Transcript Vihmaussid ja mullaelustik mullatervise kujundamisel

Tallinna Tehnikaülikooli
Tartu Kolledž
Vihmaussid ja mullaelustik
mullatervise kujundamisel
Mari Ivask
Mahepõllumajandus ja teadus 2010 8.12.2010
Muld
on kompleksne ja dünaamiline süsteem, mis
koosneb anorgaanilistest mineraalsetest osadest,
elusorganismidest ja surnud või lagunevast
orgaanilisest ainest.
Mullaelustik (edafon)
Mullaelustik moodustab 5%
mulla orgaanilise aine massist,
mis moodustab 7%
mulla kogumassist
12% 5%
3%
40%
40%
Bakterid ja aktinomütseedid
Seened ja vetikad
Vihmauslased
Muu makrofauna
Mesofauna
• Muu elustiku uurimise kõrval pööratakse
mullaelustikule väga vähe tähelepanu
• Mulla bioloogilise mitmekesisusega on seni tegeldud
tasemel: head loomad – vihmaussid ja pahad loomad
– nematoodid ja patogeensed mikroobid
• Põllumehed enamasti tunnevad vaid olulisi
taimekahjureid ja võitlevad kemikaalidega nende
vastu; hävitades nii ka nende looduslikud vaenlased
TAGAJÄRG
kahjurite arvukus võib tõusta
VIHMAUSSIDEST
Mulla megafauna – kehapikkus >20 mm
vihmaussid
Eestis seni leitud 13 liiki vihmausse
Eesti suurim – harilik vihmauss, kuni 30
cm pikk, üle 3 g
Eesti väikseim – nelikant kaldauss, kuni
1,5 cm, umbes 0,05 g
VIHMAUSSIDE JAOTUS ELUVIISI JÄRGI
Epigeilised
Endogeilised
Aneetsilised
EESTIS ELAB 13 LIIKI VIHMAUSSE:
• HARILIK MULLAUSS – PRAKTILISELT IGAS MULLAS
• ROOSA MULLAUSS – TAVALINE ENAMUSES MULDADES
• ROHELINE MULLAUSS – ROHUMAADE MULDADES
• SINAKAS SOOUSS – PÕLLU –JA ROHUMAADE MULDADES
• PIIMJAS SOOUSS – LIIGNIISKES MULLAS
.
• PUNANE VIHMAUSS – TAVALISIM EPIGEILINE LIIK
• NELIKANT-KALDAUSS – LIIGNIISKES MULLAS
• TUME VIHMAUSS – NIISKETE ROHUMAADE MULDADES
• HARILIK SÕNNIKU-USS – KÕDUNEVAS SÕNNIKUS
• KAHEKSAKANT-KÕDUUSS – METSAKÕDUS
• PEEN KÕDUUSS – METSAKÕDUS
.
• HARILIK VIHMAUSS – PÕLLU- JA ROHUMAADE MULDADES
• SUUR MULLAUSS – PÕLLU- JA ROHUMAADE MULDADES
JA
14. LIIK: DENDROBAENA VENETA – KALAMEHED LEVITAVAD
KUI PALJU NEID ON?
• Moodustavad 2/3 kogu mullaorganismide
biomassist
• PÕLLUMULLAS keskmiselt 50-150 isendit
1 m2-l, ROHUMAADEL 150-300 isendit 1 m2-l
• Vihmausside biomass 1 m2-l (meie 2003 ja 2004
aasta andmete põhjal):
19 ...924 kg/ha,
• Kirjanduse põhjal – kuni 4 t/ha
• Biomass oleneb arvukusest, koosluse liigilisest ja
vanuselisest struktuurist.
NB!
• Igasugune mullas toimuv põllumajanduslik tegevus avaldab
mõju vihmaussikoosluse arvukusele ja mitmekesisusele, mõju
võib olla negatiivne või positiivne
• Enamasti on tegemist mullatemperatuuri, -niiskuse, orgaanilise
aine hulga ja kvaliteedi muutuste tagajärjega
• Mida suurema ulatusega ja sagedam on koosluste häirimine,
seda väiksem on vihmausside arvukus ja biomass
• Maakasutuse intensiivistamine toob kaasa mitmekesisuse
vähenemise ja varisest toituvate (epigeiliste ja aneetsiliste)
liikide kadumise, mulla saastumise tagajärjeks on muutused
koosluse liigilises koosseisus
Kes veel elab mullas?
Mulla makrofauna – kehapikkus 2-20mm
Maapinnal, mulla ülemises kihis, kõdus
• Suuremad lülijalgsed , sh:
Sajajalgsed, tuhatjalgsed,
Põrnikad ja mardiklased,
Kihulased jm. sääsed, kahetiivalised,
Kakandilised, ebaskorpionid, koibikulised, ämblikud jne.
• Nälkjad ja teod
• Jagatakse talitluse põhjal:
1. Kiskjad, mikrofütofaagid (söövad baktereid, seeni
ja vetikaid), fungivoorid – seeni ja sellega
stimuleerivad seenehüüfide kasvu
2. Detritivoorid – kaevuvad surnud orgaanilise aine
sisse, eriti kui enne seda on seda mõnevõrra
lagundanud mikroobid, tuhatjalgsed, lestad,
kakandid jt. Valmistavad orgaanilist materjali ette,
stimuleerivad mikroorganisme, eritavad
ekskremente, mis on olulised mulla arengus
3. Makrofütofaagid – toituvad juuremahlast
(juuretäid, juurekärsakad).
Kes veel elab mullas?
Mesofauna – kehapikkus 0,2-2 mm: Otseselt mulla
mikroobikooslusest toituvate ja selle aktiivsust mõjutavad
organismid, kes toitumisseoste kaudu mõjutavad orgaanilise
aine lagunemiskiirust, lämmastiku ringe erinevaid etappe
•Mikroartropoodid – lestad ja hooghännalised
• Nad teevad vähest kahju, kuna söövad taimede noori
juuretippe, rohkem on kasu, kuna söövad koos juurtega ka
patogeenseid seeni (hooghännalised)
• Neid võib olla 50 000…100 000 is 1 m2-l.
• Eestis on teadaolevalt 87 liiki hooghännalisi, põllumuldades
leitud 24 liiki
• Lestad toituvad nematoodidest jt. pehmekehalistest
mullaloomadest, osa ka taime maapealsete lehtede mahlast.
• Üldiselt - mõjutavad primaarproduktsiooni vaid kaudselt
• Nematoodid – ümarussid, 0,5…1,5 mm pikad ja 10…30 μm
läbimõõdus. Sõltuvad õhukesest veekilest mullaosakeste
ümber, kus toimub nende elutsükkel.
• Omnivoorsed nematoodid söövad juurekarvu, baktereid,
seeni,algloomi, teisi nematoode.
• Kiskjad nematoodid toituvad algloomadest,
keriloomadest, valgeliimuklastest, teistest nematoodidest,
teistest väiksematest loomadest.
• Taimekahjurid, söövad ka patogeenseid seeni, kiirendavad
N mineralisatsiooni
• 1 m2 mullapinna all elab umbes 1 miljon ümarussi
kogumassiga 1 g
• Eestist on teada sadu liike, tegelikult võib olla tuhandeid.
Ühes grammis mullas on leitud kuni viisteist eri liiki. Meie
teraviljadel on leitud seitsekümmend liiki nematoode,
kartulil üle saja.
Valgeliimuklased e. enhütreiidid
• Väikesed ussid 0,1…5,0 cm pikad
• Oluline osa aineringetes ja energiavoos, toituvad
mikroorganismidest ja taimsest varisest.
• Kuni 200 000 isendit
1 m2 -l , Eesti põllumullas
ca 3000 isendit m-2-l
• Eestis on leitud 46 liiki,
kindlasti on arv
suurem (Rootsis 94)
Kes veel elab mullas?
Mikrofauna - kehapikkus 100 - 200 μm
• Lihtsa ehitusega ainuraksed loomad,
• Tundlikud mullatingimuste, eriti pH ja soolsuse suhtes,
enamasti elavad mullavees
• Söövad baktereid, surnud orgaanilist ainet
Mikrofloora
• Bakterid, kiirikbakterid, seened, vetikad
• Lihtsa rakustruktuuriga, mõne μm pikkused, kaaluvad
keskmiselt 10-12 g, arvukust on raske määrata, tulemus
oleneb meetodist. Üldiselt – 106…109 organismi 1 g mullas
• Mullas paiknevad ebaühtlaselt, kolooniatena orgaanilise
substraadi läheduses, näiteks taimede juurte ümber.
Mullaelustiku funktsionaalsed grupid
• Taimejuured
• Risosfääri organismid - organismid, kes otseselt mõjutavad taime
talitlust nii positiivselt kui negatiivselt
Mükoriisa, sümbiootilised N fikseerijad bakterid, taimekasvu
soodustavad risobakterid, fütopatogeensed bakterid,
fütopatogeensed seened, taimeparasiitsed nematoodid,
herbivoorsed putukad
• Lagundajad - organismid kes lagundavad taimejäänuseid
risosfääris ja varises
Mullamikroobide ensümaatilised grupid, detriitsete toiduahelate
rühmad, makroselgrootud lagundajad, makroselgroogsed kiskjad
• Ökosüsteemi insenerid e. mullaliigutajad -organismid, kes
mõjutavad mullatingimusi kui teiste organismide elupaika selle
segamise ja agregaatide moodustamise kaudu, seejuures
mõjutavad ka taime kaudselt
Aneetsilised (sügavaid vertikaalurge kaevavad) vihmaussid,
endogeilised (mulla ülemises ~40 cm kihis elavad) vihmaussid
Mullaelustik vastutab mulla tervise eest
Mullaelustiku olulisemad funktsioonid:
• Mulla struktuuri säilitamine
• Mulla hüdroloogiliste protsesside reguleerimine
• Gaasivahetus
• Mulla detoksikatsioon
• Aineringed
• Orgaanilise aine lagundamine
• Kahjurite, parasiitide, haiguste allasurumine
• Sümbiootilised ja asümbiootilised suhted taimedega
• Tamede kasvu kontroll
• Puhver keskkonna kõikumistest tuleneva stressi jaoks
Kui mullaelustik ei talitle normaalselt, ei tee seda ka muld tervikuna.
Muld ilma elustikuta = surnud muld
Mullaelustik mulla veerežiimi
reguleerijana
• Väheneb pinnavool kuna selgrootud kujundavad
maapinna struktuuri ja tekitavad mullapoore ja urge,
mõjutavad seeläbi infiltratsiooni
• Mullapooride kuju, suurus ja paiknemine kujundavad
veevaru mullas
• Palju räägitakse, kuid seni pole kvantitatiivseid andmeid
vee koguste kohta, mis infiltreeritakse ja säilitatakse
mullas selgrootute tegevuse tagajärjena.
• Kõik mullaelustikugrupid mõjutavad vee liikumist mullas
ja tema omadusi, olulisemad on seejuures mulla
mikroobikooslus ja vihmaussid
• Tähtis regulatiivne roll on mulla mikro- ja mesofaunal ning
epigeilistel selgrootutel kiskjatel.
Mullaelustiku osa toitaineteringes
•
•
•
•
•
•
•
•
Toitainete ringetes osalevad praktiliselt kõik mullaelustikurühmad
Mulla mikroobikooslus viib läbi peamisi lagunemisprotsesse
Selgrootud on tähtsad toitainete ringete reguleerijad
Selgrootute panus toitainete ringesse – peamiselt varise
peenestamine, mikroobiaktiivsuse selektiivne aktiveerimine
Lisaks orgaaniliste ühendite mineralisatsiooni ja humifitseerumise
parandamisele loovad biogeenseid struktuure mis toimivad
mikroobiaktiivsuse inkubaatorina või süsiniku ja toitainete
sekvestratsiooni paigana
Hästi tuntakse elustiku mõju C ja N ringele, vähem teiste
elementide ringele
Mullaselgrootute kaasabil toimub keskmiselt 30% N
mineraliseerumisest mullas (rohumaal kuni 37%, haritavas mullas
kuni 25%)
Selgrootud on võtmetegurid süsteemides mis võimaldavad
toitainete uuesti ringesse hõivamist ja ennetavad toitainete
leostumist veekogudesse
Mullaelustik osaleb mullatekkes
• Juba Ch.Darwin tõestas vihmausside osa
kivimite lõhustamises
• Hästi teada vihmausside osa vermisoli e.
vermimulla tekitamises
• Teada termiitide osa mullatekkes
• Osalevad ka teised mullaelustiku rühmad
(vihmaussid, tuhatjalgsed, kakandid, lestad,
hooghännalised jt)
Mullaelustik suurendab
primaarproduktsiooni
Mõjutatud nii otseselt kui kaudselt erinevate mullaorganismide
tegevuse poolt
• Eksperimentaalselt tõestatud kõrgem taimeproduktsioon mullas,
kus esinevad ainuraksed loomad, nematoodid, valgeliimuklased,
hooghännalised, sipelgad, vihmaussid.
Põhilised protsessid, mida viivad läbi mullaorganismid:
1. Parem toitainete vabanemine risosfääris,
2. Kasulike mikroorganismide, mükoriisa, N-fikseerivate
mikroorganismide stimuleerimine,
3. Taimede elujõu ja kaitsevõime parandamine kahjurite ja
haiguste vastu nii maa all kui maa peal,
4. Positiivne mõju mulla struktuurile
5. Taimekasvu soodustavate ühendite süntees mikroorganismide
poolt
Mullaelustik kliima reguleerijana
• CO2 ja teiste kasvuhoonegaaside (CH4, N2O, jt)
fikseerimise ja vabanemise regulatsioon.
Väikeseskaalalised efektid: mulla agregatsioon,
intensiivsem huumuseteke; kumuleerumine pikema
perioodi jooksul
• Mulla orgaanilise aine lagundamine mullaselgrootute
poolt ning kasutamine taimejuurte ning suurte
selgrootute poolt, mille käigus moodustuvad püsivad
mullaagregaadid, C - sekvestratsioon kompaktsetes ja
stabiilsetes agregaatides vähendab selle vabanemise
kasvuhoonegaasidena
Põllumajandustegevuse mõju
mullaelustikule: füüsikaline
• kündmise, saagikoristuse, tallamise, põlemise jne tagajärjel
toimub suurte ja pikaealiste mullaloomade (vihmaussid)
kadumine ja mitmekesisuse vähenemine,
• sellele järgnev temperatuuri tõus, mullaniiskuse
vähenemine, orgaanilise sisendi vähenemine vähendab
teiste mullaorganismide arvukust ,
• Edasine umbrohutaimede intensiivne kasv, allohtoonne
mikrofloora ja kiirestikasvav migratoorne fauna viib
muutustele mullakoosluste koosseisus ja sümbioosiseoste
vähenemisele
• Toimuvad lühiajalised mitmekesisuse muutused oluliste
tagajärgedega: n. toitainete leostumine on otseselt seotud
mullaelustiku häirimise sageduse ja intensiivsusega ja
mitmekesisuse vähenemisega.
• Tallamine rohusööjate või inimese poolt muudab mulla
kompaktseks , vähendab taimkatet, suurendab mullaniiskuse
sisaldust, vee äravoolu mullapinnalt. Vastupidavus nendele
muutustele ja protsessi pöörduvus on otseselt sõltuv
mullainseneride, eeskätt vihmausside arvust ja
mitmekesisusest.
• Niisutamine ilma vee kogunemiseta intensiivistab oluliselt
lagunemist ja sellega seotud funktsioone, on tõenäoliselt
positiivse mõjuga mitmekesisusele, leostumine on
mullaelustiku suure mitmekesisuse puhul väiksem.
Keemiline
• Mineraalsete toitainete lisamine maaharimise käigus või
atmosfääri depositsioonina võib olla positiivne (toitainete
vaene muld, väikesed kogused) või negatiivne
(toitaineterikas muld ja suured kogused) mullaelustiku ja
mullas toimuvate protsesside suhtes
• Suurte mineraalväetisekoguste kasutamisel mulla suur
bioloogiline mitmekesisus vähendab toitainete leostumist
• Pestitsiidide mõju mitmekesisusele on selektiivne ,
kusjuures suurte pikaealiste mullaloomade (inseneride)
kadumise korral võib mõju kesta pikka aega. Pestitsiidid
mõjutavad üldiselt negatiivselt nii liikide mitmekesisust
kui neile omast talitlust.
Bioloogiline
• Maaviljeluse muutused, mis väljenduvad
taimkattes (sh saagi omadustes) , põhjustavad
muutusi mulda siseneva orgaanilise aine
kvaliteedis, kvantiteedis ja levikus.
• Orgaanilise aine (sõnnik ja jäätmed) lisamine
suurendab mitmekesisust kui teda on vähe ja
vähendab, kui orgaanilist ainet on suurtes kogustes.
• Võtmeprotsessid (N2O ja metaani emissioon,
toitainete leostumine), intensiivistuvad suuremate
orgaanilise aine koguste puhul.
• Protsesside kiirused suurenevad, samal ajal
bioloogiline mitmekesisus (eriti vihmaussidel)
väheneb.
MAHEVILJELUSE MÕJU VIHMAUSSIDELE:
Mean Plot of Arv grouped by TV
Polluandmete tabel v al talud 50v *255c
600
500
400
Arv
300
200
100
0
-100
1
2
3
Mean
Min-Max
TV
Mean Plot of S grouped by TV
Polluandmete tabel v al talud 50v *255c
8
7
6
S
5
4
3
2
1
0
1
2
3
Mean
Min-Max
TV
Mean Plot of M, g grouped by TV
Polluandmete tabel v al talud 50v *255c
200
180
2005-2008 seiretulemuste
põhjal:
Põllumajandustegevuse
(mullaharimine, pestitsiidide
ja min.väetiste kasutamine)
negatiivne mõju
vihmaussidele oli
mahetaludes kõige nõrgem,
KST taludes tugevam,
YPT taludes avaldus kõige
tugevamalt
160
140
M, g
120
100
80
Joonisel tootmisviis TV:
1 – MAHE; 2 – KST; 3 - YPT
60
40
20
0
-20
1
2
TV
3
Mean
Min-Max
Põllumehe otsused, mis mõjutavad
mullaelustikku:
• Taimekultuuride ja nende kasvukoha õige valik (ruumis ja
ajas)
• Koduloomad põllul
• Taimede haiguskindluse ja nende biomassi kvaliteedi
tõstmine geneetilise valiku abil.
• Mulda viidavate taimejäänuste hulk ja kvaliteet (kahjurite
arvukuse kontroll, kasuliku mullaelustiku arvukuse ja
mitmekesisuse suurenemine)
• Mullaharimise minimeerimine ning pestitsiidide ja
mineraalväetiste kasutamise vähendamine
• Kahjurite ja haiguste bioloogilise kontrolli rakendamine
• Kasulike mullaorganismide inokuleerimine (taimehaiguste
antagonistid, mikrosümbiondid, risobakterid, vihmaussid)
MULLAELUSTIKU KAITSE
• EL Mullakaitse Direktiiv (ei
ole veel vastu võetud) näeb
ette Mullaseaduse
rakendamise liikmesriikides
• Mullaelustiku kaitse =
mullakaitse
• Mullakaitse on oma
olemuselt
funktsioonikaitse
Mullakaitse peaks olema osa keskkonnakaitsest
SÕNUM KAASAVÕTMISEKS:
• Mullaelustik on terve mulla oluline komponent,
mis täidab mulla kui terviku ning ökosüsteemi kui
terviku seisukohalt elulise tähtsusega
funktsioone.
• Mullaelustik on tundlik igasuguse füüsikalise,
keemilise ja bioloogilise mõjutamise suhtes, teda
on kerge hävitada
• Muld ilma elustikuta on surnud muld, tal puudub
mullaviljakus ja seda on keeruline uuesti taastada
Surnud mullast ei saa saaki ja ei tule tulu
KOKKUVÕTTEKS: PEDOSFÄÄRI HARMOONIA