Puiden juurierityksen estämisen vaikutus maaperään ja maaperäeläimiin

Abstract

Merkittävä osa kasvien yhteyttämästä hiilestä päätyy maan alle joko kasvibiomassana, symbionttisten sienten biomassana tai juurten erittäminä hiiliyhdisteinä. Maaperäeläimille ja mikrobeille juurista maahan erittyneet hiiliyhdisteet ovat tärkeä energianlähde. Puiden juurieritys vaikuttaa siten myös maaperän eliöyhteisön rakenteeseen ja sitä kautta mahdollisesti kaikkiin maaperän mikrobiologisiin prosesseihin. Tässä tutkimuksessa selvitettiin kuinka puiden juurierityksen estäminen vaikuttaa maaperäeläimien runsauteen sekä tiettyihin maaperän ominaisuuksiin. Tutkimusalueena oli suomalainen mäntymetsä, johon oli perustettu koealoja, joissa luonnollisia ravinne- ja energiavirtoja oli manipuloitu eristämällä koealat maaperään asetetuilla verkoilla. Näitä ns. trenching-käsittelyjä oli kaikkiaan kolme: 1) kontrollina toimivat koealat oli jätetty eristämättä ympäristöstä, 2) 50 μm silmäkoon verkko eristi koealat ympäröivästä maaperästä muilta paitsi sienijuurilta ja sienirihmalta sekä 3) 1 μm silmäkoon verkolla eristettyihin koealoihin eivät kasvien juuret, sienijuuret eivätkä sienirihmat päässeet koealan ympäriltä. Koealoilta kerättiin maaperäkairalla maanäytteitä kesällä ja syksyllä 2016, ja niistä eroteltiin maaperäeläimiä. Tutkimuskohteina olivat änkyrimadot (Enchytraeidae), sukkulamadot (Nematoda) sekä mikroniveljalkaiset (Arthropoda), esimerkiksi punkit (Acari) ja hyppyhäntäiset (Collembola). Koealoilta selvitettiin myös maaperän ominaisuuksista pH, kosteus ja orgaanisen aineen määrä. Änkyri- ja sukkulamatojen sekä mikroniveljalkaisten runsaudessa ei ollut eroja käsittelyjen välillä, mutta änkyrimatoja ja eräitä mikroniveljalkaisia oli syksyllä enemmän. Koealat oli eristetty ympäröivästä maaperästä 3 vuotta ennen maaperänäytteiden ottamista, joten koealojen pintakasvillisuus oli mahdollisesti kompensoinut puiden juurien erittämän hiilisyötteen, ja koealoille jääneet puiden juuret olivat hajotessaan tuottaneet maaperäeläimille ravintoresurssin, joka vaikutti maaperäeläinten runsauteen.

Significant part of the carbon allocated by forest trees ends up in the soil as biomass of plant or symbiotic fungi, or as excretion by the roots. Carbon, which is allocated belowground is a major energy source for the soil fauna and microbes. Therefore, the carbon allocation of the forest trees affects soil organism community structure and thereby all microbiological processes in the soil. In this study, the effects of exlusion of tree roots exudation on specific soil properties and abundance of soil animals was examined. The study was performed in a Scots pine (Pinus sylvestris) stand in central Finland where several different plots were established and where the natural nutrient and energy flows were manipulated by trenching. The study included three different treatments: control plots left intact and two differently trenched plots, in which soil had been trenched either with 50 μm or 1 μm nets to ca. 40 cm depth belowground. 50 μm net allowed fungi to enter the plot and 1 μm net excluded both fungal hyphae and roots. Data of this study was collected twice during the growing season 2016, in the summer and in the autumn. Soil samples were taken with soil corer and soil animals, enchytraeids (Enchytraeidae), nematodes (Nematoda) and microarthropods (Arthropoda), mainly mites (Acari) and springtails (Collembola), were extracted from the samples and soil properties (pH, moisture and organic matter contents) were measured. The trenching treatment did not affect the abundance of enchytraeids, nematodes or microarthropods nor the soil properties. The abundances of enchytraeids and some microarthropods were higher in the autumn than in the summer. The plots were established 3 years before the sampling and thus the ground vegetation may have compensated the carbon excreted by the trees or the dead roots of the trees left in the soil could have offered resources for the soil animals, and therefore, affected the abundance of the soil fauna.