Maankuoren päällä on ohut kerros, josta kaikki elämä maapallolla on riippuvaista. Siinä kasvavat kasvit tuottavat muille eliöille happea ja ravintoa. Myös ihmiskunnan ruokkiminen edellyttää elävää viljelymaata, jota tällä hetkellä on vain muutama prosentti koko maapallon pinta-alasta. Asiaa tuntemattoman silmään multava ja hedelmällinen viljelymaa ja loppuunkulutettu mineraalimaa saattavat kuitenkin näyttää hyvin samalta, vaikka niiden toiminta ja arvo ovat ekosysteemien kestävyyden kannalta hyvin erilaiset. 

Elävä maa on puhtaan veden ja ilman tapaan arvokas ja rajallinen luonnonvara ja meille ihmisille elintärkeä. Siksi siihen kannattaa tutustua koulussakin! Biologian ja maantieteen opettajien liitto BMOL ry:n Maaperän sankarit -materiaalikokonaisuuden avulla yläkoulun ja lukion opettajat voivat opettaa aihetta maksuttomien monimediaisten materiaalien avulla. Pitkälti samat mekanismit toimivat erilaisissa maalajeissa ja ekosysteemeissä, mutta näiden materiaalien keskiössä ovat erityisesti viljelymaat.

Tästä tekstistä löydät tiiviit perustelut sille, miksi maaperä on on tärkeä aihe, sekä materiaalipaketin kuvauksen linkkeineen ja lisämateriaaleineen. Teksti koostuu seuraavista osista:

1. TAUSTATIETOA
– Mikä maaperä?
– Maaperä on ympäristöratkaisu ja -ongelma
– Maata voidaan hoitaa
– Monimuotoinen maaperä

2. MATERIAALIPANKKI
– Animaatiovideot
– Asiantuntija-artikkelit
– Kuvapankki
– Kalvosetti
– Juliste maaperän pieneliöistä
– Maaperäsanasto
– Ohjeita toiminnallisiin harjoituksiin ja oppituntikokonaisuuden suunnitelma

3. OPPITUNTIKOKONAISUUDEN SUUNNNITELMA

4. TOIMINNALLISET HARJOITUKSET
– Maaperäsanasto-tehtävä
– Maaperä-visa
– Mullan mikroskopointi
– Kylvömullan valmistus tai kaupan multiin tutustuminen
– Lapiotesti
– Maatumiskokeita ja matoja
– Postereita maaperäeliöistä
– Maaperässä kuhisee -tiedeprojekti
– Tutustutaan typpinystyröihin
– Hillopurkkikoe
– Merkilliset maaperäeläimet -nettivisat
– Maanäytteen pH:n määrittäminen
– Vielä pari vinkkiä englanninkielisistä laborointiohjeista

5. KUVAPANKKI

Ei muuta kuin varpaat multaan ja uutta oppimaan!

1. Taustatietoa

Maaperä koostuu monista aineista, on lukemattomien eliölajien elinympäristö ja tärkeä osa monien ekosysteemien toimintaa. Seuraavasta tekstistä voit lukea taustatietoa maaperän rakenteesta ja roolista ekosysteemissä sekä maaperän suojelusta. 

Mikä maaperä?

Maaperällä tarkoitetaan kallioperää peittävää irtomaakerrosta. Se koostuu yleensä kahdesta pääosasta: mineraalimaasta ja eloperäisestä aineksesta. Maaperässä on yllättävän paljon myös ilmaa ja vettä ja siellä elää valtava määrä erilaisia eliöitä. Mineraalimaan ja eloperäisen aineksen suhteet maaperässä vaihtelevat ja eri tyyppisiä sekoituksia kutsutaan maalajeiksi. 

Maaperän mineraalimaa on syntynyt kallioperästä geologisten prosessien tuloksena (mm. jääkauden aikana ja pian sen jälkeen). Mineraalimaa on siis jauhautunutta kallioperää, kuten hiekkaa, savea tai moreenia.

Eloperäinen, eli orgaaninen maa-aines on kasvien, eläinten ja mikrobien jäänteitä ja niiden hajoamistuotteita, joita hajottajaeliöt ovat hajottaneet pieniin osiin. Eloperäinen aines koostuu hajoamisen eri vaiheissa olevista jäänteistä. Esimerkiksi kuollut kasvin lehti voi olla hajonnut kokonaan, osittain tai ei vielä lainkaan. Eloperäisessä aineksessa on myös hyvin hitaasti hajoavan hiilen varastona toimivaa humusta. Humusta syntyy, kun eloperäinen aines hajoaa maassa ja sitä yhdistyy bakteerien ja sienten tuottamiin yhdisteisiin. Humuksen kemiallinen rakenne on hyvin monimutkainen.

Maaperän hyvinvointi voi vaihdella paljon. Hyvinvoivasta maaperästä sanotaan, että maan kasvukunto on hyvä. Tällöin kasvit kasvavat maassa hyvin, maa kykenee puhdistamaan vettä ja sääntelemään vesivaroja, sitomaan hiiltä, ylläpitämään monimuotoisuutta ja kierrättämään ja varastoimaan ravinteita. Huonokuntoinen maa ei kykene kaikkiin tai osaan näistä asioista.

Maaperä on ympäristöratkaisu ja -ongelma 

Maaperä on pitkään nähty vain ympäristöongelmien kohteena. Yleisesti tiedetään, että maaperä voi kärsiä eroosiosta, suolaantumisesta, happamoitumisesta tai kemikalisoitumisesta. Onkin totta, että nykyiset ruuantuotannon menetelmät ja maankäytön tavat vahingoittavat maaperää monin tavoin. Toisaalta nykyään tiedetään myös, että maaperällä on tärkeä rooli monien ympäristöongelmien hillinnässä ja niihin sopeutumisessa. Hyvinvoiva maa vähentää myös ravinnehuuhtoutumia vesistöihin, on keskeinen tekijä luonnon monimuotoisuuden ylläpitämisessä ja liittyy jopa ihmisten terveyteen. 

Jo presidentti Franklin D. Roosevelt on todennut, että maaperänsä tuhoava kansakunta tuhoaa itsensä. Tämä pitää valitettavan hyvin paikkansa, sillä viljelymaiden käsittely vaikuttaa myös mm. ilmaston lämpenemiseen ja vesistöjen tilaan. Jostain syystä hyvinvoivan maan arvo luonnonvarana on pitkään jäänyt yhteiskunnassa vähälle huomiolle. Tutkimusmaailmassa ja maanviljelijöiden keskuudessa maaperän ja siitä huolehtimisen arvoon on kuitenkin viime vuosina alettu havahtua. Aiheen parissa tehdään nykyään paljon tutkimusta ja viljelijät kehittävät viljelymenetelmiä itsenäisesti ja yhteistyössä tutkijoiden kanssa.

Seuraavassa käydään lyhyesti läpi maaperän rooli neljän keskeisen ympäristöongelman aiheuttajana ja ratkaisuna.

1) Eroosiolla tarkoitetaan maaperän tai kallioperän kulumista esimerkiksi sateen, tuulen tai virtaavan veden vaikutuksesta. Maaperän eroosiossa maasta kulkeutuu tuulen ja veden mukana pois etenkin pintamaata. Suomessa peltoalueilla tapahtuva vesieroosio on merkittävin eroosion muoto. 

Eroosion voimakkuus vaihtelee maan kunnosta riippuen. Hyvinvoiva, elävä viljelymaa kärsii eroosiosta selvästi huonokuntoista maata vähemmän. Tämä johtuu siitä, että hyväkuntoinen maa sisältää paljon orgaanista (eloperäistä) ainesta, jolla on kyky sitoa moninkertaisesti painonsa verran vettä, mikä vähentää ravinteiden huuhtoutumista maasta. Orgaanisen aineksen määrän lisääntyessä myös maan kyky muodostaa kestäviä maamuruja lisääntyy. Maamurut ovat keskeinen käsite hyvän maan rakenteen ymmärtämisessä. Ne ovat maahiukkasten yhteenliittymiä, joita muodostuu itsestään ja juurten erittämien ja mikrobitoiminnassa syntyvien aineiden vaikutuksesta. Maamurujen sisään varastoituu orgaanista ainesta ja muodostuu humusta, eli hitaasti hajoavan hiilen varasto.

2) Eroosio kuormittaa vesistöjä. Tämä johtuu siitä, että eroosion vuoksi maa-ainesta ja sen mukana kulkeutuvia ravinteita päätyy vesistöihin. Valuma-alueilta ja tuulen mukana vesistöihin kulkeutuvat ravinteet (mm. typpi ja fosfori) aiheuttavat vesistöissä rehevöitymistä. Suomessa maatalouden ravinnekuormitus koostuu pääosin pelloilta purkautuvien pinta- ja salaojavaluntojen sisältämistä liukoisista ja kiintoainekseen sitoutuneista ravinteista. Hyväkuntoinen maaperä pidättää hyvin ravinteita pellolla ja vähentää näin ravinnevalumia. Siksi hyvinvoiva maaperä on avain myös esimerkiksi Itämeren pelastamiseen. 

3) Maaperä on keskeinen ilmastojärjestelmän osa, joka joko voimistaa ilmastonmuutosta, auttaa hillitsemään sitä ja/tai auttaa sopeutumaan siihen. 

Tietyt maatalouden käytännöt tekevät maaperästä hiilen lähteen, jolloin maaperässä tapahtuvat prosessit kasvattavat ilmakehän hiilivarastoa ja voimistavat ilmastonmuutosta. Esimerkiksi kyntäminen on tällainen käytäntö. Kyntö on maanmuokkausta, jossa maata käännetään melko syvältä ja maan eri kerrokset sekoitetaan toisiinsa. Kyntö kiihdyttää maan orgaanisen aineksen hajotusta ja altistaa maata eroosiolle. Maan kasvukuntoa ylläpitävässä viljelyssä kyntö onkin usein korvattu kevyemmillä maanmuokkausmenetelmillä tai suorakylvöllä. 

Toisaalta maaperällä on kyky toimia myös hiilinieluna, jolloin maaperässä tapahtuvat prosessit sitovat ilmakehän hiilidioksidia orgaanisten aineiden muodostamaksi hiilivarastoksi. Itse asiassa maaperä toimii valtamerien jälkeen toiseksi suurimpana hiilivarastona. Näin on myös Suomessa, jossa metsät ovat merkittävä hiilivarasto. Silti Suomessakin metsien maaperän hiilivarasto on suurempi kuin kasvillisuuden hiilivarasto. Maaperän hiilinielu kasvaa, kun huolehditaan siitä, että eloperäisen aineksen määrää maaperässä kasvatetaan jatkuvasti. Tällainen maan hoito auttaa ilmastonmuutoksen hillinnässä.

Ilmastonmuutoksen hillinnän lisäksi hyvinvoiva maaperä voi auttaa myös ilmastonmuutokseen sopeutumisessa, sillä se mm. ehkäisee ja auttaa sääntelemään tulvia. 

4) Hyvinvoivassa maaperässä on hyvin runsas lajisto, jopa siinä määrin, että maapallon runsain monimuotoisuus löytyy maaperästä. Maaperäeliöstöstä voit lukea lisää tämän tekstin luvusta ”Monimuotoinen maaperä”.

Huonoon kuntoon saatettu maaperä on siis osaltaan monien ympäristöongelmien taustalla. Toisaalta hyvin hoidettu maa auttaa torjumaan näitä samoja ongelmia!  

Maata voidaan hoitaa

Hyvinvoivan viljelymaan tunnusmerkkejä ovat multava ja ilmava maan rakenne, paljon hajotettavaa eloperäistä ainetta ja runsas ja monipuolinen maaperäeliöstö. Hyväkuntoinen maa tuottaa hyvän sadon ja ympäristöongelmien aiheuttamisen sijaan jopa torjuu niitä. Huonokuntoinen maa taas tuottaa huonomman sadon ja aiheuttaa monia ympäristöongelmia.

Viljelymaan hyvinvoinnista voidaan huolehtia monilla tavoilla. Keskeistä on pitää huolta siitä, että maaperän hiilivarasto ei pienene ja että maan rakenne säilyy hyvänä ja kuohkeana. Maata voidaan hoitaa monilla viljelyteknisillä toimenpiteillä, joita ovat mm. jatkuva kasvipeite pelloilla, viljelykierto, viherlannoskasvien sekä alus- ja kerääjäkasvien viljely*, suorakylvö*, kevennetty muokkaus*, turhan raskailla koneilla ajelun välttäminen pellolla ja maan kalkitus*. 

Lue lyhyet selitykset tähdellä merkityistä toimenpiteistä Baltic Sea Action Groupin Maaperäsanastosta. Seuraavassa on vielä hieman lisätietoa kahdesta merkittävästä maan hoidon menetelmästä.

1) Viljelykierrolla tarkoitetaan viljelykasvien paikan vaihtamista vuosittain suunnitellussa järjestyksessä. Yhdellä peltolohkolla viljellään siis eri vuosina eri kasveja. Toimiva viljelykierto edellyttää monipuolista viljelykasvivalikoimaa. Viljelykasvien lisäksi viljelykiertoon kuuluvat maanparannuskasvit (viherlannoskasvit). Niistä ei saada satoa, mutta ne hoitavat viljelymaata eri tavoin. Viherlannoksessa on usein esimerkiksi (a) apilaa, jonka juurinystyröissä elävät bakteerit sitovat ilmasta typpeä lannoitteeksi viljelymaahan, (b) pölyttäjähyönteisiä houkuttelevia hunajakukkaa ja tattaria ja (c) maan rakennetta syvillä juurillaan muokkaavaa auringonkukkaa.

Viherlannoksen lannoitusvaikutus perustuu biologiseen typensidontaan. Eräät palkokasvien (mm. apila, herne, papu) kanssa symbioosissa elävät bakteerit voivat sen avulla muuttaa typpikaasua kasveille käyttökelpoiseen muotoon. Nämä bakteerit elävät näiden tiettyjen kasvilajien juuristossa muodostaen sinne juurinystyröitä (typpinystyrät). Typpinystyrät ovat niin isoja, että voimme nähdä niitä omin silmin.

Viljelykierron tärkein tehtävä on pitää viljelymaan ravinnemäärät tasapainossa, sillä eri kasvit käyttävät ravinteita eri määriä ja osa kasveista (mm. pavut, herneet, apilat ja virnat) lisäävät ravinteita maahan. Viljelykierrolla myös kasvatetaan eloperäisen aineen määrää maassa, kun viherlannoskasvit käännetään ennen seuraavaa kasvukautta maan sisään hajoamaan uudeksi mullaksi. Rikkakasvit, tuhohyönteiset ja kasvitaudit viihtyvät hyvin sellaisella pellolla, jossa samaa viljelykasvia viljellään monta vuotta samalla paikalla. Siksi viljelykierto ennaltaehkäisee ja rajoittaa rikkakasvien, tuholaisten ja tautien lisääntymistä.

2) Perinteisesti pellot on kynnetty mullokselle syksyllä. Paljaasta maasta multa ja siihen sitoutuneet ravinteet kuitenkin lähtevät talvisateiden myötä helposti karkuun ja valuvat vesistöihin tai maaperän hiiltä poistuu ilmaan. Peltojen pitäminen kasvipeitteisenä ympärivuotisesti auttaa siis hidastamaan ilmastonmuutosta, sekä vähentämään vesistöjen kuormittumista ja maaperän eroosiota.

Pellot voidaan pitää kasvipeitteisenä mm. jättämällä viljasänki peltoon talven ajaksi tai kylvämällä peltoon syksyllä vaikkapa syksyllä itävää rypsiä tai ruista. Viljelykasvien ohella tai niiden sijaan voidaan käyttää myös talvella kuolevia kerääjäkasveja ja viljan alla aluskasveja. Ne rajoittavat rikkakasvien leviämistä, ruokkivat maaperää ja kuivattavat maata varhain keväällä kasvuun lähtiessään. Aluskasvi jatkaa kasvuaan satokasvin sadonkorjuun jälkeen. Kerääjäkasvi voidaan kylvää aluskasviksi tai satokasvin jälkeen. Tällaisiksi kasveiksi sopivat esimerkiksi valkoapila ja timotei. Myös monivuotiset viherlannokset tai nurmet auttavat tässä.

Hyvin huonoon kuntoon päässyttä maaperää on vaikeaa palauttaa ennalleen. Huonokuntoistakin maata voidaan kyllä hoitaa, mutta elämän palauttaminen maahan on hidasta ja kallista. Siksikin maanhoitoa kannattaa tehdä jatkuvasti.

Maanviljelijät ovat tärkeässä roolissa maaperän suojelussa ja hoidossa. Maatalouspolitiikka tukineen ohjaa kuitenkin paljon viljelijöiden käyttämiä viljelymenetelmiä. Nykyinen maatalouspolitiikka ei ohjaa viljelijöitä tarpeeksi paljon ympäristön kannalta hyviin viljelymenetelmiin. Yksi tapa parantaa maan hoitoa ja maaperäeliöstön hyvinvointia onkin poliittisen paineen luominen maatalouspolitiikan kehittämiseksi. Tämä tarkoittaa esimerkiksi huolellisesti puntaroituja äänestyspäätöksiä sekä tavallisten kansalaisten jatkuvaa yhteydenpitoa poliitikoihin: esimerkiksi sähköpostiviestien lähettämistä kansanedustajille ja europarlamentaarikoille.

Monimuotoinen maaperä

Maan hoito tarkoittaa käytännössä myös maaperän pieneliöstön hyvinvoinnista huolehtimista. Maaperän eliöstö eli lierot, hyönteiset ja alkueläimet, sekä bakteerit ja sienet tarvitsevat elääkseen mm. happea, lämpöä, sopivaa kosteutta ja ravinnokseen hajotettavaa kasviainesta.  

Hyvinvoiva maa kuhisee elämää jopa siinä määrin, että maapallon runsain monimuotoisuus löytyy maaperästä. Osan maaperän asukkaista voi nähdä paljain silmin, mutta suurin osa maaperän eliöstöstä on mikroskooppisen pieniä. Neliömetrillä maata voi elää jopa satoja lieroja, kymmeniä tuhansia rataseläimiä ja hyppyhäntäisiä, satoja tuhansia punkkeja ja miljoonia sukkulamatoja. Mikrobeita voi olla miljoonia jo yhdessä grammassa maata. 

Hyvinvoivalla pieneliöstöllä on maassa monenlaisia tehtäviä: se mm. hajottaa eloperäistä ainesta kasvien käyttöön sopiviksi ravinteiksi, muokkaa maan mururakennetta paremmaksi ja helpottaa juurten ravinteiden ottoa. Lisäksi pieneliöstö ehkäisee maan tiivistymistä ja eroosiota sekä vahvistaa maan ja kasvien terveyttä. Siksi niistä kannattaa pitää huolta! Nyrkkisääntönä on, että pellolla maanpäällinen (kasvien) monimuotoisuus ylläpitää maanalaista (maaperäeliöiden) monimuotoisuutta.

Mykorritsat ovat eräs keskeinen elämänmuoto maaperässä. Ne ovat sienijuurisienen ja kasvin muodostama symbionttinen rakenne, josta molemmat osakkaat hyötyvät. Sieni kasvattaa rihmaston, joka tavoittaa moninkertaisesti suuremman maatilavuuden kasvamalla myös maaperän pienissä huokosissa, joihin juuret eivät mahdu. Sieni myös tuottaa yhdisteitä, jotka vapauttavat maahan ja orgaaniseen ainekseen sitoutuneita ravinteita, erityisesti typpeä ja fosforia. Sienijuuren kautta kasville kulkeutuu vettä ja ravinteita ja sienelle kasvin tuottamia sokereita. Lisäksi sienirihmat hoitavat maan mururakennetta. Viljelyssä sienijuurien muodostuminen edistyy muokkausta keventämällä ja käyttämällä hitaasti liukenevia ja orgaanisia lannoitteita.  

Luomuksen sivuilta löydät maaperäeläinten määrityskaavamonisteen: https://www.luomus.fi/sites/default/files/files/maaperaelainten_maarityskaava.pdf
ja selkeää tietoa ja kuvia maaperäeläimistä: https://www.luomus.fi/fi/maaperaelaimet

2. Materiaalipankki

Maaperän sankarit -materiaalipaketin avulla voit yläkoulun tai lukion opettajana opettaa aihetta monimediaisten materiaalien avulla. Paketti koostuu monista osista, joista voit itse koota käyttötarkoitukseesi sopivan kokonaisuuden. BMOL ry on tuottanut pääosan materiaaleista omassa hankkeessaan, mutta vinkkaamme materiaalien osana myös muiden toimijoiden tuottamasta, aihepiiriin sopivasta materiaalista, mm. Baltic Sea Action Groupin ja Luonnontieteellisen keskusmuseon loistavista materiaaleista. Kaikki materiaalit esitellään seuraavassa.

a) Animaatiovideot 

Käytössäsi on kolme lyhyttä (à n. 3 min.) animaatiovideota, joissa maaperäteemaa käsitellään eri näkökulmista.

Mitä multa on? -videolla käydään läpi maaperäteeman perusteet. Nimensä mukaisesti videolla kerrotaan siitä mitä multa ja maaperä ovat ja miksi niistä on tärkeää puhua. Video sopii niin yläkouluun kuin lukio-opetukseenkin. (Videon kesto: 2:56)

Maaperä on ympäristöongelma ja ratkaisu -videolla käsitellään sitä miten maaperä liittyy erilaisiin ympäristöongelmiin. Käsittelyssä ovat eroosio, ilmastonmuutos ja vesistöjen rehevöityminen. Videon teemat ovat edellistä videota haastavampia, joten tämä video sopii yläkoulun ylemmille luokille tai valinnaiskursseille sekä lukioon. (Videon kesto: 3:38)  

10 faktaa maaperästä -video on tehty Baltic Sea Action Groupin tuottaman maaperävisan pohjalta. Nimensä mukaisesti tällä videolla kerrotaan 10 faktaa maaperästä, sekä perustietoja että hieman soveltavimpia tietoja. Videota voi käyttää orientaationa teemaan tai kertauksena opintojakson päätteeksi. Videota voi myös käyttää maaperävisan (ks. Toiminnalliset harjoitukset) oikeiden vastausten tarkistamiseen. (Videon kesto: 4:14)

HUOM! Tässä myös muutama muiden tuottama, aiheeseen hyvin sopiva video:
– Maaperän kemia (kesto 6:17). Tekijä: RootEd Suomi
– Maaperä on tärkeä luonnonvara (kesto 5:55). Tekijä: KAZMERTSUK
– Soil solutions to climate problems (4:07). Tekijä: Center for Food Safety
(nimestään huolimatta tämäkin video on suomeksi, myös englanninkielinen versio on olemassa!)
– Kasteliero – kaupungin ahkerin puutarhuri -kuunnelma. (kesto 6:46). Ylen radiojuttu

b) Asiantuntija-artikkelit

Biologian ja maantieteen opettajien liiton Natura-lehden numeron 3/2019 teemana oli maaperä. Lehdestä löydät runsaasti kiinnostavaa taustatietoa maaperäteemasta. Suurin osa lehden teema-artikkeleista on tutkijoiden kirjoittamia ja lisäksi Natura kävi selvittämässä, kuinka maan kunnosta huolehditaan luomutilalla. Kaiva siis esiin paperinen Natura-lehti tai klikkaa linkkejä, lue juttujen verkkoversiot ja opi aiheesta lisää!

Maaperä on puustoa suurempi hiilivarasto
http://www.naturalehti.fi/2019/11/09/maapera-on-puustoa-suurempi-hiilivarasto/

Peltomaiden hiili kiertää nopeasti
http://www.naturalehti.fi/2019/11/09/peltomaiden-hiili-kiertaa-nopeasti/

Maaperän monimuotoisuus parantaa kasvua
http://www.naturalehti.fi/2019/11/09/maaperan-monimuotoisuus-parantaa-kasvua/

Maaperäeliöstö muokkaa ympäristöään
http://www.naturalehti.fi/2019/11/09/maaperan-eliosto-muokkaa-ymparistoaan/

Hiiliviljelyn pioneerit vaalivat monimuotoisuutta
http://www.naturalehti.fi/2019/09/13/hiiliviljelyn-pioneerit-vaalivat-monimuotoisuutta%ef%bb%bf/

c) Kuvapankki

Kuvapankissa on 29 maaperäopetukseen soveltuvaa valokuvaa ja muutamia piirroskuvia, joita voit käyttää opetuksessa vapaasti. Mainitsethan valokuvia käyttäessäsi kuvaajan nimen ja mahdollisen taustaorganisaation. Pääosa kuvista on BMOL ry:n ympäristökasvattaja Pinja Sipari tai Luonnontieteellisen keskusmuseon Riikka Elon ottamia. Kuvapankki löytyy tämän sivun lopusta!

d) Kalvosetti 

Muokattavaan kalvosettiin on koottu materiaalipaketin teemojen perusteet. Valitse kalvoista omaan käyttöösi sopivat! Voit katsoa pdf-muotoisen kalvosetin tästä.

e) Juliste maaperän pieneliöistä

Kourallisessa multaa on enemmän eliöitä kuin maailmassa on ihmisiä. Peltojen ja puutarhojen lisäksi myös metsämaa kuhisee monenlaisia eläjiä. Hyvinvoiva pieneliöstö hajottaa orgaanista ainesta ja muokkaa maata. Osan maaperän asukkaista voi nähdä paljaalla silmällä, mutta pienimpien mikrobien erottaminen vaatii hyvän mikroskoopin.

Voit tulostaa söpön julisteen maaperän pieneliöistä esim. A4-koossa tästä. Saman julisteen löydät myös Natura-lehden numeron 3/2019 keskiaukeamalta A3-koossa.

Huom! Vielä realistisemman “julisteen”, eli maaperäeliöiden määrityskaavan löydät Luonnontieteellisen keskusmuseon sivuilta. https://www.luomus.fi/sites/default/files/files/maaperaelainten_maarityskaava.pdf

f) Maaperäsanasto

Maaperä koostuu monista aineista, on miljoonien eliölajien elinympäristö ja tärkeä osa monien ekosysteemien toimintaa. Koulukäyttöön tarkoitetussa maaperäsanastossa on kuvattu 10 tärkeää maaperään liittyvää käsitettä. Kuvauksissa keskiössä ovat viljelymaat.

Voit hyödyntää opetuksessa myös quizlet-sanastoa tai tulostettavia sanastokortteja, joihin termien kuvaukset on osin tiivistetty.

g) Ohjeita toiminnallisiin harjoituksiin ja oppituntikokonaisuuden suunnitelma

Tämän tekstin loppuosa koostuu maaperäaiheisen oppituntikokonaisuuden suunnitelmasta, sekä lukuisten toiminnallisten harjoitusten ohjeista, joiden avulla voitte työstää maaperäteemaa yhdessä oppilaiden kanssa. Ensin esittelyssä on oppituntikokonaisuuden suunnitelma ja sitten toiminnalliset harjoitukset.

3. Oppituntikokonaisuuden suunnitelma

Materiaalipaketin avulla voit opettaa aihetta itse valitsemassasi laajuudessa ja joko kokonaan luokkahuoneessa tai esimerkiksi maatilavierailun tai koulupuutarhatoiminnan osana. Maaperäaihe sopii erinomaisesti opetettavaksi myös mm. luokan viherkasvien mullanvaihdon, keväisen taimikasvatuksen tai kompostointikokeiden yhteydessä. Hienoa olisi, jos jokainen opiskelija saisi jossain vaiheessa hiukan myös hypistellä ja haistella oikeaa multaa! 

Maaperän sankarit -materiaalipaketin sisältö (taustatieto ja kalvosetti) jakautuu kolmeen kokonaisuuteen, joiden pohjalta ehdotamme suunnittelun helpottamiseksi kolmea oppimiskokonaisuutta materiaaleineen. Kunkin kokonaisuuden perusasiat ehtii hyvin käydä läpi yhdessä oppitunnissa. Jos mukaan haluaa ottaa useampia toiminnallisia harjoituksia, kannattaa aikaa varata enemmän.

---

A) MIKÄ MAAPERÄ?
– Mikä multa? -video
– Kalvosetin osio “Mikä maaperä, mikä multa?” sekä taustatieto-osio “Mikä maaperä?”
– Soveltuvat toiminnalliset harjoitukset: 

• Maaperäsanasto -tehtävä
• Maaperävisa + tarkistusvideo
• Mullan mikroskopointi
• Hillopurkkikoe
• Kylvömullan valmistus tai kaupan multiin tutustuminen
• Lapiotesti
• Maanäytteen pH:n määrittäminen

---

B) MAAPERÄ ON YMPÄRISTÖRATKAISU- JA ONGELMA
– Maaperä on ympäristöratkaisu- ja ongelma -video
– Kalvosetin sekä taustatietojen osiot “Maaperä on ympäristöratkaisu- ja ongelma” sekä “Maata voidaan hoitaa”
– Soveltuvat toiminnalliset harjoitukset: 

• Maaperäsanasto -tehtävä
• Maaperävisa + tarkistusvideo
• Tutustutaan typpinystyröihin
• Soil Filter
• Measuring Soil Microbial Activity

---

C) MONIMUOTOINEN MAAPERÄ
– Kalvosetin sekä taustatietojen “Monimuotoinen maaperä” -osiot 
– Soveltuvat toiminnalliset harjoitukset:

• Maatumiskokeita ja matoja
• Postereita maaperäeliöistä
• Maaperässä kuhisee! -tiedeprojekti
• Merkilliset maaperäeläimet -nettivisat

---

4. Toiminnalliset harjoitukset

Seuraavassa on kuvattu erilaisia toiminnallisia harjoituksia, joiden avulla oppilaat voivat syventää maaperä-teemaan liittyvää osaamistaan. Osa harjoituksista toteutetaan ulkona tai niissä ollaan mullan kanssa tekemisissä sisätiloissa, osassa taas teemaa työstetään käsitteellisemmin erilaisten tukimateriaalin avulla. Listaan on koottu sekä Maaperän sankarit -hankkeessa tuotettuja harjoituksia, että muiden tahojen tekemiä harjoituksia.

a) Maaperäsanasto-tehtävä

Maaperä-teemaan liittyy monenlaista sanastoa, joka on monille aikuisillekin vierasta. Kokosimme maaperäopetusta varten 10 termin tiiviin sanaston, jota voit hyödyntää suoraan verkkosivulta, quizlet -sanastona tai tulostettavina sanastokortteina. 

Sanastokortteja voit hyödyntää mm. seuraavilla tavoilla:

a) Maaperä-alias, johon käytetään vain termikortteja. Jokaiselle parille annetaan yksi termikortti. He keksivät termiä kuvaavan selityksen. Sitten selitys luetaan ääneen ja muu luokka yrittää arvata mistä maaperään liittyvästä termistä on kyse.

b) Jokainen pienryhmä saa sekoitettuna 10 termikorttia selityksineen. Ryhmät yhdistävät korttien avulla termin ja sitä kuvaavan selityksen.

c) Jokaiselle oppilaalle annetaan yksi kortti, joko termi tai selitys. Tehtävänä on löytää itselle pari, jonka kortti on selitys omalle termille tai termi selitykselle.

c) Maaperä-visa

Maaperävisa on Baltic Sea Action Groupin tuottama visa. Voit tulostaa sen oppilaiden käyttöön tästä tai kopioida Natura-lehden numerosta 3/2019 (s. 22). Lisäksi oikeat vastaukset sisältävä google forms- muotoinen visa löytyy osoitteesta tiny.cc/maaperavisa.

Visan oikeat vastaukset: 1. a, 2. d, 3. a, 4. b, 5. b, 6. c, 7. b, 8. c, 9. a

Voit tarkistuttaa visan myös 10 faktaa maaperästä -videon avulla.

Baltic Sea Action Groupin alkuperäinen visa löytyy täältä.

d) Mullan mikroskopointi

Multa koostuu kahdesta pääosasta: mineraalimaasta ja eloperäisestä aineksesta, ja mullassa elää valtava määrä erilaisia eliöitä. Mikroskooppi on hyvä apuväline asian todentamiseen. Laittakaa petrimaljalle hyppysellinen maata ja vähän vettä ja tutkikaa mikroskoopin avulla miltä näyttää mullan eloperäinen aines ja mineraalimaan hippuset. Mullan eloperäinen aines koostuu hajoamisen eri vaiheissa olevista kasvien ja eläinten jäänteistä. Löydättekö mullan seasta esimerkiksi juurten ja lehtien osia, entä muuta?

Voitte ottaa maanäytteitä (esim. teelusikkallinen multaa) erilaisista kasvupaikoista tai eri tyyppisistä kaupassa myytävistä mullista. Näyttävätkö näytteet tällöin erilaisilta? Mistä se johtuu?

On melko epätodennäköistä, että maanäytteeseen osuisi sellaisia maaperäeliöitä, joita voidaan koulukäytössä olevilla mikroskoopeilla nähdä ja tunnistaa. Maaperäeläinten tutkimiseen liittyvät ohjeet löydät Maaperässä kuhisee-tiedeprojektin ohjeista (ks. myöhemmin tällä sivulla). 

e) Kylvömullan valmistus tai kaupan multiin tutustuminen

Taimien esikasvatuksen aloittaminen on hyvä hetki pysähtyä pohtimaan mitä multa on. Usein ostamme kaupasta valmista kylvömultaa, mutta kylvömultaa voi valmistaa myös itse, jos sopivia raaka-aineita on saatavilla. Pikkuruiset taimet tarvitsevat vain hyvin vähäravinteista multaa ja liiat ravinteet ovat niille vain haitaksi. Kylvömullan valmistukseen tarvitaan hiekkaa (⅓), ⅓ kompostia (esim. hyvin palanut lehtikomposti, tarvittaessa myös turve käy) ja peltomultaa (⅓) tai kasvimaan multaa (myös kaupan musta multa käy). 

Jos mullan valmistukseen tarvittavia materiaaleja ei ole saatavilla, voitte myös tutkia erilaisia kaupan multapusseja. Kaupoissa on myynnissä valtava määrä erilaisia multasekoituksia. Tutkikaa mitä ainesosia eri multasekoituksissa. Mitä hyötyä eri ainesosista on? Miksi kasvin eri kasvuvaiheille ja eri tyyppisille kasveille tarvitaan erilaista multaa? 

f) Lapiotesti

Ammattiviljelijät arvioivat viljelymaansa laatua ja kuntoa niin kutsutulla peltomaan laatutestillä, josta käytetään myös nimeä lapiodiagnoosi. Aistinvaraisilla havainnoilla ja yksinkertaisella tutkimusvälineistöllä maaperästä ja sen kunnosta voidaan saada yllättävän hyvä käsitys.

Lapiotestissä maaperään kaivetaan vajaan puolen metrin syvyinen kuoppa ja maata havainnoidaan kuopan seinämästä ja kaivuumaasta. Aistinvaraisilla havainnoilla ja yksinkertaisella tutkimusvälineistöllä maaperästä ja sen kunnosta voidaan saada yllättävän hyvä käsitys. Lue tarkemmat ohjeet täältä ja tulosta valmis ohje oppilaille täältä.

(HUOM! Löydät lapiotestin ohjeet myös Natura-lehdestä 3/2019!)

g) Maatumiskokeita ja matoja

Maaperäeliöt hajottavat eloperäistä ainesta maassa. Siksi erilaiset maatumiskokeet ovat yksi hyvä esimerkki maaperäeliöiden toiminnasta maassa. Tässä kaksi mahdollisuutta maatumiskokeiden toteuttamiseen.

a) Miettikää mielestänne erilaisin nopeuksin hajoavia asioita (esim. salaatinlehti, omenan rontti, banaanin kuori, munakenno, talouspaperi, maitopurkki, sanomalehti, karkkipaperi, jogurttipurkki, peltipurkki, tupakan natsa jne.).

Valitkaa keväällä tai alkusyksystä koulun pihalta sopiva rauhallinen paikka ja asettakaa valitsemanne asiat maahan. Piirtäkää niistä “kartta”, johon merkitään kukin asia. Peittäkää asiat sitten esim. vanerilevyllä. Käykää kurkkaamassa hajoamisen tilannetta esim. kerran kuukaudessa (tai juuri ennen kesälomaa ja kesäloman jälkeen). Mitä tapahtuu, jos asetetta samat esineet erilaisiin paikkoihin: nurmikon päälle, puoliksi multaan kaivettuna tai asfaltille?

b) Matokompostorin perustaminen ja hoito. Hyvät ohjeet tähän löydät Kierrätyskeskuksen esitteestä: https://www.kierratyskeskus.fi/files/6291/matokompostiesite_A4_2016.pdf

c) Lieroterraario. Lieroterraarion voi tehdä muutamaksi päiväksi havainnollistamaan lierojen työtä maaperässä. Koetta varten tarvitaan kapea akvaario tai terraario. Selkeät englanninkieliset ohjeet ja kuvia kokeen tekemisestä löydät täältä hakusanalla “wormery”.

h) Postereita maaperäeliöistä

Maaperässä on valtavasti elämää. Suurin osa maaperäeliöistä on pikkuruisia tai mikroskooppisen pieniä. Yksittäisiä eliölajeja elää maaperässä valtavia määriä. Useimmiten eliöistä puhutaankin lahkotasolla. Tutustutaan erilaisiin maaperäeläimiin ja tehdään niistä yksikertaiset posterit seuraavan tehtävänannon avulla.

1. Jokaiselle parille tai pienryhmälle annetaan tehtäväksi tutustua yhteen eliöryhmään, esim. maaperäpunkit, hämähäkit, lukit, valeskorpionit, tuhatjalkaiset, siirat, hyppyhäntäiset, muurahaiset, änkyrimadot, lierot, bakteerit.

2. Jokaisesta eliöryhmästä selvitetään perustiedot: mihin pääjaksoon eliö kuuluu, mitkä ovat eliön elintavat, minkälaisessa maassa eliö elää, kuinka paljon lajeja on (Suomessa ja maailmanlaajuisesti)

3. Lisäksi piirretään yleispiirteinen kuva eliöstä mittakaavalla 1:20. Monien lahkojen osalta eri lajien koot vaihtelevat suuresti (esim. hämähäkit ovat Suomessa kooltaan 2-20mm). Tällöin piirretään mittakaavakuva sekä pienimmästä että suurimmasta lajista. Piirtämisessä voi käyttää apuna esim. Luonnontieteellisen keskusmuseon maaperäeläinten määristyskaavaa tai valokuvia. Bakteereista ei näistä lähteistä löydä tietoa, mutta ne kannattaa ottaa tehtävään mukaan niiden lukumääräisen merkittävyyden vuoksi.

Hyviä lähteitä tehtävän tekemiseen ovat Luonnontieteellisen keskusmuseon Maaperäeläimet -sivusto, Ötökkätieto.fi -sivusto ja Suomen lajitietokeskuksen Laji.fi-sivusto.

i) Maaperässä kuhisee -tiedeprojekti

Maaperäeläimiä löytää lähes kaikkialta, ja niiden tutkiminen tarjoaakin oivan materiaalin tutkivaan oppimiseen ja tiedeprojektiin. Kouluryhmät voivat opettajien johdolla tuoda karikenäytteitä koululuokkiin ja laittaa näytteet maaperäeläinten erottelulaitteeseen eli funneliin, jonka kokoamisohjeet on esitetty tällä sivulla. Lisäksi löydät tältä sivulta valokuvia ja tietotekstejä maaperäeläimistä ja voit niiden avulla tunnistaa eri eläinryhmiä. Apuna voi käyttää myös tulostettavaa Maaperäeläinten määrityskaavaa. Lisätietoa maaperäeläinten merkityksestä maaekosysteemeissä saa tältä sivulta. Maaperäeläinten tutkimiseen tarvitaan mikroskooppi, mutta myös suurennuslasin ja luupin avulla eläimiä voi tutkia myös ulkona metsässä.

Tiedeprojekti sopii siis hyvin osaksi biologian opetusta kaikilla koulutasoilla tarjoamalla tutkimus- ja oppilaslähtöistä opetustapaa luonnon monimuotoisuuden opetukseen. Tiedeprojektissa karikenäytteen kerää, funneloi, mikroskopoi ja eläimet tunnistaa oppitunnissa tai parissa, mutta sen voi toteuttaa myös laajempana muutaman viikon kurssityönä tai vaikkapa retkipäivän tai teemapäivän muodossa.

Tiedeprojekti tukee luonnontieteellisen ajattelun ja tutkivan oppimisen kehitystä kehittämällä tietoja, taitoja ja asenteita elonkirjon tärkeydestä. Opetustapa yhdistää monia opetussuunnitelman tavoitteita ohjaten oppilasta ymmärtämään ekosysteemin osatekijöitä ja toimintaa, hahmottamaan eliökunnan rakennetta ja evoluutiota sekä havainnoimaan luonnonympäristössä tapahtuvia muutoksia. Lisäksi hanke innostaa oppilaita tutkimaan lajistoa ja siten vahvistamaan luontosuhdetta ja ympäristötietoisuutta. Tiedeprojektissa kerättävät eläinnäytteet sopivat myös opetussuunnitelman eliökokoelman osaksi!

Maaperässä kuhisee -tiedeprojekti oli Luonnontieteellisen keskusmuseon ja Turun yliopiston Biodiversiteettiyksikön 2019-2021 koordinoima tutkimus- ja kansalaistiedehanke, jonka on luonut maaperäeläintutkija Riikka Elo (FT biologi, BiGe-opettaja). Hankkeen päätyttyä Elo kokosi tutkimusprojektin pohjalta sisältöjä maaperäeläimistä opetuskäyttöön peda.net-nettisivuille, johon on viitattu myös yllä. Tiedeprojektin ohjeet on lainattu Maaperän sankarit -projektiin Elon luvalla.

j) Tutustutaan typpinystyröihin

Eräät palkokasvien (mm. apila, herne, papu) kanssa symbioosissa elävät bakteerit voivat muuttaa typpikaasua kasveille käyttökelpoiseen muotoon biologiseksi typensidonnaksi kutsutun prosessin avulla. Nämä bakteerit elävät tiettyjen kasvilajien juuristossa muodostaen sinne juurinystyröitä (typpinystyrät). 

Typpinystyrät ovat niin isoja, että voimme nähdä niitä omin silmin etenkin syyskesällä ja syksyllä. Tutustukaa typensitojakasveihin ja miettikää missä niitä kasvaa. Jos koululla ei ole pääsyä kasvimaalle asiaa tutkimaan, voi typensitojakasveja löytää myös nurmikoilta (valkoapila), niityiltä (esim. hiirenvirna) ja tienpientareilta (lupiini). Myös leppä on typensitojakasvi. Kaivakaa kasvi maasta juurineen varovasti ja tutkikaa, miltä sen typpinystyrät näyttävät.

Huom! Kaivaminen täytyy todellakin tehdä varovasti, sillä typpinystyrät irtoavat helposti kasvin juurista. Tervalepän oranssit typpinystyröitä voi joskus nähdä vesirajassa kasvavasta puusta, kun eroosio on paljastanut puun juuret.

k) Hillopurkkikoe

Hillopurkkikoe on yksinkertainen tapa tutkia mullan rakennetta. Laita lasipurkkiin n. ⅓ multaa. Lisää sitten vettä niin, että purkki on lähes täynnä. Havainnoi ilmakuplien määrää – maaperässä on yllättävän paljon ilmaa! Sulje sitten purkin kansi, ravista hyvin ja jätä purkki paikoilleen vähintää 2-3 tunniksi, mielellään pidemmäksikin aikaa. Maahiukkaset laskeutuvat purkin pohjalle siten, että erilaiset hiukkaset erottuvat kerroksina: Hiekka on painavinta, joten se painuu pohjalle jne. Kokeen voi tehdä erilaisilla maalajeilla! Selkeät englanninkieliset ohjeet kokeen tekemiseen löydät täältä hakusanalla “jam-jar experiment”.

l) Merkilliset maaperäeläimet -nettivisat

Helsingin ja Turun yliopistojen tuottamia nettivisoja on kaksi. Kummassakin on kymmenen kysymystä.

– Merkilliset maaperäeläimet – tietovisa
– Merkilliset maaperäeläimet – kuvavisa

m) Maanäytteen pH:n määrittäminen

Kehittämiskeskus Opinkirjon ohjeen maanäytteen pH:n määrittämiseen löydät täältä (kohdasta Tunti 4: Maaperä).

n) Vielä pari vinkkiä englanninkielisistä laborointiohjeista

– Soil Filter (Dr. Dirt). Yläkouluun sopiva koe, jolla tutkitaan maaperän suodattamiskykyä
https://www.doctordirt.org/teachingresources/soilfilter

– Measuring Soil Microbial Activity (Great Lakes Bioenergy Research Center).
(vaativampi lukioon sopiva koe, johon tarvitaan monenlaista tarpeistoa)
https://www.glbrc.org/outreach/educational-materials/measuring-soil-microbial-activity

5. Kuvapankki

Kuvapankissa on 29 maaperäopetukseen soveltuvaa valokuvaa ja joitakin piirroskuvia, joita voit käyttää opetuksessa vapaasti. Mainitsethan valokuvia käyttäessäsi kuvaajan nimen ja mahdollisen taustaorganisaation. Piirroskuvia käyttäessäsi kuvittajaa ei välttämättä tarvitse mainita. Pääosa valokuvista on BMOL ry:n ympäristökasvattaja Pinja Siparin tai Luonnontieteellisen keskusmuseon Riikka Elon ottamia, mutta tarkista kuvaaja kustakin kuvasta! Humoristiset maaperäeliöt on kuvittanut Eemeli Nieminen ja kuvituskuvamaiset kaaviokuvat on tehnyt Petter Nissinen.

Galleria toimii seuraavasti: Voit skrollata koko kuvatekstin näkyviin pikkukuvan päällä ja katsoa kuvaa tarkemmin klikkaamalla sitä. Halutessasi tallenna kuva omalle koneellesi klikkaamalla kuvan päällä hiiren oikeaa näppäintä.