Laatikainen Tarja (FM) 11.11.2006

Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekuntatiedekunta

Ympäristötiede

Pesticide induced responses in ectomycorrhizal fungi and symbiont Scots pine seedlings (Torjunta-aineiden vaikutus ektomykoritsasieniin ja männyn taimiin)

Vastaväittäjä: Dosentti Tytti Sarjala, Metsäntutkimuslaitos
Kustos: Dosentti Helvi Heinonen-Tanski, Kuopion yliopisto


Väitöskirjan tiivistelmä:


Torjunta-aineet voivat vaikuttaa männyn taimien ja niiden sienijuurien ravinteiden ottoon ja kasvuun

Taimitarhoilla käytettävät torjunta-aineet voivat vaikuttaa metsäpuiden taimien ja näiden sienijuurien, ektomykoritsojen kasvuun. Varsinkin kasvitauteja vastaan käytettyjen torjunta-aineiden, fungisidien, todettiin estävän useimpien ektomykoritsasienten kasvua puhdasviljelminä. Fungisidit häiritsivät myös ektomykoritsasienten sekä näiden kanssa symbioosissa kasvavien männyn taimien typen ottoa ja vaikuttivat siten taimien kasvuun joko edistäen tai hidastaen sitä. Vaikutukset olivat kuitenkin aikaa myöten palautuvia ja kasvussa jälkeen jääneet taimet saavuttivat toiset taimet parissa vuodessa istutuksen jälkeen.

Metsäpuiden taimitarhoilla käytetään yleisesti erilaisia rikkakasvien, kasvitautien ja tuhohyönteisten torjunta-aineita. Eräillä torjunta-aineilla tiedetään olevan erilaisia sivuvaikutuksia niin kasveihin kuin niiden mykoritsasieniin. Varsinkin fungisidien, joiden vaikutus kohdistuu johonkin yleiseen sienen bioprosessiin, voi olettaa vaikuttavan myös hyödyllisiin mykoritsasieniin, mutta tätä on varsin vähän tutkittu. Mykoritsasienet auttavat kasvia ravinteiden ja veden saannissa sekä suojaavat kasvin juuria kuivuudelta, mistä on merkittävä apu varsinkin taimille istutuksen jälkeen.

Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli selvittää erilaisten torjunta-aineiden vaikutuksia metsäpuiden ektomykoritsasienten kasvuun ja niiden kanssa symbioosissa elävien männyn taimien ravinteiden ottoon ja kasvuun. Tutkimuksia tehtiin niin laboratoriokokein Kuopion yliopistossa ja Lundin yliopistossa Ruotsissa kuin kenttäolosuhteissa Metsäntutkimuslaitoksen Suonenjoen toimintayksikön tutkimustaimitarhalla.

Puhdasviljelmäkokeissa useimmat torjunta-aineet ja erityisesti fungisidit heikensivät tai estivät kokonaan erilaisten metsäpuiden ektomykoritsasienten kasvua. Kaksi eniten sienten kasvuun vaikuttanutta fungisidia olivat klorotaloniili ja propikonatsoli, joita on käytetty laajalti metsäpuiden taimitarhoilla. Vaikutukset näkyivät sekä sienten kasvuston elinkyvyssä että sienten elävien solujen osuutta osoittavan ergosterolin pitoisuuksissa. Propikonatsoli lisäsi myös nk. stressiaminohappojen määriä sienikasvustoissa. Kyseiset fungisidien testipitoisuudet vastasivat taimitarhoilla käytettäviä annosmääriä.

Tarkemmissa kokeissa havaittiin, että propikonatsoli lisää sekä sienten että männyn taimen typpiravinteen (ammoniumin) ottoa ja vaikuttaa typen kuljetus- ja varastoaminohappojen määriin ja koostumukseen. Propikonatsoli kohotti erityisesti pääasiallisen varastoaminohapon, arginiinin pitoisuutta niin sienikasvustossa kuin männyn taimessa. Arginiinia kertyy sieneen tai kasviin, kun niiden typen saanti ylittää käyttötarpeen.

Vastaavia havaintoja tehtiin myös taimitarhalla suoritetussa tutkimuksessa, missä tutkittavia männyn taimia kasvatettiin normaalin taimitarhan käytännön mukaisesti ja käsiteltiin klorotaloniililla tai propikonatsolilla suositelluilla käyttömäärillä. Molemmat fungisidit muuttivat koetaimien versojen aminohappojen määriä ja koostumusta sekä vaikuttivat niiden kasvuun, mutta eri tavoin. Klorotaloniilikäsittely lisäsi arginiinipitoisuutta, mutta heikensi taimien kasvua. Tämä osoittaa klorotaloniilitaimilla olleen puutetta enemmänkin muista ravinteista, mutta ei typestä. Lisäksi saatiin viitteitä, että klorotaloniili saattaa hidastaa taimien versojen talveentumista. Propikonatsoli puolestaan kohotti paitsi arginiinin myös toisen stressiaminohapon, gamma-aminovoihapon (GABA) pitoisuutta versoissa. Propikonatsolin taimissa aiheuttama parantunut typen saanti lisäsi taimien alkuvaiheen kasvua.

Käsittelemättömillä kontrollitaimilla ektomykoritsasienten todettiin lisäävän niin taimien typen ja fosforin saantia kuin kohottavan versojen typpi- ja aminohappopitoisuuksia ja muuttavan niiden aminohappokoostumusta. Lisääntynyt ravinteiden saanti näkyi taimien parempana kasvuna verrattuna taimiin, joilla ei ollut sienijuuriosakasta.


Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet. ISBN 951-27-0359-9


Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi