Luomutuotanto edistää kasvien luontaista puolustuskykyä tuhohyönteisiä vastaan

Pitkään luomutuotannossa olleilla tiloilla on havaittu tuhohyönteisten määrän laskua. Syyksi tutkijat ovat esittäneet luomutilan monimuotoisuuden ja luontaisen vihollisten määrän kasvua. Myös kasvien ravinnetilan muutoksilla on katsottu olevan vaikutusta tuhohyönteisten esiintymiseen. Tässä Kaliforniassa toteutetussa tutkimuksessa osoitettiin, että tomaattia yleisesti vioittavien kaskaiden (Circulifer tenellus) määrät olivat pienempiä luomutuotannossa olevilla tiloilla verrattuna tavanomaisiin tiloihin. Syyksi luomutiloilla todettuihin vähäisempiin tuholaismääriin esitettiin salisyylihapon kertymistä tomaatin lehtiin, mikä vähensi tomaattien houkuttavuutta.

Luomumenetelmien hyödyntämisellä maaperän hoidossa ja siitä seuraavalla maaperän mikrobiston koostumuksella arvioidaan olevan yhteys tähän kasvien luontaisen puolustusreaktion syntyyn. Tutkimus lisää ymmärrystämme maaperämikrobiston yhteydestä kasvien puolustusreaktioihin ja auttaa kehittämään ei-kemiallisia kasvinsuojelumenetelmiä.

Luomutuotannossa ei ole sallittua käyttää kemiallisia kasvinsuojeluaineita, minkä vuoksi tuhohyönteisten torjunta luomutiloilla perustuu pitkälti ennaltaehkäiseviin toimiin, joilla pyritään vähentämään kasvustojen houkuttelevuutta tuhohyönteisille, lisäämään luontaisten vihollisten monimuotoisuutta ja hyötyhyönteisten määrää sekä vähentämään tuhohyönteisten lisääntymismahdollisuuksia viljelmillä.

Näiden keinojen lisäksi käytössä on mekaaniset verkot ja harsot sekä biologisia torjuntavalmisteita. Tutkimukset ovat osoittaneet, että luomumenetelmien käytön myötä tuhohyönteisten esiintyvyys vähenee. Yhdeksi syyksi on esitetty luomumenetelmien tuotettujen kasvien alhaisempaa typpipitoisuutta, minkä vuoksi ne eivät houkuttele yhtä paljon kasvinsyöjähyönteisiä.

Luomumenetelmien käyttö vähensi tuhohyönteisten uhkaa ja lisäsi salisyylihapon määrää tomaatin lehdissä

Luomumenetelmien pitkään jatkunut hyödyntäminen lisää maaperän mikrobiaktiivisuutta ja mikrobiomassaa, muuttaa mikrobikoostumista ja joissain tapauksissa myös vaikuttaa kasvien ja hyötymikrobien vuorovaikutukseen juuristovyöhykkeellä. Kasvien juuriston yhteydessä elävällä mikrobistolla voi olla merkittävä rooli kasvien vastustuskyvylle erilaisissa stressitilanteissa. Kasvin kanssa symbioosissa elävien mykorritsasienten tiedetään lisäävän kasvin vastustuskykyä (indusoitu systeeminen resistenssi) ja vähentävän alttiutta taudinaiheuttajasienille ja kasveja syöville tuhohyönteisille.

Tässä tutkimuksessa selvitettiin luomumenetelmien käytön yhteyttä maaperän mikrobistoon ja kasvien luontaisten puolustusyhdisteiden syntyyn ja Kaliforniassa tomaattia yleisesti vioittavien kaskaspopulaatioiden määrään.

Luomumenetelmien käyttö vähensi hyönteispopulaatioiden määrää ja kaskaiden asettumista tomaatin lehdille. Kasvihormonien kaltaisten yhdisteiden, kuten salisyylihapon ja jasmiinihapon tiedetään olevan tärkeitä kasvien puolustusreaktioiden säätelijöitä. Näiden molempien yhdisteiden pitoisuuksia mitattiin tomaatin lehdistä.

Salisyylihapon pitoisuuden havaittiin olevan selvästi korkeampi kahdella (neljästä) luomutilalla kasvavissa tomaattikasvustoissa verrattuna tavanomaisiin tiloihin, mutta jasmiinihapon osalta tuotantotavalla ei havaittu olevan vaikutusta. Luomutuotannossa tomaatin lehden salisyylihapon pitoisuuden havaittiin olevan  jopa 25 % korkeampi kuin tavanomaisessa tuotannossa.

Maaperämikrobiston monimuotoisuudella on yhteys kasvien puolustusreaktioihin

Tutkimus osoitti, että luomutomaattiviljelmien maaperän mikrobiston monimuotoisuus oli suurempaa ja mikrobilajisto poikkesi selvästi tavanomaisten viljelmien maaperän lajistosta. Luomutiloilla esiintyi runsaammin mikrobilajeja, joiden tiedetään edistävän kasvien puolustusreaktioita, kuten Pseudomonas-, Ochrobactrum-, Glutamicibacter-, Bacillus- ja Ralstonia -sukujen bakteereita.

Tutkijat selvittivät mikrobilajiston yhteyttä tomaatin lehtien salisyylihapon pitoisuuksiin ja havaitsivat, että mikrobiston lajikoostumuksella oli yhteys salisyylihapon määrään. Tutkijoiden mukaan maaperämikrobisto todennäköisesti vaikuttaa luomutomaattien puolustautumiseen lehtien salisyylihapon pitoisuuden kautta. He pystyivät osoittamaan, että samankaltainen puolustusreaktio syntyi myös porkkanalla, lituruoholla ja perunalla niitä uhkaavia kirvoja vastaan (Myzuz persicae).

Kirvojen lisääntyminen väheni merkitsevästi näillä kasveilla silloin kun niitä kasvatettiin luomumenetelmin hoidetulla maaperällä. On siis hyvin todennäköistä, että hoitamalla maaperää luomumenetelmillä voidaan vaikuttaa monien muidenkin tuotantokasveja uhkaavien hyönteisten torjuntaan.

Maan kasvukunnon hoidon merkitys maalevintäisten kasvintuhoojien torjunnassa on ymmärretty jo varsin hyvin. Tämä tutkimus lisää ymmärrystämme siitä, että maan kasvukunnon hoidolla on merkitystä myös kasvien puolustautumiseen maanpäällisiä kasvinosia uhkaavia tuhohyönteisiä vastaan. Maan kasvukunnon hoito luomumenetelmin voi olla yksi tärkeä osa tuhohyönteisten ei-kemiallisia torjuntastrategioita.

 

Alkuperäinen artikkeli:

Blundell, R., Schmidt, J.E., Igwe, A. et al. Organic management promotes natural pest control through altered plant resistance to insects. Nature Plants 6, 483–491 (2020).

https://doi.org/10.1038/s41477-020-0656-9

Teksti: Sari Iivonen