Каждое существо в природе приспособилось к жизни по-своему. На Земле очень мало мест, где нет живых организмов. Даже там, где, казалось бы, жизнь невозможна в принципе: под огромной толщей воды в океане, возле горячих кислотных гейзеров в некоторых озерах или в вечных антарктических льдах, — тоже живут водоросли, бактерии, а иногда даже рыбы, птицы и млекопитающие. К чудесам природы относятся и грибы с их поразительным приспособлением для существования — микоризой.
Ботаническое описание
На первый взгляд, гриб — обычное растение. Раньше именно так и считали. Он растет на земле, у него есть «стебель» в виде ножки, размножается спорами, как, например, тот же папоротник, а если выдернуть его из земли, то можно рассмотреть некое подобие корня — тончайшие белесые нити, пронизывающие почву вокруг. Ранее не знали, что представляет собой микориза, поэтому и отнесли ее к корням. Но на самом деле грибы не относятся к растениям, и в ботанической классификации они выделены в отдельное царство наряду с животными и растениями.
Изучением грибов занимается наука микология, являющаяся разделом ботаники. А все дело в том, что раньше грибы и считались растениями, пока не открыли некоторые их свойства, роднящие их и с животными. Теперь они находятся на стыке этих царств и являют собой потрясающий механизм взаимовыгодного сосуществования в природе.
Грибы составляют едва ли не самую многочисленную группу живых организмов, населяющую все экосистемы: как наземные, так и водные. По современным оценкам, в мире существует до 250 тысяч видов грибов. Они играют важнейшую роль в разложении и переработке органических веществ, образуя в процессе этого плодородный слой почвы.
Грибы живут за счет симбиоза с растениями. Такие взаимовыгодные отношения состоят в том, что гриб, обволакивая корни растений, внедряется в них и разлагает органические вещества до простейших, односложных. При этом он получает питание в виде углеводов, которые высасывает из самого растения, но зачастую это не наносит особого вреда. А «растительный товарищ» способен всасывать только простые вещества, но сам он их растворить не может. За него это делает гриб, и тогда растение способно полноценно впитывать необходимые ему элементы.
Строение и особенности микоризы
Микориза гриба представляет собой симбиотическое сочетание грибных гиф с корнями растения. Это не часть гриба, это способ его существования, образ взаимодействия с растением. Она делится на следующие типы в зависимости от способа действия и образа жизни:
- Эктотрофная.
- Эндотрофная.
- Эрикоидная.
- Фикомицетная.
- Эктоэндотрофная.
Эктотрофная микориза обволакивает корневую систему и пронизывает только поверхностные слои тонких молодых корней дерева, проникая в межклеточное пространство, но при этом не разрушая самих клеток. Гифы при таком типе обволакивают корень подобно чехлу, полностью закрывающему поверхность корневых ответвлений. Грибы с таким типом микоризы включают следующие классы:
- гименомицеты (к этому классу относится большинство известных всем грибов — белый, подберезовик, подосиновик и т. д. );
- гастеромицеты (дождевики, веселки и другие виды, споры которых созревают внутри тела гриба).
Часто такие грибы образуют микоризу со многими видами деревьев, но существует и вариант, когда определенному грибному организму соответствует только особое дерево, с которым он может сосуществовать, — например, подберезовик или подосиновик потому и названы так, что встречаются только под этими деревьями. Однако бывает и так, что одно дерево соседствует с разными видами грибов одновременно.
Эндотрофный тип характеризуется проникновением во внутренние ткани растения, при этом на поверхности гифы практически отсутствуют. Мицелий пронизывает клетки эпидермиса корня и проникает в межклеточное пространство, базируясь большей частью в срединных слоях паренхимы. В клетках гифы имеют скопления в виде клубочков. Чаще всего эндотрофная микориза формируется у растений брусничных, вересковых и т. д.
Фикомицетная микориза пронизывает корни насквозь. Она распространена больше остальных на многих видах травянистых растений, кустарников и деревьев. Грибы, создающие этот тип связи, называются фикомицетами, однако иногда фикомицетную микоризу образуют базидиальные и несовершенные грибы. Многочисленные гифы пронизывают клетки и межклетники глубинных слоев паренхимы.
При эрикоидном типе микоризообразования в тканях корня образуются клубочки гиф, которые впоследствии перевариваются растением, давая ему питательные вещества.
При эктоэндотрофной микоризе сочетаются возможности экто- и эндомикоризы. Может преобладать какой-либо один тип. Такая микориза чаще всего развивается у травянистых растений и кустарников.
Существуют грибы, не образующие микоризу, — это шампиньоны, а также большинство древесных видов.
Роль в жизни растения
Микориза играет важнейшую роль для полноценной растительной жизни — благодаря ей к корням доставляются минеральные соли, вода, витамины и ферменты. Корневая система становится способной поглотить такие необходимые вещества, как калий, фосфор и другие стимуляторы. Однако мицелий не просто доставляет корням все необходимое в избытке, он еще и правильно дозирует поступление всех этих элементов.
Грибы образуют микоризу с корнями, и из-за этого растения лучше растут, активнее цветут и обильнее плодоносят. Более того, мицелий гарантирует устойчивость к перепадам погодных условий, засухе, обильному увлажнению, резкому похолоданию, а также защищает хозяина от некоторых заболеваний, например, от фитофтороза. Микориза расщепляет органические и неорганические соединения, переваривает их и, таким образом, очищает почву от избытка солей, а также предупреждает закисление грунта.
Значение грибницы в сельском хозяйстве
Микориза — это симбиоз гриба с корнями растительных организмов, благодаря этой четко налаженной природной системе любой представитель растительного мира увеличивает поглощающую поверхность своих корней почти в тысячу раз. А подвержены микоризации почти 90 процентов всех существующих на Земле растений.
Естественно, это не могло не заинтересовать ученых, занимающихся инновациями в аграрной промышленности. Дело в том, что в наше время во всем мире остро стоит проблема выращивания пищи. Количество населения увеличивается. По прогнозам исследователей, к 2100 году число людей, живущих на Земле, достигнет отметки в 11 миллиардов. А природные ресурсы все более истощаются с каждым годом. К ним относится и ценнейшее богатство человечества — плодородная почва.
Высокие показатели урожайности в наши дни достигаются несколькими путями:
- Выведение улучшенных сортов культур, устойчивых к заболеваниям, вредителям и негативным погодным условиям.
- Использование высокотехнологичных химических удобрений и стимуляторов роста, цветения и созревания.
Эти методы выходят на первый план, но, к сожалению, скоро они исчерпают себя и достигнут своего пика эффективности. К тому же химические препараты весьма вредны как для окружающей среды, так и для человека. Все это сподвигло ученых обратить внимание на органические варианты решения проблемы.
Одно из таких решений предлагает использование естественных органических ресурсов, в бесчисленном множестве находящихся в почве, — это различные микроорганизмы, минеральные вещества и продукты разложения. Микроскопические грибы и микроорганизмы в огромном количестве содержатся в толще земли, так почему бы не извлечь из них пользу? Причем следует просто присмотреться, какую природную функцию они выполняют, чтобы понять, как можно использовать их на благо человечества.
В природных условиях растительная корневая система выделяет определенное количество глюкозы, которая и провоцирует развитие мицелия среди корней. Если не мешать грибу развиваться, добавляя химические удобрения, стимуляторы и прочую чепуху, то грибница в считаные дни обовьет корневую систему, прорастет в нее и будет спокойно питаться выделяемыми ею углеводами, взамен разлагая сложные органические вещества и доставляя их в необходимом количестве «хозяину».
Но существует небольшая сложность в организации всего этого, на первый взгляд, несложного процесса. Все дело в том, что на данный момент уже практически вся поверхность нашей планеты загрязнена химикатами. Даже если на определенном участке принципиально не вносились химические вещества в почву, не обрабатывались посаженные культуры пестицидами и прочим, то все равно благодаря круговороту воды в природе и катастрофическому состоянию экологии там уже присутствуют определенные вредные примеси, мешающие развиваться мицелию.
Микоризация как технология будущего
В связи с таким положением вещей агрономы предложили решить проблему путем искусственного внесения частиц мицелия в почву для улучшения роста и развития растений. Сейчас эти технологии еще находятся на тестировании и не распространены в широких масштабах, но начало грандиозному проекту уже положено, и научно-исследовательские институты многих стран уже активно занимаются разработкой этой колоссальной идеи.
Раньше залогом плодородия земли считалось большое наличие в ней гумуса, теперь же ученые делают акцент на содержание в почве особого белка — гломалина, который накапливается в ней как раз благодаря микоризным грибам. А без него, как выяснила современная наука, вообще невозможно существование растительного мира.
Кроме того, гифы грибов улучшают структуру верхнего слоя почвы, усиливают аэрацию, а также способствуют усилению защитной системы растения, что предупреждает его заражение болезнетворными бактериями и повышает устойчивость к резкой смене погодных условий.
Применение микоризных прививок обеспечивает увеличение урожайности, а вместе с тем уменьшает расходы на удобрения и уменьшает количество требуемого полива. В засушливое время микориза защищает корневую систему от пересыхания, а в периоды повышенной влажности, наоборот, придерживает воду, не позволяя корням вымокать.
В почвах очень бедных по определению (на месте бывших карьеров, промышленных территорий и других поврежденных земель) микоризная система способствует восстановлению плодородия и защите растительного организма от токсических включений — солей тяжелых металлов и химикатов. С точки зрения биологии, эта методика поможет возрождению почвы на отработанных территориях, загрязненных различными вредными веществами.
Применение метода в домашних условиях
На украинский рынок уже поступил немецкий препарат, содержащий не только микоризный гриб, но и полезные бактерии, необходимые для полноценного существования растения. Компания «Химагромаркетинг» предлагает всем желающим попробовать новейшую технологию в действии, воспользовавшись препаратом Эндоспор. В его состав входят следующие компоненты:
- Эндомикоризный гриб Glomus intraradlces;
- Полезные бактерии: Azospirillum brasilense, Azotobacter chroococcum, Bacillus megaterium, Pseudomonas fluorescens;
- Витамины: биотин, фолиевая кислота, В2, В3, В6, В7, В12, С, К.
Гриб, содержащийся в инокулянте, очень эффективно и быстро обволакивает корни большого количества растений. Бактерии в смеси с витаминами стимулируют активный рост корневой системы и способствуют разрастанию гиф на большей территории. Гриб быстро колонизирует увеличивающуюся корневую систему и обеспечивает ее всеми необходимыми питательными веществами. В почве в большом количестве содержатся калий и фосфор, но находится он в недоступной для растений форме.
Благодаря гифам гриба, проникающим в мельчайшие минеральные частицы, эти элементы распадаются на более простые, и растения с легкостью их всасывают. Все это приводит к повышению показателей урожайности, уменьшению затрат на полив и подкормку.
Применение препарата Эндоспор возможно в нескольких вариантах.
Например, семена озимой пшеницы смешиваются с сухим порошком инокулянта.- Сою необходимо обрабатывать полусухим методом: при смешивании с препаратом добавляют немного воды с патокой.
- Корни рассады, саженцев деревьев, клубни и луковицы эффективнее всего обрабатывать при помощи распылителя разведенным в воде препаратом.
- При микоризации уже посаженных растений производятся специальные инъекции почвы вокруг культуры под углом 30−45 градусов к поверхности земли.
Очень эффективно использовать живой мульчирующий материал, если речь идет о деревьях. В качестве такового применяются многолетние почвопокровные растения, подверженные микоризации, например, клевер. Такой способ обеспечивает защиту верхнего слоя почвы от эрозии, поддерживает правильную структуру и помогает самовосстановлению плодородия.
