Medzi mykoríznymi symbiózami je arbuskulárna mykoríza jednou z najstarších a najrozšírenejších v porovnaní s inými typmi mykoríznych vzťahov. Arbuskulárne mykorízne huby hrajú kľúčovú úlohu v poľnohospodárstve tým, že vytvárajú symbiotické vzťahy s koreňmi rastlín. Tieto huby pomáhajú zlepšovať štruktúru pôdy a úrodnosť, zvyšujú príjem živín rastlinami a zvyšujú ich odolnosť voči chorobám a environmentálnym stresom.
Arbuskulárna mykoríza tiež prispieva k celkovému zdraviu a produktivite poľnohospodárskych plodín, vďaka čomu je dôležitou súčasťou trvalo udržateľných poľnohospodárskych postupov. Okrem toho sa ukázalo, že používanie arbuskulárnej mykorízy ako biohnojva znižuje potrebu chemických hnojív a pesticídov, čím podporuje ekologické a nákladovo efektívne poľnohospodárske postupy.
Arbuskulárna mykoríza a baktérie rodu Rhizobium viažúce dusík zo vzduchu môžu pôsobiť synergicky a stimulovať produktivitu rastlín dodávaním rôznych limitujúcich živín rastline.
Príjem živín
Arbuskulárne mykorízne huby vytvárajú symbiotické vzťahy s koreňmi väčšiny plodín, rozširujú svoje mycélium v koreňoch rastlín aj pôde a zvyšujú povrchovú plochu pre príjem živín. To môže zvýšiť schopnosť rastliny získavať základné živiny ako je fosfor, dusík a mikroživiny. Príjem minerálnych živín z pôdy rastlinami je do veľkej miery podporovaný vzájomnými asociáciami s mykoríznymi hubami.
Zvýšený príjem živín a zlepšená odolnosť voči stresu sú niektoré z mechanizmov, ktorými môžu arbuskulárne mykorízne huby podporiť produktivitu rastlín. Arbuskulárna mykoríza pravdepodobne funguje lepšie v konzervatívnom, menej intenzívnom poľnohospodárstve kde podporuje:
- zvýšenú produktivitu rastlín v dôsledku príjmu väčšieho množstva N, P a iných menej mobilných živín
- zvýšenú absorpciu vody a schopnosť zadržiavania vody, ktoré iniciujú toleranciu voči suchu
- zvýšenú toleranciu voči iným abiotickým stresom, ako je slanosť pôdy, toxicita ťažkých kovov atď.
- prekonávanie biotických stresov a biologická ochrana proti patogénom
- zlepšenie kvality pôdy
- zvýšenú vitalitu a výnos rastlín, výsledkom čoho je produkcia bezpečných a vysoko kvalitných potravín, ktoré môžu podporiť ľudské zdravie
Kolonizácia koreňov arbuskulárnymi mykoríznymi hubami zvyšuje rastový výkon rastlín. Extraradikálne hýfy arbuskulárnych mykoríznych húb môžu dosiahnuť objem pôdy za zónou, kde už rastlina nedosiahne koreňmi živiny a vodu a môžu siahať až 8 cm od povrchu koreňa. 1 g pôdy obsahuje až 200 m hubových hýf, čo značne zväčšuje povrchovú plochu pre príjem imobilných živín, najmä P, N a Cu. Extraradikálne hýfy týmto rozširujú zónu rizosféry. Okrem toho sú hubové hýfy oveľa tenšie ako korene, a preto sú schopné preniknúť do menších pórov a extrahovať vodu v suchých podmienkach. Zlepšuje tiež účinnosť kolobehu živín a znižuje straty živín zo systému pôda-rastlina, čím zabezpečuje primeranú dostupnosť živín v neúrodnej alebo menej úrodnej pôde.
Arbuskulárna mykoríza by preto mohla byť schopná nahradiť znížený prísun minerálnych hnojív a pesticídov do organických systémov a zároveň zvýšiť produktivitu v rozsahu až niekoľko desiatok percent získaním väčšieho množstva dusíka, fosforu a iných menej mobilných živín pre rastliny.
Odolnosť voči suchu
Arbuskulárne mykorízne huby môžu zlepšiť toleranciu rastlín voči stresu zo sucha zlepšením štruktúry pôdy, zvýšením príjmu vody a zlepšením zadržiavania vody v pôde.
Extraradikálne hubové mycéliá arbuskulárnej mykorízy môžu uľahčiť tvorbu vodostabilných pôdnych agregátov, ktoré sú kľúčové pre zadržiavanie vody v pôde a udržanie pôdnej úrodnosti. Zvýšená stabilita pôdy zlepšuje schopnosť zadržiavať vodu, znižuje eróziu pôdy, stratu živín a organickej hmoty. Takto vylepšená štruktúra pôdy pomáha udržiavať vysokú mikrobiálnu aktivitu, urýchľuje proces biodegradácie škodlivých látok a v konečnom dôsledku zvyšuje bezpečnosť potravín.
Odolnosť voči biotickému a abiotickému stresu
Mykorízne huby majú tiež pozitívne účinky na fyziológiu rastlín a často zmierňujú stres rastlín spôsobený biotickými a abiotickými faktormi. Arbuskulárna mykoríza môže stimulovať syntézu sekundárnych metabolitov rastlín, ktoré sú dôležité pre zvýšenie tolerancie rastlín voči abiotickým a biotickým stresom. Rastlina, ktorá je spojená s rôznorodou komunitou symbiotických húb, môže mať akúsi poistku proti výkyvom fyziologického stavu zvýšením aktivity antioxidačných enzýmov. Arbuskulárna mykoríza zmierňuje oxidačný stres stimuláciou antioxidačného systému rastliny, čo umožňuje rastlinám lepšie rásť v strese a prispieva k lepšiemu rastu v normálnych aj stresových podmienkach.
Odolnosť voči chorobám
Ukázalo sa, že niektoré arbuskulárne mykorízne huby zvyšujú odolnosť rastlín voči určitým pôdnym patogénom tým, že súperia s patogénmi o priestor a živiny alebo vyvolávajú systémovú rezistenciu v hostiteľskej rastline. Arbuskulárne mykorízne huby môžu zvýšiť odolnosť alebo toleranciu hostiteľskej rastliny voči patogénom poškodzujúcim korene. Hlavnými nepriamymi mechanizmami súvisiacimi s bioochrannou úlohou arbuskulárnej mykorízy pri chorobách koreňov rastlín sú:
- arbuskulárna mykoríza zlepšuje zásobovanie rastlín minerálnou výživou, čo má za následok zvýšenie odolnosti a tolerancie rastlín
- arbuskulárna mykoríza spôsobuje zmeny v koreňovej architektúre, ako napríklad zvýšenie počtu postranných vetiev a zvýšenie lignifikácie bunkovej steny
- patogén nikdy nenapadne bunky obsahujúce arbuskuly
- arbuskulárna mykoríza aktivuje obranné reakcie rastlín
Arbuskulárna mykoríza môže pôsobiť ako bioregulátor, ktorý umožňujú hostiteľským rastlinám zdravšie rásť a znižuje množstvo a frekvenciu aplikácií pesticídov a iných agrochemických produktov škodlivých pre životné prostredie. Tieto biologické procesy chránia rastliny pred pôdnymi patogénmi, pomáhajú pri odstraňovaní kontaminantov a znižujú mieru aplikačných dávok pesticídov zvýšením odolnosti plodín voči patogénom. Použitie arbuskulárnych mykoríznych húb ako bezpečného a udržateľného biostimulátora a bioprotektanta je veľmi sľubnou alternatívou, pretože nepoškodzuje životné prostredie, výsledkom čoho je udržateľná produkcia potravín.
Udržateľnosť poľnohospodárskej výroby
Použitie arbuskulárnych mykoríznych húb v poľnohospodárstve môže znížiť potrebu chemických hnojív a pesticídov, a tým podporiť udržateľnejšie poľnohospodárske postupy.
Celkovo môže prítomnosť arbuskulárnych mykoríznych húb v poľnohospodárskych ekosystémoch viesť k vyšším výnosom plodín, zlepšeniu zdravia pôdy a zníženiu negatívnych vplyvov intenzívneho poľnohospodárstva na životné prostredie. Pôsobia ako biohnojivá, bioherbicídy a biopesticídy ktoré minimalizujú negatívne účinky chemických vstupov a následne zvyšujú množstvo a kvalitu vyrábaných potravín. Spomedzi všetkých pôdnych mikroorganizmov sú mykorízne huby zrejme najsľubnejše.
