Новости

     В последнее время все чаще звучит вопрос обеспечения питаним растений, правильное соотношение макро- и микроэлементов для получения высоких урожаев культур. Производители зерна вынуждены тратить оромные суммы на приобретение минеральных удобрений.

Поиск альтернативних методов питания культур помогает решить эту проблему, уйти от чрезмерных доз минеральных удобрений. Кроме того, это позволяет обеспечивать людей продукцией, выращенной с низким содержанием химических питательных элементов а то и без них.

Одним из решений этой проблемы является использование микоризы в системах возделывания культур.

Чтобы оценить роль микоризы в жизни растений, не обходимо сказать что основным элементом, образующим все живое является углерод. В листьях растений под воздействием солнечного света образуются его производные – углероды, простыми словами – сахара. Из самого названия уже видно, что это соединения, состоящие из углерода и воды. В обыденной жизни нам привычнее слово "сахара". Да, углеводы - это и есть первичные сахара: глюкоза, фруктоза… А образуются они в зеленой части листьев растений (называемой хлорофилл) под действием энергии Солнца.

Первичные органические соединения, дающие начало всему живому, под названием углеводы образуются в листьях растений . Первичные сахара - это своего рода "кирпичики", из которых строятся и состоят все органические ткани всего живого.

Образовавшиеся углеводы поступают в ткани растений, в их клетки, где происходит образование уже других веществ, более сложных как по структуре, так и по химическому составу. При присоединении к углеводам других химических веществ образуются новые органические соединения: белки, жиры, витамины, экстрактивные и ароматические вещества, пигменты и т.д. Для их образования растениям, кроме упомянутых выше углерода и воды, необходимы дополнительные элементы питания, основными из которых являются азот, фосфор, калий… - их требуется много, поэтому их и назвали "макроэлементами". Других элементов (кобальт, цинк, магний, йод, железо, фтор, марганец…) требуется растениям меньше, их назвали "микроэлементами". Соединяя углеводы-"кирпичики" между собой, растения строят из них полисахара, или полимеры, т.е. имеющие огромную структурную формулу. Это лигнин и целлюлоза - очень прочные и стойкие соединения, составляющие каркас, основу скелета растительных тканей.

Рис.1. Микориза чувствует себя хороша на тех землях, где используются ресурсосберегающие технологии с применением сидеральных культур. Её можно обнаружить невооруженным глазом. Это тонкие белые волокна в почве, пронизывающие корни растений, почвенные агрегаты и образующие переплетающийся мицелий.

Микориза – гриб, не имеющий хлоропластов, и, соответственно, не имеющий возможности питаться производными углерода. Для образования плодовых тел и продолжения рода микориза «берет» их у растений. И надо сказать, что растения очень щедро делятся со своими симбионтами, отдавая им почти половину продуктов своего синтеза (до 40% и выше). Но взамен они много и получают. Прежде всего, воду! Благодаря микоризе растения никогда не испытывают недостачи в воде. Растениям за сезон требуется очень много воды. Вода для растений – источник жизни. При этом 98% воды, поглощенной растениями, расходуется на испарение (терморегуляцию), и только 0,2-0,3% используется в процессе фотосинтеза, а 1,5-2% входит в состав накопленного растениями органического вещества. Даже при кратковременной нехватке воды растения испытывают голод, потому что все процессы синтеза резко приостанавливаются. Особенно актуально это в жару – чтобы обеспечить механизм терморегуляции, растения вынуждены расходовать воду на испарение, но при этом стараются её экономить: устьица листа с целью сбережения воды закрываются, поступление углекислого газа прекращается, и биосинтез углеводов резко замедляется. При достатке в обеспечении водой этого не происходит – наоборот, в солнечные дни биосинтез резко возрастает из-за повышенных доз солнечной радиации, а испарение идет в нормальном режиме.

На поле кукурузы приходилось наблюдать такую картину: при продолжительной температуре воздуха 40 о С и при наличии микоризы в почве растения чувствуют сабя комфортно! Совершенно остутствует эффект «саблевидности» листьев, когда кукуруза сворачивает листочки в трубочки. Нет такого эффекта, а значит нет и стресса. А соответственно, растения продолжают генерировать урожай не снижая своего потенциала.

МИКОРИЗА – для растений самый мощный насос; она не только подаёт им воду из глубинных слоев почвы, но ещё и питает растения. Микориза гриба очень тесно связана с корнем растения, она по сути, является продолжением корня. За счет микоризы корневое питание растений усиливается в 15 раз.

Кроме воды, микориза снабжает растения всем необходимым в питании: минералами, витаминами, ферментами, биостимуляторами, гормонами и другими активными веществами. Но особое значение в питании растений приобретает поступление таких химических элементов, как фосфор и калий благодаря способности микоризы извлекать эти элементы из труднорастворимых соединений в почве и поставлять их в растения. Микориза – наилучший механизм получения фосфора, особенно в условиях стресса.

Древовидные микоризные грибы (или же арбускулярная микориза) обладают тонкими нитями гифов, растущих из корней растений в окружающую почву, чтобы получить питательные вещества для растения. Эти питательные вещества обмениваются внутри клеток корней растения в арбускулах на углерод, полученный в ходе фотосинтеза. Эндомикоризные гифы могут колонизировать до 80 % длины корней растения-хозяина, проникая в стенки клеток и образовывая разветвленные структуры, называемые арбускулами, где происходит обмен питательными веществами и углеродом. По сути это есть симбионтное, то есть взаимовыгодное сосуществование растения и микоризы.

Рис.2. Сравнение эктомикоризы (наружной) и арбускулярной эндомикоризы. Вторая образует арбускулы внутри корней растений, в которых и происходит обмен углеводов на питательные вещества.

Из основных типов микоризных грибов эндомикоризные грибы представлены наиболее широко и повсеместно распространены в агроэкосистемах. Они присутствуют практически на всех культурах. Исключением являются некоторые представители семейства крестоцветных. Традиционно крестоцветные считаются немикоризным семейством.

Отмечается еще одна положительная способность микоризы: она изменяет химический состав корневых выделений растения-хозяина и тем самым провоцирует развитие полезных микробов-антагонистов патогенов. Естественно, сокращается рост патогенов, особенно грибковых. Кроме того, увеличивается сопротивляемость растения-хозяина. У растений повышается способность конкурировать за фотосинтетический углерод (Borowitcz, 2001).

Помимо благотворного влияния на здоровье растения, гифы грибов улучшают структуру почвы, помогая образовывать нерастворимые в воде агрегаты (Miller and Jastrow, 1990; Rilling and Steinberg, 2002; Tisdall et al., 1997).

Как образуются агрегаты почвы?

На поверхности микоризных гиф есть гломалин (вещество белкового происхождения, выделяемого корнями). Гифы, пронизывающие корни растений, образуют сеть, собирающую органическое вещество, частицы ила, глинистые минералы и колонии микробов, которые склеиваются друг с другом благодаря гломалину, углеводами из растений и микроорганизмов и поливалентными катионами, образовывая агрегаты.

Заселить микоризой культуру можно искусственно, используя специальные препараты, содержащие споры арбускулярной микоризы. Но можно распространить ее по всем полям применяя технологию ресурсосбережения, которая подразумевает выращивание культур без агрессивного механического воздействия на почву, без нарушения поверхности почвы и уменьшая количество проходов техники по полю до минимума. Таким образом, сохраняется структурность почвенных агрегатов, образованных благодаря микоризе; мицелий сохраняется в целостном состоянии и не происходит окисления органического вещества, состоящего более чем на 90% из углерода.

Очень способствуют накоплению и расселению микоризы и сидераты. Особенно она «любит» бобовые и зерновые культуры. Выращивая смесь вики и тритикале или овса и гороха в качестве коктейлей сидератов перед кукурузой, можно рассчитывать на хорошее заселения этого поля микоризой и урожай кукурузы будет значительно выше.

Рис.3. Смесь сидератов: вика + тритикале – отличный предшественник для кукурузы и развития микоризы в почве.

Существует еще одно уникальное свойство микоризообразующих грибов – способность к образованию между разными растениями коммуникационных сетей. Достоверно доказано, что микориза способна соединять несколько растений одновременно и при установлении этих коммуникаций происходит перенос питательных веществ от одного растения другому через тело самого гриба и микоризу всех растений, участвующих в данной передаче. Это и может быть источником поступления гормонов экзогенного происхождения (из внешней среды), а соответственно – улучшение корневого питания растений.

Подведем итоги:

1. главная функция микоризы: трофическая (обеспечение растений качественным питанием и водой) и, как следствие – увеличение урожайности, особенно в условиях засухи;
2. гормонально-информационная (регулирующая плодоношение и способствующая ему);
3. фитосанитарная – растение-хозяин приобретает способность лучше противостоять почвенным грибковым патогенам. Растения остаются здоровыми.
4. Почвообразующая функция. Корневые выделения способствуют агрегатированию почвенных частиц в агрегаты (комочки почвы). Почва структурируется, улучшается ее качество, повышается ее влагоудерживающая способность.
5. И последняя – коммуникационная (способность создавать сложные экосистемы, позволяющие выжить и конкурировать многим видам растений).

Елена Дудкина
агроном-технолог ООО «Агро-Союз Проекты»