Mykorrhiza är det symbiotiska sambandet mellan växtrötter och specialiserade marksvampar. Detta förhållande är en av de viktigaste biologiska processerna i terrestra ekosystem och modernt jordbruk, men det förblir i stort sett osynligt under marken. Genom mykorrhizanätverk får växterna tillgång till vatten och näringsämnen som deras rötter inte kan nå, medan svamparna får kolföreningar som produceras genom fotosyntesen.
I jordbrukssystem blir det allt viktigare att förstå och stödja mykorrhiza eftersom jordbrukare står inför försämrad markhälsa, ineffektivitet när det gäller näringsämnen och klimatdriven stress. Mykorrhizasvampar ökar näringsupptaget, förbättrar torktoleransen och bidrar till en långsiktig markstruktur, vilket gör dem till en hörnsten i en hållbar växtproduktion.
Mykorrhiza härstammar från de grekiska orden mykes (svamp) och rhiza (rot). Det beskriver ett ömsesidigt fördelaktigt förhållande där svampar koloniserar växtrötter och sträcker ut sina hyfer i den omgivande jorden.
En mykorrhiza (plural: mycorrhizae eller mycorrhizas) är en symbiotisk förening - oftast mutualistisk, men ibland neutral eller svagt patogen - mellan en svamp och en växts rötter. I denna förening koloniserar svampen värdväxtens rotsystem och blir en integrerad del av gränssnittet mellan jord och växt.
Mykorrhizasvampar koloniserar växtrötter på två huvudsakliga sätt:
Intracellulär kolonisering, som hos arbuskulära mykorrhizasvampar (AMF), där svampstrukturer bildas inuti rotkortikala celler.
Extracellulär kolonisering, som hos ektomykorrhizasvampar, där svamphyfer bildar en mantel runt rötterna och tränger in mellan cellerna i stället för att tränga in i dem.
Mykorrhiza är en grundläggande komponent i marklivet och markkemin och påverkar näringscykeln, markaggregationen och växtproduktiviteten i nästan alla terrestra ekosystem.
Mykorrhiza bildar mutualistiska relationer med rötterna hos de allra flesta landväxter. Även om endast en bråkdel av växtarterna har undersökts i detalj, tyder bevisen på att cirka 95% av växtfamiljerna är övervägande mykorrhizala.
I denna mutualism:
Växten levererar kol till svampen i form av kolhydrater.
Svampen förser växten med vatten och mineralnäringsämnen.
Detta utbyte är inte passivt. Det regleras av båda parter och reagerar dynamiskt på näringstillgång, miljöbelastning och växternas efterfrågan.
I ett mykorrhizasamhälle får svampen relativt konstant och direkt tillgång till kolhydrater som glukos och sackaros som produceras genom fotosyntesen. Dessa kolhydrater transporteras från sina källvävnader (främst blad) till rötterna och överförs sedan till svamparna.
I gengäld drar växten nytta av mycelets mycket större absorptionsförmåga för vatten och mineralnäringsämnen. Denna fördel beror på svamphyfernas stora förhållande mellan yta och volym i förhållande till växtrötterna.
Enbart växtrötter kan vara oförmögna att effektivt tillgodogöra sig vissa näringsämnen - särskilt fosfor, som ofta förekommer i former som är dåligt rörliga eller kemiskt bundna i jorden, särskilt i alkaliska eller mycket vittrade jordar. Mykorrhizamycel kan komma åt dessa fosforpooler och överföra dem till växten, vilket avsevärt förbättrar näringsupptaget.
De mekanismer genom vilka mykorrhiza förbättrar näringsupptaget är både fysiska och kemiska.
Mykorrhizahyferna är mycket mindre i diameter än till och med de finaste växtrötterna. Detta gör att de kan:
utforska mikroporer i jorden som är otillgängliga för rötter
Sträcka sig flera centimeter till meter bortom den rotutarmande zonen
Öka den effektiva rotzonens yta många gånger om
Svampars cellmembran skiljer sig fundamentalt från växtmembran. Mykorrhizasvampar kan utsöndra organiska syror och enzymer som:
Mobiliserar bundna näringsämnen
Förskjuter joner från jordpartiklar
Öka näringsämnenas löslighet i rhizosfären
Dessa mekanismer gör mykorrhiza särskilt fördelaktig i näringsfattiga, kompakta eller kemiskt utmanande jordar.
Växter som koloniseras av mykorrhizasvampar är ofta mer motståndskraftiga mot:
Jordburna patogener
Torka och stress
Salthalt
Toxicitet av tungmetaller
Dessa fördelar uppstår genom flera samverkande faktorer, inklusive förbättrat vatten- och mineralupptag, förändrade rotexudationsmönster, fysisk ockupation av infektionsställen och förbättrad aktivering av växtens försvarsvägar.
Växter som odlas i sterila jordar eller artificiella odlingsmedier presterar ofta dåligt om inte mykorrhizasvampar introduceras. Utan svampkolonisering är näringstillförseln - särskilt fosfor och mikronäringsämnen - ofta starkt begränsad.
I miljöer med tidig succession och i förstörda landskap kan avsaknaden av mykorrhizasvampar avsevärt bromsa växternas etablering och tillväxt. Mykorrhiza spelar en nyckelroll vid markåterställning genom att underlätta vegetationsetablering och initiera näringscykelprocesser.
Mykorrhiza anses allmänt vara ett av naturens mest effektiva biologiska system för att öka produktiviteten och samtidigt upprätthålla hållbarheten. Under årtionden av forskning har deras fördelar konsekvent dokumenterats för olika grödor och ekosystem.
Expansion av näringsupptagningszoner långt bortom rotsystemet
Förbättrat upptag av fosfor och orörliga mikronäringsämnen som zink, koppar, järn, molybden, kobolt och magnesium
Ökad fotosyntetisering och biomassaproduktion
Förbättrad tolerans mot torka, salthalt, värme och tungmetallstress
Ökad motståndskraft mot jord- och rotburna patogener
Förbättrad jordaggregering och strukturell stabilitet
Bidrag till långsiktig markbördighet och återställande av mark
Mykorrhizasvampar är också unikt motståndskraftiga. De producerar vilostrukturer, t.ex. sporer, som gör att de kan överleva ogynnsamma miljöförhållanden och återuppta sin aktivitet när förhållandena förbättras.
Mykorrhizae uppvisar en extraordinär ekologisk anpassningsförmåga. De förekommer i miljöer som sträcker sig från öknar och tropiska skogar till tempererade jordbrukssystem och arktiska ekosystem. En enda mykorrhizaart kan associera sig med ett brett spektrum av växtvärdar och bidra till ekosystemets stabilitet och produktivitet under olika förhållanden.
Mykorrhiza är det enda svampsystem som är allmänt erkänt som ett biogödselmedel, på grund av sin konsekventa och direkta roll i näringsupptaget. Genom att förbättra näringseffektiviteten kan mykorrhiza minska beroendet av kemiska gödningsmedel - ibland med betydande marginaler - samtidigt som grödornas prestanda bibehålls eller förbättras.
De bidrar också till markskydd genom att stabilisera aggregat, minska erosionen och återställa försämrad markproduktivitet.
Mykorrhiza är inte en kompletterande egenskap hos växttillväxt - det är ett grundläggande biologiskt system som ligger till grund för näringsupptag, markstruktur, växters motståndskraft och ekosystemens stabilitet. Genom att utöka det funktionella rotsystemet och integrera växter i komplexa marknätverk möjliggör mykorrhiza hållbar produktivitet i både naturliga system och jordbrukssystem.
Att stödja mykorrhizafunktionen är därför inte valfritt för långsiktig markhälsa och grödors motståndskraft - det är avgörande.
Smith, S. E., & Read, D. J. (2008). Mycorrhizal symbiosis (3:e upplagan). Academic Press.
https://www.sciencedirect.com/book/9780123705266/mycorrhizal-symbiosis
Brundrett, M. C., & Tedersoo, L. (2018). Mykorrhizasymbiosernas evolutionära historia och den globala mångfalden av värdväxter. New Phytologist, 220(4), 1108-1115.
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.14976
van der Heijden, M. G. A., Martin, F. M., Selosse, M. A., & Sanders, I. R. (2015). Mykorrhizas ekologi och evolution. New Phytologist, 205(4), 1406-1423.
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.13288
FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO). Jordens biologiska mångfald och ekosystemtjänster.
https://www.fao.org/soils-portal/soil-biodiversity/en/
Fotokälla och kredit: Premier Tech. https://www.pthorticulture.com/en-us/training-center/mycorrhizae-and-plants-make-great-allies och Wikipedia Commons.
Mykorrhiza på Wikipedia: https: //en.wikipedia.org/wiki/Mycorrhiza