Voiko viljelymenetelmillä olla vaikutusta ruoan ravintoarvoihin?

Ruoan ravintoarvolla tarkoitetaan perinteisesti sen sisältämien ravintoaineiden, kuten hiilihydraattien, valkuaisaineiden ja rasvan sekä ravinteiden määrää ja laatua. Kuidun ja rasvahappojen koostumus, sekä esimerkiksi vitamiinien määrä, vaikuttavat ruoan ravitsemukselliseen laatuun. Lisäksi voidaan tarkastella ruoan sisältämien terveydelle hyödyllisten tai haitallisten aineiden määrää.

Hyödyllisimpinä pidetään fytokemikaaleja, kuten antioksidantteja ja polyfenoleja. Nämä ovat kasvien omaksi suojakseen tauteja ja tuholaisia vastaan tuottamia yhdisteitä, joilla on todettu olevan terveyshyötyjä ihmiselle mm. tulehdusten ehkäisyssä ja suoliston hyvinvoinnissa. Esimerkiksi mustikassa ja marja-aroniassa runsaasti esiintyvät flavonoidit ja antosyaanit ovat suomalaisille tuttuja polyfenoleja.

Ihmisille haitallisia yhdisteitä ruoassa voivat olla raskasmetallit ja torjunta-aineet, mutta myös liialliset pitoisuudet esimerkiksi typpiperäistä nitraattia. Ruoan mukana saamme elimistöömme myös mikrobeja, sekä hyödyllisiä että haitallisia.

Ruoan ravintoarvot ovat laskeneet viime vuosikymmeninä, vai ovatko?

Useissa pitkäaikaisseurannoissa eri puolilla maailmaa on todettu, että ruoan ravintoarvot, lähinnä hivenainepitoisuudet, ovat laskeneet viime vuosikymmenten aikana. USA:ssa 43:n ruokakasvin, enimmäkseen vihanneksen, ravintoarvoissa on todettu 6–38 prosentin lasku kuuden ravintoaineen osalta vuosien 1950 ja 1999 välillä. Tämän oletettiin johtuvan muutoksista lajikkeissa ja niiden satoisuudessa (Davis ym. 2004). Vastaavasti Englannissa on todettu 40 vihanneksen ja hedelmän ravintoarvojen merkittävä lasku 1930 ja 1980-lukujen välillä (Mayer 2007). Myös Suomessa on todettu sama. Tutkittaessa 28:n viljan, vihanneksen ja marjan ravintoarvojen muutosta vuosien 1970 ja 2000 välillä, todettiin satokasvien hivenravinnepitoisuuksien vähentyneen merkittävästi. Tämä on johtanut ravintoaineiden vähentyneeseen saantiin, vaikka kasvisten käyttömäärät ovat ajanjaksolla kasvaneet (Ekholm et al. 2007). Näissä tutkimuksissa ei tarkasteltu fytokemikaalien määrää.

Tuloksia satokasvien ravintoarvojen laskusta on myös kritisoitu. Taustalla arvioidaan useimmiten olevan aiempaa korkeammat sadot ja satoisammat lajikkeet. Sadon noustessa hivenravinteiden pitoisuudet laimenevat suhteessa hiilihydraatteihin. Maassa pää- ja hivenravinteiden pitoisuudet ovat usein pysyneet vakaina, vaikka satokasveissa ne olisivat laskeneet. Monien aineiden pitoisuudet satokasveissa ovat hyvin alhaisia, jolloin pienetkin absoluuttiset vaihtelut johtavat suuriin suhteellisiin vaihteluihin. Myös näytteenotossa ja analysoinnissa voi olla vaihtelua pitkien aikavälien vertailuissa (Marles 2016).

Kuitenkin esimerkiksi Englannin Rothamstedtin klassisen pitkäaikaiskokeen sadoista on tarkasteltu vehnän hivenravinnepitoisuuksien muutosta 160 vuoden aikana. Säilötyistä näytteistä analysoitujen tulosten mukaan sinkin, magnesiumin ja kuparin pitoisuudet laskivat voimakkaasti 1960-luvulla, jolloin myös matalakortiset korkeasatoiset lajikkeet otettiin käyttöön. Maaperän ravinnepitoisuuksissa ei havaittu laskua, mutta lannoitus vaikutti sadon hivenravinnepitoisuuksiin. Karjanlannalla lannoittaminen johti suurempiin pitoisuuksiin kuin keinolannoitteilla (Fan ym. 2008).

Ravintoarvoihin vaikuttaviin tekijöihin päästävä kiinni

Jotta ruoan ravintoarvojen vaihtelusta saadaan kiinni trendejä ja niihin vaikuttavia tekijöitä, täytyy kerätä laajoja aineistoja taustatietoineen. Tähän pyrkii tällä hetkellä USA:lainen Bionutrient Institute, joka on viime vuosien aikana analysoinut muutamia tuhansia näytteitä 20 eri satokasvista. Tulosten mukaan ravintotiheyden vaihtelut satokasvien sisällä ovat heikoimman ja parhaimman välillä olleet 1–15-kertaisia (Bionutrient Institute 2021). Bionutrient institute on myös analysoinut vehnän ja kauran ravintoarvoja useista sadoista näytteistä. Tulosten mukaan lajien sisällä on suuria, jopa kymmenkertaisia, eroja niiden ravintoarvoissa. Lisäksi maan multavuuden, mikrobiaktiivisuuden ja pH:n nousu korreloi vahvasti antioksidantti-, polyfenoli- ja proteiinipitoisuuden kasvun kanssa (Bionutrient institute 2022). Instituutti pyrkii jatkossa kasvattamaan näytemääriä ja samalla kalibroimaan kehittämäänsä käsikäyttöistä mittaria, bionutrient meteriä.

Jo STN MULTA-hankkeen suunnitelmassa osattiin ennakoida kasvava mielenkiinto maaperän ja ruoan ravintoarvojen väliseen yhteyteen. Aihe on nyt vahvasti esillä myös EU-komission tuoreessa maaperän terveyteen keskittyvässä missiossa ja sen pohjalta avatussa rahoitushaussa. Komissio on viime syksynä käynnistänyt 5 missiota, joiden tarkoitus on löytää rohkeita ja konkreettisia ratkaisuja yhteiskuntamme suurimpiin haasteisiin (Euroopan Komissio 2021).

MULTA-hankkeen puitteissa on analysoitu kahden eri tilan yhden vuoden ruis- ja rypsisadon ravintoarvoja. Toinen tiloista oli uudistavaa viljelyä toteuttava luomutila ja toinen tavanomainen tila, jolla oli nurmea viljelykierrossa. Näytteet olivat kokoomanäytteitä yhden lohkon sadosta, josta analysoitiin proteiinia, sokereita, rasvoja sekä vitamiineja. Eroja oli, mutta tulokset vaihtelivat aineryhmittäin, eivätkä olleet johdonmukaisesti kasvilajin tai tuotantotavan perusteella jakautuneita. Erot olivat enimmillään 74 prosentin suuruisia eri tuotantotapojen välillä. MULTA-hankkeessa tutkitaan myös ohran ja kauran jyvien hivenaine- ja raskasmetallipitoisuuksissa viimeisen 30 vuoden aikana mahdollisesti tapahtuneita muutoksia.

Maaperän mikrobistolla keskeinen rooli kasvin ravinteiden saannissa

Tuoreessa vuonna 2021 julkaistussa tieteellisessä katsauksessa (Montgomery & Biklé 2021) tarkasteltiin laajasti luonnonmukaisesti ja tavanomaisesti tuotetun ruoan ravintoarvoja. Artikkelissa todetaan luonnonmukaisesti tuotetun ruoan sisältävän tavanomaisesti tuotettua merkittävästi enemmän hivenravinteita sekä ihmisen terveydelle hyödyllisiä fytokemikaaleja, kuten antioksidantteja, antosyaaneja ja fenoleja. Tavanomaisessa ruoassa on sen sijaan todettu luomua enemmän raskasmetalleja, sekä jäämiä torjunta-aineista.

Viljelymenetelmien jako vain luomuun ja tavanomaiseen on kuitenkin epämääräistä, koska molempien termien sisään mahtuu paljon vaihtelua, etenkin kun mukaan otetaan vielä uudistava viljely. Katsauksessa tarkasteltujen tutkimusten taustalla tavanomaiset viljelyjärjestelmät nojasivat keinolannoitteiden ja torjunta-aineiden käyttöön, yksipuoliseen viljelykiertoon ja voimakkaaseen maan muokkaukseen. Luomutuotanto sen sijaan perustui orgaaniseen lannoitukseen ja monipuoliseen viljelykiertoon, mutta maanmuokkaus voi olla voimakasta myös luomussa. Voisi olettaa, että luomun suuremmat ravintoarvot johtuvat yleisesti alhaisemmista sadoista. Satotasojen eroja tavanomaisten ja luonnonmukaisten viljelyjärjestelmien välillä tarkastelleen tutkimuksen (Stanhill 1990) tulokset näyttävät, että yleisen oletuksen vastaisesti ainoastaan puolessa vertailluista sadoista ilmeni tilastollisesti merkittävää eroa ja neljänneksessä luomuviljelyn sadot ylittivät tavanomaisen viljelynjärjestelmän satotasot.

Katsauksessa tarkastelluissa tutkimuksissa ravintoarvojen erojen taustalla on arveltu olevan maaperän pieneliötoiminnan suurempi aktiivisuus luonnonmukaisten viljelymenetelmien seurauksena. Voimakkaan lannoituksen on todettu laskevan pieneliöiden aktiivisuutta ja vuorovaikutusta satokasvien kanssa. Samalla se on johtanut vähentyneeseen fytokemikaalien määrään, sekä kasvin puolustusmekanismien heikentyneeseen tehoon tauteja ja tuholaisia vastaan. Sen sijaan orgaanisen aineksen ja monipuolisen viljelykierron ja sekaviljelyn on todettu aktivoivan pieneliöstöä, joka edistää kasvien ravinteiden ottoa ja fytokemiaalien tuotantoa (Montgomery & Biklé 2021).

Maan muokkaus häiritsee maan pieneliötoimintaa, etenkin sienijuuria. Tavanomaisissa viljelyjärjestelmissä, joissa käytetään suorakylvöä ja kerääjäkasveja, on todettu korkeampi multavuus ja pieneliöaktiivisuus. Tämän vaikutuksesta myös sadon ravintotiheys on ollut korkeampi verrattuna tavanomaiseen muokattuun ja kerääjäkasvittomaan järjestelmään. V Verrattuna moderneihin jalostettuihin lajikkeisiin on vanhojen kasvilajikkeiden todettu olevan tehokkaampia hivenravinteiden ottajia ja fytokemikaalien tuottajia (Montgomery & Biklé 2021).

Tarkastelua ei kannata typistää luomun ja tavanomaisen tuotannon vertailuksi, vaan hyödyntää parhaita tunnettuja ja todennettuja viljelymenetelmiä sekä kasvi- ja lajikevalintoja, joilla voidaan parantaa ruoan ravintoarvoa. Edellä viitatun katsauksen perusteella menetelmät ovat samoja, joilla voidaan parantaa myös satotasoja ja siten mahdollisesti myös tuottavuutta ja kannattavuutta.

Ihmisen hyvinvointi on riippuvainen hyvinvoivasta maaperästä

Maaperän hyvinvointi, ennen kaikkea maaperän organismien monimuotoisuus, kytkeytyy tiiviisti ihmisen hyvinvointiin. Ensinnäkin maaperän monimuotoinen pieneliöstö ehkäisee kasvien ja eläinten, mukaan lukien ihmisten, taudinaiheuttajia. Toiseksi se turvaa ravinteikkaan ruoan (Wall ym. 2015). Lisäksi maaperän mikrobistolla on todettu olevan yhteys eläinten suolistomikrobistoon ja sen hyvinvointiin (Blum ym. 2019, Ottman ym. 2019). Altistumisen maalle on todettu myös vähentävän allergisia sairauksia (Ruokolainen 2015, Pohjanpalo 2017).  

Suurien satojen tavoittelun, ja siten riittävän ravinnon, voidaan ajatella korvaavan hivenravinteiden laskun ruoassa ravitsemuksellisesti, mutta tämä tarkastelu täytyy ulottaa ruokavalioihin ja ravintoaineiden tarpeeseen. Länsimainen ruokavalio voi sisältää nykyisin liikaa hiilihydraatteja, rasvaa ja proteiinia. Sen sijaan juuri hivenravinteiden ja antioksidanttien saanti voi olla liian alhaista ravitsemussuosituksiin nähden. Näin ollen meidän on perusteltua kiinnittää huomiota satokasvien ravintotiheyteen ja siihen vaikuttaviin tekijöihin.

Edellä viitatuissa tutkimuksissa on todettu hivenravinnepitosuuksien vaihtelua kasveissa, vaikka niiden määrä maassa ei olisi laskenut. Näin ollen, siihen, että kasvi ei saa kaikkia ravinteita tai muodosta fytokemikaaleja, voi olla muitakin syitä.  

Maan tiivistämisen, voimakkaan maanmuokkauksen sekä runsaan lannoitteiden ja torjunta-aineiden käytön tiedetään heikentävän maaperän mikrobiston runsautta ja monimuotoisuutta. Sen sijaan niin mekaanisen kuin kemiallisen häirinnän minimoinnin, jatkuvan kasvipeitteisyyden, monipuolisen viljelykierron, orgaanisen aineksen lisäämisen sekä maan tiivistämisen välttämisen tiedetään edistävän maaperän pieneliöstöä. Maan mikrobit, etenkin sienet, voivat olla merkittävässä roolissa kasvien ravinteiden saannissa. Runsaan typpilannoituksen on todettu, useissa esimerkiksi Montgomery&Biklén (2019) viittaamissa tutkimuksissa, vähentävän kasvien fytokemikaalien määrää, mikä tekee niistä alttiimpia taudeille ja tuholaisille, ja samalla vähemmän terveellisiä ihmisille ja muille eläimille.