Päikese kiirgusenergia abil toimuva fotosünteesi käigus akumuleerub ökosüsteemide erinevatesse koostisosadesse järjepidevalt elusat taimset massi ehk fütomassi* kui primaarset (mittefossiilset) orgaanilist ainet.
Fütomassi roheenergia on ökoloogilisi protsesse käivitav jõud mitte üksnes metsa- ja põllumajanduses, vaid kõigis fütomassi tootvates maismaaökosüsteemides (asulate haljasalad, spordiväljakud, aiandus jms).
Ökosüsteemide rohetootmise lahutamatu osa on muldkate. Sõltuvalt muldkattes olevatest mullaliikidest kujunevad eri ainelise koostise (sh taime toiteelemendid), talitlemisrežiimidega (õhk, vesi, soojus, happesus), füüsilise seisundi ja ainete neelamisvõimega muldkatted. Muldkattest sõltub atmosfääri CO2 ökosüsteemi sidumise tõhusus. Muldkate on samas ka orgaanilise süsiniku akumulatsiooni reservuaar. Otstarbeka süsinikumajanduse korralduse alus on kohalike taim-muld-süsteemide toimimise seaduspärasuste tundmine.
Eestis on fotosünteetiliselt aktiivse radiatsiooni ja vegetatsiooniperioodi kestuste piirkondlikud erinevused suhteliselt väikesed. Vaatamata sellele on ökosüsteemide talitlemise tõhusustes suured, muldkatete looduslikust viljakusest põhjustatud erinevused. Muldkatete majandamisel sõltub aasta rohetoodang muldade kasutussobivuse arvestamisest ning kasvutingimuste ja ökosüsteemis olevate ainete käibe oskuslikust regulatsioonist (eemaldamine saagiga, kulutatud ainevarude taastamine, täiendav subsideerimine jms).
Rohetoodang ja keskkond
Rohetootmise prioriteet on ennekõike ühiskonna varustamine eluks vajalike taimse päritoluga toitainetega, loomadele vajalike söötadega ning majandusele ja tööstusele vajalike toormaterjalidega (puit, kiudained jms).
Rohemajanduse aluseks oleva rohetootmisega peaks kaasnema ümbritseva keskkonna kestvalt hea seisundi tagamine. Nii ongi viimastel aastakümnetel erilist tähelepanu pälvinud süsinikuringe reguleerimise võimaluste selgitamine, et intensiivistada CO2 sidumist taim- ja muldkatetesse. Seega peaks rohetootmist analüüsima kooskõlas süsinikuringega, mis on domineeriv lõim kogu ökosüsteemi aineringes.
Põhitoodangu (metsas tüvepuit, põldudel terad, mugulad, hein jms) moodustumisega kaasneb paratamatult ka teiste ökosüsteemi koostisosade fütomassi moodustumine (vt jooniseid). Ökosüsteemide võrdlusest selgub, et aasta jooksul põhitoodangusse talletatud süsiniku hulgad moodustavad ökosüsteemide lõikes erineva osakaalu ökosüsteemi sisenenud süsiniku kogumassist. Eelvalminud kuni raieküpsetes metsades moodustab fütomassi aastaproduktiivsus ca 4‒6% kogu ökosüsteemi fütomassist. Teraviljade puhul aga ca 110% maksimaalsest fütomassist, kuna maksimumile eelnenud perioodil kulutatakse osa fütomassist säilitushingamise või varise irdumisel taimedest.
Mets pole suurim CO2 siduja
Laialt levinud arvamuse järgi on metsaökosüsteemid (MÖS) suurima atmosfääri CO2 sidumisvõimega ökosüsteemid. Tegelikult on võimalik agronoomilise regulatsiooni abil moodustada nii agro- kui ka rohumaaökosüsteemides (AÖS ja RÖS) hoopiski tõhusam CO2 sidumisvõime võrreldes mõnede MÖS-idega. Taoline AÖS-ide suurem CO2 sidumisvõime (ehk suurem aastaproduktiivsus) võib olla tingitud väetamisest, kuid mitte ainult, sest soodustavaid (samas ka pärssivaid) tegureid on mitmesuguseid. MÖS-i puhul on fütomassi juurdekasv maksimaalne kiire kasvu perioodil, minimaalne uue metsapõlvkonna algaastatel ja raieringe lõpul. Mõningate looduslike RÖS-ide suure produktiivsuse põhjus on heade toitumistingimuste kokkulangevus oludele kohastunud taimkattega.
Metsaökosüsteemide (MÖS) produktiivsus (tonni süsinikku hektari kohta aastas)
Agroökosüsteemide (AÖS) produktiivsus (tonni süsinikku hektari kohta aastas)
Rohumaaökosüsteemide (RÖS) produktiivsus (tonni süsinikku hektari kohta aastas)
Reeglina eemaldab inimene ökosüsteemi rohetoodangust ja ainete ringest temale tarbimiseks vajaliku osa. Kui MÖS-ides säilitatakse tüvepuidu süsinikku pikema aja jooksul kasvukohal, siis tootlike AÖS-ide ja RÖS-ide põhitoodang eemaldatakse igal aastal, säilitades seda sobiva niiskusesisaldusega olekus kaitstuna välismõjude eest. Tarbimise mahust sõltub aineringe avatuse määr, mis on reeglina suurim AÖS-ides. Jätkuv rohetootmine saab toimuda vaid juhul, kui korvatakse süsteemist eemaldatud taimede kasvuks vajalike ainete varud.
Peale ökosüsteemide fütomassi, erinevate loomsete organismide biomassi ja mikroorganismide mikrobiomassi on ökosüsteemide muldkatetesse akumuleerunud eri kogustes mortmassi (surnud taimset ja loomset materjali). Värskem (humifitseerumata) mortmass on söödaks domineerivale osale mulla elustikust ja nende toitumisahelatele. Mortmassi teine osa, mullaelustiku poolt läbiseeditud osa koos lagunemisele vastupidavate fütomassi osistega, võib stabiilse huumuse kujul säilida mullas pikka aega. Teatavasti ei ole stabiilne (inertne) huumus mullaelustikule söödav ega ka toitaine taimedele, kuid ta on ülimalt oluline taimede kasvuks sobiva muldkeskkonna loomisel. Samas võib ka see süsinikurikas mulla orgaaniline aine mineraliseeruda erinevate keemiliste ja füüsikaliste protsesside toimel.
Süsiniku talletamine
CO2 ökosüsteemidesse sisenemise ja tema ringluse mehhanismide mõistmise huvides tuleb teha vahet erinevate näitajate vahel. Joonised näitavad ühe aasta jooksul ökosüsteemidesse talletunud süsiniku koguseid. Korrutades neid 3,67-ga, saame atmosfäärist eemaldatud CO2 kogused. Talletatud süsinikust teatud osa lukustub (olenevalt ökosüsteemi koostisosast) lühemaks (lehed, okkad, peened oksad ja juured) või pikemaks ajaks (puit) ökosüsteemi. Põhitoodanguga eemaldatud tüve-puitu peetakse üheks väärtuslikumaks rohetoodanguks süsinikumajanduse aspektist. Maamajanduse seisukohalt on kõige väärtuslikumad toidu- ja söödakultuurid. Eri otstarvetel võidakse eemaldada ka kõrvaltoodang (oksad, põhk). Kasvukohale jäänud füto- ja mortmasse on vaja mullaelustiku elus hoidmiseks, kuna nende orgaanilist ainet tarbiva tegevuse kaudu vabaneb valdav osa taimetoiteelementidest, mis on vajalikud uue rohetoodangu tootmiseks.
* Ökosüsteemide biomassi koosseisus on (a) fotosünteesil moodustunud (autotroofne, primaarne) taimne biomass ehk fütomass ja (b) loomse päritoluga (heterotroofne, sekundaarne, tertsiaarne) biomass, mis on moodustunud fütomassi tarbimise tulemusel.
Mis on rohetootmise prioriteedid?
Rohetootmise korraldamisel Eesti mullastiku- ja kliimatingimustes tuleks esikohale seada kogukonna toidu, sööda, tööstuslike toormaterjalide ja rekreatiivseid vajadusi rahuldavad tegevused. Tähtsuse järjekorras teisel kohal võiks olla võimalikult rohke päikeseenergia sidumine nii roheenergiaks rahvamajandusele kui ka muldkatte hea seisundi (tervise) hüvanguks. Kolmandal kohal oleks aga kõik süsinikumajandusega seotu. Need kolm tähtsuse järgi reastatud vaadet on tegelikult omavahel tihedalt seotud, kuna nad käsitlevad samu protsesse, kuigi erinevatest külgedest.
Süsinikumajandus kui rohemajanduse osa on suhteliselt uudne keskkonnaseisundit parandav tegevussuund. Süsinikumajanduse elluviimiseks on Euroopas välja pakutud mitmesuguseid soovitusi. Nende seas on rohkesti ka Eesti tingimustes laialdast juurutamist väärivaid agrotehnoloogilisi meetmeid. Neist olulisemad on vahe- (püüde-, katte-, haljasväetis-)kultuuride ja liblikõieliste kasvatamine külvikorras. Eestis erinevate taimeliikidega tehtud uurimuste järgi aitavad need muldkattesse täiendavalt sisestada keskmiselt 0,6‒1,6 tonni orgaanilist süsinikku hektari kohta aastas. Soovitatud maaharimisvõtete optimeerimine aitab omakorda vältida mullas oleva orgaanilise aine tulutut lagunemist.
Kahjuks esineb ka alles idee tasandil ja kohalikes oludes seni veel katsetamata soovitusi, rääkimata nende sobivuse tõendamisest erinevate muldade ja majandamisvõimaluste suhtes. Üks vastuoluline soovitus on kuivendatud mineraal- ja turvasmuldade endise veerežiimi taastamine. Selle tagajärjel väheneb küll CO2 emissioon ökosüsteemist, kuid väheneb ka rohetoodangu tase koos iga-aastase energia sidumisega. Maade kuivendamine on paratamatult vajalik maamajanduse alalhoidmiseks märgade ja turvastunud muldade enamusega piirkondades.
Süsinikumajanduse põhimõtted suunavad maaomanikku kasutama suhteliselt uusi võtteid rohetootmise taseme tõstmiseks ja keskkonnaseisundi parandamiseks. Seda suundumust ei oleks ehk õige nimetada rohepöördeks. Sisuliselt on tegemist senise keskkonda säästva rohetootmise heade tavade võimalikult täiuslikuks arendamisega.
AÖS-i ja RÖS-i puhul tuleks edendada teaduspõhist keskkonnasäästlikku tavaviljelust, kasutades kultuuride vajaduspõhist ja muldade seisundist tulenevat tasakaalustatud väetamist. Lisaks on igati õigustatud nii mahe- kui ka intensiivviljeluse põhimõtteid kasutavate nišitootmiste arendamine. MÖS-i puhul tuleks tulundus- ja kaitsemetsades eelistada metsade tootlikkust suurendavaid majandamisvõtteid, sh metsade kuivendamist, ja ka väetamise võimalikkust. Hoiumetsade puhul olgu esiplaanil loodushoiutegevus.
