Про мікоризу

Скажи слово “гриб”, і у більшості людей на думці звичні білі гриби, або рясні грона опеньків які обсідають старі пеньки, хтось згадує кульки – «порхавки» або трутові гриби на гниючих колодах, і т.д. Проте надзвичайно корисні мікоризальні гриби залишаються в основному невидимими для людського ока і звичайним розумом важко збагнути важливість і неоцінену користь яку приносять ці підземні утворення.
Мікориза – це саме той випадок, коли гриб «заслуговує довіру» у рослини і вона об’єднуючись з ним утворює мутуалістичний симбіоз. Слово «мікориза» походить від грецького: mykós (грибок) і rhiza (корінь) і вперше був виявлений ще у 1885 році.

Проте лише через 100 років була науково обґрунтована користь примусового заселення кореневої системи культур у сільськогосподарському виробництві та, зрештою і у домашньому садівництві. Тепер ми знаємо, що понад 90% усіх наземних рослин, а ймовірно і більше, утворюють мікоризи, і вони мають вирішальне значення у живленні, структурі рослинного ценозу та ареалі поширення окремих видів рослин. Фактично, майже 500 мільйонів років тому ці гриби дозволили рослинам покинути океан і почати колонізацію Землі.
Своєю здатністю виділяти цукор, рослини приваблюють оточуючого її симбіонта. Симбіотичні – мікоризоутворюючі гриби здатні це відчути і уловлюють такі ризосферні виділення, реагуючи на це. Вони наближаються до кореня своїми гіфами і обплітають його грибницею, іноді навіть дуже глибоко проникають в корінь спеціальними виростами або наростами. Сенс такого вживання в тому, щоб утворити більш суцільне зрощування гіфів з коренем – з метою швидкого обміну поживними речовинами. І рослини не проти такого входження в їхню фізіологію, більше того, вони мають спеціальні механізми які відповідають за пошук грибів симбіонтів і створення з ними мікоризи.

Прижившись на рослині, микоризні гриби розмножуються на коренях рослин і поширюються в навколишній ґрунт у вигляді великої маси абсорбуючих ниток, збільшуючи поглинання рослиною води і поживних речовин. Ці нитки більш ніж на порядок тонші за кореневі волоски і тому здатні проникати в що найтонші пори ґрунтових мінералів, які є навіть в кожній окремій піщинці. У одному кубічному сантиметрі ґрунту що оточує корені, загальна протяжність ниток мікоризи складає від 20 до 40 метрів. Нитки грибів поступово руйнують ґрунтові мінерали, добуваючи з них мінеральні елементи живлення рослин, які не знаходяться в ґрунтовому розчині, у тому числі такий важливий елемент як фосфор. Це пов’язано з тим, що доступний для рослин іон –РО43- мало рухливий у ґрунті, тому навколо коренів утворюються зони виснаження доступним фосфором шириною 1,0-1,5 мм, через те що –РО43- дуже повільно надходить з навколишнього ґрунту. Гіфи гриба поширюються на великі відстані від коренів, і по них фосфор надходить у корені з відстані 20-30 і навіть 80 мм. Також гриби-мікоризоутворювачі сприяють поглинанню фосфору коренями рослин із важкорозчинних фосфатів.

Поряд із фосфором, мікоризний симбіоз може відігравати роль у надходженні до рослин азоту та мікроелементів, зокрема кальцію, цинку, міді, заліза. В літературі є значна кількість даних про те, що арбускулярний мікоризний симбіоз не лише збільшує поглинання елементів живлення рослинами, але й може впливати на стійкість рослин до несприятливих чинників довкілля, зокрема забруднення важкими металами, посухи, засолення, тощо.
Ще одна важлива функція мікоризи – перешкоджання зараженню коренів паразитичними грибами і бактеріями, а також вплив на склад ризосферних організмів. Захисна функція мікориз обумовлена тим, що сплетення гіф на поверхні кореня перешкоджає проникненню інфекції всередину його; гриби, що утворюють мікоризу, виділяють у навколишнє середовище антибіотики: використовуючи вуглеводи, що надходять у корені, вони позбавляють патогенні організми необхідної для них енергії. Встановлено також позитивний вплив грибів-мікоризоутворювачів на водний режим рослин, що обумовлено здатністю гриба поглинати воду з відносно сухого ґрунту.

Типи мікориз

Микоризи вперше були класифіковані як два типи: ектотрофна та ендотрофіна, але зараз вчені виокремили ще сім різних симбіозів. Проте для сільськогосподарського виробництва важливе значення має мікориза ендотрофна (везикулярно-арбускулярна ендомікориза), та ектотрофна (чохликова ектомікориза).

Для ендотрофної мікоризи характерно проникнення гіф гриба всередину клітин кори кореня, де вони утворюють везикули (здуття) і арбускули (деревовидні розгалуження). Цей тип мікоризи найбільш розповсюджений як у наших широтах так і у тропіках. 84,4% мікоризних рослин утворюють мікоризу саме цього типу.

Ектотрофна мікориза формується на молодих, ще нескорковілих корінцях. Для неї характерне утворення чохла з гіф гриба (суцільного сплетення їх), що вкриває поверхню корінців. Гіфи проникають між клітин кори кореня, але відсутні в клітинах. Вони також відходять від чохла, що покриває корінці, у ґрунт, де утворюють міцелій, з якого можуть виникати плодові тіла. Чохликову мікоризу має менше число видів (в Україні 11,4% від загального числа, вивчених мікоризних рослин).

Сюди входять багато видів їстівних грибів (білий гриб, підберезовик, рижик і ін.). Екто- і ендомікоризи функціонально близькі одна до одної. В обох випадках спостерігається взаємовигідне співіснування гриба з рослиною. Гриби, що утворюють мікоризи цього типу, не здатні використовувати як джерело енергії целюлозу і лігнін і забезпечують себе енергією вуглеводів, які одержують від рослини. Вони одержують від рослини також вітаміни (тіамін Ві, піридоксин В б, а іноді біотин Н).  Чому важливі ці знання для практичного ведення землеробства? Та тому, що система вирощування сільськогосподарських культур що контролюється мікоризою є на кілька порядків стійкішою і ефективнішою для підвищення врожайності при зменшенні затрат на виробництво.

За даними VII-ї Міжнародної конференції по мікоризі (2013 рік Нью Делі) за використання мікоризи в різних ґрунтово-кліматичних зонах було досягнуто наступного збільшення врожайності культур: соя – від 15 до 40%, кукурудза – від 20 до 70%, зернові колосові – від 15 до 30%, овочеві – від 30 до 200%.

Мікориза
Фото. Мікоризація проростків насіння на початкових етапах росту

 

Візьмемо в якості прикладу одні з найбільш поширених глобальних культур – сою, соняшник та кукурудзу. Найбільш швидкий та ефективний спосіб для насичення популяціями мікоризи поля з цими культурами є застосування комерційного мікоризного інокулянту при передпосівній обробці насіння. І тут однією з найбільш вдалих є розробка британських вчених мікоризного препарату Мікофікс на основі ендомікоризного гриба Glomus intraradlces, яка відкриває нову сторінку в оптимальному насиченні ґрунту мікоризантом.

Фото. Посіви сої оброблені мікоризою (віддалені) в порівняні з контролем без обробки (на передньому плані).

 

Широке використання Мікофіксу вже на початкових етапах може збільшити прибуток за рахунок прибавки врожаю і відразу ж зекономити кошти на добривах. А у випадку сої, незалежні польові дослідження доводять, що використання мікоризного гриба Glomus intraradlces в умовах Центрально-Західного Лісостепу може призвести до підвищення врожайності від 9 до 20%. Крім того, мікоризація ґрунту буде працювати і на перспективу за рахунок покращення структури ґрунту, його оздоровлення, покращення фітосанітарного стану.