Как же в нашем мире все взаимосвязано и подчинено определенным законам! К сожалению, мы не видим и 1% этих закономерностей и только начинаем изучать их! И вот пример подобных взаимосвязей - микориза!
Мы собрали и проанализировали для вас всю важную научную информацию из российских и зарубежных источников о микоризе. Получилась объемная статья, но с кладезю полезностей.
1. ЧТО ТАКОЕ МИКОРИЗА?
Термин микориза (множественная микориза ) относится к тесной и долгосрочной (или симбиотической ) ассоциации между растением и грибком, присутствующим в корневой зоне растения ( ризосфера ). Ученые знали об этих увлекательных отношениях давно, в то время как агрономы и садоводы начали знакомиться с микоризными грибами только в последние несколько десятилетий благодаря таким книгам, как «Объединение с микробами», «Планета микоризы» и «Бег мицелия» .
Почти все растения в дикой природе в своем питании зависят от обмена питательными веществами и других преимуществ со сложной сетью почвенных микроорганизмов, известной как почвенный микробиом или пищевая сеть почвы. В этой богатой подземной экосистеме, состоящей из червей, насекомых, бактерий, водорослей и других микроскопических существ, грибы играют две решающие роли: некоторые из них (сапрофитные) уникальны по своей способности разлагать древесный материал (богатый лигнином), а другие (микориз) - это система транспортировки пищи в почве . Тело гриба состоит из тонких и сложно разветвленных нитей, называемых гифами , которые образуют плотную сеть, называемую мицелий.
В сезонные циклы мицелий дает начало более узнаваемым грибам; это плодоносящие структуры и содержат споры, которые позволяют грибку распространяться повсюду и заселять новые земли.
Мицелий одиночного гриба может простираться на поверхности 6 квадратных километров, как в случае самого большого живого существа на земле - экземпляра Armillaria ostoyae (опенка темного), живущего в Национальном лесу Малер , штат Орегон. Грибница этого живого существа занимает площадь более 880 гектаров, а ее возраст оценивается в 2,4 тысячи лет.
Это дает грибам возможность заселять огромный объем почвы, разыскивая питательные вещества и воду и транспортируя их на большие расстояния. С другой стороны, большинство растений не могут распространять свои корни где-либо так далеко, и поэтому начали использовать преимущества своих соседних грибковых сетей еще 400 миллионов лет назад - как только они начали колонизировать землю. В своей корневой зоне растение может обменять избыток сахаров, полученных в результате фотосинтеза, в обмен на расширение доступа к воде, питательным веществам и защиту от болезнетворных микроорганизмов. В некоторых случаях растения, расположенные далеко друг от друга, могут обмениваться питательными веществами через грибковую сеть, которая соединяет их под землей. В умеренных лесах молодые деревья извлекают выгоду из способности старых (и более высоких) достигать солнечного света; настолько, что до 40% их углерода может происходить в результате фотосинтеза их взрослых соседей - через широкую паутину грибного дерева .
Все ли микоризы одинаковы?
Ответ - нет))
Прежде всего, грибы могут взаимодействовать с растениями либо изнутри, либо без их клеточных стенок. Среди тех, которые колонизируют клетки растения-хозяина и оттуда распространяются в почву, наиболее многочисленными являются арбускулярный микориз (АМФ, AMF) , тогда как эктомикоризы (ЭМП) растут на поверхности корней и образуют вокруг них ткани.
ЭМП являются любимыми помощниками хвойных и лиственных деревьев, с которыми они иногда образуют исключительные отношения один-к-одному, так что только конкретный вид гриба образует пару с данным видом дерева.
AMF встречаются в 85% всех семейств растений и содержатся в большинстве сельскохозяйственных культур, а также в травах, кустарниках и некоторых деревьях. По этой причине AMF использовались в сельском хозяйстве и садоводстве в качестве биоудобрения и коммерчески доступны для использования в домашних садах. Известно более 150 видов AMF, которые могут ассоциироваться с более чем 200 000 видов растений plant. AMF живут только в течение короткого периода времени (в среднем 8,5 дней 8.5), выступая в качестве идеальных гостей: они не смешивают содержимое своих клеток (протоплазмы) с клетками хозяина, а образуют либо шарообразные, либо древовидные структуры (арбускулы - от лат. «дерева»), расположенного внутри мембраны клетки-хозяина, где хранятся питательные вещества и происходит обмен.
Как вы, возможно, уже догадались, микоризные грибы - очень деликатные организмы . В конце концов, многие из нас уже поняли, насколько легко физически удалить гифы. Любые значительные нарушения почвы, такие как обработка почвы, копание и уплотнение, снижают разнообразие и продолжительность жизни грибов.
Другие методы, распространенные в традиционном сельском хозяйстве, также оказывают пагубное влияние на микоризные сети. Применение любого фунгицида в качестве меры борьбы с болезнями также убивает AMF, как и следовало ожидать.
Монокультуры также оказывают негативное влияние на арбускулярные популяции; в частности, brassicacae (растения, принадлежащие к семейству капустных) не образуют ассоциаций с AMF и, следовательно, могут действовать в качестве биологического разрыва, тем самым замедляя их распространение на больших территориях. И наоборот, большое разнообразие культур способствует установлению симбиотических взаимоотношений, потому что «могут быть разные штаммы микоризы, которые будут любить что-то больше, чем другой», - как предположил Дж. К. Кэхилл из Университета Альберты. Кэхилл также указывает, как экстремальные условия почвы, такие как засуха, высокие температуры, заболачивание, заморозки, могут влиять на AMF.
И, наконец, что наиболее важно, из-за отсутствия живой растительности на больших площадях микориза умирает от голода и в долгосрочной перспективе уничтожается вся грибковая жизнь в почве.
Интересно, однако, что недавние полевые эксперименты показали, что негативное влияние сельскохозяйственной практики, о которой говорилось выше, было переоценено предыдущими исследованиями; на самом деле восстановление микоризных систем путем их взаимодействия с другими почвенными микробами до сих пор плохо изучено и может быть более эффективным, чем мы думаем ¹⁸.
2. КАК МИКОРИЗА ВЛИЯЕТ НА РАСТЕНИЯ И ЭКОСИСТЕМЫ
Поиск правильного соответствия
Связи между грибами арбускулярной микоризы и растениями не всегда просты. Более чем столетние исследования показали, что, подобно эктомикоризам, арбускулярные партнерства развиваются только между определенными комбинациями растений. Некоторые растения являются универсалами, что означает, что они могут ассоциироваться с несколькими видами AMF. Точно так же некоторые AMF не проявляют особых предпочтений и объединяются с сотнями родов растений.
Однако это не всегда так, и исследовательские лаборатории по всему миру изучают несколько комбинаций грибов и растений в различных типах почв и условиях, чтобы проверить, когда и где образуются микоризы.
К сожалению, было опубликовано много противоречивой информации, и очень трудно с уверенностью определить, будет ли определенный гриб ассоциироваться с данным растением . Скорее всего, это разногласие связано с различными методами, используемыми для определения, когда произошла колонизация, и когда это было выгодно. В последнее время было предпринято несколько попыток и предложены методы для объединения литературных источников и сбора всей существенной и самой современной информации, доступной нам. Была создана огромная база данных MycoDB , которая собирает всю информацию о влиянии конкретных видов AMF на продуктивность отдельных видов растений.
Одно из последних результатов исследований показывает, что растения с более высоким содержанием азота (N) в меньшей степени полагаются на микоризные грибы.
От взаимности к паразитизму: полный симбиотический спектр
Знание того, что происходит, когда гриб X встречается с растением Y, чрезвычайно важно не только для решения конкретных задач. На самом деле, хотя некоторые комбинации предназначены для получения взаимной выгоды, другие могут оказаться вредными для растения-хозяина в пользу микоризного гриба.
Симбиозы действительно могут быть мутуалистическими, комменсалистскими или паразитическими. Мутуалистические ассоциации приносят пользу обоим участникам (как в случае с волынками и импалами, или рыбами-клоунами и морскими анемонами), в то время как у комменсалистов только один участник получает преимущество, в то время как другой не получает ни пользы, ни вреда. В худшем случае имеет место паразитизм , и один организм эксплуатирует другой в своих собственных интересах, тем самым нанося ему вред (очевидный пример - вирусы , которые являются обязательными паразитами).
Польза микоризы:
- В многочисленных исследованиях было показано, что урожайность сельскохозяйственных культур увеличивается там, где были измерены более высокие плотности арбускулярного микориза. Однако урожайность не прямо пропорциональна степени заражения AMF, а физиологическому воздействию, которое они оказывают на растения.
- Благодаря своей роли в питании растений симбиотический AMF может также оказать положительное влияние на качество овощей , увеличив концентрацию как макро-, так и микроэлементов. Одним из самых неоценимых преимуществ микоризы является, по сути, облегчение поглощения фосфора., Фосфор (P) является критическим макроэлементом для роста растений, но он является одним из самых сложных питательных веществ для растений. Несмотря на то, что он может присутствовать в больших количествах, часто большая его часть плохо доступна из-за очень низкой растворимости фосфатов железа, алюминия и кальция. Микоризный симбиоз является наиболее распространенной стратегией развития растений для доступа к фосфору в его доступной форме, в виде отрицательно заряженных ионов. Поглощение фосфора в инокулированных корнях может быть в три-пять раз выше, чем в немикоризных корнях.
- AMF приносят пользу целым экосистемам на многих уровнях, так как они улучшают структуру и агрегацию почвы и управляют структурой растительных сообществ, биоразнообразием, захватом питательных веществ и продуктивностью.
- Микоризные грибы в целом ответственны за сокращение выбросов оксида азота , который является одним из парниковых газов, вызывающих изменение климата.
- Устойчивость растений к стрессовым условиям почвы , таким как засуха и высокая засоленность, повышается в присутствии AMF.
- Арбукулы могут уменьшить воздействие тяжелых металлов на растения-хозяев. Это также может быть использовано для фиторемедиации, то есть , использование растений для очистки почвы, воды и воздуха в загрязненных районах.
- Повышенная резистентность к почвенным патогенам , как грибным, так и бактериальным, широко наблюдалась на растениях, колонизированных AMF, хотя мы до сих пор не знаем, каков механизм этого воздействия. Некоторые утверждают, что полезные грибы физически препятствуют атаке паразитарных, другие исследователи обнаружили, что растения улучшают свою собственную защиту в результате химического взаимодействия с грибами микоризы3.
Паразитизм: темная сторона гриба
1. Начнем с того, что факторы окружающей среды чрезвычайно важны . Например, микориза может стать паразитирующей в химически удобренной почве , где растение уже имеет достаточно фосфора и воды, и в конечном итоге бесплатно обеспечивает углеродом гриб.
2. Точно так же в условиях слабого освещения растение-хозяин может быть неспособно фотосинтезировать достаточно быстро, чтобы обеспечить углерод как для собственного роста, так и для удовлетворения потребностей гриба; часто это означает, что растение замедлит свой рост или общую продуктивность.
3. Дорогостоящие и вредные партнерские отношения могут также иметь место, когда плотность растений низкая , и AMF вступают в конкуренцию друг с другом и корнями хозяев.
Выводы:
- прежде чем использовать микоризу в саду убедитесь, что ваша почва еще не богата доступным (растворимым) фосфором, так как это может привести к тому, что микоризные грибы паразитируют;
- хотя микориза улучшает поглощение питательных веществ, эти питательные вещества должны присутствовать в почве в первую очередь. Поэтому стоит сначала улучшить органолептический и химический состав почвы путем внесения биогумуса, перегноя и микроэлементов. А уж потом микоризные гифы смогут доставить эти вещества к растению.
В данном контексте хотелось бы немного рассказать о хвойном субстрате с природной микоризой, который мы производим. Для его подготовки используется хвойный сосновый опад вместе с некоторой частью почвенного слоя, содержащего микоризу, которая создает разветвленную систему на месте посадки хвойного растения.
- Обратите внимание, что AMF не ассоциируется с Brassicas и растениями, которые процветают на кислых почвах (низкий pH), такими как рододендроны, азалии, верески, клюква и черника;
- В огородах или на фермах увеличивайте разнообразие культур и часто меняйте брассику, чтобы стимулировать постоянное создание разнообразного сообщества AMF;
- Избегайте обработки почвы и копания , поскольку они уничтожают грибковые гифы;
- Если вы хотите, чтобы микориза постоянно росла на овощной или цветочной клумбе, всякий раз, когда растения удаляются, чтобы освободить место для другой культуры, их корни следует оставлять в почве . Это может быть легче сказать, чем сделать, особенно на растениях с сильными и разветвленными корнями. Тем не менее, крайне важно оставить более мелкие корни в почве, так как они имеют более высокую плотность микоризных грибов; это может быть достигнуто за счет аккуратно потянув растения или резать их стебель под землей;
- для огорода покупайте продукты, состоящие из глинистого инертного субстрата (белые гранулы), инокулированные живым мицелием микоризы, а не порошковый вариант со спорами (выживаемость около 50%)
- внимательно относитесь к внесению минеральных удобрений на почвах с микоризой. Как говорят врачи: "не навреди")) Поэтому соблюдайте минеральный баланс! Особенно с азотными минеральными удобрениями!
- и с фунгицидами тоже аккуратнее. Переходите на биологические препараты!
А мы всегда на связи - готовы помочь и проконсультировать по субстратам, грунтам и мульче по телефонам +7(985)777-09-66 или +7(916)5670285. А кто заинтересован в приобретении нашей продукции - заходите на сайт! Мы уже вовсю работаем и фасуем продукцию для вас - вот тут можно об этом посмотреть
#сад #дача #грунты #кора #мульча #строительство #ландшафтныйдизайн #микориза #натуральныйкамень #пруд #ручей #почва