Kitiinin ja sen hajoamistuotteiden hyödyntäminen kasvinviljelyssä
Kosamo, Joni (2021-04-20)
Kosamo, Joni
J. Kosamo
20.04.2021
© 2021 Joni Kosamo. Tämä Kohde on tekijänoikeuden ja/tai lähioikeuksien suojaama. Voit käyttää Kohdetta käyttöösi sovellettavan tekijänoikeutta ja lähioikeuksia koskevan lainsäädännön sallimilla tavoilla. Muunlaista käyttöä varten tarvitset oikeudenhaltijoiden luvan.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202104217584
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202104217584
Tiivistelmä
Tutkielman aiheena on kitiinin ja sen hajoamistuotteiden hyödyntäminen kasvinviljelyssä. Kitiini on selluloosan jälkeen yleisin luonnossa esiintyvistä polysakkarideista. Kitiiniä esiintyy luonnossa niveljalkaisten kuten esimerkiksi äyriäisten ja hyönteisten tukirangassa sekä sienten, levien ja hiivojen soluseinämissä.
Viime vuosikymmeninä lisääntynyt kitiinikemian tuntemus ja kitiinipitoisten jätemateriaalien saatavuus elintarviketeollisuudesta, eli merieläinten lisäksi myös hyönteisten frassi, ovat johtaneet kitiinipitoisten tuotteiden testaamiseen ja kehittämiseen monenlaisiin sovelluksiin maatalousalalla. Suomessa on kiinnostuttu hyönteistuotannossa syntyvän frassin eli hyönteisten rakenteiden ja lannan hyödyntämisestä potentiaalisena materiaalina kasvien puolustusmekanismienaktivoijana. Frassin käyttö voisi vähentää esimerkiksi pestisidien käyttöä ja vähentää fosfori- ja typen huuhtoutumista maatalousalueilta vesistöihin. Kitiinipohjaiset menetelmät lisäävät ja vahvistavat kasvien kasvua, ravinto-ominaisuuksia ja vastustuskykyä taudinaiheuttajia vastaan. Suorien vaikutusten lisäksi kitiini aiheuttaa kasvien kasvuun vaikuttavien hyödyllisten mikrobien kasvua ja aktiivisuutta. On arvioitu, että levitetyistä lannoitteista menetetään ympäristöön noin 40–70 % typpeä, 80–90 % fosforia ja 50–70 % kaliumia, eivätkä kasvit pysty hyödyntämään niitä. Tämän vuoksi lannoitteita käytetään liikaa esimerkiksi puutarhakasvien kanssa. Kitosaania on käytetty päällysteenä hillitsemään epäorgaanisten lannoitteiden vapautumista, sekä rajoittamaan liiallisen lannoituksen haitallisia vaikutuksia. Kitosaanipäällysteen käyttö lannoitteissa parantaa kasvilannoitteiden käytön tehokkuutta ja vähentää myös tuotantokustannuksia.
Kitosaanibiolannoite lisää esimerkiksi hedelmien kaupallisia ominaisuuksia ja vähentää merkittävästi esimerkiksi tomaatin varsien vaurioiden määrää. Perunankasvatustesteissä maaperään lisätyn kitosaanibiolannoitteen havaittiin lisäävän perunan mukuloita verrattuna perinteisiin lannoitteisiin. Myös kasvien ravinteiden saanti lisääntyi merkittävästi. Kitosaanin on todettu lisäksi stimuloivan kasvien symbioottisten mikrobien toimintaa, aktivoivan kasvien puolustusmekanismeja tuhohyönteisiä ja kasvitauteja vastaan, sekä johtavan muutokseen ritsosfäärin mikrobitasapainossa vaimentaen edelleen kasvipatogeenejä.
Hitaasti vapautuvissa lannoitteissa ravinnepitoisuudet vapautuvat vähitellen ja samaan aikaan kuin kasvin ravintotarpeet. Nämä lannoitteet voidaan fyysisesti valmistaa päällystämällä perinteisten lannoitteiden rakeet erilaisilla materiaaleilla, jotka vähentävät niiden liukenemisnopeutta. Kitosaani on lupaava päällystemateriaali. Hitaasti vapautuvien lannoitteiden ja superabsorboivien polymeerien optimoitu yhdistelmä parantaa kasvien ravintoa, lieventää vesiliukoisten lannoitteiden ympäristövaikutuksia, vähentää veden haihtumista ja alentaa kastelutiheyttä. Kasvien puolustusmekanismien tunteminen ja kitiinin ja sen hajoamistuotteiden toiminnan ymmärtäminen, auttavat tutkijoita maataloussektorilla tuotteiden ja innovaatioiden kehittelyssä suomalaisiin olosuhteisiin.
Viime vuosikymmeninä lisääntynyt kitiinikemian tuntemus ja kitiinipitoisten jätemateriaalien saatavuus elintarviketeollisuudesta, eli merieläinten lisäksi myös hyönteisten frassi, ovat johtaneet kitiinipitoisten tuotteiden testaamiseen ja kehittämiseen monenlaisiin sovelluksiin maatalousalalla. Suomessa on kiinnostuttu hyönteistuotannossa syntyvän frassin eli hyönteisten rakenteiden ja lannan hyödyntämisestä potentiaalisena materiaalina kasvien puolustusmekanismienaktivoijana. Frassin käyttö voisi vähentää esimerkiksi pestisidien käyttöä ja vähentää fosfori- ja typen huuhtoutumista maatalousalueilta vesistöihin. Kitiinipohjaiset menetelmät lisäävät ja vahvistavat kasvien kasvua, ravinto-ominaisuuksia ja vastustuskykyä taudinaiheuttajia vastaan. Suorien vaikutusten lisäksi kitiini aiheuttaa kasvien kasvuun vaikuttavien hyödyllisten mikrobien kasvua ja aktiivisuutta. On arvioitu, että levitetyistä lannoitteista menetetään ympäristöön noin 40–70 % typpeä, 80–90 % fosforia ja 50–70 % kaliumia, eivätkä kasvit pysty hyödyntämään niitä. Tämän vuoksi lannoitteita käytetään liikaa esimerkiksi puutarhakasvien kanssa. Kitosaania on käytetty päällysteenä hillitsemään epäorgaanisten lannoitteiden vapautumista, sekä rajoittamaan liiallisen lannoituksen haitallisia vaikutuksia. Kitosaanipäällysteen käyttö lannoitteissa parantaa kasvilannoitteiden käytön tehokkuutta ja vähentää myös tuotantokustannuksia.
Kitosaanibiolannoite lisää esimerkiksi hedelmien kaupallisia ominaisuuksia ja vähentää merkittävästi esimerkiksi tomaatin varsien vaurioiden määrää. Perunankasvatustesteissä maaperään lisätyn kitosaanibiolannoitteen havaittiin lisäävän perunan mukuloita verrattuna perinteisiin lannoitteisiin. Myös kasvien ravinteiden saanti lisääntyi merkittävästi. Kitosaanin on todettu lisäksi stimuloivan kasvien symbioottisten mikrobien toimintaa, aktivoivan kasvien puolustusmekanismeja tuhohyönteisiä ja kasvitauteja vastaan, sekä johtavan muutokseen ritsosfäärin mikrobitasapainossa vaimentaen edelleen kasvipatogeenejä.
Hitaasti vapautuvissa lannoitteissa ravinnepitoisuudet vapautuvat vähitellen ja samaan aikaan kuin kasvin ravintotarpeet. Nämä lannoitteet voidaan fyysisesti valmistaa päällystämällä perinteisten lannoitteiden rakeet erilaisilla materiaaleilla, jotka vähentävät niiden liukenemisnopeutta. Kitosaani on lupaava päällystemateriaali. Hitaasti vapautuvien lannoitteiden ja superabsorboivien polymeerien optimoitu yhdistelmä parantaa kasvien ravintoa, lieventää vesiliukoisten lannoitteiden ympäristövaikutuksia, vähentää veden haihtumista ja alentaa kastelutiheyttä. Kasvien puolustusmekanismien tunteminen ja kitiinin ja sen hajoamistuotteiden toiminnan ymmärtäminen, auttavat tutkijoita maataloussektorilla tuotteiden ja innovaatioiden kehittelyssä suomalaisiin olosuhteisiin.
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [31995]