Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Glomeromycota är en division svampar som bildar arbuskulär mykorrhiza (AM) med mer än 80% av alla landlevande växter. Via denna symbios får svampen kolhydrater från växten och i gengäld får växten näringsämnen. Utöver näringsutbytet kan växten även få en ökad resistens mot många abiotiska och biotiska faktorer samt en ökad tillväxt och skörd. Forskning har gjorts på svamparna för att förstå hur dessa effekter uppkommer och hur svamparna kan tillföras inom jordbruket för att få dessa önskade egenskaper. Syftet med denna studie var att undersöka den forskning som gjorts om arbuskulär mykorrhiza i nordiskt klimat eller i ett liknande klimat samt de grödor som odlas här och se vilka resultat som var relevanta för nordiskt jordbruk. Studien undersökte även hur väl kommersiella inokulat fungerat i storskaliga undersökningar.
Litteraturen som undersöktes var vetenskapligt granskade texter i vetenskapliga tidskrifter där primära forskningsresultat, meta-analyser samt enstaka litteraturöversikter inkluderades.
Utöver detta utgjorde boken Mycoagroecology: Integrating Fungi into Agroecosystems den naturvetenskapliga förankringen och sammanfattning av det aktuella kunskapläget om arbuskulär mykorrhiza inom jordbruk.
Mycket av den forskning som gjorts är gjord på grödor som inte är relevanta i nordiskt klimat eller i ett varmare klimat vilket gör att resultaten inte alltid går att tillämpa inom nordiskt jordbruk. Majoriteten av forskningen är gjord på ett fåtal arter svampar som är naturligt förekommande på många områden och dessa arter är även vanliga i dagens kommersiella inokulat. Kallare klimat har visat en lägre artrikedom och en annan diversitet av AM svampar vilket gör att de arter som finns i de kommersiella inokulaten kan vara mindre lämpade för ett kallare klimat. Dagens lagstiftning kräver ingen vetenskaplig dokumentation över innehållet i ett inokulat som säljs och storskalig undersökning har visat att dessa inte lever upp till vad som förväntas av dess innehåll. Detta kan skada förtroendet för användning av AM inom jordbruket och även vidare forskning.
Forskningsresultaten som är relevanta för nordiskt klimat och de grödor som odlas här visar att inokulering eller naturlig förekomst av AM kan ge positiva effekter såsom: ökad skörd och högre näringsmängd i planta och kärna, ökad motståndskraft mot svamppatogener samt ökad tolerans mot; torka, tungmetaller och osmotisk stress. Däremot uppvisar olika sorter av grödor skillnader i benägenhet att bilda symbios med AM svampar och en del grödor bildar inte symbios alls.
Hämmande faktorer för växtens benägenhet att bilda symbios eller för svampens överlevnad (med variation mellan arter) har i forskning visat sig vara: jordbearbetning, stora mängder av- och kvoten mellan kväve och fosfor, växtföljd, pH och altitud.
Flertalet studier visar att inokulering av både svamp och bakterier har visat mycket goda resultat och pekar på en synergistisk effekt med högre skörd än vid inokulering av endast svamp eller bakterier.
Sammantaget visar förekomst eller inokulering av AM svampar många önskvärda effekter men mer kunskap och rådgivning till jordbrukare krävs för att få mer säkra resultat vid storskalig användning. Klimatskillnader har inverkan på både AM svampar och grödor men forskningen visar en god potential för nyttjande av AM svampar inom nordiskt jordbruk och motivera till vidare forskning.

Glomeromycota is an arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) that forms symbiosis with more than 80% of all terrestrial plants. This symbiosis provides the fungus with carbohydrates from the plant and in return the plant receives nutrients. In addition to the nutrient exchange, the plant can also gain increased resistance to many abiotic and biotic stresses as well as increased growth and yield. Research has been done on AMF to understand how these effects occur and how the fungi can be added in agriculture to obtain these desired properties. The purpose of this study was to examine the research that has been done on arbuscular mycorrhiza in Nordic climates (or in a similar climate) and the crops grown here to see which results that were relevant for Nordic agriculture. The study also investigated how well commercial inocula performed in large-scale trials.
The literature examined was scientifically reviewed texts in scientific journals where primary research results, meta-analyses and occasional literature reviews were included.
In addition to this, the book Mycoagroecology: Integrating Fungi into Agroecosystems constituted the scientific anchoring and summary of the current state of knowledge about arbuscular mycorrhiza in agriculture.
Much of the research that has been done on crops that are not relevant in the Nordic climate or in a warmer climate, which means that the results cannot always be applied in Nordic agriculture. The majority of research has been done on a few fungal species that occurs naturally in many areas and these species are also common in commercial inocula today. Colder climates have shown a lower species richness and a different diversity of AM fungi, which means that the species in the commercial inocula may be less suitable in a colder climate. Current legislation does not require scientific documentation of the content of an inoculum being sold and investigation of commercial inocula has shown that they do not live up to what is expected of its content. This can damage confidence in the use of AM in agriculture and may also impact further research negatively.
The research results that are relevant to the Nordic climate and the crops grown here show that inoculation or natural occurrence of AM can have positive effects such as: increased yield and higher nutrient content in plant and grain, increased resistance to fungal pathogens and resistance to; drought, heavy metals and osmotic stress. However, different varieties of a crop show differences in the propensity to form symbiosis with AM fungi and some crops do not form symbiosis at all.
Inhibitory factors for the plant's tendency to form symbiosis or the survival of the fungi (with variation between species) have been shown in research to be: tillage, large amounts and the ratio between nitrogen and phosphorus, crop rotation, pH and altitude.
Inoculation of both fungus and bacteria has shown very good results and points to a synergistic effect with higher yield than inoculating with only fungus or bacteria.
Overall, the presence or inoculation of AM fungi shows many desirable effects but more knowledge and advice to the farmer is needed to obtain more confident results in large-scale use. Climate differences have an impact on both AM fungi and crops, but the research shows a good potential for the use of AM fungi in Nordic agriculture and motivates further research.