Một số loại nấm và vi khuẩn phát triển trên đất có thể hình thành quá trình cộng sinh với thực vật. Sự kết hợp đó mang lại lợi ích cho cả thực vật và vi sinh vật. Các nhà khoa học đã xác định được một số hình thức cộng sinh. Trong đó, quá trình cộng sinh chủ yếu là giữa nấm Glomeromycete và rễ cây, được gọi là "arbuscular mycorrhiza" – nấm rễ cộng sinh. Có đến 70-90% trong số các loài thực vật sống trên đất tham gia vào việc hình thành cộng sinh nấm rễ (arbuscular mycorrhizae). Các nghiên cứu gần đây cho thấy nấm có khả năng kích thích sự sinh trưởng của cây, giúp cho thực vật có thể hấp thụ hiệu quả nước và các chất dinh dưỡng vi lượng từ đất. Đặc tính này của nấm có thể được dùng nhằm hạn chế sử dụng phân bón hóa học đối với cây trồng.
Thực vật không có nấm rễ và có nấm rễ Mycorrhizae của FUSA
Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy, nấm Glomeromycete có thế phát ra các tín hiệu phân tử cộng sinh khuếch tán. Nhà nghiên cứu Jean Dénarié thuộc Phòng thí nghiệm tương tác giữa vi sinh vật và thực vật (Laboratoire des interactions plantes micro-organismes – viết tắt là LIPM), ở Toulouse cho rằng: “Thách thức là làm sao lọc được những phân tử này và phân loại chúng theo hoạt động sinh học”. Trên thực tế, bằng phương pháp hóa học phân tích, nhóm nghiên cứu của ông đã lọc và xác định được cấu trúc của các tín hiệu phân tử này đối với nấm rễ, những tín hiệu phân tử đó được gọi là các nhân tố Myc. Các thí nghiệm cho thấy rằng các nhân tố Myc kích thích quá trình hình thành nấm rễ và phát triển hệ thống rễ trong những mẫu cây họ đậu (Medicago truncatula), ngoài ra, còn trong các loài thuộc các họ thực vật khác như cúc vạn thọ (Asteraceae) và cà rốt (Apiaceae).
Cây họ đậu phát triển bình thường (bên trái) và mẫu cây họ đậu áp dụng phương pháp hình thành nấm rễ cộng sinh - Medicago truncatula (bên phải) kích thích sự tăng trưởng của rễ cây
Hiện nay, nhóm nghiên cứu này đang dự định tiến hành những cuộc thử nghiệm nhân tố Myc trên phạm vị rộng trong các điều kiện nông học. Họ hy vọng rằng những nhân tố này có thể cải thiện sản lượng mùa màng trong việc sản xuất lúa, ngô, lúa mì, lúa mạch và những loại ngũ cốc khác, từ đó giảm thiểu nhu cầu sử dụng phân bón hóa học. Ngoài ra, cũng còn có các phương pháp hóa học tương tự trên hạt giống thông qua các nhân tố tín hiệu khác. Ví dụ, cấy mầm với các nhân tố Nod (những tín hiệu thúc đẩy quá trình cộng sinh giữa vi khuẩn cố định nitơ và các cây họ đậu) giúp giảm thiểu khối lượng phân bón ni-tơ. Hiện nay, liệu pháp nhân tố Nod đã được áp dụng trên hơn 3 triệu ha đất khắp nước Mỹ, Nam Mỹ và Châu Âu.
Thực tế cho thấy, so với nhân tố Nod, nhân tố Myc lại có lợi đối với nhiều loài cây trồng trong nông nghiệp hơn. Về điều này, ông Jean Dénarié kết luận: “Từ khi quá trình cộng sinh nấm rễ lan rộng, các nhân tố Myc có phạm vi tác động đến cây trồng lớn hơn hẳn các nhân tố Nod, chủ yếu là ở các cây nông nghiệp”. Nhân tố Myc đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây, và góp phần không nhỏ vào việc thúc đẩy làm tăng năng suất, giảm chi phí cho các hoạt động sản xuất, gieo trồng cây nông nghiệp.
Nói về tầm quan trọng của sự cộng sinh nấm rễ, ông Jean Dénarié cũng cho rằng: “Hình thức cộng sinh này đã có từ 400 triệu năm về trước và đóng vai trò quan trọng trong quá trình xâm nhập đất đai của các loài thực vật”. Mặc dù xác định được tầm quan trọng to lớn của cộng sinh nấm rễ như vậy nhưng những cơ chế bên trong quá trình hình thành cộng sinh nấm rễ chỉ mới đang bắt đầu hé mở cho các nhà nghiên cứu những điều bí mật về chúng.
1. Khái niệm về nấm cộng sinh cây trồng - Mycorrhizae
Mycorrhizas là mối quan hệ cộng sinh giữa nấm và rễ thực vật, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển chất dinh dưỡng.
Đây là quần hợp nấm-thực vật được biết nhiều nhất và đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của thực vật cũng như nhiều hệ sinh thái, hơn 90% các loài thực vật có quan hệ với nấm theo hình thức nấm rễ và phụ thuộc vào mối quan hệ này để tồn tại
Thực vật không có nấm rễ và có nấm rễ Mycorrhizae của FUSA
2. Phân loại nấm rễ Micorrhizae
Mycorrhiza chia làm hai loại:
• Nấm rễ trong (endomycorrhiza): tức nấm kí sinh đơn bào sống bên trong tế bào rễ cây). Endomycorrhizal rất đa dạng và 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)
Hình mô phỏng Mycorhizae – nấm rễ trong (endomycorrhiza)
• Nấm rễ ngoài (ectomycorrhiza, viết tắt là ECM): sợi nấm bám dày đặc xung quanh đầu rễ cây và xâm nhập vào giữa các tế bào rễ cây.
Hình mô phỏng Mycorhizae – nấm rễ ngoài (ectomycorrhiza)
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 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 sự phát triện đồng bộ giữa thực vật và nấm, do đó sợi nấm chỉ sống ở rễ trẻ (trừ mycorrhizas ở phong lan và VAM).
Thực vật kiểm soát mật độ của mycorrhizas bởi sự tăng trưởng của rễ, tiêu huỷ các bề mặt sợi nấm già trong tế bào thực vật (AM, phong lan), hoặc thay đổi hình thái của hệ thống rễ (ECM).
Rễ phát triển như môi trường sống cho các loại nấm rễ. Mycorrhizas thường xuất hiện ở rễ, nhưng trong một số trường hợp nó có thể có trong thân cây (ví dụ như một số loại phong lan).
3. Cơ chế hoạt động
Nhu cầu về các chất dinh dưỡng và khoáng phụ thuộc vào nhu cầu của thực vật trong khi việc cung cấp các chất dinh dưỡng chủ yếu phụ thuộc vào sự sẵn sàng và tính linh động của chất khoáng trong đất (1977 Russell, Marschner 1995).
Sợi nấm của nấm VAM có thể định vị các chất dinh dưỡng trong đất nhanh hơn so với rễ (St John và cộng sự năm 1983, Warner năm 1984.) và tạo thành các sợi nấm “hút” phân nhánh nhỏ trong chất mùn. Các sợi nấm ECM cũng tăng nhanh trong các chất hữu cơ đang phân huỷ.
Sợi nấm VAM có thể sử dụng cùng hình thức dinh dưỡng như rễ, nhưng những sợi nấm có lợi ích lớn hơn khi phospho ở dạng ít tan (1991 Bolan, Schweiger năm 1994, Tarafdar & Marschner năm 1994, Kahiluoto & Vestberg 1998). Sợi nấm ECM sử dụng nguồn cả hai nguồn vo cơ và hữu cơ của nitơ và phostpho (Abuzinadah & Đọc 1989, Hausling & Marschner 1989). Sợi nấm ECM cũng có thể phát triển trong đá, chúng góp phần vào sự phong hoá (et al Jongmans năm 1997,. Van Breemen et al. 2000).
Vì vậy, nấm rễ có thể tiếp cận với hình thức dinh dưỡng mà thực vật không thể sử dụng trực tiếp, và các chất dinh dưỡng tách biệt với rễ cây. Do đó, cây chủ hấp thu tốt hơn các chất dinh dưỡng từ bên ngoài (đặc biệt là môi trường nghèo dinh dưỡng) nhờ liên kết với các sợi nấm và cung cấp cho sợi nấm những sản phẩm quang hợp của chúng.
Thực vật không có nấm rễ và có nấm rễ Mycorrhizae của FUSA
4. Vai trò và ứng dụng
Nấm rễ có vai trò rất quan trọng trong đời sống thực vật ở cạn, chúng có vai trò thực tiễn trong ngành kinh tế, khoa học và các chu trình vật chất, năng lượng trong tự nhiên. Nấm cộng sinh giúp cây phát triển tốt hơn, khỏe mạnh hơn. Một loại nấm có thể cộng sinh với nhiều loại cây khác nhau và ngược lại.
Nấm sử dụng hệ men của chúng để phân giải các chất hữu cơ, các cành lá khô của thực vật thành chất mùn, chất khoáng. Nấm có thể phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, đặc biệt là các chất khó phân giải như cellulose, lignin thành chất vô cơ; và có thể đồng hoá các chất đơn giản thành các chất phức tạp. Do dó, nó là yếu tố quan trọng làm tăng độ phì nhiêu của đất.
Ngoài ra, các nấm cộng sinh hình thành rễ nấm (mycorrhiza) cộng sinh với thực vật có thể ứng dụng trong lâm nghiệp, đặc biệt trong việc trồng rừng, như Pisolithus tinctorius hình thành rễ nấm ngoại dinh dưỡng (ectomycorrhiza) cộng sinh với cây thông nhựa (Pinus) hoặc cây bạch đàn (Eucalyptus), giúp gia tăng tỷ lệ sinh trưởng của cây. P.tinctorius hình thành rễ nấm cộng sinh chặt chẽ với rễ cây thông, giúp cây tăng cường sự hấp thụ vận chuyển các yếu tố dinh dưỡng như: N, P, K, Ca... nên nó được ứng dụng trong các dự án tái sinh hoặc trồng mới các rừng thông nhựa, bạch đàn ở các vùng đất nghèo dinh dưỡng hay đất cát
Nấm rễ làm tăng diện tích bề mặt hấp thụ của gốc từ 10 đến 100 lần từ đó cải thiện đáng kể khả năng tận dụng đất của rễ cây trồng
Nấm rễ cân bằng hệ thống miễn dịch của thực vật:
nấm tham gia vào nhiều khâu có lợi cho cây trồng giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt. Mạng lưới rộng lớn của sợi nấm là rất quan trọng trong việc hấp thụ và giữ nước. Trong điều kiện không tưới rễ thực vật có nấm chịu hạn tốt hơn thực vật không có nấm.
Nấm rễ 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 và 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 khả năng của nấm rễ thúc đẩy cải thiện cơ cấu đất là quan trọng như việc tìm ra các chất dinh dưỡng cho cây.
Nấm rễ giúp cây trồng chống chịu hạn.
Những loài thực vật có nấm nó có khả năng chịu hạn tốt hơn so với thực vật không có nấm. Bởi những sợi nấm tạo ra một mạng lưới rộng lớn tăng diện tích tiếp xúc của rễ thực vật với đất và tăng khả năng hấp thu nước của rễ thực vật khi khô hạn
Nấm Mycorrhizae - Nấm rễ cộng sinh kích thích sự tăng trưởng của cây trồng
Sưu tầm internet
Điện thoại tư vấn và đăng ký sử dụng sản phẩm
Tel : 0967 646 009 (Mr Nam) Đại Diện Trực Tiếp Từ Nhà Sản Xuất Của Hoa Kỳ Tại Việt Nam
Bạn không nên bỏ qua bài:
>> Phân vi sinh Bio Mycorrhizae (Nấm Mycorrhizae)
>> Phân vi sinh Enzyme– USA ( sản phẩm nhập khẩu từ Mỹ )
>> Phân vi sinh Enzyme– USA ( sản phẩm nhập khẩu từ Mỹ )
Hãy like Facebook của EMZ -USA để được cập nhật những bài viết mới nhất mỗi ngày
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét