Mycorrhiza

Nuttige organisatie

Mycorrhizae

Mycorrhizae is het resultaat van de symbiotische associatie tussen bodemschimmels en plantenwortels. Het wordt mogelijk gemaakt wanneer de hypha (vegetatief apparaat van de schimmel met een draadvormig uiterlijk) van een mycorrhizaschimmel zich verbindt met de cellen van het wortelsysteem van een plant.

Naar schatting kan ongeveer 95% van de plantensoorten mycorrhiseren met bodemschimmels. Deze symbiose tussen de twee rijken heeft veel voordelen voor de groei en ontwikkeling van planten, zelfs op een perceel bouwland.

Er moet met een aantal factoren rekening worden gehouden als we willen voorkomen dat het mycelium (celweefsel dat bestaat uit de schimmeldraden van een of meer schimmels en dat een netwerk vormt voor de circulatie van voedingsstoffen in de bodem) wordt vernietigd nuttige schimmels en zo de mycorrhisatie van goede schimmels met gekweekte planten bevorderen.

Principe

Arbusculaire mycorrhizaschimmels (AMF) vertegenwoordigen ongeveer 80% van de mycorrhizae in plantensoorten, inclusief land- en tuinbouwplanten. Het mycorrhizapotentieel van een plant varieert van soort tot soort: grassen(maïs, sorghum, gierst, enz.), fabaceae (erwten, bonen, crotalaria, enz.) en alliaceae(prei, uien, enz.) zijn de plantenfamilies die het meest mycorrhizeren, en staan bekend als mycorhizotrofe soorten. Tot op heden is er geen bewijs dat Brassicaceae(kool, radijs, raap, rucola, enz.) en Chenopodiaceae (amarant, rode biet) mycorrhiseren met CMA.

De plant kan tot 30% van deze koolstofverbindingen (glucose, fructose) uit fotosynthese leveren als de schimmel de plant voorziet van water en essentiële mineralen (N, P, K) en sporenelementen (Cu, Zn, Mn).

• Mycorrhizaschimmels zijn een belangrijk kanaal voor suikers in de bodem. Hun hyfen koloniseren de rhizosfeer en zorgen ervoor dat organische componenten (enzymen, wortelexsudaten, enz.) beter verdeeld worden in de bodeminterieurs dan bacteriën, die statischer zijn.
• Mycorrhizahyfen scheiden grote hoeveelheden exsudaten af uit de rhizosfeer.
• Mycorrhizae vormen ook symbiose met bacteriën voorstikstof, fosfor en zwavel. Ze scheiden exsudaten van de plant af om deze bacteriën rond de hyfen te stimuleren, wat de humusvorming verbetert.
• Het verhoogt de stabiliteit van de aggregaten, wat de moleculen helpt beschermen tegen afbraak. De hyfen "lijmen" de minerale deeltjes van de bodem (klei, slib, zand) en integreren de organische componenten in de aggregaten om ze te stabiliseren en tegen afbraak te beschermen.

De mycorrhiza van een bloeiende plant

Waarom mycorrhiza beschermen en bevorderen?

Mycorrhiza heeft veel voordelen voor gewassen en het landbouwsysteem:

• Biologische beschikbaarheid van fosfor in de bodemmycorrhizaschimmels zijn de enige natuurlijke bronnen van fosfor voor planten, dankzij hun enzymen en associaties met specifieke bacteriën. Dit sleutelelement in de opbouw en werking van levende organismen (membranen, nucleïnezuren, basismetabolisme) is essentieel voor het celleven en de goede gezondheid van planten, dieren en mensen. Bovendien is het niet erg mobiel in de bodem, en zonder mycorrhiza raken planten zeer snel uitgeput van hun aanvoerplaatsen (die zich tussen 1 en 2 mm rond de absorberende haren bevinden) en worden ze afhankelijk van fosfaatmeststoffen.
  

• Absorptie van spoorelementende opname van sporenelementen wordt vergemakkelijkt, wat goed is voor het immuunsysteem van de plant.

• Fixatie van organische stikstof door rhizobiumfixatie van organische stikstof door rhizobia: Peulvruchten zijn bijzonder afhankelijk van schimmels omdat ze veel fosfor nodig hebben voor de bacteriën in hun knolletjes om stikstof te fixeren. Zonder mycorrhizae zou de stikstoffixatie door peulvruchten zeer beperkt zijn.

• Waterstress bestrijdenpaddenstoelen zijn bondgenoten van onschatbare waarde bij de aanpassing aan droogte en klimaatverandering. Het mycelium heeft namelijk een capaciteit om de bodem te verkennen die duizend keer groter is dan de wortels van een plant (voor elke 1 cm wortel in de bodem is er 10 m mycelium), dus schimmels zijn in staat om water verder naar beneden en horizontaal in de bodem op te nemen. Bovendien is de diameter van de hypha van een schimmel kleiner dan die van een wortel (1/100 mm vergeleken met 1/10 tot 1 mm), waardoor ze de microporositeit van de bodem kunnen binnendringen en het water kunnen vinden dat daar tijdens droge perioden aanwezig blijft. Mycorrhizaschimmels helpen ook bij het reguleren van de synthese van abscisinezuur (ABA), een plantenhormoon dat verantwoordelijk is voor het sluiten van de huidmondjes overdag en dus voor de evapotranspiratie.

• Bestrijden van zoutstressmycorrhizaschimmels: Een onderzoek toonde aan dat planten die mycorrhizaschimmels hadden ondergaan minder gevoelig waren voor zoutgehalte dan controleplanten. De gebruikte mycorrhizaschimmels konden de fysiologie van de planten aanpassen en zo hun groei en productiviteit verbeteren.

• Biologische bestrijding van ziekteverwekkersmCA's spelen een belangrijke rol in de immuniteit van planten tegen in de bodem voorkomende bacteriële pathogenen en nematoden. Er zijn verschillende scenario's waargenomen:
  • Directe concurrentie: Door het wortelweefsel te bedekken, voorkomt het mycelium van KMA's dat pathogene schimmelsoorten hun plaats innemen en de plant parasiteren. Het concurrentiepotentieel is echter vrij laag, daarom moeten de KMA's zes maanden voordat de ziekteverwekkers aanvallen in symbiose met de plant zijn.
  • Bacteriën bevoordelen die met ziekteverwekkers concurreren: CMA's activeren de synthese van fytohormonen door de plant, waardoor de wortelafscheiding van de plant toeneemt, wat als voedsel dient voor bacteriepopulaties die met ziekteverwekkende bacteriën concurreren.
  • Bijdrage van verdedigingsmoleculen: KMA's synthetiseren moleculen die giftig zijn voor aanvallers (polyfenolen, alkaloïden), verdedigingsenzymen (proteasen, chitinasen) en componenten die de wortelcelwand versterken (callose).

• De bodemstructuur in stand houdenschimmels helpen de structuur van de minerale en organische delen van de bodem te behouden dankzij hun mycelium en de afscheiding van glomaline, een glycoproteïne die een "lijm"-effect heeft op de componenten van aggregaten.

• Menselijke gezondheid: Waarnemingen hebben aangetoond dat associaties met CMA's leiden tot een vroegere vruchtvorming van fruitbomen (appelbomen) en een betere kwaliteit van tuinbouwproducten (aardbeien, artisjokken, meloenen, tomaten, enz.) vanwege de hogere concentratie antioxidanten en suikers.

Hoe kan mycorrhisatie in het veld aangemoedigd worden?

• Het mycelium is een fragiel celweefsel dat zich voor het grootste deel 10 cm onder het oppervlak bevindt. Boeren die mycorrhizae willen behouden, moeten praktijken toepassen die zo weinig mogelijk invloed hebben op de fysieke en biologische toestand van de bodem, en de voorkeur geven aan ondiepe teelt.

• Organische bemesting in plaats van minerale bemesting stimuleert de ontwikkeling van de bacteriën die met de schimmels geassocieerd worden en bevordert dus hun ontwikkeling. Omgekeerd zullen minerale meststoffen die direct door planten kunnen worden opgenomen het verschijnen van mycorrhiza's beperken. Fosfaatmeststoffen moeten worden vermeden, omdat ze mycorrhizae volledig blokkeren, de uitbreiding van CMA's in de grond vertragen en planten de essentiële voordelen van mycorrhizae ontnemen.

• Idealiter is de beste manier om mycorrhizae in de grond te houden om zoveel mogelijk bodembedekking achter te laten met behulp van plantbedekking. Hoe groter de diversiteit aan plantensoorten op het perceel (zowel landbouwgewassen als onkruid), hoe groter de mycorrhizae. Het is ook mogelijk om onproductieve percelen braak te laten liggen, zolang het wortelstelsel op zijn plaats blijft wanneer het perceel wordt gemaaid of vernietigd.

• Tot slot is een van de sleutels tot het bevorderen van mycorrhizae in het veld het introduceren van mychorhizotrofe soorten in de rotatie en deze zoveel mogelijk te diversifiëren. De peulvruchten zijn bijzonder geschikt voor deze taak, en leveren ookstikstof voor het volgende gewas.

Gunstige praktijken	Ongunstige praktijken
Ondiepe grondbewerking. Maximale bedekking / plantbedekking. Braak zonder rooien aan het einde van de cyclus. Langere rotaties. Introductie van mycorrhizotrofe soorten (grassen, peulvruchten of Alliaceae). Gebruik van organische meststoffen(compost, mest, RCW, enz.). Weinig of geen fungiciden ofherbiciden.	Diepe grondbewerking / Ploegen. Kale grond of verwijdering van braakland. Toepassing van fosfaat en andere minerale meststoffen. Monocultuur. Introductie van niet-mycorrhizasoorten (Brassicaceae of Chenopodiaceae). Zwaar gebruik van fungiciden en herbiciden.

Vermeerderen en enten van mycorrhizaschimmels

Als een bodem diepe grondbewerking of regelmatige schimmelbehandelingen heeft ondergaan, kan het de moeite waard zijn om een nieuwe populatie CMA te enten om een goede start te maken. Het is essentieel om zo veel mogelijk praktijken te vermijden die ongunstig zijn voor de aanwezigheid van mycorrhizaschimmels (zie bovenstaande tabel), zodat de nieuwe populatie de kans krijgt om zich in het perceel te vestigen en mycorrhisatie met de planten uit te voeren.

Vervolgens moet de te enten MCA-populatie gekozen en vermenigvuldigd worden. Er bestaan veel verschillende stammen die industrieel of handmatig vermeerderd kunnen worden. Er zijn 3 verschillende soorten mycorrhizaschimmelstammen, die op verschillende manieren vermeerderd kunnen worden:

• Gestandaardiseerd: Deze kunnen industrieel in vivo (in aarde, op inert substraat, in hydrocultuur of aeroponics) of in vitro (op getransformeerde wortels) geproduceerd worden. Ze hebben een breed kolonisatiespectrum, een hoge vermenigvuldigingssnelheid en worden op de markt gebracht in combinatie met vloeibare biofertilisatoren (fertirrigatie), substraten zoals potgrond, klei voor zaadcoating en om gemengd te worden met het zaaisubstraat (zie resultaten van experimenten op groentegewassen door CA 56).
• Lokaal geselecteerd (in de lijst opgenomen): Deze gewassen zijn gewijd aan het gebied van herkomst en kunnen worden vermeerderd binnen regionale productie-eenheden, op verschillende grondsoorten om te worden aangepast aan specifieke bodem- en klimaatomstandigheden.
• Inheems (niet in de lijst opgenomen): Ze zijn gewijd aan een klein landbouwgebied en worden op traditionele wijze vermeerderd door regionale productie-eenheden of rechtstreeks op de boerderij. De productie vindt plaats in de volle grond of op een substraat (grind, puimsteen, perliet).

Bronnen

Deel 1: Organisch materiaal: samenstelling en vorming, AgroLeague

• Dit artikel is gedeeltelijk overgenomen uit het GECO dossier: https://geco.ecophytopic.fr/geco/Concept/Mycorhize
• Dit artikel is gedeeltelijk overgenomen uit het document Les mycorhizes- des alliés dans l'alimentation et la protection des plantes (Mycorrhizae - bondgenoten in plantenvoeding en -bescherming)