Микориза и её роль в жизни растений

Введение

Симбиоз корней растения с грибами сложился исторически. Отпечатки грибных нитей ученые обнаружили у ископаемых растений, давно вымерших на земном шаре. Остатки древней растительности, еще сохранившиеся в современной флоре, требуют наличие микоризы. Голосеменные растения, к которым относятся наши хвойные породы, саговники, гинкго, представленные древесным типом, являются микоризными растениями. Много древесных покрытосеменных (цветковых) также сожительствуют с почвенными грибами.

Данное сожительство развилось на торфянистых и перегнойных почвах, столь характерных для древней растительности. Азот данных почв мог стать доступным корням высших растений в значительной мере благодаря грибам, которые, пронизывая частицы почвы, производят разложение перегнойных веществ и переводят содержащийся в них азот в доступные аммонийные формы. В клетках коры корней, несущих внутреннюю микоризу, находят много сахарозы, которая не только усваивается грибом, но и откладывается им в запас. Эти же клетки коры оказываются богатыми фосфором и калием.
Целью данной работы является изучения микоризы, ее основных типов и свойств, а также влияния на другие растения.

1. Микориза. Общие сведенияМикориза - симбиотическое обитание грибов на корнях и в тканях корней высших растений. Симбиоз означает тесные взаимоотношения между организмами разных видов, при которых хотя бы один или оба организма извлекают для себя пользу. В микоризе гриб получает от корней углеводы и снабжает растение водой и минеральными элементами питания [2].
Микориза - термин обозначения корней, тесно сросшихся с грибом в один орган - грибокорень (от греч. muchu - гриб, riza - корень). Такие корни встречаются у многих деревьев, каких как дуб, бук, граб, орешник, ива, тополь, многие хвойные деревья. Молодые корни данных растений сплошь оплетаются тоненькими гифами (нитевидными образованиями) гриба. По мере нарастания корня нарастает окутывающий его грибной чехол.
Эволюционный успех наземных растений во многом был обеспечен симбиозом с почвенными грибами и бактериями, которые снабжают растение соединениями азота и фосфора, получая взамен питательные вещества, образуемые растением в ходе фотосинтеза.
2. Виды микоризыПервые открытия сделаны с помощью микроскопа, когда были обнаружены грибные нити, оплетающие корни растений. Микроскоп позволил увидеть и другой вид микоризы, который живет внутри корня, проникая и разрастаясь внутри корневых клеток. Первый вид был назван эктомикоризой, иными словами, наружной микоризой. Он был найден на корнях почти всех древесных растений. Гифы гриба оплетают корень, образуя сплошной чехол. От чехла тянутся во все стороны тончайшие нити, пронизывая почву на десятки метров вокруг дерева. Грибы, которые люди собирают в лесу, – это плодовые тела эктомикоризы, в которых образуются споры. Их можно уподобить подводной части айсберга [1].
Эктотрофная Микориза характерна для многих деревьев (дуб, ель, сосна, берёза), кустарников (ива), некоторых кустарничков (дриада) и травянистых растений (гречиха живородящая).
В образовании микоризы на корнях одного растения может участвовать не один, а несколько видов грибов. Однако, как правило, в растительных сообществах встречаются лишь определённые грибы - микоризообразователи – симбионты данных видов растений.
Второй вид микоризы – эндомикориза, внутренняя микориза, характерна главным образом, для травянистых и для большинства культурных растений (абрикоса, арахиса, артишока, банана, бамбука, баклажана, бегонии, винограда, вишни, гороха, груши, ежевики, клевера, земляники, лука, лилий, малины, перца, томатов, тыквы, сливы, смородины). Эндотрофная микориза более древнего происхождения. На одном растении часто можно обнаружить оба вида микоризы.
У растений семейства вересковых, грушанковых, брусничных и шикшевых гифы гриба в клетках образуют клубки, позднее перевариваемые растением. В образовании микоризы такого типа участвуют фикомицеты (низшие грибы). У растений семейства орхидных гифы гриба из почвы проникают в семя, образуя клубки, через определенное время перевариваемые клетками семени [3].
3. Роль микоризы в жизни растенийГифы гриба на порядок тоньше корневых волосков, поэтому способны проникать в тончайшие поры почвенных минералов, которые имеются в каждой отдельной песчинке. В одном кубическом сантиметре почвы, окружающей корни, общая протяженность нитей микоризы составляет от 20 до 40 метров. Нити грибов постепенно разрушают почвенные минералы, добывая из них минеральные элементы питания растений, которые не находятся в почвенном растворе, в том числе такой важный элемент как фосфор. Микориза играет очень важную роль в снабжении растений фосфором, а также рядом микроэлементов, как например цинком и кобальтом [4].
Растение, в свою очередь, отдает микоризе от 20 до 30% усвоенного им углерода в виде растворимых органических соединений.
Нити грибов, переплетаясь под землей, могут осуществлять связь одного растения с другим путем переноса и обмена органических и минеральных соединений. Это не просто растущие рядом растения, а общий организм, связанный в единое целое подземной сетью многочисленных тончайших нитей. Данное явление можно охарактеризовать как взаимопомощь, когда более сильные растения подкармливают более слабых. Особенно нуждаются в этом растения с очень мелкими семенами. Микроскопический проросток не смог бы выжить, если бы на первых порах его не взяла на свое попечение общая питательная сеть. Обмен между растениями был доказан опытами с радиоактивными изотопами [4].
Семена орхидей имеют микроскопически маленькие размеры и не содержат никаких питательных веществ, поэтому могут прорасти только при наличии гриба-симбионта. Ростки орхидных длительное время должны питаться через симбионтов, которые разрушают готовые органические вещества. Вследствие этого орхидные изначально обзаводятся целой свитой микоризных грибов, способных давать им возможность осваивать питательные вещества. Через определенное время симбиоз становится им не нужен, и гриб погибает, но не раньше, чем успеет образовать большое количество дозревших спор, которые будут разнесены водой или ветром и вновь вступят в симбиотические отношения с новыми ростками орхидных.
Микориза помогает растениям переносить стрессы, засуху, недостаток питания. Считается, что без микоризы величественные тропические леса, леса из дубов, эвкалиптов, секвой не могли бы противостоять неизбежным в природе климатическим воздействиям.
Микориза обладает определенной избирательностью, и, если в сообществе растений распространился определенный вид микоризы, то это не значит, что он будет одинаково благосклонен ко всем видам растений. Предполагают, что видовой состав растительных сообществ во многом зависит от свойств микоризы. Некоторые, не соответствующие ей виды, она может просто искоренить, не снабжая их питанием. Растения данного неугодного вида постепенно слабеют и умирают [4].
Долгое время микоризные грибы не удавалось выращивать в искусственных условиях. Но с 1980 года данные трудности были преодолены. Возникли фирмы, которые производят некоторые виды микоризы на продажу. Эктомикоризу выращивают для применения в лесных питомниках. Установлено, что введение микоризы в зону корней значительно улучшает рост саженцев.
Высокие дозы минеральных удобрений и ядохимикаты, особенно фунгициды, подавляют развитие микоризы. Ее нет в почвах, лишенных плодородия в результате неумелого ведения хозяйства, строительства, в почвах лишенных гумуса.
Обычно препарат микоризы имеет вид порошка, содержащего споры. Им обрабатывают семена или корни саженцев. Для декоративных и овощных растений используют препараты эндомикоризы, для древесных и кустарников – препараты эктомикоризы. Однако, чтобы получить хороший эффект, необходимо выполнить важное условие – перейти на органический метод садоводства. Нужно применять органические удобрения, не перекапывать почву (только рыхлить), отказаться от применения высоких доз минеральных удобрений и фунгицидов [1].
Таким образом, микориза оказывает на растение благоприятное воздействие - за счёт развитого мицелия увеличивается поглощающая поверхность корня и усиливается поступление в растение воды и питательных веществ. Грибы - микоризообразователи способны разлагать некоторые недоступные растению органические соединения почвы, вырабатывать вещества типа витаминов и активаторов роста. Гриб же использует некоторые вещества (углеводы), извлекаемые им из корня растения. При разведении леса на почве, не содержащей грибов - микоризообразователей, в неё вносят в небольших количествах лесную землю, например при посеве желудей - землю из старой дубравы [5].
Без микоризы большинство шляпочных грибов не смогло бы образовывать плодовые тела: на это просто не хватило бы сил. Редкое исключение из правила - шампиньоны, которые микоризу не образуют. И всё-таки микоризные шляпочные грибы можно вырастить на выбранном месте - но не на грядке, а у подходящего дерева. Большое количество микоризных грибов могут жить не с одной, а со многими древесными породами. Например, подосиновик образует микоризу не только с осиной, но и с березой, а белый гриб сожительствует с пятью - десятью деревьями.

Заключение

Микориза - интересное и уникальное явление в природе: абсолютно разные по строению и способу жизни организмы объединяются, чтобы оказать друг другу помощь в существовании.
Как видно из вышеприведенных примеров, значение микоризных грибов очень большое: они способствуют росту и успешному развитию древесных, кустарниковых и травянистых растений, во много раз увеличивая поглотительную способность корней. Три четверти растительного мира питаются при помощи грибов. Степи, луга, леса в таком их виде, который привычен для человека, не смогли бы существовать без микоризы.
К микоризным грибам относится большое количество микромицетов, практически все трубчатые, все сыроежковые и около 35 % всех пластинчатых грибов. Поэтому каждый, кто бывает в лесу, не должен уничтожать неизвестные ему и даже ядовитые грибы, поскольку они нужны самому лесу и его жителям

Список используемых источников и литературы

1. Дерябин, В.А. Экология: учебное пособие / В.А. Дерябин, Е.П. Фарафонтова. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016.— 136 с.
2. Катенин А. Е. Микориза растений / А. Е. Катенин. - М., «Высшая школа», 2018. - 145 с.: ил.
3. Селиванов, И. А. Микосимбиотрофизм как форма консортивных связей в растительности / И. А. Селиванов. - М.: Наука, 2016. - 231 с.: ил.
4. Роль микоризы в жизни растений // Интернет-ресурс: https://helpiks.org/.
5. Грибы-симбионты // Интернет-ресурс: https://greenagrolab.ru/.