Mikoryza jest związkiem pomiędzy grzybem i rośliną, polegającym na wymianie substancji odżywczych. W zamian za część cukrów pobieranych przez grzyba z tkanki korzeniowej rośliny, ma ona większy dostęp (przez strzępki grzyba) do wody i składników pokarmowych w glebie.
Szczepienia mikoryzowe roślin mogą zwiększyć ich plonowanie przez stymulację wzrostu, ograniczenie środowiskowego stresu (suszy, zasolenia, niedoboru składników pokarmowych, oddziaływania metali ciężkich, niekorzystnych warunków pH), kontrolę patogenów (aktywną i pasywną) oraz poprawę jakości odżywczej i zdrowotnej liści roślin żywicielskich. Grzyby mikoryzowe zwiększają różnorodność i stabilność populacji mikroorganizmów glebowych. Uczestniczą również w tworzeniu struktury gleby (próchnicy) dzięki szybkiemu rozkładowi węgla ze strzępek oraz produkowanym przez nie glomalinom i lipopolisacharydom.
Typy mikoryz oraz ich rola w systemach rolnych i leśnych
Gleby uprawne i porolne mają – w porównaniu do gleb leśnych – inne właściwości fizyczno-chemiczne, jak i inne zespoły drobnoustrojów glebowych, zwłaszcza bakterii i grzybów (Paul and Clark 1988). W glebach uprawnych dominują symbiotyczne grzyby endomikoryzowe (nazywane dalej grzybami arbuskularnymi – fot. 1), zasiedlające korzenie blisko 90% roślin zielnych: traw, roślin zbożowych, warzywnych i okopowych. Symbioza arbuskularna występuje również u niektórych owocowych roślin drzewiastych i krzewiastych. Popularnym rodzajem symbiozy jest mikoryza wrzosowatych (erikoidalna), na przykład występująca u borówki brusznicy, amerykańskiej, wysokiej czy żurawiny.
 |
 |
|
|
Rys. 1 Arbuskule wewnątrz komórek korzenia, wezikule i strzępki grzyba endomikoryzowego w tkance korzenia |
Fig 2 Pozakorzeniowe strzępki grzybów ektomikoryzowych w glebie przykorzeniowej i na korzeniach roślin. |
W glebie uprawnej praktycznie nie znajdziemy śladu obecności i aktywności grzybów ektomikoryzowych (Cardon and Zoe 2011), które w większości nawiązują symbiozę z drzewami liściastymi i iglastymi. Obecność ektomikoryzy na korzeniach drzew przejawia się w postaci charakterystycznych skróconych i pogrubionych korzeni (fot. 2), a także w postaci pojawiających się pod koronami drzew leśnych owocników grzybów kapeluszowych. Wymienione rodzaje symbiozy mikoryzowej (ektomikoryzowa oraz arbuskularna) mają podobne funkcje w odniesieniu do różnych rodzajów roślin.
Ektomikoryzy drzew leśnych zwiększają odporność na choroby korzeni (e.g. huba korzeniowa, opieńka) co poprawia zdrowotność roślin i przeżywalność nasadzeń. Przez stabilizację gleby siecią grzybni, grzyby ektomikoryzowe zwiększają oddziaływania przeciwerozyjne korzeni drzew. Poprzez kontrolę wytwarzania pewnych substancji występujących w liściach (np. kwas salicylowy w wierzbie) mogą chronić drzewa przed owadami i w ten sposób dostarczają naturalnego antybiotyku dla zwierząt.
Drzewa współpracujące z grzybami arbuskularnymi (np. jabłoń, wiśnia, orzech włoski, topola, wierzba, robinia akacjowa, morwa, jesion, dereń) mogą działać jak magazyn grzybni dla roślin zielnych. Sieci grzybni w systemach rolno-leśnych ułatwiają komunikację ze sobą drzew oraz roślin zielnych/traw, a takżepolepszają wymianę wody i składników pokarmowych.
Technologie wprowadzania grzybów mikoryzowych w systemach rolno-leśnych
Do zadrzewień powinny być wybierane drzewa pochodzące ze szkółek leśnych, gdzie często są zaszczepiane grzybami ektomikoryzowymi (fot. 3), lub ulegają naturalnej mikoryzacji z racji usytuowania w obrębie kompleksów leśnych. Wykorzystywać należy rodzime gatunki drzew, najlepiej dostosowane do strefy klimatycznej obejmującej obszar projektowanego systemu rolno-leśnego. Sadzonki mikoryzowane – zarówno z gołym korzeniem jak i z bryłą korzeniową - powinny być chronione przed przesuszaniem systemu korzeniowego. W przypadku przeprowadzania mikoryzacji sadzonek, należy postępować zgodnie z instrukcjami producentów szczepionek mikoryzowych co do sposobu i terminu aplikacji preparatu do systemu korzeniowego roślin.
Mikoryzowanie każdej sadzonki rozmnażanej w multiplacie powinno być wykonane przez zanurzenie jej w zawiesinie szczepionki mikoryzowej na głębokość ½ bryły korzeniowej i bezpośrednie posadzenie mechaniczne bądź ręczne.
Rośliny otrzymane od producenta sadzonek w pęczkach powinny mieć, w pierwszej kolejności, wyrównany system korzeniowy przez przycięcie zbyt długich korzeni, następnie małymi porcjami być zanurzane w zawiesinie mikoryzy i bezpośrednio sadzone.
Mikoryzacja wierzby energetycznej może odbywać się dopiero po wytworzeniu przez nią własnego systemu korzeniowego (fot. 4), po wsadzeniu zrazów do gleby, ok. 2-3 miesiące od momentu sadzenia. Aplikacja szczepionki powinna być wykonana za pomocą dwuotworowej igły do aplikacji. Bardzo istotne jest aby temperatura gleby na głębokości 10 cm była nie mniejsza niż 12°C. Wilgotność gleby winna wynosić 60% pojemności wodnej.
 |
|
Fig. 3 Mikoryzowane sadzonki (po prawej) charakteryzują się lepszym wzrostem i rozwojem systemu korzeniowego już w pierwszym roku po sadzeniu |
|
|
|
Fig. 4 Wierzba energetyczna w systemie rolno-leśnym z roślinami strączkowymi (Wakelyns Agroforestry, Suffolk, UK, fot. Jo Smith) |
Aplikacja szczepionki z grzybami arbuskularnymi w postaci sproszkowanej może być alternatywną metodą mikoryzacji. Proszek mieszamy z wodą, a uzyskanym roztworem opryskujemy glebę wokół rośliny, zaprawiamy nasiona przed wysiewem lub też bezpośrednio wprowadzamy go do gleby.
MIkoryzacja grzybami arbuskularnymi jest często łączona w postaci polepszaczy glebowych z zastosowaniem tzw. Efektywnych Mikroorganizmów, jednakże efektywność działania roztworów jest zwykle niższa niż w przypadku mikoryzowanych sadzonek.
W przypadku upraw jednorocznych, polepszacz glebowy może być rozprowadzony na powierzchni gleby, w osobnym zabiegu bądź podczas siewu, lub też wprowadzony doglebowo. Można go również aplikować bezpośrednio na nasiona, poprzez opylanie, zawiesinę bądź otoczkowanie nasion. W przypadku aplikowania nawozu w istniejących już sadach czy plantacjach, nawóz stały może zostać przekopany z glebą w pobliżu korzeni przy użyciu np. brony oraz przez bezpośrednią iniekcję do gleby(Malusa i Ciesielski).
Staranne dobranie roślin żywicielskich, grzybów oraz genotypu roślin jest istotne dla uzyskania jak najlepszych rezultatów. Dlatego też ważne jest, by stosować regionalnie dostosowane izolaty grzybów.
Dobre praktyki sprzyjające rozwojowi mikoryzy roślin
- Średni poziom azotu oraz niski poziom fosforu w glebie (Liu 2000, Johnson 1993)
- Płytka uprawa gleby lub jej brak (uprawa uproszczona, uprawa konserwująca) (Galvez i in.. 2001, Kabir 2005)
- Precyzyjne oraz zrównoważone zarządzanie składnikami pokarmowymi (dla nawozów organicznych, naturalnych, kompostów, nawozów o spowolnionym działaniu stosowanych w umiarkowanych ilościach) (Douds i in. 2012, Ustuner i in. 2009)
- Wzbogacenie płodozmianu (Larkin 2008) roślinami okrywowymi oraz wiążącymi azot (Njeru et al. 2015), oraz ograniczanie występowania roślin odpornych na mikoryzę (np. z rodzin Brassicaceae, Chenopodiaceae, Linaceae) (Peat i Fitter 1993). Ograniczone zastosowanie środków chemicznej ochrony (Miller i Jackson 1998, Carenho i in. 2000)
- Połączenie szczepienia grzybami arbuskularnymi z zastosowaniem polepszaczy gleby lub biopestycydów (Weber 2014)