Vihmaussid ja mullaelustik mullatervise kujundamisel

1. Tallinna Tehnikaülikooli Tartu Kolledž Vihmaussid ja mullaelustik mullatervise kujundamisel Mari Ivask Mahepõllumajandus ja teadus 20108.12.2010

2. Muld on kompleksne ja dünaamiline süsteem, mis koosneb anorgaanilistest mineraalsetest osadest, elusorganismidest ja surnud või lagunevast orgaanilisest ainest. Mullaelustik moodustab 5% mulla orgaanilise aine massist, mis moodustab 7% mulla kogumassist

3. TAGAJÄRG 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 kahjurite arvukus võib tõusta

4. 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

5. VIHMAUSSIDE JAOTUS ELUVIISI JÄRGI Epigeilised Endogeilised Aneetsilised

6. 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 . • HARILIKVIHMAUSS – PÕLLU- JA ROHUMAADE MULDADES • SUURMULLAUSS – PÕLLU- JA ROHUMAADE MULDADES JA 14. LIIK: DENDROBAENAVENETA – KALAMEHED LEVITAVAD

7. 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.

8. 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

9. 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

10. Jagatakse talitluse põhjal: Kiskjad, mikrofütofaagid (söövad baktereid, seeni ja vetikaid), fungivoorid – seeni ja sellega stimuleerivad seenehüüfide kasvu 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).

11. 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

12. 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 teadasaduliike, tegelikultvõib olla tuhandeid. Ühesgrammismullas on leitudkuniviisteisteriliiki. Meieteraviljadel on leitudseitsekümmendliikinematoode, kartulilülesaja.

13. 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)

14. 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.

15. 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

17. 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

18. 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.

19. 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

20. 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)

21. 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: • Parem toitainete vabanemine risosfääris, • Kasulike mikroorganismide, mükoriisa, N-fikseerivate mikroorganismide stimuleerimine, • Taimede elujõu ja kaitsevõime parandamine kahjurite ja haiguste vastu nii maa all kui maa peal, • Positiivne mõju mulla struktuurile • Taimekasvu soodustavate ühendite süntees mikroorganismide poolt

22. 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

23. 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

24. Toimuvad lühiajalised mitmekesisuse muutused oluliste tagajärgedega: n. toitainete leostumine on otseselt seotud mullaelustiku häirimise sageduse ja intensiivsusega ja mitmekesisuse vähenemisega. Tallaminerohusööjate 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.

25. 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.

26. 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.

27. MAHEVILJELUSE MÕJU VIHMAUSSIDELE: 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 Joonisel tootmisviis TV: 1 – MAHE; 2 – KST; 3 - YPT

28. 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)

29. 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

30. 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

31. KOKKUVÕTTEKS: PEDOSFÄÄRI HARMOONIA