Bakteerit

 

Tällä kertaa käsittelemme bakteerien tehtäviä kasvien kasvatuksessa. Puhumme myös ruokaverkostosta mihin kuuluu useita eliöitä. Ruokaverkoston tasapainon tärkeys painottuu etenkin orgaanisessa kasvatuksessa, missä kasveja ravitaan mahdollisimman vähän ”keinotekoisesti”. Koska multa on useiden eliöiden luontainen elinympäristö, käsittelemme bakteereita pääasiassa mullan elämässä. Löydät kuitenkin kirjoituksesta myös erillisen kappaleen vesiviljelyyn keskittyen.

 

Mullan elämä on vilkasta

 

Tiesitkö että laadukkaassa kasvimullassa on niin paljon elämää, että yhdessä teelusikallisessa multaa on miljoonia näkymättömiä bakteereja ja useita kilometrejä pitkää sienirihmastoa, sekä paljon muuta elämää? Kaikki tämä elämä tarvitsee energiaa toimiakseen, osa bakteeristosta saa energiaa sulfurista, typestä ja jopa raudoista. Suurin osa kuitenkin tarvitsee hiilihydraatteja energianlähteeksi. Hiilihydraatin lähde voi olla luontainen kasvin itse tuottama, muiden eliöiden jätös tai jopa muut eliöt.

 

Bakteerien ravinto

 

Usein ajatellaan, että kasvi käyttää fotosynteesin tuottamaa energiaa vain lehtivihreän tuottamiseen. Todellisuudessa suuri osa tästä energiasta käytetään kemikaalien tuottamiseen, mitä kasvit erittävät niiden juuriston kautta. Tämä kasvin erite sisältää hiilihydraattia (mm. sokeri), sekä proteiinia. Tämä tiettyjen proteiinien ja hiilihydraattien yhdistelmä herättää, houkuttelee ja synnyttää tiettyjä kasville hyödyllistä bakteeristoa ja sienistöä. Tämä tapahtuu rhizosfäärissä (alue juuriston ympärillä).

Moni bakteerilaji ravitsee itsensä edellä mainitulla juurten erittämällä hiilihydraatilla, tästä syystä suurin osa bakteereista viihtyy juurten ympärillä. Bakteerien ravintona toimii myös kaikki orgaaninen eli hiiltä sisältävä aine. Kaikki orgaaninen aine koostuu monimutkaisista molekyyleistä, useat näistä molekyyleistä sisältävät pienempien molekyylien ketjun. Bakteerit kykenevät tuhoamaan näitä ketjuja samalla luoden pienempiä ketjuja: yksinkertaisia sokereita sekä amino- ja rasvahappoja. Nämä kolmea ainetta toimii bakteerien ravinteena. Ketjujen rikkomiseen ja ruuan sulattamiseen bakteerit käyttävät entsyymejä.

Tipsi! Bakteerien energiansaantia voi lisätä käyttämällä hiilihydraatteja ja sokereita sisältäviä kasviravinteita.

 

Bakteerit ravitsevat kasveja

Bakteerit ja sienet säilövät sisällään eri kasviravinteita, jotka lopulta päätyvät kasvin hyödynnettäväksi.  

Bakteerit ja sienistö toimivat ravinnonlähteenä suuremmille mikrobeille kuten sukkulamadoille ja alkueilöille. Kun sukkulamadot ja alkueliöt syövät bakeeristoa tai sienistöä, ne hyödyntävät osan bakteeriston ja sienten sisältämistä kasviravinteista itse ja erittävät loput kasvin hyödynnettäväksi ”jätteen” muodossa. Ravintoa vapautuu kasveille myös silloin kun bakteerit tai sienet kuolevat.

Totuus on se, että vain osa mullalle annostellusta ravinneveden ravinteista päätyy suoraan juuriston – eli kasvin – hyödynnettäväksi, suuri osa valuu mullan läpi. Jos kuitenkin mullan elämä on rikasta ja tasapainossa, eliöt varastoivat ravinteita mistä se lopulta päätyy kasvin hyödynnettäväksi ja kasvin ravinteidensaanti moninkertaistuu. Yksinkertaisesti voisi sanoa, että mullan elämä tuottaa kasviravinteita ja vielä oikeassa paikassa, eli rhizosfäärissä. Kuten mainittiin rhizosfääri houkuttelee bakteereita ja sieniä, joten ravinteet vapautuvat suureksi osaksi juuriston läheisyydessä.

 

Hyvät ja pahat mikrobit

 

Osa bakteereista ja sienistä aiheuttavat kasvitauteja. Tasapainoinen ja laaja kasville hyödyllisten eliöiden verkosto estää haitallisten bakteereiden ja sienien leviämistä: Hyödylliset ja haitalliset bakteerit kamppailevat ravinteista, hapesta ja jopa elintilasta – terveessä ravinneverkostossa hyvät mikrobit pitävät kasville haitalliset eliöt kurissa. Sienirihmastollakin on oma tehtävänsä tautien ehkäisyssä, sillä ne bakteerien lisäksi luovat juurien ympärille fyysisen suojakerroksen haitallisia sieniä ja bakteereja vastaan. Jos tämä juuriston suojakerros on heikko, on kasvi altis haitallisten eliöiden hyökkäyksille. Joskus bakteerit kykenevät luomaan samankaltaisen suojakerroksen lehtienkin ympärille. Suojakerroksen lisäksi jotkin bakteerit kykenevät jopa tuottamaan kasvin yleisterveyttä edistäviä aineita, kuten vitamiineja ja antibiootteja.

Yksi kasvattajille tutuimpia hyödyllisistä sienistä on mykorritsa. Mykorritsa luo kasvin juurten kanssa symbioosin (symbioosi tarkoittaa lajien välistä vuorovaikutussuhdetta, josta molemmat osapuolet hyötyvät). Mykorritsa osallistuu aikaisempaan mainittuun suojakerroksen rakentamiseen ja auttaa ravinteiden kuljetuksessa. Mykorritsa saa kasvien juurilta aikaisemmin mainittua hiilihydraattia sisältävää eritettä ravinnokseen ja vastapalveluksena mykorritsa kuljettaa juurille vettä, fosforia ja muita välttämättömiä kasviravinteita. 

 

Tipsi! Hyödyllisiä bakteereita ja sieniä voi lisätä kasvualustaan niitä sisältävien bakteeriravinteiden avulla

Anaerobiset vs. Aerobiset bakteerit

 

Vaikka ruokaverkostolla on useita eri tehtäviä kuten edellä kerrottiin, kasvin kannalta kuitenkin sen tärkein tehtävä on aikaisemmin mainittu ravinteiden kierrättäminen, kunnes ne vapautuvat kasvin hyödynnettäväksi. Kasville tärkein ravinne näistä on typpi mikä toimii aminohappojen, eli kaiken elämän rakenneosana.

Bakteerit voi jakaa kahteen pääryhmään: aerobiset ja anaerobiset bakteerit. Anaerobiset bakteerit selviytyvät hapettomissa olosuhteissa toisin kuin aerobiset bakteerit. Hapettomat olosuhteet mullassa lisäävät haitallisten anaerobisten bakteerien määrää suhteessa kasville hyödyllisiin aerobisiin bakteereihin. Haitalliset anaerobiset bakteerit aiheuttavat pahaa hajua ja tietyt aerobiset bakteerit taas ovat tekijä mullan luontaisen hyvän tuoksun takana. Jos mullan haju on paha, on hyvin mahdollista, että bakteerien tasapaino on herkkynyt.

Tipsi! Mullan happipitoisuutta voi lisätä sekoittamalla siihen esimerkiksi perliittiä ja käyttämällä kangasruukkuja muoviruukkujen sijaan.

 

Muita bakteerien tärkeitä tehtäviä

 

Bakteereilla on useita tärkeitä tehtäviä kasvien kannalta. Seuraavaksi käsittelemme yksityiskohtaisemmin muutamia näistä tehtävistä.

Selluloosan hajottaminen

 

Bakteereilla on tärkeä tehtävä selluloosan, eli monimutkaisen hiilihydraatin rikkomisessa. Useat eri bakteerit hajottavat selluloosaa vapauttamalla entsyymejä. Suurin osa bakteereista tekee tätä kuitenkin sattumanvaraisesti selluloosaa kohdatessaan. On kuitenkin olemassa bakteerilaji (Cellulomonas), joka on erikoistunut tähän tehtävään. Selluloosan hajotessa vapautuu mineraaleja ja yksinkertaisia sokereita, joita kasvi ja bakteerit voivat hyödyntää. Ja kuten tähän mennessä on opittu, bakteerit lopulta myös ravitsevat kasvia. Selluloosan hajottamiskyvyn vuoksi bakteerit kykenevät esimerkiksi tuhoamaan kuolleita juuria ja näin ne ehkäisevät myös juurimädän syntymistä.

 

Tipsi! Molekyyliketjujen hajottamista voi tehostaa voi käyttää entsyymipohjaisia kasviravinteita, jolloin bakteerien saatavilla oleva ravinto kasvaa.

Elementtien kierrätys

 

Kuten edellä esitetty, bakteereilla on tärkeä tehtävä aineiden kierrättämisessä. Tärkeimmät näistä kasvien kannalta ovat Hiili, Rikki ja Typpi.

Esimerkiksi Hiilidioksidi (CO₂) on aerobisten bakteerien metabolismin sivutuote. Yksinkertaisesti selitettynä kasvien (sekä eläinten) biomassaan sidottu hiili muuntuu hiilidioksidiksi. Kasvien fotosynteesi muuntaa hiilidioksidin orgaanisiksi ainesosiksi, mitä bakteerit kykenevät varastoimaan ja vapauttamaan takaisin hiilidioksidina.

Rikin kierto toimii samalla tapaa: Tietyt bakteerit voivat hyödyntää rikkiä tuottaen vesiliukoisia sulfaatteja mitä kasvi pystyy hyödyntämään. Eräät bakteerit pystyvät hyödyntämään näitä sulfaatteja tuottaen rikkiä sisältäviä yhdisteitä.

Ehkä kuitenkin tärkein elementtien kierrätyksestä kasvien kannalta on typen kierrätys: Elävät eliöt käyttävät typpeä tuottamaan amino- ja nukleiinihappoja. Kasvit eivät kykene hyödyntämään ilmakehän Typpi (N2) molekyylejä, vaan Typen tulee olla sidoksissa Happeen tai Vetyyn: Ammonium (NH4+ ) Nitraatti (NO3-), Nitriitti (NO2-). Tätä prosessia kutsutaan typensidonnaksi (nitrogen fixation).

Tietyt bakteerit muuntavat ilmakehän typpeä kasvien käytettävissä olevaan muotoon. Näitä bakteereja ovat mm: Azobacter, Azospirillum, Clostridium, Rhizobium. Azobacter, Azospirillum ja Clostridium bakteerit elävät mullassa, kun taas Rhizobium bakteerit juurten kudoksessa. Monimutkaisen prosessin lopuksi denitrifikaatiosta vastaavat bakteerit muuntavat typpisuolat takaisin N2 muotoon mikä vapautuu ilmakehään ja kierokulku jatkuu.

 


Kuten jokainen viherpeukalo tietää, on erityyppisillä kasveilla usein eri optimaalinen kasvualustan pH arvo. Harva kuitenkin tiedostaa sen, että optimaali pH arvo liittyy osaksi bakteereihin ja sieniin.  Esimerkiksi typpeä kierrättävät bakteerit eivät viihdy happamissa olosuhteissa. Jos mullan pH tippuu alle tason 7 myös näiden bakteerien määrä tippuu ja typenkierto heikkenee.

 

Biofilmit ja pH bufferointi

 

Usein sanotaan, että multa toimii pH puskurina, eli pH bufferina. Puskurin takana toimii biofilmi (tai ns. bakteerilima), mikä on matriisi sokereita, proteiinia ja DNA:ta. Bakteerilima on emäksistä, joten se vaikuttaa mullan pH arvoon ja koska bakteerit usein viihtyvät juuriston lähdellä pH:n bufferointi vaikuttaa eniten juuri siellä missä pH:lla on suurin merkitys: rhizosfäärissä. Sienet taas tuottavat orgaanisia happoja, joiden pH on alle 7. Tämän vuoksi, jos mullassa elää sieniä suhteessa bakteereihin suurempi määrä, saattaa pH tippua ”itsestään” alaspäin.

Biofilmillä on useita tehtäviä pH bufferoinnin lisäksi. Ensiksikin osa bakteereista käyttää biofilmiä liikkuakseen. Toiseksi jos multa sattuu pääsemään liian kuivaksi, biofilmi pelastaa bakteerikannan. Kolmanneksi biofilmi suojaa bakteerikolonioita muiden eliöiden antibiootteja sekä mikrobisidejä (pieneliöitä tappava aine) vastaan. Liman suojissa elävät bakteerit ovat jopa 1000 kertaisesti vastustuskykyisempiä mainittuja tekijöitä vastaan.

Tipsi! Kasvualustan pH arvoa - eli bakteerien ja sienten elinympäristön pH arvoa pystyy kontrolloimaan pH down ja pH up liuoksilla.

Tipsi! pH arvoa pystyy mittaamaan pH mittareilla ravinnevedestä tai suoraan mullasta.

 

Ammonium vs. Nitraatti

 

Kun sukkulamadot ja alkueliöt syövät sieniä ja bakteereita, vapautuu ammoniumia jätteen muodossa (NH4+ ). Jos mikrobielämää dominoi bakteerit, niin nitrifikaatiosta vastaavat bakteerit muuttavat ammoniumin (NH4+ ) nitraatiksi (NO3-). Yleensä bakteerit ovat dominoivassa asemassa, jos pH taso on yli 7.

Ympäristössä missä sienet ovat dominoivassa asemassa, pH taso on yleensä alle 7 niiden tuottamien orgaanisten happojen vuoksi. Tällöin nitrifikaatiosta vastaavien bakteerien elinympäristö ei ole niille optimaalinen, minkä vuoksi niitä on vähemmän. Mitä vähemmän nitrifikaatiosta vastaavia bakteereja elää mullassa, sitä pienempi määrä ammoniumia (NH4+ ) muuntuu nitraatiksi (NO3-).

Useimmissa tapauksissa kasvit kykenevät hyödyntämään molempia typen muotoja, vaikka luontaisesti suosisivat jompaakumpaa muotoa. Kasviravinteet usein sisältävät molempia typen muotoja, ammoniumia (NH4+ ) ja nitraattia (NO3-).

 

Bakteerit vesiviljelyssä

 

Usein ajatellaan, että bakteerit eivät selviäisi vedessä tai että ne eivät olisi yhtä tärkeitä vesiviljelykasvatuksessa. Bakteereilla on kuitenkin suurin piirtein samat hyödyt niin vesiviljelyssä kuin multakasvatuksessa

Typensidonta toimii samalla tapaa niin vesiviljelyssä kuin multakasvatuksessa. Esimerkiksi anaerobinen Paenibacillus bakteeri viihtyy vesiviljely-ympäristössä ja toteuttaa typensidontaa.

Bakteerit vahvistavat, ruokkivat sekä tehostavat näin juurten kasvua. Kuten aikaisemmin esitettiin, bakteerit rakentavat suojakerroksen juurten ympärille, mikä suojaa kasvia erilaisilta taudinaiheuttajilta. Koska bakteerit vapauttavat ravinteita juurten hyödynnettäväksi, kasvin juuret saavat tehokkaammin ravinteita, mikä mahdollisesti johtaa kasvin suurempaan ja terveempään kasvuun.

Vetyperoksidi saattaa tappaa bakteerit

 

Vaikka vetyperoksidi on helppo tapa hapettaa vesiviljelyssä käytettävä vesi, saattaa tämä usein tai paljon annosteltuna tappaa niin hyödylliset kuin haitalliset bakteerit. Parempi tapa hapettaa vesi on käyttää ilmapumppua ja ilmakiviä – jos tarkoitus on hyödyntää bakteereja kasvatuksessa.

 

Moderni kompostitee


Kompostitee on yksi tehokkaimpia tapoja lisätä mullan mikrobielämää orgaanisesti. Toisinkuin perinteinen kompostitee, moderni kompostitee on hapekasta. Modernissa kompostiteen valmistusprosessissa kompostiin lisätään kloorattua vettä ja sekoitusta hapetetaan muutamia päiviä. Hapetettu komposti on parempi laatuista ja paljon turvallisempaa käyttää, sillä hapekkaaseen kompostiin ei synny haitallisia mikrobeja.

Aktiivisesti hapetettu (moderni) kompostitee sisältää runsaasti kasville hyödyllisiä bakteereita, sukkulamatoja ja alkueliöitä. Kuten aikaisemmin opimme, nämä kaikki ovat erittäin arvokkaita mullan ruokaverkoston toiminnalle.

Kompostiteetä ei voi liika-annostella sillä kompostitee ei polta juuria tai lehtiä. Kompostiteen mikrobit ns. sopeutuvat mullassa olevaan ravinnemäärään (ravinteiden kierto). Usein ravittuna kompostitee vain laajentaa kasvualustan mikrobikantaa. Kompostitee alkaa toimimaan välittömästi, joten kannattaa pitää huoli siitä että kompostitee on laadukasta, eikä sisällä haitallisia mikrobeja.

Kompostitee ja bakteeriravinteet sumutteena


Bakteereita voi ruokkia myös sumutteen muodossa. Sumute on erittäin käytännöllinen etenkin vesiviljelyssä, mihin kaikki bakteeriravinteet eivät sovellu.

Kasvin lehtien pinnassa on pieniä ilmarakoja, joiden kautta kasvi kykenee vastaanottamaan ravinteita. Hyvä tapa pitää suihkeneste sumutettavassa muodossa on lisätä nesteeseen humushappoa.

Sumuttaessa kompostiteetä on suositeltavaa sumuttaa 70% lehtien pinnasta, myös lehtien alapinta kannattaa sumuttaa. Koska kompostitee sisältää eläviä eliöitä kannattaa suihkepulloa käyttää varovaisesti: säädä pisarakoko niin suureksi kuin mahdollista ja suihkuta mahdollisimman pienellä paineella.

Huom! Etsimme juuri laadukasta kompostiteetä valikoimaamme. Jos tiedät toimivan tuotteen niin meille voi laittaa viestiä: info@puutarhatonttu.fi