Ciupercile micorizale sunt un tip de ciuperci care trăiesc în sol și formează asociații simbiotice cu rădăcinile plantelor. Aceste ciuperci se atașează de rădăcinile plantelor, extinzându-și rețeaua de filamente subțiri, numite hife, pentru a ajuta la absorbția apei și nutrienților din sol.
În schimb, plantele oferă ciupercilor carbohidrați, în special zaharuri, pe care le obțin prin fotosinteză. În acest articol, vorbim mai multe despre avantajele oferite de aceste ciuperci plantelor și cum putem încuraja creșterea lor în parcelele noastre.
Sunt două tipuri principale de ciuperci micorizice, ciuperci micorizale arbusculare (AM) sau micoriza arbusculară și ciuperci ectomicorizice (EM), și diferă prin modul în care se asociază cu rădăcinile plantelor.
Ciupercile micorizice arbusculare sunt cel mai comun tip de ciuperci micorizice și se găsesc în rădăcinile a aproximativ 80% din toate speciile de plante.
Aceste ciuperci micorizice pătrund în celulele rădăcinilor plantelor (hifele se extind în membrana celulară a celulelor corticale ale rădăcinii) și formează o structură foarte ramificată, asemănătoare unui tufiș, în interiorul celulelor rădăcinii, cunoscută sub numele de arbusculă, care oferă o suprafață mare pentru schimbul de nutrienți și alte compuși între ciupercă și plantă.
Ca atare, ele sunt clasificate și ca ciuperci endomicorizice (endo = în interior, micoriza trăind în interiorul unei plante).
Datorită dimensiunii lor mici, ciupercile micorizice arbusculare sunt greu de detectat fără facilități de laborator, deoarece nu sunt vizibile cu ochiul liber, iar hifele lor pot fi văzute doar la microscop.
Ciupercile ectomicorizice sunt mai avansate, dar reprezintă doar aproximativ 3% din micorize și se găsesc în principal în asociere cu rădăcinile copacilor și plantelor lemnoase.
Spre deosebire de ciupercile micorizice arbusculare, care nu există mai mult de câteva sute de specii, numărul de specii de ciuperci ectomicorizice este mult mai mare, cu peste 6.000 de specii, implicate în asociații micorizice.
Aceste ciuperci nu pătrund în interiorul celulelor rădăcinilor plantelor așa cum fac ciupercile micorizice arbusculare. Numele de ciuperci ectomicorizice (ecto = în afara, micoriza trăind în jurul unei plante) face aluzie la acest aspect.
Cum beneficiază plantele de ciupercile micorizice?
Ciupercile micorizice joacă un rol important în creșterea și sănătatea plantelor, oferind numeroase beneficii, printre care:
Îmbunătățirea absorbției de nutrienți
Principalul avantaj oferit de ciupercile micorizice este că acestea ajută plantele să acceseze o cantitate mare de apă și anumiți nutrienți esențiali, în special azot, fosfor, zinc, mangan și cupru din sol.
Hifele micorizice atașate de rădăcini funcționează ca filamente lungi care extind sistemul radicular și măresc suprafața radiculară care poate absorbi apă și nutrienți din sol.
În plus, deoarece hifele micorizice au un diametru mult mai mic decât rădăcinile plantelor, ele pot crește prin spații mai înguste între particulele de sol pentru a ajunge în zone indisponibile rădăcinilor fine.
Creșterea accesului plantelor la fosforul din sol
Majoritatea plantelor se bazează pe forme solubile în apă ale fosforului, care sunt mai ușor accesibile pentru absorbție. Problema este că acestea nu sunt foarte stabile și reacționează rapid cu fierul, aluminiul și calciul din sol pentru a forma compuși insolubili mai stabili, care nu sunt imediat accesibili plantelor.
Ca rezultat, doar 5% până la 30% din fosforul solubil în apă aplicat în sol este absorbit de culturi în anul următor aplicării. În plus, în solurile destul de acide, unde pH-ul este mai mic de 5,0, capacitatea solului de a fixa (lega) fosforul crește semnificativ, reducând și mai mult cantitatea de fosfor disponibil pentru plante.
Influența pH-ului asupra asimilării elementelor nutritive:
Când fosforul din sol este în forme insolubile, ar fi necesar un sistem radicular foarte mare și extins pentru ca o plantă să poată prelua suficient fosfor pentru a-și satisface cerințele sale.
Ciupercile micorizice care au o relație simbiotică cu plantele joacă un rol crucial în colectarea fosforului în soluri nefertilizate și ajută plantele gazdă să acceseze formele insolubile de fosfor.
Creșterea toleranței la stresul secetei și salinității
Ciupercile micorizice pot ajuta plantele să tolereze condițiile de secetă prin extinderea sistemelor lor radiculare și îmbunătățirea capacității lor de a accesa apa din adâncurile profilului solului.
Plantele din familia leguminoaselor (fasole și mazăre) au noduli pe rădăcinile lor care găzduiesc bacterii simbiotice, cum ar fi speciile Rhizobium, care pot capta azot din aer și-l pot converti într-o formă pe care plantele o pot folosi ca nutrient pentru creștere.
În schimb, plantele furnizează bacteriilor zaharuri pe care le produc prin fotosinteză, la fel cum fac și cu ciupercile micorizice.
Studiile au arătat că inocularea cu ciuperci micorizice arbusculare (AM) sporește formarea nodozităților și fixarea azotului în plantele din familia leguminoase și în cele din afara acestei familii sub diferite condiții de stres și că dubla inoculare cu ciuperci micorizice arbusculare și bacterii fixatoare de azot a crescut fixarea azotului la plantele leguminoase.
Ciupercile micorizice pot produce osmolite, cum ar fi glicina betaina, care pot ajuta la protejarea celulelor plantelor de efectele stresului produs de salinitate.
Prolina este unul dintre cele mai importante osmolite produse de plante ca răspuns la stresul produs de salinitate și studiile au arătat că ciupercile micorizice arbusculare (AM) cresc concentrația de prolina în plante sub stres de salinitate.
Modularea nivelurilor de hormoni vegetali
Acidul abscisic (ABA) este un hormon vegetal bine-cunoscut care permite plantelor să supraviețuiască și să crească în diverse condiții de stres, în special stresul de salinitate.
ABA accelerează acumularea de potasiu, calciu și soluții compatibile, cum ar fi prolină și zaharuri, în celulele rădăcinilor, împiedicând preluarea ionilor de sodiu (Na +) și clorură (Cl–), particule încărcate care se combină pentru a forma sare (NaCl), pentru a proteja plantele de impactul sever al stresului produs de salinitate.
Îmbunătățirea structurii solului
Pentru a înțelege cum ciupercile micorizice îmbunătățesc structura solului și de ce acest lucru contează, trebuie mai întâi să înțelegem ce sunt agregatele solului, de ce stabilitatea acestora este importantă și de ce este benefică pentru sănătatea plantelor.
Solurile sunt alcătuite din agregate (combinații) de particule de dimensiuni diferite, alcătuite din particule de nisip, lut și praf (în ordinea dimensiunii particulelor), în proporții variate, care sunt legate împreună de materia organică pentru a forma matricea solului, o masă de sol constând din particule solide cu spații goale între ele, care sunt umplute cu apă și aer.
Pentru ca plantele să rămână sănătoase, au nevoie de circulația aerului și a apei către rădăcinile lor, ceea ce este asigurat de structura poroasă a solului.
Solurile care au o structură de agregate stabilă permit circulația apei prin structura lor, sunt capabile să stocheze apă și să-și păstreze porozitatea atunci când sunt supuse unor forțe externe, cum ar fi ploile și trecerea utilajelor care împing particulele solului împreună, închizând spațiile de aer dintre ele și compactând solul.
Agregatele stabile ale solului oferă, de asemenea, un mediu favorabil pentru microbii solului, râme și alte organisme care pot ajuta la îmbunătățirea structurii solului și, ca rezultat al tuturor factorilor benefici discutați, sunt de obicei mai productive.
Ciupercile micorizice îmbunătățesc caracteristicile fizice și biologice ale solului prin creșterea porozității solului, ceea ce permite o mai bună infiltrare și retenție a apei și îmbunătățește aerarea solului.
Hifele ciupercilor micorizice, sub formă de filamente lungi și subțiri, se încâlcesc și leagă particulele solului ca un fel de plasă, formând macroagregate, care sunt blocurile de bază ale structurii solului.
În plus, ciupercile micorizice creează canale prin sol prin care poate circula aerul, îmbunătățind aerarea solului. Aceasta ajută la reducerea compactării solului și îmbunătățește structura generală a solului.
Ciupercile micorizice pot ajuta la protejarea plantelor de daunele cauzate de ciuperci patogene și bacterii din sol, prin:
Furnizarea unei bariere de protecție în jurul sistemului lor radicular și producerea de compuși antimicrobieni care pot ajuta la protejarea plantei împotriva patogenilor.
În plus, ciupercile micorizice arbusculare (AM) ajută plantele să facă față metalelor grele toxice din sol care reduc creșterea plantelor, cum ar fi arsenicul, cadmiul, cromul, cuprul, plumbul și zincul.
Ciupercile micorizice reduc absorbția prin împiedicarea metalelor grele să treacă de rădăcini, sau sprijină plantele prin creșterea toleranței acestora la aceste metale grele.
Creșterea și dezvoltarea plantelor – îmbunătățită
Prin mecanismele descrise anterior, ciupercile micorizice pot ajuta la furnizarea de substanțe nutritive suplimentare, reducerea stresului din condiții extreme de mediu, îmbunătățirea accesului la apă, îmbunătățirea structurii solului pentru creștere și dezvoltare optimă, și protecția împotriva patogenilor.
Plante ce nu beneficiază de ciupercile micorizice
Există unele plante care nu formează asocieri simbiotice cu ciupercile micorizice și, prin urmare, nu beneficiază de ciupercile micorizice din sol.
Grupurile de plante care nu formează asocieri cu ciupercile micorizice sunt familia Brassicaceae (varză, broccoli, muștar, rapiță), familia Chenopodiaceae (spanac, ștevie/sfeclă de zahăr, sfeclă roșie).
Creșterea cantității ciupercilor micorizice în sol
Ciupercile micorizice se găsesc în mod natural în solurile neperturbate, împreună cu alte organisme benefice pentru sol. Există mai multe modalități de a crește cantitatea ciupercile micorizice în sol, unele dintre acestea includ:
Reducerea lucrării de arat
Studiile arată că, arătura solului are un efect dezastruos asupra ciupercilor micorizice din sol, deoarece taie fizic rețelele de hife delicate și descompune miceliul în sine, reducând populațiile de ciuperci micorizice.
Deși ciupercile micorizice pot crește la diferite adâncimi ale solului, în funcție de specia de ciuperci și de condițiile solului, acestea se găsesc de obicei în straturile superioare, în primii 10-20 cm de sol, unde pot accesa ușor rădăcinile plantelor și materia organică care susține creșterea lor, dar sunt și ușor perturbate de lucrări.
Studiile au arătat că abundența ciupercilor micorizice arbusculare (AM) și asocierea lor cu rădăcinile scade, de obicei, odată cu creșterea adâncimii solului, dar peste 50% din biomasa lor totală se poate găsi sub 30 cm. În afara agriculturii, s-a raportat că ciupercile AM pot coloniza rădăcinile și pot produce spori la adâncimi de până la 8 m în sol.
Reducerea sau eliminarea lucrărilor solului prin utilizarea tehnologiilor fără arat poate ajuta la menținerea și creșterea populațiilor de ciuperci micorizice.
Utilizarea culturilor de acoperire
Ciupercile micorizice nu pot genera propria energie și sunt dependente de plantele gazdă cu care se asociază (se atașează) pentru zaharuri, pe care le folosesc ca sursă de energie.
Aceste ciuperci simbiotice benefice nu pot supraviețui perioade lungi de timp fără o plantă-gazdă, situație care apare când:
- Câmpurile sunt curățate de toate plantele, cum ar fi atunci când un câmp este lăsat gol, necultivat – ogor negru.
- Numai culturi de plante ne-gazdă sunt incluse în rotația culturilor cu care ciuperca nu se poate asocia, cum ar fi cele din familia Brassicaceae. Astfel de condiții vor determina scăderea populației de ciuperci micorizice în sol în timp.
Cultivarea culturilor de acoperire, culturi ce se cresc pentru a proteja și îmbunătăți solul, poate asigura o gazdă bună pentru ciupercile micorizice și crește populația lor în perioadele în care cultura principală nu crește.
Citește și despre Culturile de acoperire – când se seamănă, încorporează în sol ca îngrășăminte.
Practicarea policulturilor, nu monoculturii
Există câteva sute de specii de ciuperci micorizice arbusculare (care se asociază cu plantele nelemnoase) și diferite specii de plante găzduiesc diferite tipuri de ciuperci micorizice.
Monocultura, care constă în cultivarea unei singure specii de cultură într-o zonă întinsă, poate reduce diversitatea ciupercilor micorizice din sol.
Absența diversității plantelor limitează varietățile de ciuperci micorizice prezente în sol, ceea ce poate reduce biomasa și activitatea generală a ciupercilor micorizice și, ca urmare, poate afecta negativ creșterea și sănătatea plantelor.
În schimb, policulturile, care constau în mai multe specii de culturi crescute împreună în aceeași zonă, pot crește abundența și diversitatea ciupercilor micorizice în sol, ceea ce poate îmbunătăți disponibilitatea nutrienților și îmbunătăți structura solului, stimulând creșterea și sănătatea plantelor.
Cultivați plante prietenoase cu micorizele
Cultivarea culturilor ce sprijină ciupercile micorizice permite creșterea populațiilor de fungi în sol.
Pe de altă parte, cultivarea plantelor care nu formează asociații cu ciupercile micorizice, menționate anterior, determină o scădere a numărului de fungi în sol.
Creșterea materiei organice din sol
Adăugarea de materie organică în sol, cum ar fi compostul sau a unui strat de paie pe suprafața solului, poate crește numărul și diversitatea ciupercilor micorizice.
Materia organică din sol conține substanțe nutritive care sunt eliberate lent în timp prin descompunerea de către microorganismele din sol.
Acest aport constant de nutrienți poate fi preluat de ciupercile micorizice pentru a le susține creșterea și activitatea și pentru a fi transmis plantelor.
Materia organică poate oferi, de asemenea, hrană pentru ciuperci. Chiar dacă ciupercile micorizice nu au capacitatea de a acționa ca saprofite (organisme care se hrănesc cu materie organică în descompunere) precum ciupercile comune, pot folosi mai multe strategii pentru a accesa nutrienții blocați în materia organică din sol și pentru a promova degradarea acesteia.
Evitarea utilizării excesive a îngrășămintelor
Adăugarea de niveluri ridicate de îngrășăminte cu azot sau fosfor poate scădea asocierea micorizică cu rădăcinile plantelor, la fel ca și aplicarea excesivă de îngrășăminte cu zinc.
Acestea inhibă colonizarea rădăcinilor de către ciupercile micorizice, împiedicând legătura simbiotică, ceea ce are drept efect suprimarea populațiilor de micorize.
În solurile cu disponibilitate mare de nutrienți, plantele se pot baza mai puțin pe ciupercile micorizice pentru a obține nutrienți, ceea ce va reduce nevoia plantei de a forma relații simbiotice cu aceste ciuperci.
Din acest motiv, este cel mai bine să nu folosiți îngrășăminte bogate în fosfor atunci când utilizați produse cu ciuperci micorizice pentru a inocula solul.
În agroecosisteme, ciupercile micorizice oferă mai multe beneficii atunci când fermierii folosesc îngrășăminte organice complexe în loc de îngrășăminte minerale sintetice, deoarece ciupercile benefice ajută la eliberarea lentă a nutrienților legați în molecule și agregate organice complexe.
Chiar și atunci când folosiți îngrășăminte organice, cum ar fi gunoiul de grajd, respectați norma de aplicare și nu supraîngrășați solul.
Unele tipuri de gunoi de grajd pot conține niveluri ridicate de săruri, mai ales dacă sunt proaspete și nu au fost lăsate pentru compostare timp de trei luni, deoarece nivelurile ridicate de săruri pot fi toxice pentru ciupercile micorizice și pot reduce cantitateaa lor în sol.
O altă problemă de care trebuie să fiți conștienți este utilizarea amendamentelor de sol care modifică pH-ul solului pentru a-l face mai alcalin. Ciupercile micorizice preferă în general condiții ușor acide ale solului pentru creștere și funcționare optimă.
Amendamente utilizate în agricultură:
Detalii despre Amendamente: cum modifică pH-ul solului, norme recomandate.
Adăugarea cantităților mari de var, dolomit sau alge poate face solul prea alcalin, ceea ce poate scădea colonizarea rădăcinilor plantelor de către ciupercile micorizice.
Evitarea fungicidelor, erbicidelor și pesticidelor toxice
Fungicidele sintetice cu grad înalt de toxicitate concepute pentru a controla bolile fungice la plante ar trebui evitate, deoarece sunt toxice pentru ciupercile micorizice, care pot fi afectate.
Aceste produse chimice pot reduce ciupercile micorizice din sol sau pot afecta capacitatea lor de a coloniza rădăcinile plantelor. Unele erbicide, cum ar fi glifosatul, au fost demonstrate că reduc colonizarea micorizică a rădăcinilor plantelor.
Totodată, pe piață sunt disponibile produse pentru inoculare și pot fi utilizate în scopul măririi cantității de ciuperci micorizice în sol.
