Jutut 11.11.2016

Pohjoisen havumetsän puille mykorritsasieni on niin tärkeä kumppani, etteivät puut tule toimeen ilman sitä. Tutkija Taina Pennanen kehittää menetelmää lisätä hyödyllinen mykorritsa puuntaimiin.

Sammal joustaa vaelluskengän alla, kun Taina Pennanen astuu metsän puolelle ja lähtee rivakoin askelin kulkemaan kohti Metsäntutkimuslaitoksen Tuusulassa sijaitsevaa Ruotsinkylän koealuetta. On upea syyspäivä, luonnon värit hehkuvat melkein epätodellisen syvinä.

Pennanen ei kuitenkaan ihastele sinistä taivasta, ruskan kultaamia koivunlehtiä tai kuusten ja mäntyjen syvänvihreitä latvuksia. Hän vilkaisee olkansa yli ja naurahtaa:

”Metsänhoitajat kulkevat metsässä katse latvuksia kohti, minä taas katson aina maahan.”

Sammaleen ja varpujen alla aukeaa salattu maailma, joka Pennasen mielestä vetää kiehtovuudellaan vertoja monelle maanpäälliselle tapahtumalle.
 

Merkit kertovat juurikäävästä

Vielä harppaus ojan yli ja muutama askel mäkeä ylös.

”Tämä on aika masentava metsä. Ei mitenkään valokuvauksellinen”, Pennanen pahoittelee.

Tiheässä kuusikossa alimmat oksat ovat kuolleet valon puutteeseen. Elossa sinnittelevät eivät nekään vaikuta elinvoimaisilta. Metsä näyttää siltä kuin joku olisi tarttunut suurella kouralla puihin, ravistellut irti puolet neulasista ja sen jälkeen paiskannut rähjääntyneet rungot takaisin sijoilleen.

Rungoista valuu sieltä täältä pihkaa, ja useamman kuin yhden puun tyvi on epäterveesti pöhöttynyt.

Metsä on pahan kerran juurikäävän saastuttama. Harsuuntuneisuus, pihkavuoto ja pullistuneet tyvet kielivät siitä, että puut ovat sisältä lahoja.

Pennanen kyykistyy kuusen juurelle ja kaivaa maahan pienen kuopan.

”Katso nyt näitä juurenkärkiä. Ne ovat mustia ja käppyräisiä, aivan kuin luurankoja.”

Tämän näköisiä juuria sienitutkija ei tahtoisi metsästä löytää.

Maria Miklas
Koealueen metsä on juurikäävän saastuttama. Puiden mykorritsatkaan eivät voi hyvin.

Juuren pieni suojatakki

Ensimmäiset kasvit siirtyivät alkumerestä maalle ordovikikaudella, noin 450 miljoonaa vuotta sitten. Melko pian ne saivat juuristoonsa seuralaiseksi sieniä, jotka muodostivat yhdessä juurenkärjen kanssa sienijuuren eli mykorritsan.

”Mykorritsa on kuin pieni takki, joka suojaa juurenkärkeä. Lisäksi jokaisesta kärjestä lähtee runsaasti ohuita hyyfejä eli sienirihmoja, jotka voivat yltää metrinkin päähän juuresta”, Pennanen kuvailee.

Sienen ja puun suhde on molempia hyödyttävä symbioosi. Sen lisäksi, että sieni suojaa juurta mekaanisesti, se myös tehostaa puun veden ja ravinteiden ottoa.

Sienillä on kyky rapauttaa maasta fosforia puulle käyttökelpoiseen muotoon. Lisäksi rihmastoa pitkin kulkevat muutkin ravinteet, kuten typpi – josta merkittävä osuus on mykorritsasienen kautta saatua – kalsium, magnesium, sinkki ja kupari.

”Neliömetrin alalla voi olla yli viisi miljoonaa mykorritsallista juurenkärkeä, ja yhdellä puulla sienirihmaa saattaa olla satoja tuhansia kilometrejä. Kyllä siinä alkavat vesi ja ravinteet liikkua.”

Vastavuoroisesti puut luovuttavat sienille ravinnoksi parhaimmillaan jopa viidenneksen kaikista yhteyttämistuotteina rakentamistaan sokereista.

Etenkin pohjoisen havumetsävyöhykkeen karuilla mailla eläville puille mykorritsa on niin tärkeä, että ilman sitä puu ei tule toimeen.

”Taimella on keskimäärin yhdestä kahteen kuukautta aikaa saada mykorritsatartunta. Jos ei se sitä saa, se kuolee.”
 

Miksi jokin puu selviytyy?

”Voi ei.”

Kuusen juurella makaa vaalea pussukka. Nailonkankaasta ommeltu pussi, joka on täynnä pestyä kvartsihiekkaa, on nimeltään hyyfistökeräin. Sitä käytetään hyväksi mykorritsatutkimuksessa.

”Juuret ja lahottajasienten rihmasto eivät kasva pussin sisään, mutta mykorritsojen hyyfit kasvavat. Kun pussi on täynnä rihmastoa, se kaivetaan maasta, avataan ja sienten dna eristetään”, Pennanen kertoo.

Toisinaan, kuten nyt, jokin pusseista päätyy maan alta pintaan ennen aikojaan. Erityisesti koirat ja myyrät kaivelevat niitä mielellään.

Vaikka kuusikko on vakavasti sairas, kaikki puut eivät ole saaneet juurikääpätartuntaa. Pennasta kiinnostaa, löytyykö syy taudinkestävyyteen juuristosta.

”On mielenkiintoista tietää, poikkeavatko juurikääpäisen kuusikon ja terveen kuusikon mykorritsat toisistaan ja jos poikkeavat, onko tämä osasyy siihen, että puut sairastuivat. Vai sairastuivatko puut ensin ja vasta sen jälkeen menettivät sienijuurensa?”

Maria Miklas
Sienirihmat voivat kuulua joko mykorritsalle tai lahottajalle. Kirkkaankeltaiset tai valkoiset juurenkärjet ovat aina mykorritsoja.

Tuttuja ruokasieniä

Ruotsinkylässä juurikääpä ei onneksi ole levinnyt pienen kuusikon ulkopuolelle. Parinsadan metrin päässä sekametsässä puut ovat jo toisen näköisiä, suorarunkoisia ja vahvaneulaisia.

Myös maan alla näkymä on toisenlainen. Juurenkärkien valkoiset ja keltaiset päät hohtavat humuksen seassa. Pennanen kyykistyy puun juurelle:

”Voi miten ihania! Ettei tää olis jokin Piloderma... Mä otan luupin. Ei kun tää taitaakin olla Tylospora, yksi parhaita kasvunedistäjiä.”

Maallikolle latinankieliset sienisuvut eivät sano paljoakaan, mutta on mykorritsasienille tutumpiakin nimiä. Monet ruokasienet, kuten tatit, rouskut, haperot, kantarelli ja valmuskat, ovat mykorritsasieniä.

”Osa sienistä muodostaa sienijuuren vain yhden isäntälajin kanssa, kuten männynherkkutatti männyn ja kuusenherkkutatti kuusen kanssa. Lisäksi on sieniä, jotka muodostavat symbioosin monen eri lajin kanssa.”

Usein mykorritsasienellä on suuri itiöemä. Sieni saa puulta sokereita, joita se tarvitsee itiöemän muodostamiseen. Lahottajasienet, jotka joutuvat hakemaan hiilensä omin voimin, ovat tämän vuoksi usein mitättömän kokoisia.
 

Dramaattinen avohakkuu

Luonnontilaisessa metsässä sienet ja puut elävät omassa rytmissään. Kun taimi varttuu, mykorritsalajisto sen juurissa vaihtuu.

”Tattien kaltaiset isot sienet ovat aika itsekkäitä luovuttamaan ravinteitaan, sillä ne vaativat paljon ravinteita omaan kasvuunsa. Tämän vuoksi ne eivät useinkaan tee mykorritsaa pienen taimen kanssa.”

Avohakkuu ja sitä seuraavat maanmuokkaus ja istutus suistavat sienten ja puiden yhteiselon hetkeksi pahasti raiteiltaan.

”Avohakkuu on aina dramaattinen tapahtuma. Rihmasto säilyy parhaiten, jos maata ei muokata. Toisaalta esimerkiksi mätästyksen tarjoamat lämpö- ja ravinteisuusolot ovat taimelle eduksi”, Pennanen pohtii. ”Paras vaihtoehto olisi tietysti mättäät ja hyvät mykorritsasienet!”

Suomessa ei ole tutkittu, miten kauan mykorritsat säilyvät maassa päätehakkuun jälkeen. Kanadalaistutkimuksessa havaittiin romahdus hakkuuta seuraavalla kasvukaudella. Tässäkin valossa on kannattavaa istuttaa uudet taimet niin pian kuin mahdollista, mieluiten muutaman kuukauden sisällä hakkuusta.

Maria Miklas
Tutkija Taina Pennaselle sienten salaperäinen maailma on tuttu.

Monipuolinen sienirihmasto

Yhdysvaltalainen mykologi Paul Stamets on kuvaillut sienirihmastoja maan luontaiseksi Internetiksi, jossa ravinteiden lisäksi myös informaatio kulkee rihmaston haaroja pitkin.

Samaan aikaan, kun kuljet metsässä, sienirihmasto jalkojesi alla kuljettaa ravinteita koivulta kuuselle, männyltä haavalle ja takaisin.

Ja jos ohi kulkiessasi taitat heinänkorren, kulkeutuu tieto rihmaston kautta naapurikasville, joka alkaa saman tien erittää suojaavia fenoliyhdisteitä.

Pennanen kääntelee hyyfistökeräintä käsissään.

”Maan alla määräytyvät monet maanpäälliset asiat. Osa mykorritsasienistä esimerkiksi erittää haihtuvia yhdisteitä, jotka estävät taudinaiheuttajien itiöiden itämistä tai rihmaston kasvua. Laboratoriossa juurikääpä on jo nyt pystytty pysäyttämään tällä tavoin.”
 

Kasvutehostettuja taimia?

Pennanen on tutkinut ryhmänsä kanssa mykorritsoja Metlalla yli kymmenen vuoden ajan. Parhaillaan hän kehittelee sieniymppiä, joka juuristoon lisättynä parantaisi taimen kasvua.

”Osa sienistä ottaa tehokkaasti typpeä, osa fosforia ja osa auttaa taimea sietämään kuivuutta. Sopivalla yhdistelmällä voisi olla mahdollista optimoida taimen stressinsietokykyä.”

Tutkimusryhmän aiemmissa töissä on saatu viitteitä siitä, että mykorritsoilla ja puun kasvulla olisi yhteys. Pennasen kollega Tiina Rajala vertaili väitöskirjassaan kuusia, joista ensimmäisen ryhmän yksilöt olivat 6- ja toisen 3-metrisiä. Pidemmillä kuusilla oli juuristossaan lähes kaksinkertainen määrä mykorritsalajeja. Pennasen tutkimusryhmässä Sannakajsa Velmala selvittää ilmiön syitä parhaillaan väitöskirjatutkimuksessaan.

Ennen kuin mykorritsoilla kasvutehostetut taimet ovat metsänomistajien ulottuvilla, on tehtävä pitkäjänteisesti töitä.

”Joskus sitä toivoo, että voisi hypätä yli yhden 25 vuoden jakson, sillä ilman tieteellistä todennusta kaikki tieto on hypoteettista.”

Pennanen pudottaa rikkoontuneen hyyfistökeräimen laukkuunsa ja hymyilee.

”Mutta kun ei tässä työssä ole pikatestejä.”

Maria Miklas
Valtaosa sienestä elää rihmastona maan pinnan alla. Maanpäällinen osa, itiöemä, koostuu tiheästi punoutuneesta sienirihmasta.

Sienisanastoa

mykorritsa: sienijuuri, kasvin juuren ja sienen muodostama, molempia hyödyttävä kokonaisuus

hyyfi: sienirihma

ritsomorfi: lukuisista sienirihmoista muodostunut rakenne
 

3 x sienijuuri

1 Miten mykorritsojen kasvuolosuhteita voisi parantaa?

Keinoja on rajallisesti, ja oikeastaan paras tapa on jättää maa rauhaan. Rihmastoja ei pitäisi katkoa turhaan. Sulan maan aikaan syntyviä syviä ajouria tulisi välttää etenkin, kun samalla kasvaa juuristovaurioiden riski. Myös säästöpuut tai -taimet auttavat ylläpitämään mykorritsasienien rihmastoverkon elinkykyä.

2 Voiko metsänomistaja tarkistaa oman metsänsä mykorritsatilanteen?

Sienirihmasto on runsainta humuskerroksessa ja mineraalimaan ylimmässä osassa. Monet mykorritsalajit ovat ruskeita tai mustia, joten niiden erottaminen on työlästä. Valkoiset rihmastot maassa voivat olla joko mykorritsoja tai lahottajasieniä, joiden läsnäolo on niin ikään hyvä asia ja kertoo ravinteiden kierrosta. Kirkkaankeltaiset tai valkoiset juurenkärjet ovat poikkeuksetta mykorritsoja. Mykorritsasienilajeille on tyypillistä se, että ne esiintyvät laikuittain. Se, että niitä löytyy jostakin kohdin niukasti, ei tarkoita, että koko metsän mykorritsatilanne olisi heikko.

3 Miltä näyttää taimipaakku, jossa on runsaasti mykorritsoja?

Mitä suurempi juuristo istutustaimella on verrattuna verson kokoon, sitä parempi. Jos paakkutaimi on mykorritsoitunut hyvin, sienirihma näkyy usein vaaleana rihmastona paakun ulkoreunallakin. Monet luulevat rihmastoa homeeksi, mutta homeesta sen erottaa, kun penkoo varovasti paakkua ja seuraa rihmastoa. Jos rihmasto jatkuu juurenkärkiin ja juurenkärjet ovat pullistuneita, niissä on jokin mykorritsalaji. Toiset lajit ovat taimelle parempia kuin toiset, mutta mikä tahansa mykorritsa on parempi kuin ei sientä ollenkaan.

Kysymyksiin vastasi FT, Metlan erikoistutkija Taina Pennanen.