Arbuskulaariset Mykorritsat-Etelä-Australia

avainkohdat

• Arbuskulaariset mykorritsat (am) ovat yleensä hyödyllisiä mielleyhtymiä (symbiooseja) kasvien juurten ja erikoistuneiden maasienten välillä.
• korkea AM-kolonisaatio kertoo hyvästä maaperästä ja viljelykasvien terveydestä.
• AM-assosiaatiot voivat olla vallitseva väylä fosforin (P) ja sinkin (Zn) ottamisessa, mutta ne ovat tärkeitä myös muille ravintoaineille.
• lähes kaikki viljelykasvit voivat muodostaa AM-yhtymiä lukuun ottamatta lupiineja ja kaaleja, kuten canolaa.
• Viljelysarjat (lupiini, canola ja pitkät kesannot), jotka ovat pitkiä aikoja ilman AM-kasveja, voivat vähentää seuraavien isäntäkasvien ravinnekertymää ja satoa.
• Maanmuokkaus ja sienitautien torjunta-aineet vähentävät viljelykasvien kolonisaatiota.

Tausta

Arbuskulaariset mykorritsat (AM) ovat yleensä hyödyllisiä mielleyhtymiä (symbiooseja) kasvien juurten ja erikoistuneiden maasienten välillä. Mahdollisuudet ovat, että kaikki am sieniä tahansa tietyn maaperän pystyy kolonisoida kaikki kasvit, jotka kasvatetaan siellä. Vain harvat kasvit eivät muodosta AM-symbiooseja. Näitä ovat canola ja muut kaalit (kaalit), lupiinit (kaikki muut viljelykasvien ja laidunpalkokasvit ovat AM), sokerijuurikas ja pinaatti, muuten lähes kaikki viljelykasvien lajit muodostavat nämä yhdistykset. Korkea asutus on tärkeä osoitus maaperän hyvästä terveydestä, vaikka sitä ei aina tunnustetakaan.

symbioosi perustuu ravinteiden vaihtoon: sieni lisää isäntäjuurten kykyä ottaa ravinteita, kun taas kasvi antaa sienelle sokereita. Tärkeää on, että AM-sienet kasvavat maaperässä sekä juurten sisällä ja niiden hienot rihmat (hyphae) ulottuvat ja haarautuvat maan huokosiin (kuva 1), mikä lisää maaperän määrää, josta isäntäkasvit voivat poimia ravinteita. Nämä kierteet toimivat myös symbioosin levittämiseksi kasvista toiseen ja maan rakenteen vakauttamiseksi.

AM-symbioosin hyödyt

kokeet ovat osoittaneet ravinteiden oton, kasvun tai tuoton vaihtelua, jota kasvit saavat AM-symbiooseista. Tämä on johtanut ristiriitaisiin näkemyksiin AM: n merkityksestä Australian rajausjärjestelmissä. AM-vasteen suuruus riippuu kasvilajeista sekä maaperän ravinteiden saatavuudesta ja lannoitteiden käytöstä. Lajeilla, joista on paljon hyötyä, voi olla huonosti kehittyneet juuristot ja lyhyet juurikarvat, ja jotkut eivät voi kasvaa kunnolla, elleivät ne ole AM. Nämä kasvit saavat ”ylimääräistä P: tä” sienikumppaneiltaan, joten hoito AM-sienipopulaatioiden kasvattamiseksi on kannattavaa ja voi johtaa lannoitesäästöihin.

Kuva 1: värjätty vehnäjuuri, jossa on SIENIRAKENTEITA (sininen).

kasveilla, kuten viljoilla, joilla on hyvin laaja juuristo ja pitkät juurikarvat, on korkea luontainen kyky ottaa ravinteita ja ennen uskottiin, että AM-sienistä ei ole mitään hyötyä. Etelä-Australiasta saadut uudet maaperätutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että vaikka vehnän tai ohran kasvu tai satohyöty on vähäistä tai olematonta, am-sienet voivat tuottaa suuren osan kasvista P (kuva 2). Tämä tarkoittaa, että hienovarainen vuoropuhelu kasvi-ja sienikumppaneiden välillä määrittää, miten he jakavat ravinteiden ottotehtävät (Smith and Smith 2010).

kuva 2: OMENASIENTEN välityksellä VEHNÄKASVEILLE kulkeutuvan P: n osuuteen ei merkittävästi vaikuttanut P: n (20 mg/kg maata) lisääminen cungenan, Eyren niemimaan, SA: n (Li et al. 2006). Rahoitus SAGITILTA.

am sienten eloonjääminen ja hoito

am-sienet ovat täysin riippuvaisia kasveista sokerien suhteen eivätkä siten voi kasvaa, elleivät ne pysty asuttamaan kasvien juuria. Viljelykasvien välissä ne säilyvät maaperässä itiöinä (kuva 3), hienoina rihmoina (hyphae) maaperässä ja kuolleiden juurenpalasten sisällä, jotka toimivat infektoivina yksikköinä uusien kasvien kasvaessa. Tartunnan saaneet yksiköt selviävät hyvin maaperässä, joka on kuivaa, jopa melko korkeissa Australian lämpötiloissa, mutta myös kylmässä Kanadan maaperässä. Kun maa on kasteltu uudelleen, kuten kauden kynnyksellä, tartuttavat yksiköt itävät ja etsivät uusia kasvien juuria asuttaakseen ja saadakseen sokereita.

kuva 3: maaperästä uutettujen am-sienten itiöt. Suurimmat ovat nuppineulan kokoisia.

jos myös AM-symbiooseja muodostavat kasvit itävät, am-sienet kolonisoivat juuret, antavat kasvikumppaneilleen ravinteita ja rakentavat näitä hyödyllisiä sienipopulaatioita seuraavaa sykliä varten. Jos kasveja ei esiinny tai ne eivät kykene muodostamaan mykorritsoja, sienipopulaatiot pienenevät eivätkä siten hyödy seuraavasta mahdollisesta isäntäkasvista (kuva 4). Tämä tieto muodostaa perustan käytännöille, joilla voidaan parantaa SIENIPOPULAATIOITA.

Kuva 4: AM-sienen itiötiheydellä maaperässä oli huomattava vaikutus AM-kolonisaation kehittymiseen viljoissa (John Baon tulokset).

vältä paljasta kesantoa, kun maa on kosteaa. Monet viljelykasvit (esim.puuvilla, maissi, pigeonpea, auringonkukka), joilla oli heikko kasvu ja riittämätön P-tai Zn-saanti pitkän paljaan kesannon jälkeen Queenslandissa, eivät olleet riittävästi asuttaneet AM-sieniä. Sama ongelma esiintyy todennäköisesti muiden kuin mykorritsakasvien (kaali, canola, lupiini) kasvun jälkeen. VUOROVILJELYKASVIT ja laitumet, jotka muodostavat AM-symbiooseja, ylläpitävät maaperän infektiivisyyttä (Seymour 2009). Jotkin rikkakasvit voivat auttaa ylläpitämään elinkelpoisia sienipopulaatioita kesantokausina.

vähimmäismuokkauksesta on hyötyä mykorritsapopulaatioille ja symbioosin toiminnalle, koska se minimoi hienojen sienirihmastojen vauriot, jotka muuten muodostavat sillan kasvien välille.

viljelijät saattavat kysyä, onko AM-sienirokulaatin käyttö taloudellisesti mahdollista, mutta kaupallinen saatavuus Australiassa on tällä hetkellä rajallinen. Laadunvarmistusmenettelyissä on varmistettava, että taudinaiheuttajia ei ole AM-inokulassa ja että inokulaatio johtaa viljelykasvien runsaaseen kolonisaatioon. Pienimuotoista testausta mahdollisilla viljelykasvien isännillä eri maaperätyypeissä suositellaan ennen suuria investointeja, ja on parasta pyytää asiantuntija-apua ja tietää AM-sienitiheys viljelymaassa ennen inokulaatin levittämistä – vain jos AM-sieniä on pieniä määriä, voidaan odottaa inokulaatiosta.

lisätietoja ja viittauksia

Li H-Y, Smith s E, Holloway R E, Zhu Y-G and Smith F A (2006) Arbuskulaariset mykorritsasienet edistävät fosforin saantia vehnästä, joka on kasvatettu fosforia kiinnittävässä maaperässä, vaikka positiivisia kasvuvasteita ei olisikaan, New Phytologist, 172: 536-543.

Seymour N (2009) Mykorritsat ja niiden vaikutus P nutritioniin, Australian Grain, heinä August, p 23-24.

Smith SE and Smith FA (2010) ” the role of arbuscular mykorritsal fungen (AMF) in crop phosphorus nutrition: a need for
changed ideas”, Eyre Peninsula Farming Systems Summary 2010. S. 125 – 127.

tekijä: Sally Smith, Maria Manjarrez ja Andrew Smith (Adelaiden yliopisto).