Mycorrhizae, nấm cộng sinh rễ trồng là gì? Nếu các bạn đang tìm hiểu về nấm cộng sinh cho cây trồng thì đây là bài viết kiến thức chia sẻ cơ bản khái niệm chung, các vai trò cũng như ứng dụng của Mycorrhizae
Khái niệm
Mycorrhizas là tên gọi của mối quan hệ cộng sinh giữa nấm cùng rễ thực vật, kiến tạo điều kiện thuận lợi nhất cho việc vận chuyển các chất dinh dưỡng.
Đây là quần hợp nấm – thực vật được biết đến nhiều nhất & đóng vai trò rất quan trọng trong các quá trình phát triển của thực vật cũng như của nhiều hệ sinh thái, hơn 90% các loài thực vật hiện nay có quan hệ với nấm theo hình thức nấm rễ này và phụ thuộc vào mối quan hệ này để tồn tại.
Thực vật không có nấm rễ và có nấm rễ ( hình 1)
Phân loại Micorrhizae
Mycorrhiza chia làm hai loại:
• Nấm rễ trong (endomycorrhiza): Tức là nấm kí sinh đơn bào sống bên trong tế bào rễ cây. Endomycorrhiza vô cùng đa dạng @ đã được phân loại: arbuscular, ericoid, arbutoid, monotropoid, và orchid mycorrhizae. Trong đó phổ biến nhất là Arbuscular mycorrhizas, viết tắt là AM hay VAM.
• Nấm rễ ngoài (ectomycorrhiza, viết tắt là ECM): Là các sợi nấm bám dày đặc xung quanh đầu rễ cây và xâm nhập vào giữa các tế bào rễ cây.
Cấu trúc và sự phát triển của sợi nấm nấm rễ thay đổi đáng kể khi có mặt của rễ của cây chủ. Các sợi nấm mọc với rễ khác với sợi nấm phát triển trong đất.
Tất cả mycorrhizas đều có liên kết chặt chẽ giữa các sợi nấm và tế bào thực vật tại bề mặt xảy ra sự trao đổi chất dinh dưỡng.
Vai trò chính của mycorrhizas là vận chuyển các chất dinh dưỡng và khoáng chất từ nấm đến thực vật. Trong hầu hết các trường hợp, cũng có sự vận chuyển đáng kể các chất chuyển hóa từ thực vật đến nấm.
Mycorrhizas đòi hỏi một sự phát triện đồng bộ giữa các loài thực vật và nấm, do đó sợi nấm kiểu này chỉ sống ở rễ trẻ (trừ mycorrhizas ở cây phong lan và VAM).
Thực vật kiểm soát nghiêm ngặt mật độ của mycorrhizas thông qua sự tăng trưởng của rễ, chúng tiêu huỷ các bề mặt sợi nấm già trong các tế bào thực vật (AM, phong lan), hoặc thay đổi hình thái của toàn bộ hệ thống rễ (ECM).
Rễ phát triển như một môi trường sống cho các loại nấm rễ. Mycorrhizas thường thấy xuất hiện ở rễ, nhưng trong một số trường hợp nó có thể xuất hiện trong thân cây (ví dụ như một số loại phong lan).
Cơ chế hoạt động
Nấm rễ có thể tiếp cận được với hình thức dinh dưỡng mà các loài thực vật không thể sử dụng trực tiếp, cũng như các chất dinh dưỡng tách biệt với hệ thống rễ cây. Do đó, cây chủ hấp thu tốt hơn nhiều các chất dinh dưỡng từ bên ngoài (đặc biệt là các môi trường nghèo dinh dưỡng) nhờ sự liên kết với các sợi nấm và cung cấp cho sợi nấm những sản phẩm để quang hợp của chúng.
Vai trò và ứng dụng
Nấm rễ có vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống thực vật trên cạn, chúng có vai trò thực tiễn trong các ngành kinh tế, khoa học cũng như các chu trình vật chất, năng lượng trong tự nhiên. Nấm cộng sinh giúp cho cây phát triển tốt hơn, khỏe mạnh hơn. Một loại nấm có thể cộng sinh với rất nhiều loại cây khác nhau và ngược lại.
Nấm sử dụng hệ men của chúng để có tể phân giải các chất hữu cơ, các cành lá khô của các loài thực vật thành các chất mùn và chất khoáng. Nấm có thể phân giải được các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn, đặc biệt là các chất rất khó phân giải như cellulose, lignin thành các chất vô cơ; chúng cũng có thể đồng hoá các chất đơn giản trở thành các chất phức tạp. Do dó, nó là yếu tố cực kỳ quan trọng làm tăng độ phì nhiêu của đất.
Ngoài ra, các nấm cộng sinh hình thành rễ nấm (mycorrhiza) cộng sinh với các loài thực vật có thể được ứng dụng trong lâm nghiệp, đặc biệt là trong việc trồng rừng, như Nấm Cổ Ngựa Đậu Mầu (Pisolithus tinctorius) có khả năng hình thành rễ nấm ngoại dinh dưỡng (ectomycorrhiza) để cộng sinh với Cây Thông Nhựa (Pinus latteri) hoặc cây Bạch Đàn Xanh (Eucalyptus globulus), giúp gia tăng đáng kể tỷ lệ sinh trưởng của cây. Nấm Cổ Ngựa Đậu Mầu (Pisolithus tinctorius) hình thành rễ nấm cộng sinh cực kỳ chặt chẽ với rễ cây Thông (Pines), giúp cây tăng cường sự hấp thụ cũng như vận chuyển các yếu tố dinh dưỡng như: N, P, K, Ca… nên nó được ứng dụng trong nhiều dự án tái sinh hoặc trồng mới các rừng Thông Nhựa (Pinus latteri), Bạch Đàn Xanh (Eucalyptus globulus) ở các vùng đất nghèo dinh dưỡng hay đất nhiều cát.
Nấm rễ làm tăng đáng kể diện tích bề mặt hấp thụ của gốc: Từ 11 đến 110 lần, từ đó cải thiện vô cùng đáng kể khả năng tận dụng đất của rễ cây.
Nấm rễ cân giúp bằng hệ thống miễn dịch của thực vật: Nấm tham gia vào nhiều khâu cực kỳ có lợi cho cây trồng, giúp cho cây trồng sinh trưởng & phát triển tốt. Mạng lưới rộng lớn của sợi nấm là điều rất quan trọng trong việc hấp thụ & giữ nước. Trong điều kiện không tưới nước, rễ thực vật có nấm chịu hạn tốt hơn rễ thực vật không có nấm.
Nấm rễ giúp cải thiện cơ cấu đất: Nấm rễ tạo ra các hợp chất hữu cơ Humic và “keo” (polysaccharides ngoại bào) ràng buộc đất lại với nhau, cũng như cải thiện cơ cấu đất. Cơ cấu đất ảnh hưởng tích cực đến sự tăng trưởng của cây bằng cách thúc đẩy thông khí, nước chuyển động vào đất, tăng trưởng gốc, phân phối dinh dưỡng và rễ. Trong đất cát hoặc đất sét thì khả năng của nấm rễ thúc đẩy cải thiện cơ cấu đất là quan trọng như việc tìm được các chất dinh dưỡng cho cây.
Nấm rễ giúp cho cây trồng chống chịu hạn: Những loài thực vật có nấm được chứng minh có khả năng chịu hạn tốt hơn nhiều so với thực vật không có nấm. Bởi những sợi nấm đã tạo ra một mạng lưới rộng lớn tăng diện tích tiếp xúc của rễ các loài thực vật với đất và tăng khả năng hấp thu nước cũng như giữ nước của rễ thực vật khi khô hạn.