Мікориза для олив: поглинання поживних речовин та толерантність до стресу
Сьогодні ми заглибимося у захоплююче та життєво важливе партнерство, яке відбувається під землею, глибоко впливаючи на здоров'я та стійкість однієї з найвідоміших культур Середземномор'я: оливкового дерева. Ми говоримо про мікоризу, симбіотичні відносини між грибами та корінням рослин, та її дивовижний вплив на поглинання поживних речовин та толерантність до стресу в оливках.
Оливкове дерево: культура під тиском
Оливкові дерева (Olea europaea) прикрашають ландшафти протягом тисячоліть, шановані за свої плоди, олію та надзвичайну довговічність. Вони пристосовані до процвітання в складних умовах, часто на бідних ґрунтах та в напівпосушливому кліматі. Однак, як і всі культури, вони стикаються з обмеженнями в поглинанні поживних речовин, особливо в бідних на поживні речовини середовищах, і все частіше стикаються з екологічними стресами, такими як тривала посуха, засоленість та зміна кліматичних умов. Фермери постійно шукають способи покращити здоров'я дерев, підвищити продуктивність та забезпечити стійкість вирощування оливок, не покладаючись виключно на інтенсивне використання хімічних речовин. Цей пошук веде нас у прихований світ ґрунтового мікробіому, зокрема до грибкових партнерів, відомих як мікориза.
Розуміння мікоризи: грибковий симбіоз
Мікориза буквально перекладається як "грибний корінь". Це описує мутуалістичну асоціацію, де гриб колонізує коріння рослини. В обмін на вуглеводи, що виробляються рослиною в процесі фотосинтезу, гриб надає ряд переваг, зокрема покращений доступ до ґрунтових ресурсів. Для оливкових дерев найпоширенішим типом мікоризи є арбускулярна мікориза (AM). Ці гриби, що належать до типу Glomeromycota, не утворюють видимих грибів над землею, їх структури мікроскопічні і знаходяться переважно в ґрунті та самому корені рослини.
AM гриби утворюють розгалужені мережі ниткоподібних структур, які називаються гіфами. Ці гіфи поширюються далеко за межі власних кореневих волосків рослини, фактично створюючи величезну зовнішню кореневу систему, яка може досліджувати набагато більший об’єм ґрунту. Усередині клітин кореня гриби утворюють розгалужені структури, які називаються арбускулами, що є основними місцями обміну поживними речовинами, а іноді й везикулами, які зберігають ліпіди. Цей складний грибковий симбіоз є наріжним каменем природних екосистем і відіграє вирішальну роль у здоров’ї та продуктивності багатьох видів рослин, включаючи оливкові дерева.
Покращене поглинання поживних речовин в оливках
Однією з найважливіших переваг мікоризної колонізації для оливкових дерев є значне покращення поглинання поживних речовин. Коріння рослин, навіть з їх кореневими волосками, мають обмежений доступ до ґрунту. Багато важливих поживних речовин, зокрема фосфор (P), а також мікроелементи, такі як цинк (Zn) та мідь (Cu), є відносно нерухомими в ґрунтовій матриці. Вони або міцно зв’язані з частинками ґрунту, або дуже повільно рухаються шляхом дифузії. Це означає, що коли рослина виснажує поживні речовини безпосередньо навколо свого коріння, вона повинна вирощувати нове коріння, щоб отримати доступ до більшої кількості.
Мікоризні гриби долають це обмеження. Їх гіфи набагато тонші, ніж кореневі волоски, і можуть проникати в крихітні пори ґрунту, недоступні для коренів. Що ще важливіше, грибкова мережа поширюється на метри від кореня, отримуючи доступ до пулів поживних речовин, до яких рослина ніколи не змогла б дістатися самостійно. Гриби також можуть виділяти ферменти та органічні кислоти, які допомагають розчиняти сполуки поживних речовин, роблячи їх доступними для поглинання. Гриби поглинають ці поживні речовини та переносять їх через свою мережу гіф назад до коріння рослин, де вони передаються через арбускули. Це значно підвищує поглинання рослиною нерухомих поживних речовин, таких як фосфор, який життєво важливий для передачі енергії, росту та цвітіння. Покращене поглинання поживних речовин призводить до здоровіших, більш енергійних олив.
Підвищення толерантності до стресу в оливкових дерев
Окрім поглинання поживних речовин, симбіоз мікоризних грибів забезпечує значне покращення толерантності до стресу для оливкових дерев. Це особливо важливо в часто складних умовах, де вирощують оливки.
Одним з основних стресів є посуха. Гіфи мікоризи можуть отримувати воду з менших пор ґрунту та на більшій відстані, ніж тільки коріння. Вони також можуть покращити структуру ґрунту шляхом агрегації частинок ґрунту, що покращує інфільтрацію та утримання води. Деякі дослідження показують, що мікоризні рослини також можуть ефективніше регулювати закриття продихів, зберігаючи воду в посушливі періоди. Це робить мікоризні оливкові дерева більш стійкими до нестачі води, що є критичним фактором у регіонах, які все частіше стикаються з посухою.
Засоленість є ще одним значним стресом у багатьох прибережних або зрошуваних районах вирощування оливок. Хоча точні механізми є складними та залежать від виду грибів, мікоризна колонізація може допомогти пом’якшити сольовий стрес. Потенційні способи включають обмеження поглинання надмірних іонів натрію та хлориду, посилення поглинання корисних іонів, таких як калій, або накопичення сумісних розчинених речовин у тканинах рослин, які допомагають підтримувати тургорний тиск.
Крім того, мікоризні асоціації можуть посилювати захисні механізми рослини проти ґрунтових патогенів. Розгалужена мережа гіф може створити фізичний бар’єр навколо коренів, запобігаючи досягненню патогенів поверхні кореня. Гриби також можуть конкурувати з патогенами за ресурси або навіть викликати захисні реакції всередині самої рослини, явище, відоме як індукована системна стійкість. Це комплексне покращення стійкості робить мікоризу потужним союзником проти різних екологічних та біологічних проблем, з якими стикаються оливкові дерева.
Мікориза та стійке вирощування
Переваги мікоризи ідеально узгоджуються з принципами стійкого вирощування. Завдяки покращеному поглинанню поживних речовин, особливо фосфору, мікоризні оливкові дерева можуть вимагати менше внесення неорганічних добрив. Зменшення використання добрив знижує витрати, зменшує вплив на навколишнє середовище, пов’язаний з виробництвом та транспортуванням добрив, та мінімізує ризик стікання поживних речовин у водні шляхи.
Покращений доступ до води через грибкову мережу може зменшити потребу в зрошенні, що є важливим аспектом збереження води в посушливих та напівпосушливих регіонах вирощування оливок. Підвищена толерантність до стресу означає, що дерева менш сприйнятливі до коливань навколишнього середовища, що призводить до стабільнішої врожайності та меншої залежності від пестицидів чи інших втручань.
Більше того, підтримка популяцій мікоризи сприяє загальному здоров’ю ґрунту. Гіфи грибів зв’язують частинки ґрунту разом, покращуючи структуру ґрунту, аерацію та інфільтрацію води. Сама грибна біомаса додає органічну речовину в ґрунт. Здоровий, біологічно активний ґрунт є більш стійким, родючим та краще оснащеним для підтримки довгострокового, стійкого вирощування оливок.
Використання мікоризи для майбутніх оливкових гаїв
Визнаючи величезний потенціал мікоризи у підвищенні поглинання поживних речовин та толерантності до стресу в оливкових дерев, сільськогосподарська наука все більше зосереджується на практичному застосуванні. Це включає розробку стратегій для підтримки та покращення місцевих популяцій мікоризи в оливкових гаях за допомогою методів, що сприяють здоров’ю ґрунту, таких як зменшений обробіток ґрунту, покривні культури та належне управління органічною речовиною. У деяких випадках може розглядатися інокуляція корисними мікоризними грибами, особливо на деградованих ґрунтах або молодих деревах, що висаджуються.
Це природне партнерство пропонує потужний, екологічно чистий підхід до покращення стійкості та продуктивності вирощування оливок перед обличчям сучасних та майбутніх викликів. Розуміючи та використовуючи силу цього грибкового симбіозу, ми можемо прокласти шлях до більш надійного, стійкого та економічно вигідного виробництва оливок перед обличчям сучасних та майбутніх викликів. Мікроскопічний світ під нашими ногами містить глибокі уроки та інструменти для більш сталого сільськогосподарського майбутнього.
-
Автор: Катерина НаумоваБакалавр хімічного виробництва, Національний аграрний університет України
