Hírek, cikkek

2005-11-15

Gomba-növény együttes: mikorrhiza

A természetes talajokban, a növények gyökere körül apró, szabad szemmel nem látható élőlények milliárdjai (baktériumok, gombák) találják meg életfeltételeiket. Sokan a növények számára rendkívül fontos, sőt szinte nélkülözhetetlen szereppel bírnak azáltal, hogy egyes talajban felhalmozódott ásványi anyagokat átalakítanak és így azokat a növények számára felvehetővé teszik. Ezen szervezetek egy csoportja viszont ennél még bensőségesebb kapcsolatot alakított ki a növényekkel, azok szárazföldre lépésétől kezdve az évmilliók során. Bizonyos gombák behatolnak a gyökerek szöveteibe, vagy sejtjeibe és az általuk a talajban felvett tápanyagot közvetlenül, szabályozottan adják át a növényi partnernek, amiért az cserébe a fotoszintézise során megtermelt szénvegyületekkel látja el őket. Ez a világon széleskörben elterjedt együttélési forma (szimbiózis) a görög eredetű mikorrhiza nevet kapta, amely szó szerint gombás gyökeret jelent.

Az arbuszkuláris mikorrhiza előfordulása és jelentősége

A növények túlnyomó része, körülbelül 90%-a képez mikorrhizát, amelynek több fajtáját is ismerjük. A legősibb és legelterjedtebb típus az arbuszkuláris mikorrhiza (AM). Kialakulása inkább a lágyszárú növényekre jellemző, de jónéhány fafaj (kőris, juhar, rózsafélék, kertészeti gyümölcsfák többsége) esetében is megtalálható. Létezik néhány olyan, ún. nem mikotróf növénycsoport is, amelyeknél nincs AM képzés, ilyenek például a keresztesvirágúak, szegfűfélék, csalánfélék, stb. A növényi partnerek nagy számával szemben mindössze 4-500 fajra becsülik a mikorrhiza eme fajtáját kialakító gombák számát, ám ezek a világon mindenütt megtalálhatóak. Az AM gombák önmagukban nem tenyészthetőek, mivel csak a szimbiotikus kapcsolat kialakítása esetén képesek tartós növekedésre és szaporodásra.

Az AM általában nem okoz szabad szemmel látható változásokat a gyökereken, megfigyelése speciális gyökérfestés után mikroszkóppal lehetséges. A gombák fonalai (hifái) a gyökérsejtek közötti járatokban terjednek el, de a sejtekbe is behatolnak, ahol a növényi sejttel fácskaszerű képleteket, ún. arbuszkulumokat képeznek, melyről ez a mikorrhizatípus a nevét is kapta. Az arbuszkulum a két fél közötti tápanyagátadásra szolgáló képlet. A tápanyagok áramlását a kialakult óriási felület is elősegíti, amely összetettségében az élővilágban talán az emlősök méhlepényéhez hasonlítható. A sokszorosan villásan elágazó fácskák csúcsain apró hólyagocskák helyezkednek el, ahol a két partner sejtfala szorosan összesimul. Az arbuszkuláris mikorrhiza másik jellegzetessége a vezikulumnak nevezett, tápanyagraktározásra szolgáló hólyagocska. Az AM gomba szaporodása a talajba ágazó hifákon képződő spórák segítségével történik, melyek nagysága, színe és felépítése fajra jellemző. A spórák mellett hifadarabok és gombát tartalmazó gyökérdarabok is alkalmasak a gomba szaporítására, valamint egy már mikorrhizált növényből is történhet “átfertőzés”.

Az arbuszkuláris mikorrhiza a növény tápanyagellátásában játszik lényeges szerepet, azon belül is főként a foszfor biztosításában. A talajban a gyökértől jópár centiméterre kiágazó hifák jelentősen megnövelik a növény által hasznosítható talajtérfogatot, valamint ezek számtalan olyan foszforvegyület felvételére és átalakítására képesek, melyek a növény számára önmagában elérhetetlenek. Sok növényfaj pedig egyenesen képtelen mikorrhizapartner nélkül elegendő mennyiségben felvenni a számára létfontosságú tápelemeket. A foszfor mellett a nitrogén, a kálium, valamint a növény számára kisebb mértékben szükséges cink és réz felvételében is szereppel bír ez a szimbiózis. Részben ennek tudható be, hogy a mikorrhizált növények magassága, tömege és levélfelülete általában nagyobb, gyorsabb a növekedésük és termésérésük üteme, valamint serkentődik a fotoszintézisük. A szimbiózis hatása még a mikorrhizált növény magjaiból kikelő utódok jobb életképességében is érzékelhető lehet.

A növények táplálása mellett az arbuszkuláris mikorrhiza növeli azok védekezőképességét is bizonyos stressz helyzetekben, amikor a környezeti feltételek a növény számára kedvezőtlenné válnak. Így sok vizsgálat bizonyítja, hogy a szárazságot a mikorrhizált növények jobban és tovább bírják, mivel a gombának a vízellátásban is szerepe lehet. Számos eredmény tanúsítja emellett, hogy a mikorrhiza fokozza az ellenállást bizonyos talajbeli kórokozók (baktérium, gomba, fonalféreg) ellen.

A mikorrhiza kulcsfontosságú szereppel bír tehát a talaj, mint élő rendszer kialakításában és a növényi gyökérnek ebbe a rendszerbe történő bekapcsolásában. Sok más egyéb talajlakó szervezet működik közre ebben a körforgásban, melyeknek léte és növényre gyakorolt hatása (például kötött foszfátot oldó baktériumok) szintén összefügg a mikorrhizával. Emellett az AM gombák talajt behálózó hifarendszere résztvesz az egészséges talajstruktúra kialakításában.

Gazdasági felhasználás

A mikorrhiza nagyon fontos a természetes életközösségek szerkezetének kialakításában, megfigyelések szerint a mikorrhizagombák fajgazdagsága egy adott területen arányos az ott élő növényfajok számával. Ugyanakkor a természet-, és környezetvédelem, valamint a mezőgazdasági és erdészeti termelés során is célszerű figyelni ezekre a szervezetekre. A 80-as években indult meg a világon az erőteljes kutatás a mikorrhiza mesterséges alkalmazása irányában. Egyértelműen kiderült, hogy a mezőgazdasági növényekben is megtalálhatóak és bizonyos körülmények között valóban kiváltottak értékelhető hatásokat. Így például hatékonyak alacsony foszfortartalmú területek esetén, valamint olyan helyeken, ahol a termőréteg lepusztult, vagy valamilyen káros hatás érte a mikróba életközösségeket. Tengerparti homokdűnék erózióját például sikerült megakadályozni olyan fűfélék telepítésével, melyeket előzőleg a megfelelő körülményekhez jól alkalmazkodott AM gombával “összeházasítottak”. Meddőhányók, vagy termőrétegüket elvesztett, tönkretett területek növényzetének feltámasztásában is jól alkalmazható a mikorrhiza.

A mai mezőgazdasági gyakorlatba sajnos nehezen illeszthető bele a AM hatékony felhasználása, kiterjedt alkalmazása egyelőre nem indult meg a gomba oltóanyag előállításának és kijuttatásának jelenlegi nehézségei miatt. Emellett a talajművelés számtalan tényezője csökkenti a szimbionta gombák számát és életképességét, például a parlagon tartás, a monokultúrás termesztés, a műtrágyák és növényvédőszerek használata, valamint a talajok mélyszántása, amely megbolygatja a mikorrhiza által kialakított hifarendszert. Ezen emberi behatások révén egyébként a művelt területeken mára erősen lecsökkent ezen gombák mennyisége és fajgazdagsága.

A mikorrhiza jobban illeszthető tehát egy olyan gazdálkodási rendszerbe, amely mindezen szempontokra ügyel, így szerves trágyát alkalmaz és célszerűen használja a vetésforgót (így nem mikotróf növény termesztése után nem ültet erősen mikorrhizafüggő fajtát). Gazdaságosnak bizonyult kisméretű alkalmazása például csemetekertekben, kertészetekben, biogazdaságokban, ahol használatával például a növények között fellépő növekedésbeli különbségek és az átültetési veszteségek csökkenthetők. A mikorrhizagombák külső bevitele helyett sokszor olyan termelési módokat választanak, melyekkel a talaj meglévő gombafaunájának működését serkenthetik. A parlagon tartás helyett például inkább legelőt alakítanak ki, amely kisméretű zavarás mellett sok mikorrhizált gyökeret eredményez. Esetleg egy évben egymás után vagy egymás mellett ültetnek olyan különböző növényeket, melyek között legalább egy jól mikorrhizáló fajta van. Foszfortrágyázás alkalmazása esetén lassan oldódó foszforformát választanak és nagyon hatékonynak bizonyult a csepegtetéses öntözés során a vízzel bejuttatni a tápanyagot. Mindezek a módszerek folyamatos, de alacsony oldott foszforszintet tartanak fenn a talajban, ami növeli a növények mikorrhiza iránti fogékonyságát és csökkenti a tápanyagfelesleg kimosódásának és így a vizek szennyezésének mértékét.

A gombák külső alkalmazásának fontos feltétele az adott gomba és növénypartner megfelelő megválasztása az adott talajféleséghez. Az AM-képző növényfajok között nagy a változatosság a mikorrhiza iránti igényben, ugyanakkor egy egyed igénye is változhat a környezeti feltételektől (például talaj tápanyegellátottsága) függően. Mindig az adott talajtípushoz jól alkalmazkodott gombafajok használata a célszerű, mivel a talaj fizikai és kémiai jellemzői, valamint meglévő mikróba közösségei befolyásolhatják a végeredményt.

A világon mindenhol folynak kutatások mikorrhiza gombatörzsek szelektálására, tesztelésére és alkalmazására bizonyos mezőgazdasági és környezetvédelmi problémák megoldása érdekében. Így hazánkban nehézfémekkel terhelt talajokról, illetve nehezen hasznosítható, például homoki és szikes területekről izoláltak gombákat, hogy az adott területekhez jól alkalmazkodott és a növények növekedését és túlélését ott segítő törzseket nyerjenek. Emellett vizsgálatok folynak a mikorrhiza alkalmazhatóságára bizonyos kiemelten fontos területeken, így például a Balaton környékén a műtrágya használat környezetbarát módjainak megtalálása érdekében.

Parádi István
(Biokultúra 2000/5)

Kutatás-fejlesztés ,