Kerääjäkasvien monimuotoisuus voi lisätä maaperän hiiltä, mikrobien monimuotoisuutta ja maaperän terveyttä

Artikkelin otsikko: Impacts of diverse undersown cover crops on seasonal soil microbial properties

Tekijä: Shrestha Rashmi ym.

Julkaisu: FEMS Microbiology Ecology

Vuosi: 2025

Pitkään vallalla ollut maanviljely, jolle on ominaista monokulttuuri, kausittaiset kesannointijaksot, intensiivinen maanmuokkaus ja lannoitteiden käyttö, voi vähentää maaperän biologista monimuotoisuutta ja aiheuttaa maan orgaanisen hiilen häviämistä. Sen sijaan monipuoliset viljelyjärjestelmät, joihin sisältyy ympärivuotinen maanpinnan kasvipeitteisyys, voivat parantaa maaperän biologista monimuotoisuutta ja toimintaa, sekä maaperän orgaanisen hiilen varastointia. Maaperän mikro-organismit muodostavat merkittävän osan maaperän biologisesta monimuotoisuudesta, ja niillä on ratkaiseva rooli maatalousmaan ravinteiden kierrossa. Ne voivat parantaa maaperän laatua ja lisätä sadontuotantoa. Kasvien ja mikrobien monimuotoisuuden on havaittu vaikuttavan positiivisesti ekosysteemin toimintaan nurmilla. Kerääjäkasvien lajiston monipuolistamisen vaikutusta maaperän mikrobien monimuotoisuuteen ja toimintaan ei kuitenkaan ole vielä riittävästi tutkittu.

Tässä tutkimuksessa selvitettiin, miten viljelyn kasvilajiston monipuolistaminen vaikuttaa maaperän mikrobibiomassaan ja -aktiivisuuteen eri vuodenaikoina, ja onko näillä muutoksilla perintövaikutuksia seuraavan vuoden viljelykasveihin. Tätä varten Helsinkiin perustettiin toukokuussa 2019 TWINWIN-hankkeen koekenttä. Koejärjestelyyn kuului eri määrä (1, 2, 4 tai 8) kerääjäkasvilajeja, joilla oli erilaisia ominaisuuksia (typensidonta ja syvät juuret) ja jotka kylvettiin ohran alle. Lisäksi koepelto sisälsi lohkoja, joilla ei ollut kasvillisuutta (”paljas kesanto”), ohran monokulttuuria ilman torjunta-aineiden käyttöä, sekä ohran monokulttuuria rikkojen torjunta-ainetta käyttäen. Maaperänäytteitä kerättiin koko vuoden ajan maaperän mikrobiologisten ominaisuuksien tutkimiseksi (maaperän mikrobibiomassa, hengitys ja niiden kyky hyödyntää maaperän orgaanista ainesta). Seuraavana vuonna ohraan kohdistuvien perintövaikutusten arvioimiseksi maaperän bakteerit ja sienet analysoitiin maanäytteistä, jotka kerättiin keväällä ennen kerääjäkasvien lopettamista. Lisäksi kevään maanäytteitä käytettiin pellavalla tehdyssä ruukkukokeessa, jossa tutkittiin, miten peittokasvien monimuotoisuus vaikutti mykorritsasienien kolonisaatioon juurissa.

Tulokset osoittivat mikrobibiomassan hiilen kausittaisia muutoksia. Lisäksi kiinnostavaa oli, että kasvillisuuden läsnä ollessa, ja etenkin useiden lajien läsnä ollessa, mikrobien hiili lisääntyi samanaikaisesti, kun mikrobien kyky hyödyntää maaperän orgaanista ainesta laski. Tämän uskotaan johtuneen monipuolisten ravintoresurssien ja elinympäristöjen jatkuvasta ja lisääntyneestä tarjonnasta. Se osoittaa, että peitekasvien monimuotoisuus voi tarjota vakaan ympäristön, jossa maaperän hiilensitominen paranee.

Mikrobien hengitys väheni palkokasvien läsnä ollessa, mikä voi johtua palkokasvien systeemiin lisäämästä typestä. Sienten yleinen monimuotoisuus ja (arbuskulaaristen) mykorritsasienien monimuotoisuus lisääntyi kerääjäkasvien lajirunsauden lisääntyessä, kun taas palkokasvien läsnäolo auttoi tukahduttamaan kasvipatogeeneja.

Pellavalla tehdyssä ruukkukokeessa kasvillisuus ylipäätään ja palkokasvit erityisesti lisäsivät juurten mykorritsasieniä. Tulokset viittaavat siihen, että monipuolisen kerääjäkasvuston ja erityisesti palkokasvien kylvö voi lisätä maaperän mikrobien monimuotoisuutta ja maaperän terveyttä. Se hyödyttää sekä nykyisen että seuraavan vuoden viljelykasveja. Kaiken kaikkiaan tutkimus osoitti, että peittokasvien monimuotoisuuden myönteinen vaikutus näkyy maaperän mikrobistossa jo vuoden kuluttua, ja vaikutus voi voimistua ajan myötä.

Tutkimus tehtiin osana Carbon Actioniin kuuluvaa TWINWIN-hanketta.