Мікориза - взаємовигідне співдружність гриба і кореня

1. Чи замислювалися Ви коли-небудь, наскільки все гармонійно влаштовано в природі?
2. У чому ж причина?
3. Що ж таке «микориза»?
4. Чому ж так важлива микориза і в чому її позитивний вплив на рослини?
5. Існує чотири основних типи мікоризи
6. Результати мікорізного партнерства рослин з АМ грибами:

12 червня 2017 р

Чи замислювалися Ви коли-небудь, наскільки все гармонійно влаштовано в природі?

Волога випаровується, але тут же повертається у вигляді опадів, рослини використовують для зростання органіку грунту, але, відмираючи, самі перетворюються в органіку і т.д. Візьмемо, наприклад, грунт. Це величезний, чітко збалансований мікросвіт, в якому кожен вид мікроорганізмів має своє місце і своє значення. Злагоджена взаємодія різних біологічних спільнот допомагає утримувати баланс, не дозволяє панувати одного виду на шкоду іншим.

І так до тих пір, поки в процес не втручається людина. Ми оремо, сіємо, рясно удобрюємо грунт, будучи повністю впевненими в тому, що це на користь грунті, на користь нашим рослинам. Адже головна мета - це урожай. Чим більше тим краще. Виникаючі попутно проблеми, такі як хвороби, шкідники, стреси ми пов'язуємо з ворожим дією якихось сил ззовні, але ніяк не з своїм активним втручанням в життя грунту. В результаті ми все більше вкладаємо зусиль і грошей, а результат або той же, або все гірше і гірше. І тоді настає прозріння: «Але ж недарма ж Природа все так влаштувала?»

Адже якщо взяти незаймані, незаймані ліси або неорану землю, то в них і волога завжди є, і рослини ростуть і плодоносять, хоча ніхто їх не підгодовує, та й рослини на таких ділянках здорові і шкідників там майже немає.

У чому ж причина?

А причина в збереженні балансу видів і розвитку тих самих сприятливих співтовариств, які приносять взаємну вигоду всім грунтовим мешканцям.
Одне з таких сприятливих співтовариств отримало назву «Мікориза».

Що ж таке «микориза»?

Це взаємовигідна співдружність гриба і кореня. Походить від грецького «mykes» - гриб і «rhiza» - корінь. «Грібокорень».

Елементарні приклади мікорізаціі, які зустрічаються в природі: осика - підосичники, береза ​​- підберезник, сосна - боровик і т.д. Тобто микориза - це своєрідний симбіоз між грибами і корінням рослин. Цей симбіоз має величезне значення для живлення рослин. Більше 90% всіх покритонасінних утворюють мікоризу.

Чому ж так важлива микориза і в чому її позитивний вплив на рослини?

Вступаючи в «співдружність», гриб і корінь забезпечують комфортну життєдіяльність один одного. У процесі фотосинтезу в коренях рослин накопичуються вуглеводи, якими рослина ділиться з грибом. У свою чергу гриб, колонізіруя коріння, виконує функцію посередника між рослиною і ґрунтом. Розрослася грибниця здатна збільшити обсяг загальної поглинаючої поверхні кореня рослини в тисячі разів.

Огортаючи собою корінь, гриб захищає його від ґрунтових патогенів, зберігає водний баланс рослини, забезпечує харчування доступним фосфором і азотом, акумулює важкі метали.

Існує чотири основних типи мікоризи

ендомікоріза

Основна відмінність ендотрофную мікоризи в тому, що гіфи гриба проникають в клітини кори кореня через пори. На поверхні кореня мікориза виражена слабо, тобто вся основна частина гриба знаходиться всередині кореня. У клітинах кореня можуть утворюватися скупчення гіф гриба у вигляді клубків. Гіфи можуть розгалужуватися всередині клітини - ці утворення називаються арбускуламі.

Арбускулярная микориза (АМ) - один з типів мікоризи, що відноситься до ендомікоріза.

• Вважається одним з найдавніших, завдяки АМ відбулася колонізація суші наземними рослинами.
• Характеризується утворенням арбускул всередині кортикальних клітин кореня.
• Формується між рослиною-господарем і облігатними симбиотическими грибами Glomeromycota.

Ектомікоріза (ECM)

Ектотрофная микориза виникає, коли гіфи гриба обплітають корінь щільною мережею, утворюючи або чохол, або мікоризні трубки. Гіфи гриба проникають крізь ризодерма кореня і поширюються по межклетникам, не проникаючи в клітини. Для такого типу мікоризи характерна відсутність кореневих волосків і редукція кореневого чохлика аж до одного-двох шарів клітин. Гіфи гриба поділяють корінь на зони (у вигляді мережі гіф - мережа Гартіга).

Екто-ендомікоріза

• Поєднує в собі ознаки ендо- та ектомікорізи. Можливий перехід між Ектомікоріза і ендомікоріза. Властива рослинам з родини орхідних.

Ерікоідная микориза (ERM), вересковая

• Вузькоспеціалізована, обмежується представниками Ericaceae, характеризується колонізацією гіфами тільки епідермісу.

Найбільш широке, майже універсальне поширення має ендомікоріза, яка характерна для більшості трав'янистих рослин, багатьох плодових дерев і чагарників.
Коріння практично всіх сільськогосподарських культур вступають у взаємодію з грибами, що утворюють мікоризу арбускулярного типу (АМ). Виняток становлять представники сімейств хрестоцвітних і лободових (буряк, шпинат), а також осокових.

Заражати спорами гриба-симбиот можна як посівний, посадковий матеріал, так і кореневу систему вже вегетуючих рослин.

Є кілька дуже важливих моментів, які потрібно врахувати на початковому етапі для того, щоб мікорізного партнерство відбулося:

• Наявність вологи в прикореневій зоні.
• Температура грунту не нижче 18оС.
• Наявність в грунті розчинних фосфатів не більше 8%.
• рН грунту не нижче 5.3.
• Захист грибного препарату або оброблених рослин (посадкового матеріалу) від активного ультрафіолетового випромінювання, т.к ультрафіолет згубно впливає на суперечки.

Після того як гриб, завдяки виділенням кореневої системи, активізується і вступить з нею в контакт, він стає практично невразливим. Єдиною умовою його розвитку є наявність активно діючої кореневої системи партнера.

Гіфи гриба, проникаючи в найдрібніші частинки грунту, постачають корені воду з розчиненими в ній поживними речовинами.

Кожна ділянка гіф виконує свою, чітко визначену функцію:

• Термінальні грунтові гіфи, більш тонкі в порівнянні з кореневими волосками, поглинають з ґрунту мінеральні речовини і воду, проникаючи в недоступні для рослини пори грунту.
• Різоморфи - товсті, довгі гіфи, що транспортують мінеральні речовини, амінокислоти і воду до рослини і вуглеводи від рослини.
• Інтрарадікальние гіфи безпосередньо виробляють обмін речовинами між рослинними клітинами і міцелієм.

Результати мікорізного партнерства рослин з АМ грибами:

✔ За рахунок виходять з коренів гіф гриба, усмоктувальна поверхня, відповідно і площа живлення кореня, збільшуються в 10-50 разів.
✔ Крім фосфору, гриб переводить інші нерозчинні і важкорозчинні поживні елементи в доступну для рослини форму.
✔ Разом з поживними елементами з грунту рослини використовують також біологічно активні речовини, які продукують грибом. Значно збільшується концентрація фітогормонів, що призводить до активізації росту рослин.
✔ Мікорізірованние коріння володіють стійкістю до дії ґрунтових патогенів. Гриб індукує синтез захисних фенолів-флавоноїдів в рослинних клітинах.
✔ Мікорізація сприяє створенню додаткових мікоризних спільнот з бульбочкових і іншими ґрунтовими бактеріями, іншими грибами-симбиот і іншими, що ростуть в зоні дії системи рослинами. Ця система отримала назву «єдина мікорізного мережу» - СМN. Єдина мікорізного мережу розподіляє вуглець всередині екосистеми, здійснює харчування і перерозподіл азоту, фосфору і води між рослинами-партнерами, посилює транспирацию і підвищує резистентність до посухи.
✔ Мікорізірованние рослини стають більш стійкими до посухи, тому що гриби адаптовані до більш низьких значень вільної вологи в середовищі, ніж рослини, і за рахунок розвиненої грибниці здатні витягувати вологу з глибших шарів грунту, а також з мікрочастинок, в які коренева система не здатна сама проникнути.
✔ Мікорізірованние рослини більш стійкі до підвищеного рівня важких металів у грунті, тому мікорізація показує дуже гарні результати на забруднених територіях.
✔ АМ гриби покращують агрегатний стан грунту. Крім того, що скріпляє ґрунтових частинок утвореної грибами міцеліальної мережею, вони накопичують в грунті глікопротеїн-гломатін, який на 60% складається з вуглецю. Гломатін обумовлює склеювання агрегатів грунту і підвищує їх гідрофобність.

Області застосування мікоризи:

• Сільське господарство: баштанні, цитрусові, зернові культури, фруктові дерева, овочі, ягоди, кімнатні рослини, квіти, кормові трави.
• Міське комунальне господарство та ландшафтний дизайн: озеленення скверів, галявин, клумб, парків, футбольних полів, спортивних майданчиків і т.д.
• Лісове господарство: відновлення лісів, боротьба з всиханням, отримання якісних саджанців.
• Зміцнення дамб і фортифікаційних споруд.
• Відновлення забруднених територій в місцях екологічних катастроф.
• Вирощування саджанців, кущів, квітів, лікарських трав.
• Відновлення сільгоспугідь.
• Омолодження плодових дерев і чагарників.

Тема мікорізаціі в Україні поки не популярна і мало вивчена. На аграрному ринку існує кілька зарубіжних препаратів на основі арбускулярних грибів гломуса, але у них досить висока ціна.

Над цією темою працюють вчені Інституту ботаніки імені М. Г. Холодного НААН, Львівського лісотехнічного університету та інших наукових установ. Для створення препаратів наші вчені використовують не тільки традиційні гриби сімейства гломуса, але експериментують і з представниками інших сімейств.

З 2016 року подана заявка на «Державну реєстрацію ..» вітчизняного мікорізообразующего препарату на основі арбускулярно-мікорізного гриба Tuber melanosporum - чорного трюфеля, який показав відмінні результати у випробуваннях на бобових (сої, горосі, люцерні), овочевих (цибулі, часнику, томатах, перці), картоплі, зернових культурах, соняшнику, кукурудзі, ягідних і горіхоплідних культурах, на лісових деревах хвойних і листяних порід.

Перший і дуже важливий крок вже зроблений. Попереду ще багато перспективних і цікавих розробок.