Mycorrhizae là gì? Nếu bạn đang tìm hiểu về nấm cộng sinh cây trồng thì đây là bài viết kỹ thuật chia sẻ về khái niệm chung, vai trò và ứng dụng của Mycorrhizae

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 ( hình 1)

2. Phân loại 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)

•  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.

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

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.

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