Viljelytoimet vaikuttavat maaperän sieniyhteisöihin myös pintamaata syvemmällä

Artikkelin otsikko: Fungal communities in boreal soils are influenced by land use, agricultural soil management, and depth

Tekijät: Laura Häkkinen, Igor S. Pessi, Anna-Reetta Salonen, Oona Uhlgren, Helena Soinne, Jenni Hultman, Jussi Heinonsalo

Julkaisu: FEMS Microbiology Ecology

Vuosi: 2025

Maaperän sienistä on kasveille sekä hyötyä että haittaa

Maaperän sieniyhteisöt osallistuvat moniin maan kuntoon ja viljavuuteen vaikuttaviin prosesseihin, kuten maan orgaanisen hiilen muodostumiseen ja hajoamiseen, ravinteiden kiertoon, maan mururakenteen muodostumiseen ja kasviterveyteen. Joistakin sienistä on kasveille hyötyä, kuten symbionttisista keräsienistä, jotka muodostavat läheisiä vuorovaikutussuhteita kasvien kanssa edesauttaen niiden ravinteiden ja veden saantia. Toiset taas ovat kasveille haitallisia, kuten kasvipatogeeniset eli kasveille tauteja aiheuttavat sienet. Viljelytoimet, kuten lannoitus, maanmuokkaus ja torjunta-aineiden käyttö vaikuttavat maan sieniyhteisöihin.

Toistaiseksi ymmärrys siitä, kuinka syvälle maassa viljelytoimien vaikutukset ylettyvät, on vajavainen. Syvemmissä maakerroksissa voi kuitenkin olla merkittävä osa, keskimäärin 47 %, viljelysmaan hiilivarastosta ja kaksi kolmasosaa ravinteista. Selvittämällä sieniyhteisöjen rakennetta viljelysmaan syvyysprofiilissa lisätään ymmärrystä viljelystoimien vaikutuksista maan hiilen dynamiikkaan, ravinteiden kiertoon ja kasviterveyteen.

Vertailussa luonnonnurmi, luomu ja tavanomainen viljelykierto

Tässä tutkimuksessa selvitettiin sieniyhteisöjen rakennetta luomu- ja tavanomaisessa viljelykierrossa, ja vertasimme tuloksia hoitamattomaan luonnonnurmeen sekä metsämaahan. Luonnonnurmi edustaa vähäisintä puuttumista maaperään, luomuviljelyssä maata käsitellään enemmän, ja tavanomainen viljely edustaa tässä suurinta maaperään puuttumista. Metsämaa edustaa vallitsevaa maankäytönmuotoa ennen viljelyyn siirtymistä.

Luonnonnurmi, luomu- ja tavanomainen viljely olivat olleet 24 vuotta käynnissä ennen tämän tutkimuksen näytteidenottoa. Tavanomaisessa viljelyssä käytettiin kasvinsuojeluaineita keskimäärin joka toinen vuosi ja lannoitus tehtiin kemiallisilla lannoitteilla. Luomuviljelyssä lannoitus tehtiin karjan lietteellä. Sekä tavanomaiset että luomupellot kynnettiin 20 cm syvyyteen. Luonnonnurmea ei lannoitettu tai kynnetty, ja ainoa hoitotoimi oli puuntaimien poisto.

Viljelytoimien vaikutukset ylettyvät 40–80 cm:iin asti

Tutkimus osoitti, että viljelytoimien vaikutukset ylettyivät maassa aina 40–80 cm syvyyteen eli syvimpään tarkasteltuun kerrokseen asti, jossa luomun ja tavanomaisen viljelyn sieniyhteisöt erosivat toisistaan. Suurin keräsienimonimuotoisuus oli kaikissa näytteissä pintamaata (0–10 cm) syvemmällä (Kuva 1). Syvemmissä maakerroksissa (20–40 cm) keräsienimonimuotoisuus oli viljelymaista vähäisintä tavanomaisessa viljelyssä ja suurinta luonnonnurmella.

Kasvien ravinteidensaantia hyödyttävien keräsienten suhteelliset määrät niin luomu- kuin tavanomaisessa viljelykierrossa kasvoivat kohti syvempiä kerroksia (Kuva 2). Tämä yhdessä keräsienimonimuotoisuuden kanssa osoittaa, että syvempien maakerrosten rooli viljelykasvien ravinteiden saannissa voi olla merkittävä. Lisäksi keräsienten suhteelliset määrät syvissä kerroksissa olivat keskimäärin suurempia luomuviljelyssä kuin tavanomaisessa (vaikka erot eivät olleet tilastollisesti merkitseviä suuren vaihtelun vuoksi).

Tauteja aiheuttavat sienet yleisempiä viljelysmailla kuin luonnonnurmessa

Tauteja aiheuttavien sienten, mukaan lukien kasvipatogeenien, suhteelliset määrä olivat suurempia tavanomaisessa ja luomuviljelyssä kuin luonnonnurmessa. Tämä tukee aiemminkin havaittua ilmiötä, jossa kasvinviljely verrattuna luonnonnurmiin ja -niittyihin lisää kasvien taudinaiheuttajien määriä. Kuitenkin kasvipatogeenien suhteellinen määrä oli huomattavasti pienempi syvemmissä maakerroksissa osoittaen, että syvemmät maakerrokset voivat olla kasvijuurille suotuisa elinympäristö.

Maan kemialliset ominaisuudet ja juuribiomassa vaikuttivat sieniyhteisöihin

Maankäyttömuodon ja viljelytoimien lisäksi useat maan kemialliset ominaisuudet (pH, hiilen, typen, fosforin, sekä rauta- ja alumiinioksidien määrä) sekä juuribiomassa vaikuttivat maan sieniyhteisöjen rakenteeseen. Kuitenkin maankäytöllä ja viljelytoimilla sekä maan syvyydellä oli suurempi vaikutus kuin kemiallisilla ominaisuuksilla ja juuribiomassalla yhteensä. Tämä osoittaa, että mitatut maan ominaisuudet eivät yksin selitä eroja sieniyhteisöissä ja että maankäytöllä on merkitystä sieniyhteisöjen rakenteeseen.

Keräsienten suhteellinen määrä väheni lähes kaikkien mitattujen fosforin (P) muotojen (fosforin kokonaismäärä, eloperäinen fosfori ja vesiliukoinen fosfori) pitoisuuden kasvaessa. Tämä tukee oletusta, että korkeat fosforipitoisuudet maassa eivät ole hyväksi keräsienisymbioosien kannalta.