Kasvien lehvästön pinnalla eli fyllosfäärissä elävät mikro-organismit ovat tärkeitä kasvinterveydelle sekä tuottavuudelle. Joitakin sienien aiheuttamia kasvitauteja lukuun ottamatta ei vielä tunneta, miten kasvinviljelyn käytännöt vaikuttavat fyllosfäärissä esiintyviin sieniin eri viljelykasveilla.
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli verrata sienien monimuotoisuutta, tasaisuutta ja yhteisön muotoutumista syysvehnän lehvästössä luonnonmukaisessa ja tavanomaisessa tuotannossa. Samalla tutkittiin syysvehnän sieniyhteisöjen rakenteeseen vaikuttavia ympäristö- ja kulttuuritekijöitä, kuten maatalouden tehokkuutta.
Ruotsalaisessa tutkimuksessa kerättiin ja analysoitiin vehnän lehdistä sieniflooraa luonnonmukaisesti ja tavanomaisesti tuotetuista kasvustoista 11 paikkakunnalta Keski-Ruotsista heinäkuun 2012 aikana. Näytteet kerättiin peltopareilta, jotka sijaitsivat maantieteellisesti mahdollisimman lähekkäin (0,5-9,5 kilometrin etäisyydellä toisistaan). Tutkimuksessa tarkasteltiin kahta lajiketta syysvehnää `Olivin` sekä `Stava`. Peltojen muokkausmenetelmät, viljelyhistoria, vehnän ja rikkakasvillisuuden biomassat, lannoitusmäärät, kasvinsuojeluaineiden käyttö, satotaso ja viljelyn tehokkuusindeksi kirjattiin kaikilta tutkimuspelloilta. Säädata oli saatavissa paikallisilta sääasemilta. Molekyylibiologisin menetelmin analysoitiin vehnän lehdillä elävien mikrobiyhteisöjen lajikirjoa ryhmittelemällä lajeja toiminnallisiin taksonomisiin yksiköihin.
Luonnonmukaisessa tuotannossa sieniflooran monimuotoisuus suurempaa
Eri tutkimuspaikkojen välillä oli suuria eroja sienten biomassassa. Sienten runsaus vaihteli hyvinkin paljon, eivätkä määrät eronneet eri viljelyjärjestelmien välillä. Kotelosienet (Ascomycota) olivat yleisimmin havaittuja lajeja vehnän lehdillä, niitä esiintyi 72 %:ssa ja kantasieniä (Basidiomycota), useimmiten hiivoja, 25 %:ssa toiminnallisista yksiköistä. Zymoseptoria-ryhmän kasvitaudinaiheuttajia esiintyi 46 %:ssa toiminnallisista yksiköistä. Sekä fyllosfäärin lajirikkaus että viljelyn tehokkuusindeksi poikkesivat toisistaan tilastollisesti merkitsevästi luomu- ja tavanomaisella vehnällä.
Lajirikkaus vehnän lehdillä oli suurempaa (54 taksonomista yksikköä) luomussa kuin tavanomaisesti tuotetusisa näytteissä (40 taksonomista yksikköä). Rikkakasvien biomassalla ja kasvinsuojeluaineiden käytöllä oli tilastollisesti merkitsevä vaikutus vehnän sieniyhteisöihin. Zymoseptoria-ryhmän taudinaiheuttajien esiintyminen eivät kuitenkaan selittänyt muita näytteitä runsaampaa sienten kokonaisbiomassaa parilla luomukoealalla, vaan selitys löytyi sienten kasvulle edullisista havainnointiajan sääoloista seudulla. Arvioinnin perusteella voidaan sanoa, että luonnonmukaisesti hoidetuilla alueilla sieniyhteisöjen määrä vehnän fyllosfäärissä on runsaampi verrattuna tavanomaiseen tuotantoon. Luonnonmukainen viljely vaikutti myös sieniyhteisön kokonaisrakenteeseen.
Rikkakasvien biomassan määrällä oli selvästi vaikutusta, miten sieniyhteisöt muotoutuvat ja kuinka korkea on taksonomisten yksiköiden määrä. Rikkakasveja on vaikeampaa kontrolloida luomutuotannossa ja rikkakasvien biomassa onkin tutkimuksessa ollut luomualueilla korkeampaa.
Tavanomaisen tuotannon koekentät olivat käsitelty erilaisilla rikkakasvien torjunta-aineilla, joka selittää rikkakasvien vähäisempää määrää.
Sieniyhteisöjen monimuotoisuuden ja toimintojen ymmärryksestä apua viljelytoimiin
Tutkimuksen avulla saatiin selville lisätietoa luonnonmukaisen maatalouden vaikutuksesta sieniyhteisöjen monimuotoisuuteen. Nämä havainnot auttavat tarjoamaan kattavampia käsityksiä luonnonmukaisen maatalouden vaikutuksista erilaisten elinympäristöjen monimuotoisuuteen.
Tutkijoiden mukaan luomutuotanto vaikutti myönteisesti vehnän fyllosfäärin sienten lajirikkauteen, jota on osattu odottaa, mutta ei vielä aiemmin ole havainnollistettu kokeellisesti.
Tulokset vaikuttavat luonnonmukaisten maatilojen kokonaisvaltaiseen ymmärtämiseen, eritoten eliöiden, niiden kasvuympäristöjen ja –olosuhteiden vuorovaikutusten tulkintaan esimerkiksi kasvitautien torjuntakynnyksen määrittelyssä.
Karlsson, I., Friberg, H., Kolseth, A-K., Steinberg, C. & Persson, P. 2017. Organic farming increases richness of fungal taxa in the wheat phyllosphere. Molecular Ecology. 2017;26:3424-3436.
Teksti: Sofia Karjalainen
Tiivistelmä on tehty osana Helsingin yliopiston kurssia MAAT-614 Luonnonmukaisen maa- ja elintarviketalouden muut opinnot.
