Maa on ravinnevarasto

Maan tärkeimpiä kemiallisia ominaisuuksia on sen kyky pidättää ja sitoa ravinteita.

Maaperä on kasvien ravinnevarasto. Ravinteet ovat maassa joko:

  1. pidättyneinä maahiukkasten, etenkin savihiukkasten pinnalle
  2. sitoutuneena maan eloperäiseen ainekseen eli humukseen tai
  3. liuenneina maaperän veteen ns. maanesteeksi.

Maahiukkasten pinnoille pidättyneet ravinteet ovat suojassa huuhtoutumiselta, mutta kasvit voivat kuitenkin käyttää niitä hyväkseen. Maanesteen ravinteita kasvit voisivat käyttää helposti hyväkseen, mutta siinä ravinteita on niukasti. Juurikarvat tunkeutuvat aivan maahiukkasten läheisyyteen. Ne tehostavat kasvien veden- ja ravinteidenottoa.

Ruokatieto, maan huokoset

Vesi ja ilma ovat maan huokosissa. Kasveille käyttökelpoiset maan ravinteet ovat pääosin pidättyneinä maahiukkasiin.

Negatiiviset maahiukkaset sitovat positiivisia ravinneioneja

Savi- ja humushiukkasten kyky sitoa ravinteita perustuu siihen, että ne ovat negatiivisesti varautuneita. Tämän vuoksi ne pystyvät sitomaan positiivisesti varautuneita ravinneioneja. Sähköisin voimin pidättyneet ravinteet ovat liikkuvia ja ne voivat vaihtua maanesteen muihin ioneihin.

Maahiukkasten ja maanesteen välillä vallitsee tasapaino. Kasvien ravinteiden otto ja sateet laimentavat maanestettä, jolloin maahiukkasten pinnoilta irtoaa ravinneioneja maanesteeseen. Maata kalkittaessa happamat vetyionit vaihtuvat emäksisiiin Ca-ioneihin.

Kun maanesteeseen lisätään ammoniumioneja (NH4+), maahiukkasten pinnalla olevat kationit (esim. K+, Ca2+ ja Mg2+) korvautuvat niillä.

Negatiivisten maahiukkasten pinnoille on kiinnittynyt ns. vastaioneiksi positiivisia ioneja eli kationeja (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+ jne.). Nämä ionit ovat liikkuvia ja ne voivat vaihtua maanesteen kationeihin.

Ruokatieto, maahiukkasten kemiaa

Ammoniumionien lisäys maanesteeseen aiheuttaa maahiukkasen pinnalla olevien kationien vaihtumisen ammoniumioneihin. Tavallisessa viljelymaassa on eniten kalsiumioneja.