تأثیر قارچ مایکوریزا در رشد گیاهان

استفاده از عوامل بیولوژیک در تولید محصولات کشاورزی نقش مهمی را در راستای اهداف کشاورزی پایدار بازی می کند. بهینه نمودن استفاده از منابع بیولوژیک به منظور کاستن از نهاده های برون مزرعه ای در عین اینکه باروری و تولید را در گیاهان زراعی حفظ می کند باعث ثبات بیشتر در اکوسیستم نیز می گردد. چرا که در این صورت تنوع سیستم افزایش می یابد.

یکی از راه های استفاده از منابع بیولوژیک ایجاد رابطه با میکروارگانیسم های خاک است. عواملی که حلقه مهمی در چرخه مواد در سطح کره زمین می باشند و منبع مهمی برای تولید پایدار کشاورزی هستند. از جمله این میکروارگانیسم ها می توان به قارچ هایی اشاره کرد که یک جزء غالب در جمعیت میکروبی خاک بوده و با ریشه گیاهان زندگی همزیستی تشکیل داده و سیستم مایکوریزایی را به وجود می آورند یک سیستم مایکوریزایی از سه جزء قارچ، خاک و گیاه میزبان تشکیل شده است که این سه جز برهم اثر گذاشته با هم روابط متقابل دارند.

در این همزیستی قارچ، قند، اسیدهای آمینه، ویتامین و برخی دیگر از مواد آلی را از میزبان دریافت کرده در مقابل مواد غذایی معدنی را از خاک جذب و در اختیار گیاه قرار می دهد و پیوندی مهم در تبادل مواد مغذی بین گیاه و خاک عمل می کنند.

قارچ مایکوریزا به عنوان یک کود زیستی

قارچ های مایکوریزا شبیه قارچ های روی خاک نیستند. این نوع قارچ ها با نفوذ به ریشه های گیاهان باعث القای رشد طولی ریشه می شوند. قارچ های مایکوریزا از با اهمیت ترین میکروارگانیسم های موجود در اغلب خاک های تخریب نشده می باشند، به طوری که بر طبق برخی تخمین های موجود حدود 70 درصد از توده زنده جامعه میکروبی خاک ها را ریسه این قارچ ها تشکیل می دهد.

تمامی گیاهان به نحوی در ارتباط با رابطه همزیستی مایکوریزا می باشند. نظر به اینکه گیاهان اولین تولیدکنندگان در هر اکوسیستمی می باشند، لذا می توان گفت که همه موجودات زنده و تمامی اکوسیستم ها از باکتری ها گرفته تا انسان و از خاک های مرطوب تا صحراهای خشک به نوعی وابسته به روابط همزیستی مایکوریزایی می باشند.

به عبارت دیگر همزیستی مایکوریزا یکی از کاربردی ترین و گسترده ترین رابطه همزیستی موجود در کره زمین است. یکی از مهم ترین اثرات قارچ های مایکوریزا، افزایش عملکرد گیاهان زراعی خصوصا در خاک هایی با حاصلخیزی پایین است. قارچ های مایکوریزا یکی از انواع کودهای زیستی بوده که از طریق رابطه همزیستی با ریشه گیاهان موجب افزایش کارآیی جذب عناصر غذای پرمصرف و حتی کم مصرف توسط گیاهان می شوند.

همچنین از طریق افزایش جذب آب، افزایش مقاومت در برابر تنش های زنده و غیر زنده سبب بهبود رشد، نمو و عملکرد گیاهان میزبان در سیستم های کشاورزی پایدار می شوند. این قارچ ها مستقیماً کربن گیاهی را به صورت مواد آلی به خاک منتقل می کنند و این مواد نقش قطعی برای تشکیل خاک دارند، زیرا باعث چسبیدن ذرات خاک به هم شده و بنابراین به طور غیر مستقیم نیز در تشکیل خاکدانه ها تأثیر دارند.

این قارچ ها نقش مهمی در کارکرد پایدار اکوسیستم ها، به ویژه اکوسیستم های کشاورزی، ایفا می کنند. یکی از مهم ترین نقش های قارچ مایکوریزا در همه اکوسیستم ها حفظ ساختمان خاک است. آنها از طریق حفظ، بهبود پایداری و تشکیل خاکدانه ها نقش مهمی در ثبات خاک دارند.

همچنین ممکن است قارچ های مایکوریزا جزء اصلی ذخیره کربن آلی خاک باشند. تخمین زده می شود که در اکوسیستم های طبیعی، گیاهان همزیست با قارچ مایکوریزا احتمالا10 تا20 درصد از کربن تثبیت شده فتوسنتزی را به این طریق مصرف می کنند.

با وجود کارکردهای مفید، ممکن است در کشاورزی پرنهاده نقش های طبیعی موجودات مایکوریزوسفری به حاشیه رفته باشند، زیرا جوامع میکروبی در سیستم های کشاورزی پرنهاده در اثر شخم، مصرف بالای کودهای غیر آلی، علف کش ها و آفت کش ها تغییر کرده اند. اختلاف عمده ای که در سیستم های کشاورزی پرنهاده و کم نهاده از نظر همزیستی مایکوریزایی وجود دارد ناشی از مصرف نهاده ها، به ویژه فسفر است.

کودهای فسفره به عنوان ممانعت کننده ارتباط همزیستی و تولید اسپور به وسیله قارچ های مایکوریزا شناخته شده اند و به همین جهت تعداد اسپور در خاک مزارع کم نهاده بیشتر گزارش شده است.
رشد هیف خارجی قارچ به داخل خاک با ایجاد یک ساختمان اسکلتی ذرات خاک را بهم متصل می کند و منجر به تشکیل خاکدانه های کوچک می شود این اثر همراه با نگهداری خاکدانه های کوچک به وسیله هیف های قارچ برای تشکیل خاکدانه های بزرگ، اثرات مستقیم قارچ های مایکوریزا در حفظ ساختمان خاک هستند.

عملیات شخم باعث تخریب فیزیکی هیف قارچ شده و اختلاط خاک نیز ممکن است اثر منفی بر کلنی سازی مایکوریزا در ریشه گیاهان داشته باشد، اگرچه قارچ های غیر مایکوریزایی نیز ممکن است تحت تأثیر قرارگیرند.

اهمیت استفاده از قارچ مایکوریزا

بررسی ها نشان داده است که استفاده از قارچ های مایکوریزا سرعت رشد گیاه را افزایش داده و بر تخصیص و انتقال مواد بین ریشه و ساقه اثر می گذارد، به طوری که با جذب بیشتر عناصر غذایی و انتقال آن ها، افزایش وزن خشک اندام های هوایی را موجب می شوند.

این افزایش عملکرد ممکن است به دلیل افزایش سطح جذب ریشه ها باشد، که از طریق میسلیوم قارچ در خاک و برای دسترسی گیاهان زراعی به حجم بیشتری از خاک باشد، همچنین باعث افزایش مقاومت به تنش خشکی در گیاهان، و نیز باعث بهبود رشد گیاهان در خاک های فشرده می شود، از این رو می تواند با نتظیم ساختار خاک، خاک های فشرده را بهبود ببخشد.

قارچ های مایکوریزا با جذب فسفر و سایر عناصر متحرک مثل مس و روی در ذرت، سویا و سورگوم سبب افزایش رشد این گیاهان می شود. برخی از عملیات زراعی از قبیل مصرف بی رویه کودهای شیمیایی، قارچکش ها و آفت کش ها اثر منفی بر حیات و گسترش این قارچ ها دارند. به همین دلیل می توان گفت که اکثر سیستم های کشاورزی فشرده از مزایای این همزیستی محروم اند.

از آنجا که روش های مکانیکی کارامد و مقرون به صرفه نیست، استفاده از روش های بیولوژیکی برای کاهش فشردگی خاک، که ضمن سازگاری با محیط زیست از لحاظ اقتصادی هم مفید می باشد، منجر به ایجاد یک سیستم کشاورزی پایدار می شود. همچنین این قارچ ها با توجه به قابلیت جذب عناصری که سبب مسمومیت خاک و بالا بردن EC خاک و جلوگیری از جذب آنها و عناصر دیگر می شود، کمک زیادی می کنند.

تنوع در توانایی انتقال فسفر و راندمان همزیستی از ویژگی دیگر این قارچ هاست. میسلیوم قارچ مایکوریزا اهمیت حیاتی برای رشد گیاه دارد مثلا می توان به صفات مفیدی همچون تجزیه مواد آلی، انتقال مواد غذایی به گیاه میزبان خود، تشکیل دانه بندی خاک و سرکوب پاتوژن نام برد. این قارچ می تواند در تنظیم آب و اکتساب مواد مغذی توسط گیاه میزبان کمک کند.

قارچ مایکوریزا سود میزبان خود را عمدتا از طریق افزایش جذب یون های نسبتا بی حرکت فسفات فراهم می کند. این موضوع به دلیل نفوذ میسلیوم قارچ به ناحیه ای فراتر از منطقه تخلیه فسفات خاک است. در مقابل قارچ، کربن را از گیاه میزبان دریافت می کند از مزایایی دیگری که به میزبان می رسد عبارت اند از: افزایش مقاومت محصول به تغذیه حشرات، بهبود مقاومت به خشکی، افزایش مقاومت در برابر عوامل بیماری زا در خاک، تحمل افزایش شوری و فلزات سنگین و افزایش جذب عناصر پرمصرف دیگری به غیر از فسفر.اگرچه این قارچ ها مزایای زیادی برای گیاه به همراه دارد ولی در مواردی می تواند سبب کاهش رشد گیاهان شوند.

بررسی تأثیر همزیستی با قارچ مایکوریزا بر شاخص های رشد و عملکرد ریزغده در گیاهچه های سیب زمینی نشان داد که همزیستی قارچ مایکوریزا بر تمامی شاخص های رشد و عملکرد ریزغده تأثیر مثبت دارد. همچنین در مطالعه اثر قارچ مایکوریزا بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام ذرت دانه ای مشخص گردید که استفاده از قارچ مایکوریزا سبب افزایش ارتفاع گیاهان شده است.

اساسا ارتفاع گیاه علاوه بر وابسته بودن به شرایط ژنتیکی، به عوامل محیطی نیز وابسته است. با توجه به آنکه ارتفاع گیاه تا حدی تحت تأثیر شرایط محیطی است، احتمالا این قارچ از طریق افزایش سطح تماس ریشه ای با محیط اطراف خود سبب بالا رفتن جذب آب و عناصر غذایی توسط ریشه شده و در نهایت منجر به افزایش رشد رویشی در گیاه می شود.

همچنین مطالعات نشان داده است که تلقیح گیاه نعناع با قارچ میکوریزا به طور قابل ملاحظه ای میزان اسانس ر ا افزایش داد. همزیستی قارچ مایکوریزا با ریشه گیاه نعناع از طریق افزایش جذب آب و عناصر پرمصرف در بهبود میزان اسانس مؤثر بوده است. در بررسی مشابهی که به همین منظور بر روی شوید و زیره انجام گرفته بود، ملاحظه شد که کاربرد مایکوریزا به طور قابل توجهی میزان اسانس این گیاهان را در مقایسه با گیاهان تلقیح نشده با مایکوریزا بهبود بخشید.