MIKORYZA - z niektórymi grzybami warto się zaprzyjaźnić

W każdym naturalnym ekosystemie funkcjonują niezliczone, skomplikowane sieci zależności. Jedną z najważniejszych i najczęściej spotykanych jest związek grzybów i roślin wyższych zwany mikoryzą. Dotyczy około 85% gatunków wszystkich roślin naczyniowych występujących na Ziemi.
Mikoryza to rodzaj współżycia grzybów i roślin naczyniowych, połączenie strzępek grzybów z korzeniami roślin, umożliwiające przepływ jonów i substancji chemicznych. Mogą to być wszystkie rodzaje relacji ekologicznych od mutualizmu, aż po pasożytnictwo (zarówno jednej lub drugiej strony). Mikoryza dotyczy głównie korzeni, ale może występować również w kontekście innych organów. W największym uproszczeniu; grzyby poprawiają zaopatrzenie roślin w wodę i minerały, a w zamian za to pobierają z ich tkanek produkowaną w procesie fotosyntezy cukry, głównie glukozę.

Wyróżnia się cztery podstawowe typy mikoryzy:

ENDOMIKORYZA (arbuskularna lub pęcherzykowo-arbuskularna) - strzępki grzyba wnikają do wnętrza żywych komórek ryzodermy lub kory pierwotnej, przenikają przez ścianę komórkową i mają bezpośredni kontakt z błoną komórkową. Strzępki wewnątrz komórek tworzą struktury w kształcie pęcherzyków albo rozgałęzione zgrubienia - arbuskule. Jest to na najczęstszy rodzaj mikoryzy - stwierdzony u ponad 80% gatunków roślin lądowych. Grzyby endomikoryzowe (około 130 gatunków z gromady Glomeromycota) nie są w stanie odbyć całego cyklu życiowego bez roślin, ich wzrost jest bowiem stymulowany przez substancje wydzielane przez korzenie roślin (strigolaktony, fitohormony). Ten rodzaj mikoryzy nie powoduje zanikania włośników u roślin. 

EKTOMIKORYZA – grzybnia nie wnika do wnętrza komórek roślin, strzępki oplatają korzenie roślin tworząc tzw. opilśń (mufkę) i wnikają tylko w przestwory międzykomórkowe tworząc tzw. sieć Hartiga. Zaledwie około 10% rodzin roślin wyższych (głównie gatunki drzewiaste) jest zdolnych do tworzenia tego rodzaju mikoryzy z grzybami z  typów Basidiomycota , Ascomycota i Zygomycota. Liczbę gatunków grzybów ektomikoryzowych szacuje się na 20-25 tys. Większość z nich cechują się dużą wybiórczością niektóre zdolne są do tworzenia mikoryzy tylko z jednym gatunkiem rośliny. Jedna roślina może jednak tworzyć mikoryzę nawet z 15 gatunkami grzybów. W tym rodzaju mikoryzy strzępki grzyba przejmują funkcje włośników, które często mogą zaniknąć.

EKTENDOMIKORYZA (mikoryza erikoidalna) – strzępki grzyba zarówno oplatają korzeń, jak i wnikają do wnętrza komórek. Ten rodzaj mikoryzy tworzą wyłącznie rośliny z rodziny Ericaceae. 

MIKORYZA STORCZYKOWA – tworzona przez rośliny z rodzaju Orchidaceae (około 25 tys. Gatunków - drugi pod względem częstości rodzaj mikoryzy) oraz grzyby saprofityczne należące do typu Basidiomycota i Ascomycota (nieliczne). Specyfika tego rodzaju mikoryzy, poza dużą wybiórczością gatunkową jest transfer węgla z grzyba do rośliny.

 

Zjawisko mikoryzy odkrył i opisał w 1881 roku polski botanik Franciszek Kamieński.
Najstarsze  ślady mikoryzy odnaleziono na fragmencie skalnym datowanym na 460 – 455 mln. lat. Były to odciski tworów podobnych do zarodników i nitek strzępek grzyba. Towarzyszyły one Aglaophyton major - ryniofitowi, jednej z pierwszych roślin tlenowych występujących na Ziemi. Zakłada się więc, że związki mikoryzowe były jednym z czynników, które umożliwiły roślinom „wyjście na ląd” w Ordowiku. Z Dewonu znanych jest już wiele dowodów na występowanie mikoryz, tworzonych przez lepiej rozwinięte rośliny. Koewolucję roślin i grzybów mikoryzowych potwierdzają wyniki wielu badań. Za pierwotną formę mikoryzy uważa się endomikryzę. Ektomikoryza wyewoluowała z mikoryzy arbuskularnej około 200 mln. lat temu. Najmłodszym rodzajem jest mikoryza erikoidalna (ektendomikoryza), która powstała około 100 mln tal temu. 

Grzyby (organizmy heterotroficzne) pobierają od roślin związki węgla (nawet do 20% zasymilowanego C), aminokwasy oraz witaminy z grupy B. W zamian za to zwiększają dostęp roślin do wody oraz rozpuszczonych w niej związków. Przede wszystkim do azotu i fosforu – rozkładają materię organiczną oraz umożliwiają pozyskanie pierwiastków ze znajdujących się w glebie związków nierozpuszczalnych w wodzie, które dzięki kwasowi węglowemu i specjalnym enzymom są przekształcane w formy przyswajalne. Rośliny z mikoryzą mogą pobierać do dwóch razy więcej azotu i do czterech razy więcej fosforu. Mikoryza wpływa również na przyswajalność potasu – zwiększa ją nawet o 150%. Związek z grzybami ułatwia roślinom także dostęp do mikroelementów takich jak: miedź i cynk.
Strzępki grzybów mają mniejszą średnicę od najcieńszych korzeni roślin, dlatego mogą dokładniej penetrować glebę. Ich powierzchnia chłonna jest większa (mikoryza zwiększa powierzchnię chłonną korzeni kilkaset do tysiąca razy). Błona komórkowa grzybni ma nieco inną budowę, a przez to charakteryzuje się innym rodzajem absorbcji substancji chemicznych z gleby.
Grzyby symbiotyczne dodatkowo mają zdolność magazynowania nadmiaru pierwiastków i oddawania ich roślinie, w momencie, gdy są potrzebne. Niektóre z nich mogą również syntetyzować i przekazywać roślinie fitohormony (auksyny, gibereliny i cytokininy). Zmikoryzowane korzenie wydzielają do gleby własne antybiotyki i kwas szczawiowy. Mufka ektomikoryzy stanowi barierę ochronną dla glebowych organizmów chorobotwórczych (poza nicieniami i wirusami) oraz swoisty filtr uniemożliwiający dostęp metali ciężkich i toksyn do korzeni rośliny. Roślina z mikoryzą jest więc lepiej odżywiona i posiada dodatkową ochronę przed czynnikami niekorzystnymi, jest więc dużo odporniejsza na czynniki stresowe.

Szacuje się, że związki mikoryzowe z różnego rodzaju grzybami tworzy 80 – 90 % roślin naczyniowych. Kombinacje gatunków grzybów w mikoryzie z danym gatunkiem rośliny mogą być bardzo różne. Tylko niektóre grzyby wchodzą w zależność symbiotyczną tylko z określonymi roślinami, większość z nich może wiązać się z różnymi gatunkami. Jedna roślina na kilkucentymetrowym odcinku korzenia może mieć klika gatunków grzybów mikoryzowych, a w całym systemie korzeniowym nawet kilkaset. Co ciekawe kombinacja grzybów, z którymi roślina danego gatunku wchodzi w symbiozę zależy bezpośrednio od warunków w jakich rośnie, czyli od jej konkretnych potrzeb, a co jeszcze ciekawsze roślina może dość dynamicznie dobierać sobie „partnerów”. Np. w okresach suchych na korzeniach tej samej rośliny występuje więcej gatunków grzybów ułatwiających pobieranie wody, a w okresach mokrych więcej grzybów dobrze radzących sobie przy dużej wilgotności podłoża. Prawdopodobnie odpowiedzialny jest za to jakich mechanizm powodujący, obumieranie tych części korzeni rośliny, na których występują grzyby, z którymi „układ mikoryzowy” jest niekorzystny (więcej biorą niż dają). W określonych warunkach rośliny mogą również wydzielać do gleby substancje stymulujące wzrost grzybni.

W warunkach naturalnych, w których zależności ekologiczne w ekosystemie nie są w istotny sposób zaburzone mikoryza jest powszechna. Nowo kiełkujące rośliny są w naturalny sposób zasiedlane przez występujące w glebie grzyby. Takich ekosystemów jest niestety coraz mniej. Deficyt związków mikoryzowych występuje wszędzie tam, gdzie w „sztuczny” sposób wpływamy na skład roślinności np. na gruntach użytkownych rolniczo i sadowniczo, sztucznie zalesianych oraz w jakiś sposób zdegradowanych. Ze względu na istotny wpływ na przebieg wegetacji większości gatunków roślin mikoryza coraz częściej jest przedmiotem zainteresowania rolników, sadowników i leśników. Zależności między grzybami i roślinami, w różnych typach mikoryzy są bardzo złożone. Wiele zagadnień z nimi związanych nie zostało do tej pory do końca wyjaśnionych. Wyniki badań jednoznacznie wskazują na ogromne znaczenie wpływu grzybów mikoryzowych na żywotność i zdrowie roślin, co przekłada się bezpośrednio na wielkość i jakość plonów z tych roślin uzyskiwanych.
Do przygotowania tzw. szczepionek mikoryzowych wykorzystuje się najczęściej materiał pozyskiwany z naturalnych ekosystemów. Izoluje się z niego odpowiednie tkanki grzybów, które są namnażane w warunkach laboratoryjnych, a następnie łączone w odpowiednie „mieszanki” przystosowane do zastosowania na roślinach.
Temat mikoryzacji w rolnictwie i sadownictwie polskim jest ciągle mało rozpowszechniony i przez wielu hodowców marginalizowany, ale powoli wkracza na nasze pola dając bardzo dobre efekty. Polska należy za to do pionierów mikoryzacji w leśnictwie; Opracowana przez prof. Stefana Kowalskiego z Katedry Fitopatologii Leśnej Akademii Rolniczej w Krakowie jest unikalnym osiągnięciem na skalę światową. Wykorzystuje grzybnię niejadalnej i nietrującej włośnianki rosistej (Hebeloma crustuliniforme Bull.), która występuje powszechnie w naszych lasach i żyje w symbiozie z wieloma gatunkami drzew. Zastosowaniu preparatu zwiększa udatność nasadzeń do 99%. 

 

 

 

 

 

Szczepionki mikoryzowe są stosowane z powodzeniem na całym świecie. Również w Polsce dostępne są mieszanki dla różnych grup drzew i krzewów owocowych, a nawet winorośli.

Nasze nowo założone sady są żywym dowodem na skuteczność mikoryzacji (zaszczepiliśmy wszystkie sadzonki jabłoni) – drzewka bardzo szybko i zdrowo się rozwijają, a po pierwszym roku na każdej plantacji bez wahania można było wskazać kilka pojedynczych egzemplarzy, na których szczepionka się nie przyjęła (potwierdziła to analiza mikroskopowa). Mikoryzację zastosowaliśmy również w winnicy.

Wszystkim, którzy sadzą (nawet amatorsko) serdecznie polecamy zapoznanie się z tematem i ułatwienie życia swoim roślinom.

Oczywiście w uprawach o dużym stopniu chemizacji - szczególnie syntetycznymi środkami ochrony roślin, oraz w uprawach intensywnie nawożonych związkami azotu grzyby mikoryzowe nie mają dużych szans rozwoju. Szczepionki mikoryzowe są, więc rozwiązaniem głównie dla rolnictwa i sadownictwa ekstensywnego, gdzie mogą w istotny sposób poprawić zaopatrzenie roślin w szereg składników pokarmowych.