الفطريات الجذرية الشجيرية و نمو النبات

يعدّ استخدام الكائنات الدقيقة المفيدة في التربة استراتيجية واعدة لتحسين نمو النبات والاستدامة الزراعية. يحدّد تكوين ونشاط المجتمعات الميكروبية في التربة إلى حد كبير الدورات البيوجيوكيميائية ، وعمليات تجديد المادة العضوية ، وخصوبة التربة وجودتها. على الرغم من أن الكائنات الحية الدقيقة تلعب دورًا رئيسيًا في نجاح أنظمة المحاصيل من خلال تغذية النبات وصحته ، إلا أن تكوين مجتمعها دائم التغير خلال مراحل نمو النبات ، خاصة مع اختلاف نوع التربة والممارسات المحصولية. في الوقت الراهن، يعدّ تقييم المؤشرات البيولوجية لجودة التربة ضروريًا لربط الخصائص اللاأحيائية للتربة بالتغيرات في وظائفها من حيث التحولات البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية.

من أهم مجموعات الكائنات الحية الدقيقة ، نظرًا للخدمات البيئية ذات الصلة التي تقدمها في النظم البيئية ، هي الفطريات الجذرية الشجيرية (AMF) ، وكلمة mycorrhiza مشتقة من الكلمة اليونانية الكلاسيكية لـ “الفطر” و “الجذر”. هذا التعايش القديم موجود منذ أكثر من 400 مليون سنة حيث تخصص النباتات جزءًا من التمثيل الضوئي للفطريات AM لدعم نموها. من جهة أخرى، تسهل الفطريات AM المغذيات النباتية وامتصاص الماء من التربة. تلعب الفطريات AM دورًا مهمًا في تعزيز نمو النبات وتعزيز مقاومة النبات للضغوط اللاأحيائية والحيوية. تكون فطريات AM في تعايش مع معظم أنواع النباتات وتوفر العديد من الفوائد للنباتات المضيفة ، مثل امتصاص المغذيات – خاصةً المغذيات ضعيفة الحركة ، مثل الفوسفور (P) – وزيادة تحمل النبات للضغوط الحيوية وغير الحيوية. لذلك ، فهي تساعد على تحسين إنتاجية النظم الإيكولوجية الزراعية واستدامتها مع تقليل الاعتماد على الأسمدة.

تصف العديد من التقارير قدرة النبات على مقاومة مجموعة من الضغوط بما في ذلك الجفاف والملوحة والحيوانات العاشبة ودرجة الحرارة والمعادن والأمراض بسبب التعايش الفطري. يمكن لما يقرب من 90٪ من الأنواع النباتية بما في ذلك النباتات المزهرة والنباتات الطحلبية والسراخس أن تصبح مترابطة مع AMF. يؤدي تكوين شبكة الترابط بواسطة AMF مع جذور النباتات إلى تعزيز وصول الجذور إلى مساحة كبيرة من التربة ، مما يؤدي إلى تحسين نمو النبات. يعمل AMF على تحسين تغذية النبات من خلال زيادة توافر العناصر الغذائية المختلفة ونقلها. كما يعمل AMF على تحسين جودة التربة من خلال التأثير على هيكلها وملمسها، وبالتالي على صحة النبات.

تنتمي غالبية أنواع AMF إلى فصيلة Glomeromycotina الفرعية ، التابعة لعائلة Mucoromycota. تشكل ما يقرب من 90٪ من جميع النباتات علاقات تكافلية مع الفطريات الفطرية من خلال تكوين شبكات خيوط. من خلال الفطريات الجذرية ، يحصل النبات بشكل أساسي على الفوسفات والمعادن الأخرى ، مثل الزنك والنحاس ، من التربة. تحصل الفطريات على العناصر الغذائية ، مثل السكريات ، من جذر النبات. بالإضافة إلى ذلك ، تزود الفطريات النباتات بالمغذيات غير العضوية ، مثل الأمونيوم والنترات والفوسفات وتستخدم كأسمدة حيوية. يمكن للكائنات الدقيقة في Rhizosphere التغلب على المنافسة مع عوامل التربة الأخرى والبقاء على قيد الحياة في ظل ظروف بيئية متغيرة.

الأسمدة الحيوية هي مزيج من المواد التي تحدث بشكل طبيعي والتي تستخدم لتحسين خصوبة التربة. هذه الأسمدة مفيدة جدًا لصحة التربة وكذلك لنمو النبات وتطوره. من المعتقد أنه يمكن اعتبار الفطريات الجذرية الشجيرية بديلاً للأسمدة غير العضوية في المستقبل القريب ، لأن تطبيق الميكورايزال يمكن أن يقلل بشكل فعال من الاستخدام الكمي لمدخلات الأسمدة الكيماوية وخاصة الفوسفور. يسبب الاستخدام المستمر للأسمدة غير العضوية ومبيدات الأعشاب ومبيدات الفطريات في حدوث مشكلات مختلفة للتربة والنباتات وصحة الإنسان ، من خلال تأثيرها الضار على جودة المنتجات الغذائية وصحة التربة وأنظمة الهواء والماء. يُعتقد أن الفطريات الجذرية الشجيرية يمكن أن يقلل من استخدام الأسمدة الكيماوية بنسبة تصل إلى 50٪ لتحقيق أفضل إنتاج زراعي ، لكن هذا التقدير يعتمد على الأنواع النباتية والأنظمة المسببة للضغط السائدة.

تتمتع الفطريات الجذرية الشجيرية AMF بالقدرة على تعزيز امتصاص العناصر الغذائية غير العضوية في جميع النباتات تقريبًا ، وخاصة الفوسفات. يحسن AMF قدرة امتصاص السطح لجذور المضيف. يطور AMF تعايشًا مع الجذور للحصول على العناصر الغذائية الأساسية من النبات المضيف وبالتالي توفير العناصر الغذائية المعدنية في المقابل ، على سبيل المثال ، N و P و K و Ca و Zn و S.

جفاف
يؤثر إجهاد الجفاف على الحياة النباتية بعدة طرق ؛ على سبيل المثال ، يؤدي نقص المياه إلى تقليل معدل النتح وكذلك يؤدي إلى الإجهاد التأكسدي.

الملوحة
من المعروف على نطاق واسع أن تملح التربة يمثل مشكلة بيئية متزايدة تشكل تهديدًا خطيرًا للأمن الغذائي العالمي. من المعروف أن إجهاد الملوحة يثبط نمو النباتات من خلال التأثير على النمو الخضري ومعدل الامتصاص الصافي مما يؤدي إلى انخفاض الإنتاجية. أفادت العديد من الدراسات البحثية عن كفاءة الفطريات الجذرية الشجيرية في نقل النمو وزيادة الغلة في النباتات تحت ضغط الملوحة. بالإضافة الى التخفيف بشكل كبير من الآثار الضارة على التمثيل الضوئي تحت ضغط الملوحة.

معادن ثقيلة
إن الAMFs تدعم إنشاء النباتات في التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة ، بسبب قدرتها على تعزيز نظام الدفاع للنباتات التي تتوسطها AMF لتعزيز النمو والتنمية. قد تتراكم المعادن الثقيلة في المحاصيل الغذائية والفواكه والخضروات والتربة ، مما يتسبب في مخاطر صحية مختلفة.

يمكن أن تعزز تكافل AMF مقاومة النبات ضد مسببات الأمراض المختلفة ، بما في ذلك الديدان الخيطية والفطريات والبكتيريا والفيروسات ، وخاصة مسببات الأمراض المنقولة بالتربة. يمكن أن يؤدي استعمار المايكورايزال في قشرة الجذر إلى تفاعلات نباتية محددة وزيادة تنشيط نظام دفاع النبات.

م. عدنان مفاخري