Paikallisten sienijuurien hyödyntäminen kasvinviljelyssä : arbuskelimykorritsan tuotannon on-farm-menetelmän kehittäminen

Abstract

Arbuskelimykorritsasymbioosissa (AM) sieni ja kasvi liittoutuvat jakaakseen toisilleen ravinteita, jotka ovat toiselle osapuolelle muuten hankalasti saatavilla. Kasvi siirtää sienelle hiiltä, ja sieni tehostaa muun muassa kasvin mineraalien saantia maaperästä. Suuri osa kasveista muodostaa sienijuurisymbioosin, mikä tekee ilmiöstä kiinnostavan myös viljelykasvien satoisuuden näkökulmasta. AM:aa hyödyntämällä voidaan vähentää erityisesti keinotekoisen lannoituksen tarvetta ja parantaa maaperän lajiston monimuotoisuutta ja samalla maan laatua ja ekologista kestävyyttä. AM:lla on hyviä vaikutuksia myös kasvien patogeenien vastustuskyvylle ja kasvuympäristössä tapahtuvien muutosten sietokyvylle.

AM:n tuottaminen paikallisesti kasvinviljelytiloilla (on-farm) mahdollistaa viljelijöille omavaraisen tavan hyödyntää jo maaperässä olevia sienijuurilajeja. Opinnäytetyössä tarkoituksena oli rakentaa aiemman tutkimuksen pohjalta koeasetelma, jolla saadaan kehitettyä sopiva menetelmä sienijuuren kasvattamiseen tamperelaisella Ahlmanin tilalla. Syysruista ja auringonkukkaa testattiin sienijuuriviljelmän isäntäkasveina ja tilalla valmistettua bioaktiivista kompostia turvepohjaisessa kasvatusmediumissa kahdella eri konsentraatiolla, 1:4 ja 1:9 (komposti:turve). AM:n lähteenä kokeessa käytettiin luonnontilaiselta laitumelta otettuja maaperänäytteitä. Juurinäytteet värjättiin ja analysoitiin mikroskoopilla kolonisaation keskiarvoprosentin laskemiseksi. Tulokset tarkasteltiin tilastollisesti.

Kaikista kasvatetuista rukiin ja auringonkukan juurista löytyi AM-kolonisaatiota. Ruis kolonisoitui auringonkukkaa paremmin (keskiarvoprosentti 60–81 % vs. 27–57 %). Kompostin konsentraatiolla mediumissa ei ollut selkeää vaikutusta kolonisaation määrään. Konsentraation kasvu vaikutti tilastollisesti merkitsevällä tavalla heikentävästi auringonkukan sienijuurikolonisaation määrään, rukiilla tai molempien kasvien yhteisessä tarkastelussa samaa vaikutusta ei havaittu. Mediumiin lisätty maaperänäyte pienensi kolonisaation keskihajontaa tilastollisesti merkitsevästi. Paikallisen maaperän sienijuuret ja mikrobit voivatkin ehkä parantaa kasvualustan stabiiliutta, mutta lisätutkimusta aiheesta tarvitaan. Paikallisen maaperän lisäämisen merkitys kasvatusmediumissa jäi epäselväksi, mutta sienijuuren kasvatus tilalla onnistui. Ruista voidaan suositella sienijuuren on-farm-tuotantoon ja menetelmän jatkokehittämiseen.

With arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis, fungi and plant can exchange mu tually beneficial nutrients. AM fungi provides the host plant for example minerals from the soil in exchange for carbon. Most of plants form mycorrhizal symbiosis, which makes the phenomenon interesting from the crop yielding point of view. Mycorrhizas can help to reduce the need of artificial fertilizers, improve the soil biodiversity and thus better the quality and ecological sustainability of farmlands. Mycorrhiza has also a positive impact on the plant’s resistance against pathogens and resilience against changes in the environment.

The method of producing AM locally on-farm provides a way for farmers to utilise the fungal species already present in the farm soil. In this thesis an experiment was set up to develop a suitable method for growing AM at Ahlman’s farm located in Tampere. Winter rye and sunflower were tested as host plants and bioactive compost made on the farm was used in the potting medium in two concentrations (1:4 and 1:9, compost:peat). Local, unfertilized natural state field soil samples were used as a source of mycorrhiza. Root samples were dyed and analyzed with microscope and a mean percentage of colonization was calculated. Statistical analysis of the results followed.

AM colonization was found in all of the grown rye and sunflower roots. More colonization was found in rye than in sunflower (mean percentage 60–81 % vs. 27–57 %). The concentration of the compost in the medium had no clear effect on the amount of colonization. Increase of the concentration reduced the colonization in the roots of sunflower, the difference was statistically significant. The same effect was not found when only rye or both host plants together were observed. A soil sample in the medium reduced significantly the standard deviation of the colonization percentage. Thus, the AM and microbes in local soil can possibly enhance the field soil’s stability, but extended studies on the subject are needed. The effects of adding local soil in the potting medium remains unclear, although producing AM on-farm was successful and rye can be recommended for the on-farm production and further improvement of the method.