttajat syövät vähemmän mutta laadukkaampaa lihaa.

Vihreän vallankumouksen uusi versio, joka korjaisi edeltäjänsä tuhoisat seuraukset, on siis mahdollista toteuttaa. Se edellyttää typpilannoitteiden käytön vähittäistä vähentämistä kasvintuotannossa ja muiden kuin tehomaatalouden menetelmien valitsemista karjataloudessa, esimerkkinä vaikkapa nurmirehun käyttö. Vallankumouksen toteutuminen vaatii kuitenkin kahta asiaa, jotka näyttävät vielä olevan surullisen kaukana, nimittäin kuluttajien informointia ja poliittista tahtoa.