Ciupercile reprezintă o parte importantă a ecologiei microbiale. Majoritatea ciupercilor descompun lignina și materia organică greu de digerat din sol, iar unele consumă zaharuri simple.
Ciupercile descompun resturile organice oferindu-le ulterior diferitor tipuri de microbi posibilitatea de a începe să descompună și să proceseze resturile în produse utilizabile.
Studiile arată că 80-90% din plante formează relații simbiotice de micorize cu ciuperci prin formarea de rețele de hife. Hifele au aproximativ 1/60 din diametrul majorității perișorilor absorbanți ai plantelor și ajută planta în achiziționarea azotului, fosforului, micronutrienților și apei în schimbul zahărului produs de plantă.
Ciupercile micorizice sunt de obicei albe sau galbene, în timp ce rădăcina din partea superioară este de culoare maro deschis sau cafeniu (Sursă: Randall Reeder):
Citiți mai multe despre Micoriza – ce este și ce oferă plantelor. Cum sporim ciupercile micorizice în sol.
Ciupercile acționează ca niște coșuri de reciclare naturale, reabsorbind și redistribuind nutrienții din sol înapoi la rădăcinile plantelor.
Ciupercile din sol reprezintă între 10 și 30 la sută din rizosferă (zonă situată lângă rădăcină, dominată de microbi din sol, unde au loc multe procese chimice și biochimice). În general, există mai puține ciuperci individuale decât bacterii, dar într-un sol sănătos ciupercile domină biomasa totală datorită dimensiunii lor mai mari.
Ciupercile preferă soluri ușor acide, cu perturbări reduse, plante perene, surse interne de nutrienți direct de la plantă și forme foarte stabile de reziduuri organice cu valori ridicate de carbon față de azot (C:N) și timp de descompunere mai lent.
Bacteriile domină în ecosisteme perturbate, cu reciclare rapidă a nutrienților, valori scăzute C:N, preferă plantele anuale și suplimentarea externă cu nutrienți în afara plantei (potrivit Lavelle & Spain, 2005).
Ciupercile sunt organisme multicelulare care cresc rapid și pe distanțe mari în sol. Acest lucru le permite să punteze golurile din sol, astfel încât să transporte nutrienți pe distanțe relativ mari înapoi la plante.
Practicile agricole pot fie să crească, fie să scadă populația locală de ciuperci micorizale din sol. O plantă colonizată de ciuperci micorizale atinge mai mult sol pentru a accesa mai mulți nutrienți și apă, comparativ cu plantele necolonizate (Sursă: Adam Cobb):
Există patru grupuri majore de ciuperci din sol: Zygomycota (cunoscute ca mucegaiuri), Ascomycota (drojdii), Basidiomycota (majoritatea ciupercilor, bureților) și Deuteromycota (lichenii și ciupercile micorizale).
Ciupercile patogene cauzează multe boli ale rădăcinilor agricole, inclusiv Phytophthora, Rhizoctonia, Phythium și Verticillium. Ascomicetele sunt microscopice ca dimensiune și domină în solurile agricole și în iarbă, în timp ce Basidiomicetele au corpuri mari fructifere sau ciuperci care domină în soluri cu resturi multe și în păduri.
Ciupercile micorizale mutualiste formează o relație benefică cu plantele. Unele specii de plante, precum familia Brassicaceae (de exemplu, varză, broccoli, muștar, rapiță) și familia Chenopodiaceae (de exemplu, lobodă, spanac, sfeclă și ridiche oleaginoasă) nu formează asocieri micorizale.
Majoritatea ciupercilor din sol descompun reziduuri organice greu de descompul, bogate în celuloză și lignină. Eficiența utilizării carbonului de către ciuperci este de aproximativ 40–55 la sută, astfel încât acestea stochează și reciclează mai mult carbon (raport C:N de 10:1) și mai puțin azot (10 la sută) în celulele lor decât bacteriile.
Deși ciupercile sunt mai puține la număr, ele egalează sau depășesc biomasa bacteriilor datorită dimensiunii lor mai mari. Ciupercile sunt mai specializate, dar au nevoie de o sursă constantă de hrană și cresc mai bine în condiții de sol neperturbat.
Citiți mai multe despre No-till: 3 condiții ca solul să înceapă să lucreze pentru tine.
Ciupercile și bacteriile reciclează nutrienții din sol și, în general, au o relație simbiotică cu majoritatea plantelor.
Interacțiunea dintre plante și microbi
Microbii și plantele împreună reglează multe procese ale solului, inclusiv ciclul carbonului și reciclarea nutrienților. Diversitatea speciilor de microbi și populația totală de microbi determină capacitatea plantelor de a obține nutrienți din sol, cum ar fi azotul, fosforul și micronutrienți.
Diversitatea și abundența plantelor pot schimba întregul ecosistem al solului prin eliberarea de secreții radiculare care atrag sau inhibă creșterea unor organisme specifice. Aceste substanțe bogate în carbon pot varia de la mai puțin de 10 la sută până la 20 la sută din producția totală de carbon a unei plante.
Plantele secretă cantități mari de compuși specifici de carbon în sol pentru a fi folosiți de microbi ca sursă de hrană și energie și pentru a îmbunătăți și îmbogăți structura solului.
Încurajând anumite specii de microbi, aceștia, la rândul lor, furnizează nutrienți rădăcinilor plantelor și pot asigura controlul unor microorganisme patogene.
Ciupercile din sol formează rețele asemănătoare unei pânze de păianjen pentru a explora profilul solului în căutarea nutrienților din sol (Sursă: Tim Wilson):
Ciupercile folosesc antagonismul pentru a reduce concurența, producând anticorpi care inhibă creșterea altor microorganisme. Ele produc multe vitamine care promovează creșterea plantelor.
Concurând cu alte ciuperci pentru nutrienți, ciupercile benefice împiedică stabilirea organismelor patogene și cauzatoare de boli. Am putea spune că, plantele hrănesc, cresc și încurajează anumiți microbi la fel cum fermierii cresc și hrănesc plantele și animalele pentru hrană și fibră.
Multe plante au un raport preferat de fungi și bacterii (raport F:B). Cele mai multe culturi de legume preferă mai multe bacterii cu un raport F:B de 0,3 până la 0,8 F:B, care este optim pentru morcovi, salată, broccoli și culturi de varză.
Tomatele, porumbul și grâul preferă un raport F:B de 0,8 până la 1:1. Gazonul preferă un raport F:B de 0,5 până la 1:1, iar pe solurile din pădure, copacii cresc mai bine cu un raport F:B de 10:1, unde solul este mai acid.
Multe soluri agricole lucrate convențional au un raport F:B de 0,1 până la 0,3, cu soluri bogate în azot, cu carbon scăzut, pH neutru și cu condiții de sol perturbate, care promovează dezvoltarea de buruieni.
Culturile anuale preferă rapoarte F:B mai scăzute, iar plantele perene preferă un raport F:B mai mare. Multe plante favorizează anumite specii de bacterii și ciuperci pentru a crește extracția de nutrienți din sol.
Ciupercile benefice, alături de unele bacterii, pot forma de asemenea plase și rețele protectoare în jurul rădăcinilor și chiar al frunzelor pentru a proteja planta-gazdă. De exemplu, Trichoderma protejează rădăcinile plantelor de atacul microorganismelor dăunătoare.
Citiți mai multe despre Trichoderma – ciuperca ce stimulează creșterea culturilor și combate bolile.
Ciupercile protejează de asemenea plantele furnizând un înveliș protector pentru a furniza atât apă, cât și fosfor rădăcinilor plantelor în perioadele de secetă.
Hifele trebuie să fie în contact strâns cu reziduurile organice vii sau moarte din sol pentru a absorbi nutrienții, așa că de obicei cresc în asociere cu alte microorganisme din sol. Ele concurează agresiv pentru nutrienți rari, iar concurența rezultă de obicei într-o succesiune sau schimbare a populațiilor microbiale pe măsură ce nutrienții sunt absorbiți sau epuizați.
Colonizatorii inițiali absorb zaharurile simple, aminoacizii și vitaminele din părțile plantelor, cum ar fi fructele, semințele și legumele. Dominanța acestor ciuperci este de scurtă durată deoarece produsele reziduale se acumulează rapid.
Degradatorii de celuloză apar în continuare și sunt ciupercile cele mai diverse și competitive. De exemplu, degradarea paielelor cu un raport ridicat C:N (80:1) necesită ca ciuperca să paraziteze sau să descompună alte ciuperci pentru a obține azot pentru creștere și producția de enzime.
Degradarea ligninei este stimulată de azot scăzut. Lignina reprezintă 60 la sută din masa totală a humusului, dar numărul scăzut de specii de ciuperci care pot degrada lignina reduce concurența (Dick, W., 2009).
V-ar putea fi util și articolul Degradarea biologică a solului. Cum ne ajută „un sol viu” și cum să-l protejăm.
Bibliografie:
- Cobb, A.B., Wilson, G.W., Goad, C.L., Bean, S.R., Kaufman, R.C., Herald, T.J. and Wilson, J.D., 2016. The role of arbuscular mycorrhizal fungi in grain production and nutrition of sorghum genotypes: Enhancing sustainability through plant-microbial partnership. Agriculture, Ecosystems & Environment.
- Biological Diversity: Fungus, November, 2014, Retrieved from.
- Dick, R. (2009). Lecture on Soil Fungus in Soil Microbiology, Personal Collection of R. Dick, The Ohio State University School of Environment and Natural Resources, Columbus, OH.
- Dick, W. (2009). Lecture on Biochemistry Process in Soil Microbiology, Personal Collection of W. Dick, The Ohio State University School of Environment and Natural Resources, Columbus, OH.
- Ingham, E.R. (2009). Soil Biology Primer, Chapter 4: Soil Fungus. Ankeny IA: Soil & Water Conservation Society. Pg. 22-23.
- Islam, K.R. (2008). Lecture on Soil Physics, Personal Collection of R. Islam, The Ohio State University School of Environment and Natural Resources, Columbus, OH.
Comentarii