Mikoryza: co to jest, kiedy działa w polu, a kiedy ją blokujemy

Mikoryzę w ogrodzie zna wielu z nas ze szczepionek do sadzenia drzew i krzewów. Tymczasem w polu dotyczy prawie wszystkich upraw, w tym zbóż i kukurydzy, i decyduje o tym, ile fosforu, azotu i wody roślina wyciągnie z gleby. Pokazujemy, czym jest mikoryza, co daje roślinom uprawnym, które uprawy jej nie tworzą, co ją blokuje w gospodarstwie i czy warto kupować szczepionki. Francis Bucaille, autor książki „Rewitalizacja gleby”, używa formy „mykoryza”; w artykule piszemy „mikoryza”.

Mikoryza: co to jest?

Mikoryza to symbioza, czyli współpraca grzybów glebowych z korzeniami roślin. Na czym polega mikoryza? Grzyb dostarcza roślinie wodę i związki mineralne, a roślina oddaje mu związki organiczne, czyli cukry wytworzone w procesie fotosyntezy. Dzięki mikoryzie roślina ma lepszy dostęp do wody i składników pokarmowych („Rewitalizacja gleby”, s. 228).

Grzyby mikoryzowe kolonizują korzenie i w zamian za związki węgla pomagają rozpuszczać fosfor, mineralizować próchnicę i dostarczać roślinie fosfor, azot, mikroelementy i wodę („Rewitalizacja gleby”, s. 85). Ich strzępki są 20-50 razy cieńsze niż korzenie, porównywalne z cząstkami minerałów ilastych, więc docierają tam, gdzie korzeń nie wejdzie (s. 87). Roślina dzieli się cukrami, ale zyskuje, bo przedłużenie korzeni strzępkami jest dla niej tańsze niż budowa własnych korzeni (s. 87). Według autora roślina z mikoryzą korzysta z możliwości pobierania grzyba, która jest do dziesięciu razy większa niż jej własna (s. 192). Grzyby mikoryzowe potrafią też pobierać azot ze świeżej materii organicznej, np. ze ściółki, i przekazywać go bezpośrednio rosnącym roślinom (s. 94).

Jaka mikoryza ma znaczenie w polu? W uprawach polowych chodzi przede wszystkim o mikoryzę arbuskularną, tworzoną przez grzyby zaliczane do AMF. Unijny projekt badawczy NanoSoil podsumowano tak, że grzyby mikoryzy arbuskularnej mają istotne znaczenie dla agregacji gleby i dostarczania składników odżywczych, zwłaszcza fosforu^[01]. Grzybnia działa jak przedłużenie systemu korzeniowego rośliny.

• 95 %tyle roślin uprawnych według Francisa Bucaille’a ma w grzybach mikoryzowych sprzymierzeńców (s. 191).
• 10 razydo tylu razy większe możliwości pobierania składników ma według autora roślina z mikoryzą (s. 192).

Jakie są rodzaje mikoryzy?

W lesie najważniejsza jest ektomikoryza drzew, a w polu mikoryza arbuskularna, czyli rodzaj endomikoryzy. Różnią się tym, czy grzyb oplata korzeń z zewnątrz, czy wnika do jego komórek.

• Ektomikoryza (mikoryza zewnętrzna). Grzybnia oplata korzeń z zewnątrz jak mufka i tworzy wokół niego barierę, która utrudnia wnikanie drobnoustrojów chorobotwórczych. Tworzą ją głównie rośliny drzewiaste: według Lasów Państwowych związki mikoryzowe tworzą wszystkie drzewa leśne w polskich lasach, a niektóre gatunki grzybów mają swoich stałych partnerów, np. maślaki rosną w młodnikach sosnowych, a kozaki pod brzozami. To samo źródło podaje, że ektomikoryza zwiększa powierzchnię chłonną korzeni nawet tysiąckrotnie, a mikoryzowane drzewa lepiej znoszą suszę, mróz i wysoką temperaturę^[02].
• Endomikoryza, w tym mikoryza arbuskularna. Strzępki wnikają do komórek roślinnych korzenia. Endomikoryzy tworzą się u roślin różnych gatunków („Rewitalizacja gleby”, s. 24), a grzyby mikoryzy arbuskularnej są ważne dla dostarczania fosforu^[01].
• Inne typy, np. mikoryza roślin z rodziny wrzosowatych, takich jak borówki i wrzosy, dotyczą ogrodu i lasu, a nie upraw polowych.

Mikoryza to zjawisko powszechne: według Lasów Państwowych związki mikoryzowe tworzy ok. 90 % roślin na Ziemi^[02]. Książka podaje dla roślin uprawnych 95 % (s. 191).

Co daje mikoryza roślinom uprawnym?

Mikoryza poprawia zaopatrzenie roślin w fosfor, azot, mikroelementy i wodę, chroni korzenie przed częścią patogenów i poprawia strukturę gleby. Według autora daje też roślinom uprawnym przewagę nad niektórymi chwastami.

Francis Bucaille wymienia te korzyści („Rewitalizacja gleby”, s. 226-229):

• Fosfor. Pobieranie fosforu bardzo zależy od drobnoustrojów, zwłaszcza od grzybów mikoryzowych, których strzępki mają 2-10 mikronów grubości (s. 227).
• Azot i mikroelementy. Strzępki przenoszą azot w formie amonowej na odległość 10-15 cm (s. 226). Mikoryza poprawia też zaopatrzenie w miedź, żelazo, magnez, mangan i wodę (s. 229).
• Ochrona korzeni i odporność roślin. Grzyby konkurują o pokarm z patogenami glebowymi, takimi jak Fusarium, Rhizoctonia, Pythium, Verticillium i Phytophthora (s. 229), i chronią korzenie przed nicieniami (s. 192).
• Przewaga nad chwastami. Uprawy z mikoryzą zyskują przewagę nad chwastami, które jej nie tworzą: komosowatymi, szarłatowatymi, kapustowatymi i rdestowatymi, np. rdestem plamistym czy ptasim (s. 229).
• Struktura gleby. Grzyby mikoryzowe wytwarzają glomalinę, białko, które skleja agregaty glebowe; według autora może ona stanowić nawet do 30 % materii organicznej w żywych glebach (s. 227). Grzybnie zwiększają też stabilność struktury i chronią glebę przed zagęszczaniem (s. 87).

Które rośliny uprawne nie tworzą mikoryzy?

Mikoryzy nie tworzą rośliny kapustowate i szarłatowate: rzepak, kapusta, gorczyca, buraki i szpinak. Ich częsta obecność w zmianowaniu osłabia mikoryzę roślin, które przyjdą po nich.

Rzodkiewnik, roślina modelowa w badaniach, należy według autora do 5 % roślin uprawnych, które nie tworzą mikoryzy, razem z rzepakiem i burakiem („Rewitalizacja gleby”, s. 65). Liczebność grzybów mikoryzowych spada, gdy kapustowate i szarłatowate są często obecne w zmianowaniu (s. 87).

Najmocniejszy przykład z książki dotyczy kukurydzy. Kukurydza uprawiana po rzepaku, ugorze lub burakach miała mniej zmikoryzowanych korzeni niż po słoneczniku, soi, ziemniaku, kukurydzy lub pszenicy: od 2 % po rzepaku do 100 % po najlepszych przedplonach (badanie Arihary i Karasawy z 2000 r.). Wahania plonu szły w parze ze stopniem mikoryzacji (s. 192).

Rośliny bez mikoryzy, czyli buraki i kapustowate, trzeba według autora nawozić mocniej, ale bez przekraczania progów fosforu (s. 229). O doborze międzyplonów w ekoschemacie piszemy w artykule o rolnictwie węglowym i ekoschematach.

Co blokuje mikoryzę w polu?

Mikoryzę blokują przede wszystkim nadmiar fosforu i azotu, fungicydy, częsta i głęboka uprawa roli oraz zbita, beztlenowa gleba. Grzyby mikoryzowe są użyteczne przy niskiej i umiarkowanej zasobności gleby w fosfor („Rewitalizacja gleby”, s. 228).

Fosfor ponad próg. Roślina przyciąga grzyby mikoryzowe strigolaktonami, regulatorami wzrostu i rozwoju rośliny, które wydziela w dużych ilościach tylko wtedy, gdy fosforu nie jest za dużo. Po skiełkowaniu zarodników strzępki mają tylko 7-10 dni na nawiązanie kontaktu z korzeniami rośliny, która je wyżywi; bez tego obumierają (s. 228). Autor podaje górne progi fosforu, których nie należy przekraczać:

Nadmiar azotu i zła proporcja wapnia do magnezu. Grzyby mikoryzowe nie tolerują zaburzeń równowagi mineralnej, zwłaszcza stosunku wapnia do magnezu oraz nadmiaru fosforu i azotu (s. 87). Dlatego programy nawożenia mineralnego trzeba prowadzić ostrożnie (s. 192). O proporcji wapnia i magnezu piszemy w artykule Wapno magnezowe, węglanowe czy tlenkowe.

Fungicydy. Fungicydy, czyli środki ochrony roślin przeciw grzybom, są dla grzybów glebowych na ogół szkodliwe (s. 192), a praktyki fitosanitarne, zwłaszcza fungicydy, w dużym stopniu zahamowały rozwój grzybów mikoryzowych (s. 49). Według obserwacji autora ostatni fungicyd przed żniwami jest najtrwalszy i najmocniej wpływa na biologię gleby, tym bardziej im bardziej sucho było po zabiegu (s. 192).

Uprawa roli i zbita gleba. Częsta i głęboka uprawa roli szkodzi grzybom mikoryzowym (s. 87). Grzyby glebowe są ściśle tlenowe, więc źle znoszą zagęszczenie gleby i nadmierne nawodnienie (s. 85). Jak rozpoznać zbitą warstwę, opisujemy w artykule o uprawie bezorkowej.

Inne substancje. Mikoryza może być wrażliwa także na metale ciężkie i terpeny (s. 180).

Czy warto stosować szczepionki mikoryzowe?

Najpierw warunki, potem szczepionka. Według Francisa Bucaille’a mikoryzacja zależy znacznie bardziej od nawożenia, następstwa roślin i fungicydów niż od bezpośredniego szczepienia grzybami.

Skąd wziąć mikoryzę na pole? Zwykle nie trzeba jej przynosić, bo grzyby mikoryzowe są już w glebie; trzeba im nie przeszkadzać. Kiedy stosować mikoryzę w formie szczepionki? Autor dopuszcza inokulację, czyli wprowadzenie grzybów do gleby, jednorazowo, na początku programu rewitalizacji gleby. Jeśli rolnik przestrzega zasad nawożenia, zmianowania i ochrony, gleba zachowuje zdolność do mikoryzacji w dłuższym czasie („Rewitalizacja gleby”, s. 192). Według analiz autora mikoryza może występować w 95 % gleb uprawnych; nie mają jej tylko gleby regularnie odkażane (s. 229).

Ostrożność potwierdza doświadczenie polowe z kukurydzą przeprowadzone w Chinach w 2022 r. Przy pełnym nawożeniu mineralnym szczepionka obniżyła plon o 6,75 %. Po zmniejszeniu nawożenia o 30 % i dodaniu fosforu szczepionka zwiększyła plon o 3,47 % w nawożeniu mineralnym i o 6,65 % w nawożeniu mineralno-organicznym. Autorzy zaznaczają, że różnice plonu między obiektami ze szczepionką i bez niej nie były istotne statystycznie^[03]. To jedno doświadczenie, z jednego sezonu, ale pokazuje tę samą zależność co książka: skutek szczepionki zależy od nawożenia.

Jak sprawdzić, czy gleba sprzyja mikoryzie?

Francis Bucaille proponuje prosty test mikoryzacji gleby lub podłoża w doniczkach z koniczyną, rośliną silnie tworzącą mikoryzę. Efekty mikoryzy widać w nim po 5-6 tygodniach.

Test ocenia, czy właściwości fizykochemiczne gleby nie blokują mikoryzacji upraw („Rewitalizacja gleby”, s. 180):

1. Wysiej koniczynę w 20 doniczkach po 250 ml.
2. Dziesięć doniczek zaszczep preparatem mikoryzowym, a dziesięć potraktuj jako kontrolę na glebie wyjałowionej w 120 °C przez 20 minut.
3. Po 5-6 tygodniach porównaj wzrost roślin: jeśli doszło do mikoryzacji, różnica będzie wyraźna.
4. Mikoryzę można też zobaczyć bezpośrednio po zabarwieniu korzeni (roztwór wodorotlenku potasu, potem błękit trypanu).

Test wymaga czasu, ale ocenia konkretną cechę biologii gleby (s. 180). Ten i pięć innych biotestów gleby opisuje książka Francisa Bucaille’a o rewitalizacji gleby.

Jak wspierać mikoryzę w gospodarstwie?

Utrzymuj fosfor w granicach, ograniczaj fungicydy, zwłaszcza ostatni przed żniwami, i dbaj o strukturę gleby. Między rzepak i buraki wstawiaj rośliny, które dobrze tworzą mikoryzę.

• Analiza przed nawożeniem fosforem. Sprawdź zasobność gleby i metodę oznaczenia; przy wysokim fosforze nie dokładaj go „na zapas” (s. 228).
• Mniej fungicydów na końcu sezonu. Autor wskazuje równowagę mineralną i mikrobiologiczną gleby jako sposób na zmniejszenie dawek ostatniego fungicydu (s. 192).
• Zmianowanie. Kukurydza po słoneczniku, soi, ziemniaku, kukurydzy lub pszenicy miała więcej mikoryzy niż po rzepaku, ugorze czy burakach (s. 192). Nie siej co roku kapustowatych na międzyplon.
• Struktura i tlen. Unikaj częstej, głębokiej uprawy i ugniatania mokrej gleby (s. 85, 87).
• Wapń i magnez. Zbilansuj stosunek wapnia do magnezu według analizy (s. 87, 192).

Co zrobić w tym sezonie

Bez kupowania czegokolwiek:

• Wypisz z płodozmianu, ile razy w ostatnich pięciu latach były rzepak, buraki i kapustowate międzyplony.
• Sprawdź w ostatniej analizie zawartość fosforu i metodę, którą go oznaczono.
• Zapisz pola, na których był fungicyd tuż przed żniwami.
• Zaplanuj po rzepaku uprawę dobrze tworzącą mikoryzę, np. pszenicę albo kukurydzę.
• Wiosną zrób test w doniczkach z koniczyną na glebie z dwóch pól o różnej historii.

Mikoryza nie jest dodatkiem, który kupuje się w worku. Grzyby są w większości gleb uprawnych, a rolnik decyduje nawożeniem, płodozmianem, fungicydami i uprawą, czy będą pracować dla roślin.