Huumus on mulla orgaanilise aine üks mitmest esinemisvormist. Kuna tüüpilises parasniiskes põllumullas moodustab huumus suurema osa kogu orgaanilisest ainest, kasutatakse kõnekeeles neid ka sünonüümidena.

Energiaallikas ja tugev valuuta

Mulla orgaaniline aine parandab mulla struktuursust, veehoiuvõimet, taimetoiteelementide neelamise võimet, puhverdusvõimet (pH muutus) ning on energiaallikas mulla­elustikule.

Mulla orgaaniline aine on tihedalt seotud ökosüsteemi süsiniku- ja lämmastikuringega.

Kuna muld on üks maailma suurim süsinikuvaramu, nähakse seda globaalsel tasandil kliimamuutuse mõjutajana. Negatiivse huumusbilansi korral peetakse põllumeest kliima soojenemisele kaasa aitajaks ning positiivse bilansi korral maailma päästjaks.

Seega pole tänapäeval mulla orgaaniline aine mitte ainult mullaviljakuse ja põllumajanduse teema – see on osa ka üleilmsest keskkonna- ja kliimapoliitikast ning mõnes riigis muutunud süsinikukvootide äris juba tugevaks valuutaks.

Kuigi orgaaniline aine moodustab mullast väiksema osa kui mineraalosa (välja arvatud turvasmullad), on see ülimalt tähtis mulla talitlemise, sealhulgas mulla viljakuse seisukohalt. Mulla viljakus on võime varustada taimi toiteelementide ja veega ning taimejuuri hapnikuga.

Orgaaniline aine ega huumus pole otseselt taimede toit. Optimaalsel hulgal ja teatud kvaliteedi juures tagab see soodsad kasvutingimused ning alles mineraliseerumisel vabanevad mulda taimele omastatavad toiteained.

Huumusained sisaldavad 2–5% lämmastikku ning arvestataval hulgal ka fosforit ja väävlit. Tänu sellele saab lähtuvalt mulla huumusesisaldusest edukalt optimeerida näiteks lämmastikväetise kasutust. Tegusas mullas pole tähtis ainult huumuse teke, vaid ka selle lagunemine. Kõnekäänd, et mis liigub, see kulub, kehtib ka mullas.

Mullaviljakuse säilitamiseks on oluline, et pikemas perspektiivis oleks ka põllumullal huumuse teke ja lagunemine tasakaalus. Selleks et seda õigesti hinnata, tuleb eristada mulla orgaanilise aine eri vorme, nende määramise meetodeid ja arvutamise võimalusi.

Muld ja selle huumusbilanss

Mulla huumusbilanss kujuneb sellest, kui palju huumust lisandub ja kui palju seda mineraliseerub kasutatavate agrotehniliste võtete juures. Mulla talitlemisvõime säilitamiseks nii produktiivsuse kui ka keskkonnahoiu seisukohalt peab muld pidevalt saama “värsket” orgaanilist ainet koguses, mis kompenseeriks talitlemise käigus tehtud kulutused.

Lihtsustatult jaotatakse mulla orgaaniline osa kolmeks: 1) elusorganismid, 2) surnud, lagunemata ja poollagunenud taimsed ja loomsed jäänused ehk varis, 3) spetsiifiline mulla orgaaniline aine ehk huumus.

Mulda ladestunud varis hakkab mullas peamiselt mikroorganismide osalusel muunduma, kusjuures osa orgaanikast mineraliseerub ja osa muundub huumuseks.

Lagunemise ja humifitseerumise kiirus ja vahekord sõltuvad varise koostisest, mulla omadustest, kliimast ja mullaelustikust.

Üldiselt on huumuse tekke jaoks Eesti mõistes parimad tingimused parasniiskes liivsavi lõimisega neutraalse pH-ga mullas. Liiga kerge lõimisega liivmullas tagab hea õhustatus küll kiire mineraliseerumise, ent mullas jääb väheks saviosakesi, millega huumusained saaks moodustada püsivaid ühendeid. Seetõttu on liivmullad juba oma olemuselt huumusevaesemad.

Liigniisketes muldades on orgaanilise aine lagunemine õhupuuduse tõttu aeglane, ja üldine orgaanilise aine sisaldus suurem kui parasniisketes või tugevasti kuivendatud muldades. Need on ainult üksikud näited sellest, et igale mullale on sõltuvalt tüübist, lõimisest ja niiskusoludest omane teatud huumushoiuvõime. Seega ei saa olla eesmärk kõik mullad võrdseks muuta, vaid tuleb osata hoida mulla eripära arvestavat huumusseisundit.

Võrreldes muu orgaanilise ainega, seisneb huumuse eripära selles, et huumusained on mullas tugevasti liitunud mulla peene mineraalosaga ja valdavalt väga stabiilsed.

Kui mulda sattunud lämmastikurikas rohulible võib mullas laguneda paari kuuga, siis huumuse teatud ühendid püsivad mullas mitu tuhat aastat.

Eesti põllumuldades mineraliseerub huumusest keskmiselt 1–3% aastas. Kuna mulla huumusesisaldus on suhteliselt püsiv näitaja, vajab muutuste tuvastamine pikka aega.

Eesti Maaülikooli Eerikal asuvas pikaajalises põldkatses, kus mulla algne huumusesisaldus oli ~1,7%, langes 15 aastaga ilma orgaaniliste väetisteta külvikorras huumusesisaldus 0,14% võrra ning tahe­sõnnikuga külvikorras suurenes see 0,25% võrra. Samalaadsed aeglased muutused on teadusliku tõestuse leidnud ka mujal korraldatud pikaajalistes põldkatsetes.

Seetõttu tuleb kriitiliselt suhtuda teadetesse, et mingi imepreparaat vm tehnoloogia suurendab mulla huumusesisaldust paari aastaga mitu korda. Näiteks võib tuua Maalehes kajastatud Jõgeval tehtud mahekatse, kus väidetavalt viie aastaga tõusis mulla orgaanika 1,4% pealt 4,1%ni. Selliseks muutuseks oleks pidanud igal aastal mulda jääma umbes 17 t/ha orgaanikat kuivaines. Kui eeldada, et huumusesisalduse kasv on 0,5% aastas, siis selle saavutamiseks kuluks u 350 t/ha haljasväetist aastas. Jäägu lugeja otsustada, kas see on võimalik.

Sellised väärarusaamad on lihtsad tekkima ka asjaolust, et mulla orgaanilise aine vormide määramiseks on kasutusel erinevaid meetodeid ja ühikuid. Orgaanilise aine üldsisalduse määramine kuumutuskaona on sobilik eelkõige turba ja metsakõdu analüüsimiseks.

Mineraalmulla puhul suudavad mulla stabiilset ja kvaliteetse huumuse osa kõige usaldusväärsemalt tuvastada kas märgtuhastamine kemikaalidega (sh meil levinud Tjurini meetod) või kuivpõletamine elementanalüsaatoril (Dumas’ meetod). Nende meetoditega saadakse teada orgaanilise süsiniku sisaldus, ent on oluline, et proovist oleks enne eraldatud karbonaatide koostises olev süsinik.

Viimasel aastakümnel on Põllumajandusuuringute Keskus kasutanud mulla orgaanilise süsiniku määramiseks lähi-infrapuna peegeldusspektromeetrit (NIRS-meetod). Seega otseselt ei määrata keerukaid huumusaineid, vaid levinuim viis huumusesisalduse leidmiseks on teha seda orgaanilise süsiniku alusel arvestusega, et huumuse koostises on keskmiselt 58% süsinikku.

Lisaks orgaanilise süsiniku (huumuse) sisalduse määramisele on tegelikult veelgi olulisem, milline on huumuse varu (t/ha) ja kuidas see muutub. Selle juures võetakse peale huumusesisalduse arvesse huumusekihi tüsedus, lasuvustihedus ja kivide maht.

Peale eelmainitu mõjutab huumusevaru kujunemist harimistehnoloogia. Paljud mullaharimisviiside uuringud on näidanud, et minimeeritud või künnita harimisel orgaanika kontsentratsioon pindmises 5–10cm kihis küll suureneb, ent kogu huumusekihti arvestades võib huumusevaru isegi kahaneda.

Analüüsides eelmiste aastate põllukultuuride kasvupinna struktuuri ja sõnniku ressurssi Eestis, selgub, et paljudel maakasutajatel on huumusbilanss viljavahelduses negatiivne. Et mineralisatsioon ja humifikatsioon oleksid tasakaalus, peab mulda jõudma 5–6 t/ha orgaanilist kuivainet aastas.

Alates 1990. aastate keskpaigast on meil aga sõnnikut sellest vajadusest umbes kolm korda vähem. Seega on huumusevaru säilitamiseks vaja lisaks tavapärasele sõnnikule kasutada üha enam alternatiivseid orgaanilisi väetisi, nagu haljasväetised, kompostid, biosüsi vms.

Huumusesisaldust saame mõjutada ka agrotehniliste võtetega, millest olulisimad on õige kultuuride valik külvikorras (nende juured, tüü jne) ja oskuslik orgaaniliste väetiste kasutus. Seega sõltub plusspool tugevasti väetamisest, kultuurist ja saagist.

Väetamise mõju mulla huumusesisaldusele on otsene või kaudne. Otseselt mõjutavad mulla huumusesisaldust orgaanilised väetised. Väetiste kaudne mõju avaldub taimede toitumise kaudu. Väetamisel suureneb saak ning sellega koos ka mulda ja mullapinnale jäävate taimejäänuste hulk.

Huumusbilansi seisukohalt võiks uuringutele tuginedes arvestada, et mulda viidud orgaanilise aine kuiv­ainest läheb huumuseks huumusevaestes (~2%) muldades 10–20% ja huumuserikkamates muldades isegi üle 30%, kuid samas peame arvestama, et ühtaegu huumuse tekkega leiab aset ka selle lagunemine.

Kirjanduse andmetel mineraliseerub mulla huumusevarust aastas kartulipõllul keskmiselt 2,7%, taliteraviljal 1,2%, suviteraviljadel 1,9% ja timutipõllul 0,8%. Agronoomilisest seisukohast on oluline, et orgaanika lagunemise dünaamika langeks kokku põllukultuuride kasvu- ja toiteelementide omastamise dünaamikaga. Peamine tehnoloogiline võte on soodsa keskkonna loomine lagundajatele ja toiteelementide vahekorra korrigeerimine. Näiteks lagundamise kiirendamiseks vajadusel põhule mineraalse lämmastiku või vedelsõnniku lisamine. Lämmastikurikka ristiku võiks aga külvata allakülvina ja siis koos põhuga mulda viia, et ristiku lagundamisel ei kaasneks lämmastiku leostumist.

Kuidas kõike kokku arvutada?

EMÜ teadlastel on käsil projekt, et töötada välja Eesti tingimusi arvestav ja praktikas rakendatav asukohapõhine põllumuldade huumusbilansi kalkulaator. Huumusbilansi mudelid võtavad arvesse mulla omadusi, maakasutust, kasvatatavate kultuuride agrotehnikat ja lämmastikväetiste kasutamist.

Kõige enam on rakenduslikke huumusbilansi kalkulaatoreid koostatud Saksamaal. Kuna teistes tingimustes välja töötatud mudeli arvandmed ei ole Eesti tingimustesse otseselt üle võetavad, arvutatakse projekti käigus välja kohalikesse oludesse sobivad näitajad (humifikatsioonikoefitsiendid, süsiniku bilanss).

Varasemate uuringute analüüsiga töötatakse välja või täiustatakse koefitsiente, mis arvestavad agrotehnoloogiate (harimisviisid, tahe- ja vedelsõnniku kasutamine, haljasväetised, kompostid, vahekultuurid, põhu eemaldamine või muldaviimine jne) mõju mulla huumusbilansile.

Kuna huumusbilanss sõltub tootmistasemest, mullaviljakusest ja teistest omadustest, kasvatatavast kultuurist ja väetamisest, lähtutakse ka meie huumusbilansi kalkulaatoris kõigepealt konkreetse põllu mulla omadustest ja seireandmetest, nagu lõimisest, huumuse- või orgaanilise süsiniku sisaldusest, huumusekihi tüsedusest ja selle lasuvustihedusest. Kuna mulla huumuseseisund määrab taimede toitainetega (lämmastikuga) varustatuse, on see kalkulaator abiks ka (lämmastik)väetamise optimeerimisel.