Praktycznie każdy element środowiska, tego ożywionego (biotycznego) i nieożywionego (abiotycznego) oddziałuje na rośliny, a rośliny także, przynajmniej w jakimś stopniu, starają się oddziaływać wzajemnie na wspomniane czynniki – w określonym stopniu kształtując środowisko swojego bytowania. Te relacje są istotne także dla sadowników, plantatorów roślin jagodowych czy rolników – możemy je efektywnie wykorzystywać w praktyce.
Mikroorganizmy mogą być bowiem zupełnie obojętnie dla roślin, wchodzić z nimi w relacje pozytywne lub stanowić zagrożenie (np. sprawcy chorób). Także rośliny starają się tak kształtować środowisko, aby wspomagać czy selekcjonować określone mikroorganizmy, z którymi mogą mieć pozytywne relacje.
Mikoryza – symbioza do wykorzystania w praktyce sadowniczej
Symbioza jest zwykle definiowana jako stałe lub czasowe współżycie dwóch różnych gatunków zwierząt, zwierzęcia i rośliny lub dwóch gatunków roślin, korzystne, a często nieodzowne, dla jednego lub dla obu partnerów (za Encyklopedią PWN). Symbioza może przynosić korzyści obu partnerom, stosunkowo rzadziej jest korzystna tylko dla jednego z nich, ale drugiemu nie szkodzi. Może mieć charakter obligatoryjny, wtedy jest niezbędna partnerom do funkcjonowania, lub mieć charakter fakultatywny, czyli występować przy pewnych warunkach. Przejawów symbiozy, które możemy wykorzystać w praktyce rolniczej i ogrodniczej mamy stosunkowo sporo, z niektórych korzystamy już od wielu lat, niektóre w tej chwili stają się „modne”, a niektóre jak dotąd mają ograniczone zastosowanie w praktyce.
Mikoryza jest powszechnym zjawiskiem występującym w świecie roślin. Ten związek symbiotyczny między korzeniami roślin a specyficznymi gatunkami grzybów, przynosi roślinom wiele wymiernych korzyści. Mówi się, że różne rodzaje mikoryzy tworzy około 80% roślin lądowych, liczbę grzybów wchodzących w związki mikoryzowe z roślinami wyższymi szacuje się na 5000–6000 gatunków. Na przykład endomikoryzę tworzą grzyby z rzędu Glomales. Charakterystyczne są dla niej utwory, które tworzy grzyb w tkankach systemu korzeniowego – są to charakterystyczne gałązkowate struktury tworzone we wnętrzu komórek systemu korzeniowego gospodarza oraz pęcherzyki. Ogromna część grzybni grzybów endomikoryzowych pozostaje jednak poza tkankami korzeni, zwiększając strefę kontaktu systemu korzeniowego ze środowiskiem glebowym. Praktycznie endomikoryzę może wykorzystywać większość gatunków sadowniczych (np.: jabłonie, grusze, śliwy, wiśnie, czereśnie, brzoskwinie, morele, pigwy, pigwowce).
Mikoryza… i co z tego wynika dla nas?
Generalnie można zaryzykować stwierdzenie, że rośliny o silnie zmikoryzowanym systemie korzeniowym są bardziej konkurencyjne niż rośliny bez mikoryzy. Co to faktycznie oznacza i z czego wynika? Mikoryza silnie oddziałuje na: l zaopatrzenie roślin w wodę i składniki pokarmowe; l stan fizjologiczny roślin i przebieg podstawowych procesów biochemicznych (np. fotosyntezy); l wspiera rośliny w walce ze stresami powodowanymi przez czynniki abiotyczne i biotyczne. Z praktyki wiadomo, że owoce z roślin mikoryzowanych są lepiej wybarwione, słodsze, smaczniejsze, stanowią bogatsze źródło składników pokarmowych i substancji biologicznie czynnych, np. antyoksydantów, witamin, fenoli. Są też trwalsze po zbiorze i lepiej się przechowują.
Mikoryza a… zaopatrzenie roślin w wodę
Roślinny dobrze zmikoryzowane mają rozbudowany system korzeniowy. Zarówno jeśli chodzi o zasięg i objętość samego systemu korzeniowego, jak i to, że jest on też rozbudowany o zasięg grzybni grzybów mikoryzowych, która rozrasta się daleko dalej niż fizyczny zasięg korzeni. W związku z tym rośliny mogą korzystać z większych zasobów wody glebowej. Część wody jest bowiem zatrzymywana w ryzosferze i grzybni – jej zapasy są wykorzystywane w czasie spadku zawartości wody w glebie. Mikoryza może wpływać także na samo pobieranie wody, regulując jej potencjał w roślinie. Brzmi to dość skomplikowanie, ale sprowadza się do osiągnięcia stanu równowagi pomiędzy transpiracją a asymilacją CO2 w drodze fotosyntezy – do obu procesów potrzebne są otwarte aparaty szparkowe, a ich otwieranie jest sterowane właśnie przez potencjał wody. Mikoryza wpływa także pozytywnie na sam transport wody w roślinie.
Mikoryza a… zaopatrzenie roślin w składniki pokarmowe
Rośliny o zmikoryzowanym systemie korzeniowym są lepiej zaopatrzone w podstawowe składniki pokarmowe. Określone grzyby mogą bowiem rozkładać nieorganiczne połączenia żelaza, fosforu i wapnia oraz organiczne połączenia azotu, fosforu i siarki. Składniki pokarmowe w ten sposób udostępnione trafiają do roślin i są przez nie wykorzystane do wzrostu, rozwoju i plonowania. Na przykład grzyby endomikoryzowe zapewniają roślinom o 80% więcej fosforu niż sama roślina byłaby w stanie pobrać z gleby oraz o 25% azotu więcej niż możliwości pobierania przez rośliny niezmikoryzowane.
Mikoryza a… wydajność fotosyntezy
Mikoryza, jako symbioza charakteryzuje się współpracą o charakterze coś za coś. Grzyby korzystają z węglowodanów wyprodukowanych przez rośliny podczas fotosyntezy, rośliny zaś zyskują wodę i składniki pokarmowe. Rośliny mogą przekazywać grzybom nawet 25% produktów fotosyntezy, a to stosunkowo sporo. Z drugiej strony mikoryza wpływa pośrednio na wydajność i przebieg fotosyntezy. Rośliny z mikoryzą są bowiem lepiej zaopatrzone w wodę i ważny w fotosyntezie fosfor, mają także większą powierzchnię asymilacyjną i efektywniej działające aparaty szparkowe. Dodatkowo mikoryza ogranicza uszkodzenia aparatu fotosyntetycznego roślin funkcjonujących w warunkach stresowych.
Mikoryza a… wytrzymałość roślin na stresy
Rośliny z ustabilizowaną mikoryzą znacznie lepiej znoszą warunki stresowe. Mikoryza wspomaga rośliny w unikaniu niektórych stresów oraz zwiększa na nie tolerancję roślin. Oczywiście wspomaganie roślin przez mikoryzę jest efektywne tylko do pewnego poziomu stresu, musimy pamiętać, że rośliny zmikoryzowane nie są pancerne. Na przykład, unikanie suszy przez rośliny zmikoryzowane związane jest z większym, głębszym i bardziej rozbudowanym systemem korzeniowym oraz ze zwiększeniem jego zasięgu przez grzybnię. Dzięki temu rośliny mogą wykorzystać wodę z większego obszaru. Nawet w warunkach więdnięcia rośliny zmikoryzowane później tracą turgor i szybciej go potem odzyskują. Należy jednak pamiętać, że grzyby mikoryzowe ograniczają stres suszy, ale same też są w tych warunkach poddawane stresom.
Grzyby mikoryzowe ograniczają także pośrednio ryzyko występowania chorób systemu korzeniowego. Większy, bardziej rozbudowany system korzeniowy, lepiej odżywione zmikoryzowane rośliny są bowiem mniej wrażliwe na porażenie. Bogata mikoryza zmniejsza także liczbę miejsc, w których korzenie mogą być infekowane przez patogeny. Dodatkowo grzyby mikoryzowe zaburzają komunikację pomiędzy systemem korzeniowym a sprawcą choroby – patogen nie może odszukać systemu korzeniowego i go zainfekować. Działanie bezpośrednie w przypadku grzybów endomikoryzowych polega na szybszym uruchamianiu przez rośliny mechanizmów obronnych i na ich zwiększonej aktywności.
Grzyby endomikoryzowe mają jeszcze jedną istotną zaletę, którą w praktyce możemy przekształcić na nasze korzyści. Produkują glomaliny – bardzo charakterystyczne pod względem budowy i właściwości fizykochemicznych białka o stabilnych cząsteczkach, nierozpuszczalne w wodzie i odporne na degradację, stabilizują one agregaty glebowe i chronią je przed rozbiciem. Warunkuje to tworzenie odpowiedniej trwałej struktury gruzełkowatej zapewniającej korzystne stosunki wodno-powietrzne w glebie. A gleba o odpowiedniej strukturze zapewnia roślinom lepsze warunki wzrostu, a nam łatwiejszą i lżejszą uprawę.
Biopreparaty oparte na mikroorganizmach glebowych
Stosowanie biopreparatów opartych na mikroorganizmach glebowych w dłuższym czasie prowadzi do odbudowy bioróżnorodności gleby. Im jest ona większa, tym lepsze są warunki wzrostu i plonowania roślin w danym środowisku. Rośliny, w uprawie których stosowano biopreparaty oparte na konsorcjach mikroorganizmów glebowych mają większy, lepiej rozwinięty system korzeniowy, w którym dominują korzenie drobne, rozgałęzione. System korzeniowy o większym zasięgu wpływa na lepsze zaopatrzenie roślin w wodę i składniki pokarmowe, głównie fosfor i azot. Lepsze jest wykorzystanie wody pochodzącej z naturalnych opadów i nawadniania, a także składników pokarmowych z nawozów doglebowych. W przypadku grzybów mikoryzowych dodatkowo wspomagających pobieranie fosforu z gleby mówi się nawet o możliwości/konieczności zredukowania dawek tego składnika pokarmowego. Sadzonki traktowane biopreparatami mikoryzowymi łatwiej się przyjmują, podejmują wzrost po posadzeniu, są mniej wrażliwe na stres replantacji, a także są bardziej wytrzymałe na suszę i inne stresy abiotyczne. Na plantacjach, gdzie stosowano biopreparaty, rzadziej obserwuje się też masowe występowanie chorób odglebowych oraz objawy niedoborów składników pokarmowych, głównie fosforu i wapnia. Biopreparaty wpływają także na jakość plonu. Owoce z sadu/plantacji, gdzie stosowano mikroorganizmy są przeważnie większe, słodsze, zawierają więcej przeciwutleniaczy i barwników, w literaturze można znaleźć też informacje o pozytywnym wpływie mikroorganizmów na mniejszą zawartość w plonach substancji szkodliwych: azotanów, azotynów i środków ochrony roślin.
Marcin Oleszczak, BioAgris
