Co získávají kořeny stromů z hub?

Nikdo přesně neví, kdy houby a rostliny vstoupily do vzájemně výhodné aliance zvané mykorhiza. Hovoříme o těsné symbióze kořenového systému vyšších rostlin a mycelia hub. Pro některé zástupce flóry se tato aliance ukázala jako životně důležitá. Ani houby však nepřijdou nazmar. Co je to mykorhiza a jak je užitečná pro stromy?

kořen houby

První seriózní studie vzniku mykorhizy byly provedeny v polovině 1885. století profesorem Novorossijské univerzity F.M. Kamensky, který ve svých dílech podrobně popsal anatomický obraz interakce mezi kořeny rostliny a myceliem houby a vyvodil správný závěr o symbiotické a ne parazitické povaze takových vztahů. Samotný termín „mykorhiza“ byl poprvé navržen v roce XNUMX profesorem Berlínské univerzity A.V. Frank a přeloženo znamená „kořen houby“ (z řečtiny. μύκης – „houba“ a vykořenit – “kořen”)

Stopy symbiotických asociací hub s kořeny rostlin byly nalezeny ve fosilních zbytcích karbonu a devonu. V současnosti je tvorba mykorhizy charakteristická pro všechny nahosemenné rostliny, většinu suchozemských krytosemenných rostlin (více než 70 % jednoděložných a 80 % dvouděložných) a vyšší výtrusy – kapradiny, mechy, mechy.

Bez mykorhizy je převážná většina vodních rostlin, stejně jako zástupci některých čeledí suchozemských bylin, jako jsou ostřice, nálety, hřebíček, husí noha a brukvovité rostliny, schopna normálního vývoje. Mykorhiza se vyskytuje častěji u víceletých rostlin než u jednoletých rostlin.

Mykorhiza se vyskytuje častěji u víceletých rostlin než u jednoletých rostlin.

Těžit z toho

Mykorhizní asociace hrají důležitou roli v životě rostlin. Díky symbióze s houbovým myceliem se mnohonásobně zvětší sací plocha kořenového systému a zlepší se zásobení půdou živinami a vodou, což následně vede k optimalizaci vodního režimu rostlinných symbiontů, zintenzivnění jejich fyziologických pochodů, zintenzivnění jejich fyziologických procesů. a zvýšenou odolností vůči stresovým faktorům. To je důležité zejména u sazenic mladých stromků se špatně vyvinutým kořenovým systémem. Schopnost tvořit mykorhizu také zachraňuje stromy před nutričním deficitem v podmínkách nedostatečné vlhkosti, sucha nebo slanosti půd (v oblastech studené tajgy, pouštních a polopouštních oblastech). Díky symbióze s houbovým myceliem přežívají vřesy na živinami chudých kyselých půdách.

Houby tvořící mykorhizu jsou schopny syntetizovat biologicky aktivní látky, jako jsou vitaminy (hlavně skupiny B) a regulátory růstu, rozkládat různé půdní sloučeniny a převádět je do formy přístupné rostlinám. Byl prokázán přímý přenos přes hyfy hub na stromy takových esenciálních prvků, jako je fosfor, dusík, draslík, sodík, hořčík, vápník atd. Při dobrém přísunu těchto esenciálních prvků se může mnoho rostlin normálně vyvíjet bez mykorhizy, ale na a vyčerpaný substrát bez něj špatně rostou nebo hynou. Pomocí rozvětveného a rozšířeného mycelia symbiotrofních hub dochází také k redistribuci a výměně složek výživy mezi různými organismy v rostlinném společenstvu.

Kořeny stromů a mycelium

V půdách mykorhiza zlepšuje soudržnost půdních částic, snižuje erozi a zvyšuje schopnost půdy zadržovat vodu. Mykorhizotvorné houby spolu se saprofyty pomáhají urychlit rozklad lesního opadu. Pro svou schopnost ničit horninové minerály organickými kyselinami (glykolová, šťavelová aj.) hrají důležitou roli v procesech přeměny půdy.

„Pokrytí“ hyf houbového mycelia, které se tvoří kolem kořenů stromů a keřů, je zároveň přirozenou mechanickou bariérou, která chrání rostliny před působením patogenních mikroorganismů a různých škodlivin. Některé mykorhizní houby jsou schopny uvolňovat látky podobné antibiotikům, což zvyšuje odolnost a prodlužuje životnost celé mykorhizní asociace jako celku.

Houba symbiont má pozitivní vliv i na semena různých rostlin. Klíčení semen a vývoj sazenic jsou často možné pouze v přítomnosti houbového mycelia. To platí zejména pro vřesy a orchideje.

Mykorhizní houby zase přijímají z rostlin sacharidy, aminokyseliny a fytohormony, které si nejsou schopny samy syntetizovat. Mnoho trubkovitých, russula a pavoukovitých rostlin netvoří plodnice v nepřítomnosti symbiontních rostlin, ačkoli jejich mycelium může dobře existovat saprofyticky. Obecně je třeba poznamenat, že určitá část těchto hub (zejména prasečí houby) je poměrně mobilní ve vztahu k druhu potravy v závislosti na životních podmínkách.

Kloboukové houby, které vstupují do symbiózy s lesními rostlinami, mohou na povrchu půdy vytvářet zvláštní „čarodějnické prsteny“, které vznikají kruhovým růstem mycelia v půdě, na jejímž okraji se každoročně tvoří plodnice hub.

Prospěšné vlastnosti mykorhizy jsou široce využívány v lesnictví a zemědělství. Standardní technikou je mykorhizace substrátů, osiva a sadebního materiálu. Ve školkách jehličnanů se tedy mykorhizace půdy provádí speciálně za účelem ochrany sazenic před patogeny kořenových hub. V těch klimatických pásmech, kde k přirozenému rozvoji mykorhizy dochází relativně pomalu (například v jižních oblastech), se provádí umělá infekce lesních úkrytů, aby se urychlilo zakládání sazenic.

Přídavek lesní půdy s houbovým myceliem má zvláště příznivý vliv na přežití dubu při pěstování ve stepních oblastech. U mladých dubů bylo v přítomnosti mykorhizy zaznamenáno zvýšení koncentrace chlorofylu v listech a aktivnější fotosyntéza. Podobné výsledky byly získány u sazenic smrku. Byla identifikována možnost stimulace tvorby mykorhizy u lokálních hub vyskytujících se v půdách výběrem agrotechnických technik (kypření, zpracování půdy). Při použití takových metod je pro dosažení nejlepších výsledků nutné vzít v úvahu specifické účinky mykorhizních hub a vybrat nejvýhodnější kombinace.

Přídavek lesní půdy s houbovým myceliem má zvláště příznivý vliv na přežití dubu při pěstování ve stepních oblastech.

Symbiont houby

Ze strany hub se na vzniku mykorhiz mohou podílet zástupci bazidiomycet (hymenomycety, gasteromycety), méně často askomycety a zygomycety. Mykorhizotvorci jsou tedy většinou trubkovití, z nichž mnohé jsou jedlé a široce známé: hřiby, hřiby, hřiby, bílé. Mykorhizy mohou tvořit lamelární (mléčné houby, deštníky, řádky), některé vačnatce (např. příbuzné s lanýži). Specifickým rysem hub tvořících mykorhizu je omezený soubor nebo absence hydrolytických enzymů, které rozkládají lignin a celulózu (například lakázu), a tím i výsledná energetická závislost na rostlinných symbiontech.

Kořen stromu propletený houbovými hyfami

Při vzniku mykorhizy jsou hyfy houby umístěné v půdě těsně propleteny, srostlé s kořeny a kořenovými vlásky rostlin, často tvoří jakýsi obal. V tomto případě mohou kořeny projít výraznými anatomickými a morfologickými změnami, ale to nepoškozuje majitele. Je zajímavé, že několik druhů hub může současně tvořit mykorhizu se stejným „hostitelem“, navíc symbionti mají různé stupně selektivity při výběru partnerů. Například muchovník a houby bílé mohou vstoupit do symbiotického vztahu se zástupci více než 20 druhů dřevin, včetně jedle, smrku, borovice, buku, topolu a dubu. Různé druhy motýlů jsou přitom schopny tvořit mykorhizu pouze s některými jehličnatými druhy a hřiby a hřiby – nejčastěji s břízou a osinou.

Povaha vztahu

Na základě povahy vztahu mezi myceliem a kořeny se rozlišují tři hlavní typy mykorhizy: vnější ektotrofní (lat. ektos – „venku“), vnitřní endotrofní (lat. Endon – „uvnitř“), přechodné nebo smíšené ektoendotrofní (kombinuje rysy ekto- a endomykorhizy).

S rozvojem vnější neboli ektotrofní mykorhizy hyfy houby pevně propletou povrch kořene nebo oddenku, široce se rozptýlí v okolní půdě a mohou také pronikat do malé hloubky do mezibuněčného prostoru kořenové kůry. Kořenové vlásky většinou odumírají, může dojít k částečné destrukci povrchových pletiv kořene, částečně se redukuje kořenový uzávěr, mladé kořínky zůstávají zkrácené, začínají se větvit a houstnout, může dojít k zastavení apikálního růstu. Obvykle se jedná o roční asociace, které odumírají zimním chladem. Ektotrofní mykorhiza je charakteristická především pro lesní dřeviny – většinu jehličnanů (smrk, modřín), mnoho listnatých (buk, bříza, dub), vyskytující se v některých keřích a bylinné.

Pokud se při interakci s houbovým myceliem vzhled kořenů rostlin prakticky nezmění a hyfy houby jsou nejen lokalizovány v mezibuněčném prostoru periferních tkání kořene, ale také pronikají do buněk, znamená to tvorba vnitřní nebo endotrofické mykorhizy. Kromě toho na povrchu kořene není žádný „houbový“ kryt, kořenové vlásky jsou zachovány a tvar kořenů zůstává zpravidla konstantní. Uvnitř kořenových buněk mohou hyfy někdy tvořit stromovité výrůstky (arbuskuly), spleti (pelety), otoky nebo měchýřky (vezikuly), ale samotné buňky zůstávají životaschopné a mohou částečně strávit mycelium v ​​nich uložené. Endotrofní mykorhiza je rozšířena především u různých bylinných druhů (především u orchidejí, pro které je taková symbióza povinná), dále je pozorována u některých dřevin (jalovec, topol, jabloň, hrušeň) a keřů.

Tři typy mykorhiz

U dřevin se také často vyskytuje mykorhiza přechodného typu – ektoendotrofní, která kombinuje vlastnosti ekto- a endomykorhizy. V tomto případě houbové mycelium proplete kořenové konce rostliny a vytvoří hustou houbovou pochvu a houbové hyfy pronikají jak do kořenových buněk, tak do mezibuněčných prostor, kde rostou a vytvářejí hustou síť (Hartigova síť).

Je zajímavé, že ve všech případech rozvoje mykorhizy na kořenovém systému rostliny hyfy symbiontní houby nepronikají do centrálního válce a endodermu, stejně jako do meristému kořenového vrcholu.

Někdy se vyskytují nepravé nebo pseudomykorhizy, které jsou tvořeny patogenními parazitickými houbami. Nejčastěji se pseudomykorhiza vyvíjí za nepříznivých faktorů pro rostliny a za nepřítomnosti konvenčních mykorhizotvorných činitelů v půdě.

Někdy se vyskytují nepravé nebo pseudomykorhizy, které jsou tvořeny patogenními parazitickými houbami.

Pod vlivem

Intenzita tvorby mykorhizy je přímo závislá na podmínkách prostředí. Takže například s nízkým obsahem dostupných minerálních sloučenin (zejména dusíku a fosforu) v půdě mohou mít mykotrofní rostliny tendenci vytvářet nejrozvinutější mykorhizu, protože symbionti jsou nuceni vybudovat rozsáhlou síť pro hledání nutričních složek. Optimální hodnoty kyselosti půdy se obvykle pohybují mezi pH=3,5–5,5; když se hodnoty pH posunou do alkalickější oblasti (6,5–7,0), tvorba mykorhizy je inhibována.

Neméně důležitým faktorem je obsah dostatečného množství vody v půdě. V teplých obdobích, kdy rovnoměrné srážky pronikají do půdy do optimální hloubky pro růst mycelia (až 1,5 m), může mnoho hub tvořících mykorhizu zaznamenat zvýšenou produktivitu s aktivní tvorbou plodnic, zejména hřib bílý, hřib, hřib , a hřiby mechové , russula aj. Během sucha a nedostatku vláhy se může rozvoj mykorhizy zpomalit a zastavit a nedochází k tvorbě plodnic. Nadměrná vlhkost naopak brání nasycení živného substrátu kyslíkem, jehož obsah určuje dýchací pochody symbiontů.

Určitý význam mají teplotní a světelné podmínky. Za nejpříznivější jsou považovány teploty 15–20 °C při teplotách pod 7–8 °C se růst houbového mycelia postupně zastavuje. U stromů rostoucích v silném stínu je zaznamenána relativně slabá intenzita tvorby mykorhizy, která je zjevně způsobena nízkou rychlostí akumulace sacharidů nezbytných pro normální fungování houbové složky.

Optimální hodnoty kyselosti půdy se obvykle pohybují mezi pH = 3,5–5,5.

Symbiot – organismus je účastníkem symbiózy.

Soprofit – rostlina postrádající chlorofyl a živící se rozkládající se organickou hmotou ze zbytků nebo odpadu živočichů a rostlin.

Mycelium – vegetativní tělo hub, sestávající z tenkých rozvětvených nití (hyf).

gify – vláknitý útvar u hub, sestávající z mnoha buněk nebo obsahující mnoho jader.

Basidiomycetes – oddělení houbové říše, které zahrnuje druhy, které produkují spory v kyjovitých útvarech zvaných basidia.

Ascomycetes (vačnaté houby) – oddělení v říši hub, zahrnující druhy se septátním (rozděleným na části) myceliem a specifickými orgány pohlavní sporulace – vaky (asci).

Zygomycetes – oddělení hub včetně druhů s vyvinutým coenocytárním myceliem různé tloušťky, ve kterém se tvoří přepážky pouze pro oddělení rozmnožovacích orgánů.

Různé houby tvoří symbiózy s absorpčními kořeny (kořenovými vlásky) rostlin. Tato houba se nazývá mykorhiza nebo kořen houby, protože tkáně kořene a houby spolu úzce souvisí. Soužití mykorhiz a rostlin je zpravidla mimořádně oboustranně výhodné, což je způsobeno kombinací jejich různých schopností.

Jaký je přínos

Houby pomocí nejjemnějšího plexu myceliových nití dokážou velmi dobře přijímat živiny a vodu z půdy. Díky přítomnosti antibiotických enzymů se dokážou chránit před škodlivými organismy a vyvinout mechanismy, které jim pomáhají přežít i v toxické půdě.

Stromy a další rostliny jsou čisté přeměňovače energie – pomocí slunečního záření přeměňují oxid uhličitý na cukry a další „stavební materiály“, které jsou pro fungování hub nezbytné.

Dva typy mykorhiz

Existují dva typy mykorhizy:

• Ektotrofní (lat. ektos – venku) mykorhiza, např. Abies, Carpinus, Fagus, Larix, pokrývá konečky kořenových vlásků jako skořápka, vytváří volnou síťovitou vazbu mezi buňkami kořenové kůry a pomocí hyf vytváří optimální spojení s půdou, což zajišťuje lepší absorpci vody a živin (zejména fosfor, mangan, zinek, měď).

• Endotrofní (lat. endon – uvnitř) mykorhiza – Celtis., Fraxinus, Сleditsia – proniká s hyfami do buněk kořenové kůry a tam se větví. Absorpci vody a živin zajišťují především kořenové vlásky.

Typy mykorhiz závisí na druhu stromu. Existují stromy s nezbytnou (obligátní) mykorhizou a jiné s volitelnou (nepovinnou) mykorhizou. Na některých druzích stromů mohou existovat oba typy, které mohou tvořit řadu mykorhizních forem (např. javor (Acer), kaštan (Castanea), líska (Corylus), ořech (Juglans), borovice (Pinus) a lípa (Tilla)).

Ektotrofní mykorhizy jsou životaschopné pouze s dostatečným přísunem kyslíku. Zhutnění půdy a stojaté podmáčení je ničí. Stromy by měly být sázeny s hroudou nebo bez ní, s přihlédnutím k závislosti kořenů na mykorhize. Při zvýšené kvalitě sazenic je důležité, aby při výsadbě hrudky na nich poskytovaly příležitost k růstu.

Kořenové chloupky

Kořenové vlásky jsou procesy jednotlivých epidermálních buněk na nelignifikovaných částech kořene. Zvětšují povrch kořene a tím i absorpční plochu. Kořenové vlásky po několika dnech odumírají a tvoří základ živné hmoty.

Mykorhizy jsou nelignifikované struktury vyrobené z kořene a tkáně houby. Tenké kořeny, když rostou z kořene, jsou již napadeny houbou a tvoří společný hustý plexus, který absorbuje živiny. Před odumíráním se vytvoří separační zóna v miskovité prohlubni na spodině mykorhizy. V důsledku toho se otvor uzavře a přístup kořenových patogenů se zastaví.

Kořenové vlásky a mykorhizy citlivě reagují na nedostatek kyslíku. Malé zhutnění půdy zároveň poškozuje půdní mikroorganismy, které jsou pro strom velmi důležité (podle Shigou, 1994).

Jak chránit kořeny

Při zahájení stavebních prací je třeba dbát na zachování kořenů stromů rostoucích v okolí. Odborníci vyvinuli řadu opatření, jak zachovat stabilitu stromu a minimalizovat škody způsobené na jeho zdraví.

Kořeny

Kořenový systém stromu plní několik základních a velmi důležitých funkcí: absorbuje vodu, minerální a organické živiny z půdy, transportuje je do kmene stromu, fyzicky zajišťuje strom ve vzpřímené poloze.