Micoriza arbusculara – endosimbioza radacinii plantelor

Micoriza arbusculara – endosimbioza radacinii plantelor

În prezent, suntem părtașii unei pierderi constante a biodiversității cu consecințe profunde pentru lumea naturală și pentru hrană oamenirii. Cauzele principale sunt în principal schimbările care se produc în habitatul natural și folosirea accelerată a imputurilor non-ecologice. Dacă tot vorbim despre biodiversitate, ecosisteme, îngrășăminte organice, geluri proteice, agroecositeme, culturi verzi și așa mai departe ar trebuii să acordăm o atenție deosebită față de această simbioză „plantă-cipuerca” oferită de micorize (AMF– arbuscular mycorrhiza fungi). Micorizele sunt una dintre cele mai răspândite simbioze de pe planetă, deoarece formează o interacțiune plantă-ciupercă cu 80% din toate plantele terestre. Micorizele beneficiază de o parte din zaharurile și carbonul produse în timpul fotosintezei, în timp ce plantă accesează eficient apă și alți nutrienți, cum ar fi azotul și fosforul, pentru o dezvoltare optimă. Ciupercile sunt esențiale pentru planetă, deoarece majoritatea ecosistemelor sunt ocupate de plante care supraviețuiesc cu ajutorul micorizelor. Datorită importanței lor pentru un ecosistem productiv, înțelegerea acestei ciuperci și a simbiozelor sale este în prezent un domeniu activ de cercetare științifică și concept inovativ pentru umanitate.

Ce este de fapt această micoriză?

• micoriză (provine din greacă μύκης mýkēs, „ciupercă”, și ῥίζα rhiza, „rădăcina”) care este o asociere simbiotică reciprocă între o ciupercă și o plantă. Termenul de micoriză se referă la rolul ciupercii în rizosferă plantei, precum sistemul radicular al acesteia. Micorizele joacă un rol important în nutriția plantelor, biologia și chimia solului
• într-o asociere micorizica, ciupercă colonizează țesuturile radiculare ale plantei gazdă, fie intracelular, că la ciupercile micorizice arbusculare (AMF sau AM), fie extracelular că și la ciupercile ectomicorizice. Asocierea este uneori mutualista. În anumite specii sau în circumstanțe particulare, micorizele pot avea o asociere parazită cu plantele gazdă
• o micoriză este o asociație simbiotică între o plantă verde și o ciupercă. Plantă produce molecule organice, cum ar fi zaharurile prin fotosinteză și le furnizează ciupercii, iar ciupercă furnizează plantei apă și nutrienți minerali, cum ar fi fosforul, prelevat din sol. Micorizele sunt localizate în rădăcinile plantelor vasculare, dar asocieri asemănătoare micorizelor apar și în briofite și există dovezi fosile că plantele terestre timpurii, care nu aveau rădăcini, formau asociații micorizale arbusculare
• micorizele arbusculare, sunt micorize ale căror hife pătrund în celulele plantei, producând structuri care sunt fie că un balon (vezicule), fie invaginari ramificate dihotomic (arbuscule) că mijloc de schimb de nutrienți. Hifele fungice nu pătrund de fapt în protoplast (adică în interiorul celulei), ci invaginează membrană celulară. Structura arbusculelor crește foarte mult suprafață de contact dintre hife și citoplasma celulară pentru a facilita transferul de nutrienți între ele.

Beneficii față de plante

• mișcarea carbohidraților, produși în timpul fotosintezei, se face de la plantă gazdă (partenerul autotrof) la ciupercă simbionta (partenerul heterotrof). Contribuția fungilor vezicular-arbusculari la asimilarea nutrienților este absorbția elementelor nutritive (în special fosfor) din sol, cu ajutorul hifelor extraradiculare. Azotul este necesar în formarea aminoacizilor, purinelor și pirimidinelor, parte integrantă a multor enzime din sistemul plantei iar în mod indirect în formarea proteinelor și a sintezei acizilor nucleici. Carență de azot are efecte asupra ritmului de creștere al plantelor, respectiv asupra clorofilei din frunze.
• asocierea mutualistica micorizala oferă ciupercii un acces relativ constant și direct la carbohidrați, cum ar fi glucoză și zaharoză. Carbohidrații sunt translocati de la sursă lor (de obicei frunze) la țesutul rădăcina și la partenerii fungici ai plantei. În schimb, plantă câștigă beneficiile capacității mai mari de absorbție a miceliului pentru apă și nutrienți minerali, parțial din cauza suprafeței mari a hifelor fungice, care sunt mult mai lungi și mai fine decât firele de par ale rădăcinilor plantelor, și parțial pentru că unele astfel de ciuperci se pot mobiliza minerale din sol indisponibile rădăcinilor plantelor
• plantele micorizate sunt adesea mai rezistente la boli, cum ar fi cele cauzate de agenții patogeni microbieni din sol. S-a descoperit că aceste asociații ajută la apărarea plantelor atât deasupra cât și sub pământ. S-a descoperit că micorizele excretă enzime care sunt toxice pentru organismele din sol, cum ar fi nematozii. Studii recente au arătat că asociațiile micorizice au că rezultat un efect de amorsare al plantelor care acționează în esență că un răspuns imun primar. Când se formează această asociere, un răspuns de apărare este activat în mod similar cu răspunsul care apare atunci când plantă este atacată. Că urmare a acestei inoculări, răspunsurile de apărare sunt mai puternice la plantele micorizate
• atunci când o plantă gazdă este atacată de afide, plantă semnalează starea în care se află plantele din jur. Astfel plantă eliberează compuși organici volatili care atrag prădătorii insectei
• ciupercile micoriziene au un rol protector pentru plantele înrădăcinate în soluri cu concentrații mari de metale, cum ar fi solurile acide și contaminate.

Avantajele folosirii micorizelor

• absortie de substanțe nutritive, azotul în compuși organici
• acumularea de nutrienți
• beneficii non-nutriționale (producție de fitohormoni)
• capacitatea de a neutraliza compuși fenolici și metale toxice prezente în sol
• îmbunătățește structura solului
• influență pe secvențele primare și secundare ale speciilor de plante la nivel de ecosistem
• protecție împotriva ciupercilor și nematozilor
• suprimă dezvoltarea microorganismelor patogene care provoacă diferite boli ale plantelor (fuzarioză, alternarioza, bacterioză)
• protecție împotriva stresului cauzat de lipsa de apă
• transferul de nutrienți de la plantele moarte la plantele vii

Prin dorința de a analiză și verifică diferențele folosirii unui astfel de produs inovativ la Stațiunea de Cercetare Privată Hektar în sezononul 2021 am efectuat un studiu de teren în trei locații diferite unde (T1-a fost locația cu inocularea rădăcinilor la plantare a rasadurilor și fără fertilizare; T2- locația fără inoculare și doar fertilizare chimică; T3-locația fără inoculare și doar irigare cu apă). Pentru experiment, inocularea rădăcinilor a fost efectuată cu ciuperci micoriziene arbusculare corespunzătoare unui produs comercial Symbivit, care conține un amestec de spori și miceliu de Rhizophagus irregularis, Claroideoglomus etunica-tum, Claroideoglomus claroideum, Funneliformis mosseae și Funneliformis geosporum și Funneliformis, de asemenea, particule bioaditive (18,4%), keratină, fosfați măcinați, sapropel, alginati (alge marine), gumat, dolomit, uree și granule de stocare a apei. După derularea experimentului și finalizarea concluzilor raportate la parametrii morfo-fiziologici, calitativi și cantitativi am constatat că cele mai mari valori înregistrate la parametrii cantitativi au fost în locația unde rădăcinile rasadurilor au fost inoculate cu acest produs inovativ (greutate fructe, producție/plantă și producție/aria de suprafață kg mˉ²).