همزیستی در قارچ مایکوریزا

کود های بیولوژیکی نسل جدیدی از کود های موجود می باشند و در حقیقت میکرو ارگانیسم های مفیدی هستند که در تغذیه گیاهان نقش همزیستی داشته و به تثیبت و جذب بهتر عناصر کمک می کنند. کودهای زیستی (کود بیولوژیک) به مواد حاصلخیزکننده‌ ای گفته می‌شود که دارای تعداد کافی از یک یا چند گونه از میکروارگانیسم‌ های سودمند خاکزی هستند. کودهای زیستی، میکروارگانیسم ‌هایی هستند که قادرند عناصر غذایی خاک را در یک فرآیند زیستی تبدیل به مواد مغذی همچون ویتامین ها و دیگر مواد معدنی کرده و به ریشه خاک برساند. مصرف کودهای زیستی کم هزینه تر هستند و در اکوسیستم آلودگی به وجود نمی‌ آورد. کودهای زیستی مواد نگهدارنده میکروارگانیسم ‌های سودمند خاک می ‌باشند. کود مایکوزیرا Mycorrhiza یکی از این نمونه کودهای بیولوژیک می باشد. در پاسخ به پرسش کود مایکوریزا چیست می توان گفت که مایکوریزا در واقع استفاده مفید و مؤثر از قارچ ‌های همزیست کننده مایکوریزا می ‌باشد که باعث افزایش توانایی و مقاومت گیاه می ‌شود. جایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی است. بدون بو می‌باشد. در برابر تنش‌های زیست ‌محیطی و غیر زیستی مقاوم است. در این راستا استفاده از روش ها و کود های زیستی بسیار موثر و موفق بوده که یکی از این روش ها استفاده از قارچ های همزیست کننده مایکوریزا میباشد. از آنجایی که قارچ های مایکوریزی موجب افزایش توانایی گیاه میزبان در جذب عناصر معدنی از خاک و به خصوص از منابع غیر قابل دسترس آنها می شوند، لذا عقیده بر این است که این قارچ ها می توانند جایگزین خوبی برای کودهای شیمیایی مصرف شده بالاخص کودهای فسفاته در اکوسیستم های مختلف باشند. در این مقاله تلاش داریم تا در مورد همزیستی در قارچ مایکوریزا Mycorrhiza با شما عزیزان سخن بگوئیم. امروزه استفاده از بیوتکنولوژی خاک با هدف بهره گیری از پتانسیل ارگانیسم های مفید خاکزی به منظور تولید حداکثر محصول، در ضمن توجه به بهبود کیفیت خاک و رعایت بهداشت و ایمنی محیط زیست، مورد توجه قرار گرفته است. به طور کلی محصولاتی شامل سلول های زنده از گونه های مختلف میکروارگانیسم ها که توانایی تبدیل عناصر غذایی از فرم غیر قابل جذب به فرم قابل جذب برای استفاده گیاهان را دارند، به عنوان کودهای بیولوژیکی محسوب می شوند که شامل باکتری های تثبیت کننده ازت مولکولی، قارچ های میکوریزا، میکروارگانیسم های حل کننده فسفات های نامحلول، باکتری های رایزوسفری محرک رشد گیاه، میکروارگانیسم های تبدیل کننده مواد آلی زائد به کمپوست، کرم های خاکی تولید کننده ورمی کمپوست و ... می باشند. استفاده از این تولیدات میکروبی مزیت هایی نسبت به مواد شیمیایی متداول دارد، از جمله مطمئن تر از بسیاری از مواد شیمیایی کنونی هستند، هیچ گونه مواد سمی یا میکروبی در چرخه غذایی وارد نمی کنند، تکثیر خودبخودی این میکروب ها نیاز استفاده دائم و مکرر از آن ها را مرتفع می سازد، ارگانیسم های هدف مقاومت خود را به مواد سمی که برای از بین بردن آفات استفاده می شوند، گسترش می دهند، کنترل بیولوژیکی گسترش یافته در اثر استفاده از این مواد، اثر زیان بخشی بر پروسه های اکولوژیکی ندارد. البته استفاده از کودهای بیولوژیکی دارای مشکلاتی مثل عدم سهولت در استفاده و عدم پاسخ سریع و اقتصادی، حساسیت موجودات زنده به شرایط محیطی، پیچیدگی روابط بین میکروارگانیسم ها و واکنش های آنتاگونیسمی نیز می باشد.

در مورد انواع نقش هایی که کود مایکوریزا در رشد گیاهان دارد می توان به مواردی اشاره داشت. همزیستی مایکوریزی سبب افزایش تحمل گیاهان میزبان به دمای زیاد، آلودگی قارچ های بیماری زا و اسیدیته بالای خاک و همچنین تحمل به خشکی می شود. مایکوریزا با ریشه گیاه همزیست شده و سطح جذب ریشه را از صد تا هزار برابر می کند که موجب می شود گیاه در مقابل تمام تنش های زیستی و غیر زیستی بسیار مقاوم شود، همچنین در شرایطی که نسبت مواد معدنی در خاک نا مناسب بوده و رشد گیاه کاهش یافته و یا در مواردی باعت سمیت در گیاه می شود. در این حالت مایکوریزا باعث تنظیم جذب مواد غذایی در ریشه شده و شرایط مناسبی برای گیاه ایجاد کرده تا گیاه بتواند در بهترین شرایط رشدی قرار بگیرد. تولید هورمون های محرک رشد گیاه مانند اکسین و سایتوکینین. قارچ های مایکوریزی قادر به کاهش غلظت اسید آبسزیک و افزایش هورمون اکسین و جیبرلین ها هستند. قارچ های مایکوریزا تأثیر به سزایی بر تعاملات و روابط متقابل گیاه با سایر ارگانیسم ها دارند. قارچ مایکوریزا به طور موثری باعث افزایش ظرفیت جذب عناصر پرمصرف و کم مصرف از طریق تولید آنزیم های متفاوتی مانند فسفاتازها و حلالیت عناصری مانند فسفر و عناصر کم تحرک به خصوص در شرایط تنش خشکی می شوند.

برای درک بهتر نحوه همزیستی در قارچ مایکوریزا Mycorrhiza می توان اینگونه بیان کرد که در رابطه بین گیاه و قارچ، گیاهان چیزی حدود سی درصد از شکر تولیدی خود را به قارچی به ‌نام مایکوریزا که در ریشه آن ‌ها قرار دارد، تحویل می‌دهند. سؤال اینجا ست که این کار چقدر برای گیاه ارزش دارد؟ نکته ای که وجود دارد این است که در ذهن بسیاری از افراد اینگونه جا افتاده است که قارچ ها مضر هستند و عموما بیماری زا می باشند. مسلما برخی بیماری ها مانند سیاهک، زنگ گیاهی (پوسیدگی)،‌ بادزدگی، کپک پودری، پژمردگی فوزاریوم (پژمردگی قارچی) توسط قارچ ها ایجاد می شوند. در واقع، اولین واکنش ما در مقابل قارچ ‌ها،‌ استفاده از قارچ کش می باشد. با این حال، در ناحیه ریشه، گیاهان تا حد زیادی از رشد قارچ‌ ها به ‌نوعی دیگر حمایت می‌ کنند. قارچ ها نقش های زیادی در خاک دارند از جمله اینکه می توان به عنوان پاتوژن گیاهی، شرکت فعال درتجزیه بقایای گیاهی و جانوری و شرکت در روابط مایکوریزایی را نام برد. قارچ ها را نمی توان با چشم غیر مسلح مشاهده کرد (به غیر از قارچ های چتری که با چشم دیده می شوند). بر اساس ارزیابی های انجام شده ثابت شده که درهر گرم خاک حاصلخیز ده تا صد متر از رشته های قارچی وجود دارد که اگر طول هر رشته پنج میکرومتر و وزن مخصوص آن ۱.۲ گرم در سانتی متر مکعب باشد وزن قارچ در خاک تقریبا صد پوند است. بهترین محل برای مطالعه قارچ ها ناحیه ریزوسفر است که قارچ های مایکوریزا در آنجا ساکن اند. در مطالعات انجام شده مشاهده گردیده که اگر به خاک، مواد غذایی اضافه شود قارچ از حالت استراحت خارج شده و شروع به فعالیت می کند. علاوه بر این مواد غذایی باعث رشد ریشه و افزایش فعالیت جانوران خاک نیز می گردد. تاکنون فقط حدود پنجاه درصد از قارچ های خاکزی شناسایی شده اند. این مسأله به سبب ناقص بودن روش های جداسازی و روش های شمارش قارچ های خاکزی است که هرکدام محدودیت خاص خود را دارند. مطالعه ارتباط بین گیاه و قارچ چالش‌ برانگیز و پرهزینه است. ما احتمالا هرگز نخواهیم دانست که این همزیستی چگونه عمل می نماید. دانشمندان به شواهدی رسیده ‌اند که فواید قارچ مایکوریزا را نشان می ‌دهد. به طریق مشابه، در بخش‌های پیچیده دیگری، آن ‌ها تئوری ‌هایی را مطرح می‌کنند که در آن این ارتباط دوطرفه به‌ خوبی عمل می ‌کند. وقتی گیاهان فعالیت می‌کنند، حاصل آن به‌شکل تولید قند است. گیاهان در حدود سی درصد از قندهای تولیدی خود را در اختیار قارچ‌ ها قرار می‌دهند، گاهی نیز کمی بیشتر. در مقابل، آنچه که قارچ مایکوریزا در اختیار گیاه می‌گذارد را دریافت می‌کنند. این در واقع مانند پرداخت اجاره ای ست. با این حال، به ‌نظر می‌ رسد که این معامله به ‌سود گیاهان تمام می ‌شود زیرا این گیاهان هستند که سالم ‌تر می ‌شوند و در هنگام برداشت، محصول بیشتری تحویل می‌ دهند. گیاهان در این رابطه دقیقا چه چیزی بدست می‌آورند؟ مطالعات مختلف نشان داده اند که گیاهان به مواردی مهم دست می بایند. تلاش تیم پالیز کشت این است که در رابطه با این موارد با شما صحبت کند: کمک به باکتری تثبیت ‌کننده ازت| کنترل بیماری ‌های گیاهی | جذب بیشتر مواد مغذی | واسطه ‌های زیرزمینی | افزایش دسترسی به آب و تحمل بیشتر خشکی | گلومالین.

ازت (N) برای رشد گیاه ضروری است و بخشی از هر سلول زنده است. نیتروژن نقش بسیار مهمی در گیاهان ایفا می کند و برای سنتز کلروفیل ضروری است. گیاهان اغلب، ازت را به صورت یون آمونیوم یا نیترات جذب می کنند. بخشی از اوره مستقیما توسط برگ ها جذب می شود و مقدار کمی از نیتروژن از موادی مانند اسیدهای آمینه محلول در آب به دست می آید. نیتروژن جزئی از ویتامین ها، اسیدهای آمینه و سیستم های انرژی درون گیاه است که پروتئین های آن را تشکیل می دهند. بنابراین، نیتروژن مستقیما مسئول افزایش میزان پروتئین در گیاهان است. ریزوبیوم، باکتری تثبیت‌کننده ازت (نیتروژن) است که برای تثبیت ازت (N) به مقدار زیادی از فسفر نیاز دارد. با این حال، ریشه حبوباتی که ریزوبیوم روی آن ‌ها لانه می ‌گزیند و فعالیت می ‌کند، قطور است و توانایی استخراج مواد مغذی مانند فسفر را از خاک ندارد. چنانچه قارچ مایکوریزا در اطراف ریشه وجود داشته باشد، هم تثبیت نیتروژن افزایش می ‌یابد و هم فسفر در دسترس گیاه قرار می‌گیرد.

آفات و بیماریهای گیاهی خسارات عمده ای به محصولات کشاورزی در کشور وارد می نمایند. معمولا برای کنترل آفات و بیماری های گیاهی در سراسر کشور از سموم شیمیایی بطور گسترده استفاده شده که علاوه بر تحمیل هزینه های فراوان، موجب آلودگی محیط زیست می گردد. یکی از روش های نوین در مبارزه با آفات و بیماری های گیاهی، استفاده از قارچ ها به عنوان عامل کنترل بیولوژیک می باشد. قارچ کایکوریزا در کنترل بیماری های گیاهی می تواند نقشی مهم ایفا نماید. گیاهی که حاوی قارچ مایکوریزا ست در مقابل بیماری ‌ها مقاومت بیشتری دارد. این قارچ میکروارگانیسم‌ هایی از خاک را که در اطراف ریشه یا منطقه ریزوسفر هستند تحت تأثیر قرار می‌دهد، به ‌نحوی که ارگانیسم‌ های مفید را تقویت کرده و انواع مضر را از بین می ‌برد. این شرایط منجر به تقویت ارتشی از ارگانیسم‌ ها می ‌شود که از گیاه محافظت می ‌کنند، در واقع، برخی از انواع مایکوریزا ‌ها، محافظ غلاف ریشه هستند و از بروز عوامل بیماری ‌زا جلوگیری می ‌کنند. تولید تخصصی ترین مقالات حوزه کشاورزی را از تیم سئو محتوا دریافت خواهید کرد. تئوری ‌هایی که در مورد نحوه عملکرد این قارچ مطرح است شامل این موارد است: ارتباط قارچ گیاه در مقابل بیماری ‌ها مانع ایجاد می‌ کند،‌ این ارتباط با تشکیل ترکیبات آنتی ‌بیوتیک عوامل بیماری ‌زا را دفع می‌ کند، قارچ و گیاه بر سر مواد مغذی با عواملی بیمای ‌زا رقابت می ‌کند و در نهایت ارتباط قارچ و گیاه منجر به فعال ‌شدن سیستم دفاعی گیاه می ‌گردد. در مطالعه ‌ای که در رابطه با دفع بیماری ‌ها بود، نهال ‌های کاج با قارچ فوزاریوم آلوده شدند. دسته دیگر از نهال‌ ها نیز با ریزوپوژن قارچی مایکوریزا آلوده شدند. بیش از نود درصد نمونه‌های شاهد از بین رفتند در حالی که نود و پنج از نهال‌ هایی که با قارچ مایکوریزا Mycorrhiza آلوده شدند، باقی ماندند.

وقتی قارچ مایکوریزا در اطراف ریشه شکل می ‌گیرد، سطح مقطع ریشه از ده لایه به هزار لایه افزایش می ‌یابد. ساختارهای نخ ‌مانند و باریکی، به ‌نام موئینه، که در ابعاد ریز از ریشه شروع می ‌شوند و به تمام بخش‌ های خاک می ‌روند. این موئینه ‌ها موجب افزایش سطح تماس گیاه با خاک اطراف خود می ‌شوند و در نتیجه مواد مغذی که در دسترس گیاه قرار می‌ گیرد نیز افزایش می ‌یابد. موئینه ‌ها در جذب فسفر و تحویل آن به گیاه به ‌شکل قابل استفاده برای آن، نقش بسیار مهمی دارند. فسفر به همراه روی، مس، کلسیم، منیزیم، آهن و منگنز، تحرک زیادی در خاک ندارند و با سایر عناصر موجود ترکیب می‌ شوند، این ترکیبات مستقیما قابل استفاده گیاه نیست. قارچ مایکوریزا از خود اسیدی ترشح می‌کند که کلوخه ‌ها و بخش ‌هایی از خاک را که به هم چسبیده ‌اند، باز می ‌کند. سپس مواد معدنی حاصل ‌شده را به ‌شکلی در اختیار گیاه می ‌گذارد که برای گیاه قابل جذب است. تشخیص علائم کمبود مواد در برگ ‌ها از حرکت مواد مغذی در گیاه اثر می ‌پذیرد. کمبود مواد مغذی که حرکت ندارند، در زردشدن برگ ‌های تازه قابل مشاهده است،‌ این در حالی است که زردشدن برگ‌ های قدیمی به‌ معنای کمبود مواد مغذی متحرک است. علت آن است که مواد مغذی متحرک از برگ‌ های قدیمی به‌ سمت بافت ‌های جدید حرکت می‌ کنند تا آن ‌ها را غنی سازند. مواد مغذی بدون تحرک نیز قادر نیستند که از بافت ‌های قدیمی به ‌سمت بافت‌ های جدید بروند، درنتیجه بافت ‌ها و برگ ‌های تازه در صورت کمبود شان، زرد می‌شوند. مواد مغذی متحرک در گیاه شامل مواد مغذی اولیه NPK هستند. مواد مغذی ثانویه نیز تحرک ندارند مانند کلسیم،‌ منیزیم و اغلب ریزمغذی‌ ها. مدیریت مطلوب مواد مغذی تنها به آگاهی از مقدار مورد نیاز آن‌ ها محدود نمی ‌شود، بلکه باید بدانیم که نحوه حرکت شان در خاک و گیاه چگونه است. تحرک مواد مغذی در خاک، بر جذب آن‌ها توسط گیاه اثر می‌گذارد. همچنین،‌ حساسیت آن‌ ها نسبت به نشت، تبخیر و رواناب، تحت تأثیر حرکت این مواد قرار می‌گیرد. برای مثال نیتروژن به‌ شکل NO۳ به شدت در خاک، متحرک است و فسفر به شکل HPO۴۲- و H۲PO۴- تحرکی ندارد. این بدان معناست که نیتروژن به‌ راحتی در خاک پراکنده می ‌شود و خود را به سطح ریشه می‌ رساند، در این شرایط باید مدیریت خوبی اعمال کرد تا از بروز نشت جلوگیری گزدد. از سوی دیگر، فسفر باید دقیقا در نزدیکی دانه‌ ها به‌ خاک اضافه شود تا ریشه بتواند به‌ آن دسترسی پیدا کند. فسفر اغلب به ‌عنوان عامل محدود کننده رشد گیاه محسوب می ‌شود، قارچ مایکوریزا موجب می ‌شود که حتی خاک ‌هایی که محتوای فسفر کمی دارند، شرایط بهتری برای گیاه فراهم کنند. همچنین، سایر عناصری که به‌ سختی به گیاه می ‌رسند، مانند روی، مس، آهن، کلسیم، منیزیم و منگنز به شیوه مشابه در دسترس گیاه هستند. بدون کمک این گروه از قارچ‌ ها، دو راه باقی می ‌ماند، یا باید از کودهای حاوی عناصر مغذی اضافه کنید که خود خاک در حال حاضر این عناصر را دارد، یا باید با زحمت فراوان PH خاک را تنظیم کنید تا عناصر ذکرشده بیشتر در دسترس گیاه قرار گیرند. با افزایش دسترسی گیاه به عناصر فسفر، روی، مس، آهن و منگنز، علاوه بر اینکه رشد گیاه بهبود می‌یابد، در نهایت مواد مغذی که از خاک جذب شده‌اند وارد محصول تولید شده نیز می ‌شوند.

گیاهان نزدیک به هشتاد درصد از میزان قندی را که تولید می‌ کنند به ریشه ‌های خود انتقال می ‌دهند. همه این مقدار قند به مصرف قارچ مایکوریزا نمی ‌رسد. این قندها جمعیت متنوع و بزرگی از ارگانیسم ‌های خاک در اطراف ریشه را تغذیه می‌ کنند. برخی از شواهد حاکی از آن است که بین گیاهان مختلف، انتقال مواد مغذی در مسیرهای چند جهته صورت می‌ گیرد. در مسیر این انتقال، قارچ‌ ها به‌عنوان یک واسطه عمل می ‌کنند. به ‌عنوان مثال گیاه توسکا می‌ تواند مواد مغذی را به صنوبر برساند، یا درختان بالغی که به نور خورشید دسترسی دارند قادرند مواد مغذی را به نهال‌ هایی که در کف جنگل می ‌رویند منتقل نمایند.

همزیستی Symbiosis یک تعامل یا ارتباط نزدیک زندگی بین ارگانیسم‌ ها از گونه ‌های مختلف به شمار می‌آید که عموما دارای مزایایی برای یک یا هر دو طرف درگیر است. همزیستی گاهی ممکن است اجباری باشد که در این حالت رابطه بین دو گونه به هم وابسته است، به طوری که هر یک از ارگانیسم ‌ها قادر به زنده ماندن بدون دیگری نیستند، علاوه بر این، همزیستی گاهی از نوع اختیاری به شمار می ‌آید که در آن دو گونه از طریق انتخاب در یک رابطه همزیستی قرار می‌گیرند و می‌توانند به صورت جداگانه زنده بمانند. همزیستی‌های اجباری غالباً در طی یک دوره زمانی طولانی تکامل می‌یابند، در حالی که همزیستی‌های اختیاری ممکن است، سازگاری‌های رفتاری مدرن‌تری داشته باشند و در برخی مواقع با گذر زمان همزیستی‌های اختیاری می‌توانند به همزیستی‌های اجباری تبدیل شوند. زندگی گیاهان همزیست با یک موجود زنده دیگر ارتباط کامل دارد. دو گیاه همزیست هر یک از دیگری امتیازی برای زیست خود که فاقد آن است طلب می کند. و معمولا از دو گروه مختلف می باشند . مثل یک گیاه آوندی با یک قارچ حتی با یک باکتری مثل ریزوبیوم یا ریشه نخود همزیست می کند. به طور کلی همزیستی وقتی شکل می گیرد که قارچ بتواند سلول های زنده پوست ریشه را آلوده نماید و این امر بستگی زیادی به شرایط فیزیولوژیک ریشه دارد. قارچ های مایکوریزا Mycorrhiza دسته ای از قارچ ها از خانواده آبسیدیاسه Absidiaceae وارسته گلومال ها Glomales می باشند. مایکوریزا به گیاه شما این امکان را می دهد تا از کود ها و یا حاصلخیز کننده های به کار رفته نهایت استفاده را بکند. در این صورت کشاورزان و یا پرورش دهندگان محصولات گیاهی از هزینه های به کار رفته برای خرید کود ها و حاصلخیز کننده ها نهایت استفاده رابواسطه ی تامین کافی مواد مغذی ( بازده بالای محصول و کارایی نیروی کار ) خوهند کرد.این مفهوم همچنین زمانی به کار می رود که شما از رهایش کنترل شده و یا حلال در آب مواد مغذی آلی برای تغذیه ی گیاه استفاده می کنید. در کشت های بلند مدت، شما حتی می توانید از سطوح پایین تر مواد مغذی استفاده کنید. از مزایای دیگر مایکوریزا این است که شما می توانید در عملیات کشت خود زهکشی نیتروژن و فسفر را کاهش دهید، زیرا گاه در این شرایط میزان بیشتری از مواد به کار رفته را نیز استفاده خواهد کرد که این امر از طریق بهینه سازی مصرف بواسطه ی مایکوریزا و تنظیم دوز مورد نیاز گیاه در طولانی مدت توسط این ارگانیزم صورت می پذیرد.