Maaperäeliöiden rooli peltomaassa: Mikrobit [esityksestä tiivistetty]

Transkriptio

1 Maaperäeliöiden rooli peltomaassa: Mikrobit [esityksestä tiivistetty] -VILKKU Plus hankkeen viljelijätilaisuus, Haaviston mökki, Nurmijärvi Ansa Palojärvi / Luke Turku

2 ESITYKSEN SISÄLTÖ - Mitä peltomaassa on? - Peltomaan ravintoverkko - Mikrobiryhmät ja erityispiirteet - Mitä mikrobisto tekee? - Peltomaan moottori - Ravinteiden kierto - Hajotus ja hiilen sitominen maahan - Maan rakenteen parantaja osaltaan - Miten viljelijälle parhaat edut? - Huomioon pellon luontaiset ominaisuudet - Olosuhteisiin vaikuttaminen - Kasvilajivalikoiman monipuolistaminen - Kuinka peltomaan mikrobistoa voi havainnoida? de Ruiter et al. 1995

3 Maaperän koostumus ja eliöstön osuus (keskimäärin; kivennäismaa) Maaperän LVI-systeemi 25% vesi 25% ilma 5% eloperäi- 45% nen aines mineraaliaines Maan komponentit (vesi/ilmahuokoset) 80% kuollut orgaaninen aines 15% juuret 5% eliöt Eloperäinen aines 12% lierot 80% mikrobit (sienet, 5% muu makrofauna 3% meso- ja mikrofauna Maaperän moottori bakteerit, arkeonit) Maan eliöt (biomassan suhteelliset osuudet)

4 Peltomaan ravintoverkko Juuret Kuollut eloperäinen aines Kasvinsyöjäsukkulamadot Keräsienet Sienet Bakteerit Hyppyhäntäiset Punkit Sienensyöjäsukkulamadot Flagellaatit Bakteerinsyöjäsukkulamadot Sukkulamatoja syövät punkit Petosukkulam. Omnivorit sukkulam. Ameebat Pedot, esim. petopunkit -de Ruiter et al. 1995

5 Mitä mikrobisto tekee? Biologinen toiminta maassa (yhdessä muun eliöstön kanssa), ekosysteemipalvelut Hajotus, hiilen kierto Ravinteiden kierrot (erityisesti N, P, S) Kasvitautien tukahduttaminen Kasvin ja maan välinen vuorovaikutus Sienijuuri Maan rakenteen parantaminen Biologinen aktiivisuus maassa on altis olosuhteiden muutoksille (sääolot, viljelytoimet)

6 Ilman CO 2 Kasvit Eläimet, mikrobit Peltomaan hiili (eloperäinen aines) Hiilen kierron yksinkertaistettu malli

7 Biologinen typensidonta N 2 Kasvit Typensitojabakteerit Typen kierto peltomaassa N 2, N 2 O Denitrifikaatio NO 3 - N 2 O Nitrifikaatio NO 2 - NH 4 + Mikrobit Maan eloperäinen aines Mineralisaatio (ammonifikaatio) Huuhtoutuminen, eroosio

8 Esimerkkejä maaperän typen jakautumisesta ja mikrobiston kyvystä vapauttaa maan orgaanisessa muodossa olevaa typpeä Suomalainen peltolohko: A B Maan typen kokonaismäärä: kg/ha kg/ha siitä: Mikrobibiomassan typpi: 115 kg/ha (1,3%) 50 kg/ha (0,9%) Mineraalityppi: 17 kg/ha 10 kg/ha Typpeä vapautui 30 vrk muhituksessa laboratorio-oloissa: Typen nettomineralisaatio: 85 kg/ha 30 kg/ha Lähde: Palojärvi ym

9 Mikrobien rooli ravinteiden kierrossa: sienijuuri Ruokohelpi Pellava Kumina Kvinoa Ohra Timotei Tattari Nokkonen *)Camelina Morsinko *)ristikukkainen Sienijuuri keräsienen kanssa; esiintyy kasvin juuristossa, % [mikroskooppimenetelmä] Lähde: Vestberg et al

10 Mikrobit maan rakenteen parantajina Maaperän LVI-systeemi Maan vesitalouteen vaikuttavat tekstuuri eli lajitekoostumus struktuuri eli maan rakenne Huuhtouma Pintavalunta Salaojavalunta Tavoite Kestävä muru- ja huokosrakenne Pintavalunta pieneksi Hyvä vedenläpäisevyys Veden virtausreitti Mikrobiston vaikutus Erittävät lima-aineita, mm. keräsienten glykoproteiini (glomaliini) Lima-aineet ja sienirihmat sitovat mikromuruja ja pieniä makromuruja suuremmiksi muruiksi Huokonen Muru Lima-aineet myös vahvistavat huokosten seinämiä Kuva: Myllys ym. 2016

11 Mitä viljelijän pitäisi tehdä? - Satokasveille hyödyllisten mikrobien edistäminen peltoviljelyssä - Maan luontaiset ominaisuudet vaikuttavat, mutta biologista viljavuutta voidaan pitkäjänteisesti parantaa

12 Huomioon pellon luontaiset ominaisuudet Lämpötila Sadanta Murut Huokoset Veden läpäisevyys Lajitekoostumus Topografia ph, johtoluku Makro- ja hivenravinteet Multavuus Vierasaineet Kiviaines Kasvimateriaali, juuristo Maaperäeläimet ja -mikrobit (esiintyminen ja toiminta) Kasvillisuus Eliöstö

13 Muokkausmenetelmät ja maaperän mikrobisto Kuva: Palojärvi ym. 2017; KM 66 (1)

14 Orgaanisen aineksen hiili-typpi -suhde (C/N) C/N vaikuttaa hajotustapahtumaan: C/N-arvoa 25 pidetään rajana, jolloin typen nettositoutumista tai vapautumista ei tapahdu. C/N > 25; aine sisältää vähän typpeä ja mikrobisto tarvitsee sitä solun ulkopuolelta C/N < 25; typpeä on yli hajottajien tarpeen ja sitä vapautuu eli mineralisoituu. Viljelymaan luontainen C/N on tyypillisesti n Maaperän mikrobiston C/N on n. 10: pienempi arvo kertoo bakteerivaltaisesta, suurempi arvo taas sienivaltaisesta yhteisöstä

15 Haitallisten mikrobien määrän vähentäminen Tautisieni kasvaa voimakkaasti Vähän mikrobistoa Paljon mikrobistoa Voimakas tautisienen tukahduttamiskyky Heikko tautisienen tukahduttamiskyky Tautisienen kasvu Tautisienen tukahduttamiskyky Tautisieni kasvaa heikosti Kuva: Sipilä ym Runsas maaperämikrobisto on yhteydessä luontainen tautimikrobien tukahduttamiskykyyn Torjunta-aineilla voi olla haitallisia vaikutuksia hyötymikrobistolle

16 Kasvilajivalikoima ja viljelytoimenpiteet Kasvi pumppaa hiiltä maahan Kasvintähteet ja juurieritteet ovat mikrobien ravintoa Juuret muokkaavat maata Viljelytoimenpiteinä: Kasvinvuorotus, Alus-/ kerääjäkasvit Monivuotiset runsasjuuriset kasvit, Nurmet Esimerkkejä kasvien juuristoista: Kaksisirkkaiset: paksu pääjuuri tunkeutuu tiiviiseen maahan, esim. rypsi, kumina Monivuotiset: ehtivät kasvattaa runsaan juuriston, aktiivinen koko kasvukauden Syyskylvöiset ehtivät kasvattaa runsaamman juuriston kuin keväällä kylvettävät Syväjuuriset kasvit rei ittävät ja kuivattavat maata, tuottavat eloperäistä ainesta Laajajuuriset kasvit: vaikutus suureen maamäärään, esim. kaura, ruokohelpi Tiheäjuuriset: saavat paljon aikaan: maa kuivuu, syntyy runsaasti reikiä ja orgaanista ainesta jää tasaisesti maahan, esim. englanninraiheinä, ruokonata. Ks. Juuristotietopaketti, Myllys ym

17 Aluskasvin vaikutus juurimassaan Aluskasvi lisää maassa myöhään syksyllä olevaa juurimassaa huomattavasti (0-25 cm). Kuva: Juuristotietopaketti, Myllys ym Lähde: Känkänen ja Eriksson

18 Kuinka peltomaan mikrobistoa voi tarkkailla? Visuaaliset havainnot mikrobeista tai toiminnasta, esim. Juurinystyrät palkokasvien juuristossa Hajotustoiminnan aktiivisuus (kasvintähteiden häviäminen/ olkipatja) Visuaaliset havainnot olosuhteista Mikrobiston kannalta huonoa esim. tiivistymät, veden vaivaama maa Visuaaliset havainnot kasvustosta Mikrobit viihtyvät kasvavan kasvuston juuristossa Mittaaminen pellolla Hajotuksen mittaaminen esim. hautaamalla nylonpussissa olkea, teepussi-indeksi Mittaaminen kaupallisten välineiden avulla, esim. maahengitys: Solvitatesti, Dräger-putki

19 Yhteenveto Maan kasvukunto on kemiallisten, fysikaalisten ja biologisten tekijöiden kokonaisuus Eliöstöllä on oma tärkeä suora ja epäsuora merkityksensä, toimivat myös varhaisina indikaattoreina muutoksille Monipuolinen, runsasjuurinen kasvilajivalikoima yhdessä maltillisen muokkauksen ja eloperäisten lannoitevalmisteiden kanssa ylläpitävät elävää peltomaata ja toimivaa pieneliöstöä Tärkeää: peruskunnostus, maan tiivistymisen ehkäisy, eloperäisen aineksen lisääminen ja hajotuksen hillitseminen

20 Kirjallisuutta Myllys ym Juuristotietopaketti. Tieto Tuottamaan oppaita, esim. Viljelykiertojen monipuolistaminen. 141 Peltojen kunnostus. 143 (myös ruotsiksi!) Lehtiartikkeleita Myllys, Merja; Palojärvi, Ansa; Hartikainen, Helinä; Soinne, Helena; Kanerva, Sanna; Alakukku, Laura Viljelymaan abc : Rakenne ratkaisee maan toimivuuden. Käytännön Maamies 65 12: Palojärvi, Ansa; Myllys, Merja; Hartikainen, Helinä; Soinne, Helena; Kanerva, Sanna; Alakukku, Laura Viljelymaan abc : Elämää peltomaassa. Käytännön Maamies 66 1: Palojärvi, Ansa Huolehdi pellon sienijuurista : Muokkaus vaikuttaa kasvukuntoon. Koneviesti 11/2018: Palojärvi, Ansa Monta keinoa ylläpitää hyödyllistä sienijuurta peltomaassa. Luomu-lehti 5/2018:

21 Kiitos!

22