Kase peenjuured (läbimõõt alla 2 mm). FOTO: IVIKA OSTONEN.

Mineraaltoitainete, eelkõige lämmastiku kättesaadavus on peamine metsaökosüsteemi produktiivsust ja süsiniku salvestumist piirav tegur. Mineraaltoitainete omastamise ülesanne on puude peenjuurtel (läbimõõduga alla 2 mm).

Arukase juurtoitumine toimub peamiselt peenjuurte tippude, nn. imijuurte kaudu. Imijuured on peenjuurte kõige aktiivsem osa, mis omastab mullast mineraaltoitaineid ja vett, tavaliselt seenpartneri ehk ektomükoriisaseene niidistiku abil. Ektomükoriisat kasutavad kõik meie levinumad metsapuud.

Et mineraaltoitaineid võimalikult tõhusalt omastada, optimeerivad juured oma kuju ja koetihedust ning mõjutavad ka oma lähiümbrust – risosfääri. Risosfääriks nimetatakse juurt ümbritsevat õhukest mullakihti, mida mõjutab risodepositsioon ehk süsinikühendite voog juurtest mulda.

Huvitav on märkida, et taimed suunavad risodepositsiooni kuni 44% – seega ligi poole – kogu fotosünteesi käigus seotud süsinikust. Peamiselt koosneb risodepositsioon juureeritistest, mis on süsinikuallikaks mullas elutsevatele mikroobidele. Tänu risodepositsioonile on juurtoitumist soodustavad mikroobsed protsessid (nt. orgaaniliste ainete lagunemine mineraalseteks, ensüümide aktiivsus) risosfääris märksa hoogsamad kui mujal mullas. Seda erinevust nimetatakse risosfääriefektiks.

Tasandatud endiste põlevkivikarjääride kivisele ja aluselisele pinnasele istutatud kaseseemikutest saab 40 aastaga väljakujunenud mullaga kaasik. FOTO 3: TATJANA KUZNETSOVA

Kasvukoha mõju kase imijuurte omadustele: pikkusele, läbimõõdule, tihedusele risosfääriefektile. Samuti uuriti nende omaduste muutumist puu elu jooksul. Uurimispaikadeks olid nii looduslikud kui ka endistel põllumaadel kasvavad ja tasandatud põlevkivikarjääridele istutatud kaasikud.

Imijuurte tõhusust toitainete omastamisel iseloomustavad eripind (juure pindala massiühiku kohta) ja eripikkus (juure pikkus massiühiku kohta).

Uuringutest selgus, et lämmastikuvaesemates kasvukohtades olid eripind ja eripikkus suuremad.

Puu vananedes kahanesid nii imijuurte eripind kui ka eripikkus: imijuured muutusid paksemaks ja juurekoed tihedamaks. Need muutused toimusid samas suunas väga erisugustes kasvukohtades: nii happelisel metsamaal kui ka lubjakivirikkal karjääripuistangul.

Ka lehtede eripind ja lämmastikusisaldus kahanesid puu vananedes. Seega nooremates puistutes on nii lehed kui ka juured aktiivsemad ja tõhusamad ning puud kasvavad kiiremini.

Risosfääriefekt sõltus mulla pH-st: puu toetas oma risosfääribaktereid seda enam, mida happelisem (bakteritele ebasoodsam) oli kasvukoha muld. Samuti oli risosfääriefekt suurem siis, kui imijuurtes leidus rohkem lämmastikku. See tulemus on kooskõlas hiljutise hüpoteesiga, mille kohaselt imijuurte lämmastikusisaldus peegeldab nende aktiivsust.

Ajapikku suudavad kased mõjutada mitte üksnes risosfääri, vaid ka üldist mullakeskkonda endale soodsamas suunas. Nimelt leiti, et happelistel metsamuldadel kasvavates kaasikutes vähenes mulla happelisus kaasikute vananedes, ent aluselise pinnasega põlevkivikarjääripuistutes see hoopis suurenes.

Töö näitas, et kasejuuremorfoloogia ja risosfääriefekt sõltuvad erinevatest keskkonnateguritest: kui esimest mõjutab lämmastiku kättesaadavus, siis teine oleneb eelkõige hoopis mulla happelisusest.

---

Doktoritöö koos eestikeelse kokkuvõttega leiab: dspace.utlib.ee

Töö juhendajad olid professor Krista Lõhmus, PhD Ivika Ostonen ja professor Jaak Truu.