Mykorritsa: Piilevä verkosto, joka tukee kasvien ravitsemusta, maaperän terveyttä ja satojen vakautta

Mykorritsalla tarkoitetaan kasvien juurien ja erityisten maaperän sienien välistä symbioottista yhteiseloa. Tämä suhde on yksi maaympäristöjen ja nykyaikaisen maatalouden tärkeimmistä biologisista prosesseista, mutta se pysyy suurelta osin näkymättömänä maan alla. Mykorritsaverkostojen kautta kasvit pääsevät käsiksi veteen ja ravinteisiin, jotka ovat juurien ulottumattomissa, kun taas sienet saavat osakseen valokemiallisessa prosessissa syntyviä hiiliyhdisteitä.

Maatalousjärjestelmissä mykorritsan ymmärtäminen ja edistäminen on yhä tärkeämpää, sillä viljelijät joutuvat kohtaamaan maaperän terveyden heikkenemistä, ravinteiden tehottomuutta ja ilmastonmuutoksen aiheuttamaa stressiä. Mykorritsasienet tehostavat ravinteiden ottoa, parantavat kuivuuden sietokykyä ja edistävät maaperän rakenteen pitkän aikavälin säilymistä, minkä vuoksi ne ovat kestävän viljelyn kulmakivi.

Mikä on mykorritsa?

Sana ”mykorritsa” on johdettu kreikkalaisista sanoista mykes (sieni) ja rhiza (juuri). Se kuvaa molempia osapuolia hyödyttävää suhdetta, jossa sienet asettuvat kasvien juurille ja levittävät rihmastoaan ympäröivään maaperään.

Mykorritsa (monikko: mykorritsat) on sienen ja kasvin juurien välinen symbioottinen suhde, joka on useimmiten molempia osapuolia hyödyttävä, mutta toisinaan myös neutraali tai lievästi haitallinen. Tässä suhteessa sieni asettuu isäntäkasvin juuristoon ja muodostuu olennaiseksi osaksi maaperän ja kasvin välistä rajapintaa.

Mykorritsasienet asettuvat kasvien juurille pääasiassa kahdella tavalla:

• Solunsisäinen kolonisaatio, kuten arbuskulaarisissa mykorritsasienissä (AMF), joissa sienen rakenteet muodostuvat juuren kuorisolujen sisään.

• Solunulkoinen kolonisaatio, kuten ektomykorritsasienien tapauksessa, jossa sienen rihmat muodostavat juurien ympärille suojakuoren ja tunkeutuvat solujen väliin sen sijaan, että ne tunkeutuisivat solujen sisään.

Mykorritsat ovat olennainen osa maaperän elämää ja kemiaa, ja ne vaikuttavat ravinnekiertoon, maaperän rakeistumiseen ja kasvien tuottavuuteen lähes kaikissa maaympäristöissä.

Mykorritsasuhteiden symbioottinen dynamiikka

Mykorritsat muodostavat symbioottisia suhteita valtaosan maa-kasvien juurien kanssa. Vaikka vain murto-osa kasvilajeista on tutkittu yksityiskohtaisesti, todisteiden mukaan noin 95 % kasviperheistä elää pääasiassa mykorritsasuhteessa.

Tässä symbioosissa:

• Kasvi toimittaa hiiltä sienelle hiilihydraattien muodossa.

• Sieni toimittaa kasville vettä ja kivennäisaineita.

Tämä aineenvaihto ei ole passiivista. Molemmat osapuolet säätelevät sitä, ja se reagoi dynaamisesti ravinteiden saatavuuteen, ympäristöstressiin ja kasvien tarpeisiin.

Hiilen kierto ja mineraalien vaihto

Mykorritsasuhteessa sieni saa suhteellisen vakaasti ja suoraan käyttöönsä fotosynteesin tuloksena syntyviä hiilihydraatteja, kuten glukoosia ja sakkaroosia. Nämä hiilihydraatit kuljetetaan lähdekudoksista (pääasiassa lehdistä) juurille ja sieltä edelleen sienikumppaneille.

Vastineeksi kasvi hyötyy sienirihmaston huomattavasti suuremmasta kyvystä imeä vettä ja kivennäisaineita. Tämä etu johtuu sieni-itiöiden suuremmasta pinta-tilavuussuhteesta verrattuna kasvin juuriin.

Kasvien juuret eivät välttämättä pysty yksinään ottamaan tiettyjä ravinteita tehokkaasti talteen – etenkin fosforia, joka esiintyy maaperässä usein huonosti liikkuvissa tai kemiallisesti sitoutuneissa muodoissa, varsinkin emäksisissä tai voimakkaasti rapautuneissa maaperissä. Mykorritsasienirihmasto pystyy hyödyntämään näitä fosforivarastoja ja siirtämään niitä kasville, mikä parantaa ravinteiden saantia merkittävästi.

Ravintoaineiden imeytymisen tehostumisen mekanismit

Mykorritsat parantavat ravinteiden ottoa sekä fysikaalisin että kemiallisin mekanismein.

Fyysiset mekanismit

Mykorritsasienirihmastojen halkaisija on paljon pienempi kuin pienimmilläkään kasvien juurilla. Tämän ansiosta ne voivat:

• Tutki juurien ulottumattomissa olevia maaperän mikrohuokosia

• Ulottuu juurien ehtymisalueen ulkopuolelle useista senttimetreistä metreihin

• Moninkertaista juuriston tehokas pinta-ala

Kemialliset mekanismit

Sienisolujen solukalvot eroavat olennaisesti kasvien solukalvoista. Mykorritsasienet voivat erittää orgaanisia happoja ja entsyymejä, jotka:

• Vapauttaa sitoutuneet ravintoaineet

• Irrota ionit maaperän hiukkasista

• Parannetaan ravinteiden liukoisuutta juuristovyöhykkeellä

Nämä mekanismit tekevät mykorritsasta erityisen hyödyllisen ravinneköyhissä, tiivistyneissä tai kemiallisesti haastavissa maaperissä.

Taudinkestävyys ja stressinsietokyky

Mykorritsasienien kolonisoimat kasvit ovat usein vastustuskykyisempiä:

• Maaperässä elävät taudinaiheuttajat

• Kuivuusstressi

• Suolapitoisuus

• Raskasmetallimyrkytys

Nämä hyödyt johtuvat useista toisiinsa vaikuttavista tekijöistä, kuten parantuneesta veden ja ravinteiden ottokyvystä, muuttuneista juurien erittymismalleista, tartuntakohteiden fyysisestä valtaamisesta sekä kasvien puolustusmekanismien tehostuneesta aktivoitumisesta.

Rooli karuilla ja huonokuntoisilla mailla

Sterilissä maaperässä tai keinotekoisissa kasvualustoissa kasvatetut kasvit menestyvät usein huonosti, ellei niihin tuoda mykorritsasieniä. Ilman sienien asettumista ravinteiden saanti – etenkin fosforin ja hivenaineiden – on usein erittäin rajoitettua.

Varhaisvaiheen ympäristöissä ja pilaantuneilla alueilla mykorritsasienten puuttuminen voi hidastaa merkittävästi kasvien vakiintumista ja kasvua. Mykorritsat ovat avainasemassa maaperän kunnostuksessa, sillä ne edistävät kasvillisuuden vakiintumista ja käynnistävät ravinnekierron prosesseja.

Mykorritsan tärkeimmät edut ja agronominen merkitys

Mykorritsaa pidetään yleisesti yhtenä luonnon tehokkaimmista biologisista järjestelmistä, joilla voidaan parantaa tuottavuutta ja samalla varmistaa kestävyys. Vuosikymmenten mittaisen tutkimuksen aikana niiden hyödyt on dokumentoitu johdonmukaisesti eri viljelykasvien ja ekosysteemien osalta.

Tärkeimpiä etuja ovat:

• Ravinteiden saantialueiden laajeneminen juuriston ulkopuolelle

• Fosforin ja liikkumattomien hivenaineiden, kuten sinkin, kuparin, raudan, molybdeenin, koboltin ja magnesiumin, parempi hyötykäyttö

• Valokemiallisen tuotannon ja biomassan tuotannon kasvu

• Parempi sietokyky kuivuuden, suolapitoisuuden, kuumuuden ja raskasmetallien aiheuttamaa stressiä vastaan

• Parempi vastustuskyky maaperän ja juurien välityksellä tarttuvia taudinaiheuttajia vastaan

• Maaperän aggregaation ja rakenteellisen vakauden paraneminen

• Vaikutus maaperän pitkäaikaiseen hedelmällisyyteen ja maaperän kunnostamiseen

Mykorritsasienet ovat myös poikkeuksellisen kestäviä. Ne tuottavat lepotiloja, kuten itiöitä, joiden avulla ne selviävät epäsuotuisista ympäristöolosuhteista ja voivat jatkaa toimintaansa, kun olosuhteet paranevat.

Ekologinen laajuus ja sopeutumiskyky

Mykorritsat osoittavat poikkeuksellista ekologista sopeutumiskykyä. Niitä esiintyy monenlaisissa ympäristöissä aavikoista ja trooppisista metsistä lauhkean vyöhykkeen viljelyjärjestelmiin ja arktisiin ekosysteemeihin. Yksi ainoa mykorritsalaji voi muodostaa symbioottisen suhteen monenlaisten isäntäkasvien kanssa, mikä edistää ekosysteemin vakautta ja tuottavuutta hyvin erilaisissa olosuhteissa.

Mykorritsa ja kestävä maatalous

Mykorritsat ovat ainoa sienijärjestelmä, joka tunnustetaan yleisesti biolannoitteeksi, sillä niillä on vakaa ja suora vaikutus ravinteiden saantiin. Parantamalla ravinteiden käyttötehokkuutta mykorritsat voivat vähentää riippuvuutta kemiallisista lannoitteista – toisinaan jopa huomattavasti – samalla kun ne ylläpitävät tai parantavat sadon tuottoa.

Ne edistävät myös maaperän suojelua vahvistamalla maaperän rakenteita, vähentämällä eroosiota ja palauttamalla heikentyneen maaperän tuottavuuden.

Johtopäätös

Mykorritsa ei ole pelkkä kasvien kasvua tukeva lisätekijä, vaan perustavanlaatuinen biologinen järjestelmä, joka tukee ravinteiden saantia, maaperän rakennetta, kasvien sietokykyä ja ekosysteemin vakautta. Laajentamalla juuriston toiminta-aluetta ja integroimalla kasvit monimutkaisiin maaperän verkostoihin mykorritsat mahdollistavat kestävän tuottavuuden sekä luonnonvaraisissa että maatalousjärjestelmissä.

Mykorritsatoiminnan tukeminen ei siis ole pelkkä vaihtoehto maaperän pitkän aikavälin terveyden ja viljelykasvien sietokyvyn kannalta – se on välttämätöntä.

Viitteet ja lähteet

Smith, S. E., & Read, D. J. (2008). Mykorritsasymbioosi (3. painos). Academic Press.
https://www.sciencedirect.com/book/9780123705266/mycorrhizal-symbiosis

Brundrett, M. C., & Tedersoo, L. (2018). Mykorritsasymbioosien evoluutiohistoria ja isäntäkasvien maailmanlaajuinen monimuotoisuus. New Phytologist, 220(4), 1108–1115.
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.14976

van der Heijden, M. G. A., Martin, F. M., Selosse, M. A., & Sanders, I. R. (2015). Mykorritsan ekologia ja evoluutio. New Phytologist, 205(4), 1406–1423.
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.13288

Yhdistyneiden Kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestö (FAO). Maaperän biologinen monimuotoisuus ja ekosysteemipalvelut.
https://www.fao.org/soils-portal/soil-biodiversity/en/

Kuvan lähde ja tekijänoikeudet: Premier Tech, https://www.pthorticulture.com/en-us/training-center/mycorrhizae-and-plants-make-great-allies ja Wikipedia Commons.

Mykorritsa Wikipediassa:https://en.wikipedia.org/wiki/Mycorrhiza