Planteavlsorientering - 275

Oprettet: 08-07-2015

Mykorrhiza-svampe giver en mere effektiv fosforudnyttelse

Mykorrhiza er en symbiose mellem en plante og en svamp, hvor svampen leverer fosfor til planten og planten sukker til svampen. En bedre forståelse af symbiosen kan måske øge fosforudnyttelsen i landbruget

Indhold:

Baggrund

De globale fosforreserver er begrænsede og fosfor er en kilde til eutrofiering i dele af vandmiljøet. Det er derfor vigtigt, at fosforudnyttelsen i landbruget er effektiv.

Fosforoptagelse

Planter optager fosfor på to forskellige måder – en direkte og en indirekte. Den direkte fosforoptagelse sker via fosfat-transportører i plantens rodhår og rodoverflade, hvorved planten kan optage fosfor fra et tyndt jordlag omkring den enkelte rod. Tykkelsen af jordlaget svarer til længden af rodhårene, og er kun en til to millimeter tykt. Det kan derfor være svært for planten at optage fosfor, der er bundet hårdt i jorden og kun transporteres over meget korte afstande i jorden. Især kan planter, der ikke er udstyret med et fint forgrenet rodnet med mange rodhår, være følsomme overfor fosformangel. Specielt i de situationer kan planterne drage nytte af en symbiose med såkaldte mykorrhiza-svampe, som sørger for en indirekte fosforoptagelse gennem svampen. F.eks. er hør og porre, som har en begrænset mængde rodhår, mere afhængige af mykorrhiza end f. eks. byg og hvede.

Mykorrhiza

Mykorrhiza betyder svamperod, og er en symbiose mellem specialiserede jordsvampe og planters rødder, hvor en svamps mycelium (netværk af svampetråde) vokser sammen med plantens rødder. Det kan enten ske ved, at svampetrådene trænger helt ind i plantens rodceller, hvor de danner forgrenede strukturer kaldet arbuskler (kaldet arbuskulær mykorrhiza), som er den mest udbredte mykorrhiza, og omfatter ca. 80 procent af alle landplanter. En anden type kaldes ektomykorrhiza. Her trænger svampetrådene ikke helt ind i plantens rodceller, men ligger som en kappe om rodspidserne, og trænger kun ind imellem de yderste celler i roden.

Symbiosen

Mykorrhiza-symbiosen opstod for mere end 450 millioner år siden, og har været en central faktor for landplanternes udvikling. Symbiosen er naturlig forekommende og er et normalt livsvilkår for mange planter, men findes f. eks. ikke i de plantefamilier, der omfatter raps, sennep og roer. Symbiosen består i, at mykorrhiza-svampen med sine svampetråde gennemvæver jorden, og virker som en slags rodforlænger for planten, idet svampen kan optage og overføre bl.a. fosfor og vand til planten fra et langt større jordvolumen end planten ville kunne nå med sine rødder alene. Til gengæld bidrager planten med sukkerstoffer til svampen, som den danner ved fotosyntese. Derudover binder mykorrhiza-svampene jordpartiklerne sammen, giver en bedre krummestabilitet og jordstruktur, og beskytter mod en række rodsygdomme.

Når fosfortilgængeligheden i jorden er lav, kan planter med små og meget grove rodsystemer med korte og få rodhår have stor gavn af mykorrhiza-svampe, da svampetrådene er længere end planterodens rodhår, og derved potentielt kan optage mere fosfor. Planter med et stort rodsystem og mange lange rodhår vil ofte have lille eller ingen gavn af mykorrhiza-svampe selv i fosforfattig jord. Jo mere fosforholdig jorden bliver, jo mindre vil effekten af mykorrhiza-svampe på plantens vækst sandsynligvis være.

Negativ effekt af mykorrhiza

I nogle tilfælde ses, at mykorrhiza-svampe tilsyneladende kan have ingen eller negativ effekt på plantevæksten. Årsagen er formentlig, at selv når mykorrhiza-svampen tilsyneladende har en negativ effekt på plantevæksten, vil mykorrhiza-svampen stadigt levere et større fosforbidrag end planterødderne. Der er altså ”skruet ned” for plantens eget direkte fosforoptag gennem rodoverfladen, og mykorrhiza-svampen har overtaget arbejdet med at forsyne planten med fosfor. Noget tyder på, at plantens fosforoptag gennem planteroden bliver manipuleret af signaler fra mykorrhiza-svampen. Hvis mykorrhiza-svampens bidrag ikke kompenserer fuldt ud for den lavere fosforoptagelse ved rodoverfladen, kan plantevæksten blive begrænset af fosformangel, idet der sker en ubalance i ”byttehandlen” mellem planten og mykorrhiza-svampen.

Betydning af jordbearbejdning

Jordbearbejdning påvirker omfanget af mykorrhiza-symbiose. Symbiosen fremmes af en skånsom jordbearbejdning og direkte såning, da svampenetværket i jorden derved forbliver intakt, og kan kolonisere planterødderne hurtigt efter fremspiring.

Betydning af afgrødevalg

Afgrødevalget påvirker også omfanget af mykorrhiza-symbiose. Raps, sennep og roer har ikke mykorrhiza, og dyrkning af disse kan derfor føre til en nedgang i forekomsten af mykorrhiza-svampe i jorden og dermed reducere fosforforsyningen, hvis den efterfølgende afgrøde – f. eks. porre - er afhængig af mykorrhiza-symbiosen. Byg og hvede, som udvikler mykorrhiza, men ikke er afhængig af den, kan anvendes til at opformere mykorrhiza-svampene i jorden.

Undersøgelser i landsforsøgene og i marker med dårlig vækst af majs.

I 1978 (Oversigt over Landsforsøgene, 1978, s. 135) blev mængden af mykorrhiza målt på 4 lokaliteter med forskelligt fosforsyretal og ved 3 niveauer af fosfortilførsel. Generelt steg mykorrhiza på planterødderne ved aftagende fosforindhold i jorden og ved aftagende tilførsel af fosfor. I 2005 blev der gennemført en undersøgelse af årsagen til dårlig vækst i majshelsæd. I 7 marker blev planter fra områder i marken med hhv. god og dårlig vækst undersøgt for mængden af mykorrhiza på majsrødderne. Der blev ikke målt forskelle mellem dårlige og gode planter på mængden af mykorrhiza (Cordsen et al. 2006).

Perspektiver

Mykorrhiza-symbiosen er et naturligt livsvilkår for de fleste planter. En bedre udnyttelse af symbiosen kan være et redskab til at få et bæredygtigt landbrugssystem, der bedre udnytter fosforreserven i jorden, Det kan samtidigt medvirke til økonomiske fordele ved at optimere fosforoptaget fra jorden og mindske nødvendigheden af tilførsel af fosfor. I vores del af verden, forventes klimaændringer også at give bedre vilkår for en større fødevareproduktion, hvorved en mere effektiv udnyttelse af fosfor bliver nødvendig. Mykorrhiza-symbiosens effektive fosforoptagelse gør samtidigt planterne mere tørketolerante, hvilket kan blive en fordel i fremtiden, hvor længere tørkeperioder forventes at blive mere hyppige.

Mykorrhiza-svampe kan muligvis også forbedre udnyttelsen af andre næringsstoffer, men betydningen er usikker. Rødder og svampetråde synes f. eks. at være lige gode til at optage jordens kvælstof, så at bruge svampetrådene til at søge efter ekstra kvælstof, er ikke umiddelbart nogen fordel, som det kan være for fosfor.

Der arbejdes på en bedre forståelse af de gener hos planter og svamp, som styrer symbiosens effektivitet. Herunder de signaler, som mykorrhiza-svampen udsender og som styrer plantens direkte fosforoptagelse. Visionen er, at mykorrhiza-svampen i stedet for at erstatte plantens direkte fosforoptagelse supplerer plantens direkte fosforoptagelse med svampens indirekte fosforoptagelse.

Forfatterens kommentar

Mykorrhiza-symbiosen mellem en plante og en svamp er en meget gammel foreteelse og har været en central faktor for landplanternes udvikling. Ud fra et landbrugsperspektiv er visionen, at symbiosen kan forbedre fosforudnyttelsen, så vi tærer mindre på verdens knappe fosforressourcer og mindsker risikoen for eutrofiering af vandmiljøet. Der er igennem årene både i Danmark og i udlandet arbejdet meget med at drage nytte af viden om samspillet mellem mykorrhiza og planten uden, at det har ført til en direkte anvendelse i planteproduktionen. Perspektiverne for dansk landbrug, hvor jordens fosforindhold er forholdsvis højt, ligger i en dybere forståelse af symbiosen, så mykorrhiza-svampen supplerer plantens fosforoptagelse og ikke som i dag erstatter den.

Litteratur

Cordsen, G. C., Nielsen, K. A., Knudsen, L. og Mikkelsen, M. 2006. Undersøgelse af årsag til dårlig vækst i majsmarker, Planteavlsorientering Nr. 03-355.

Jakobsen, I. 2015. Interaktioner i rodzonen og betydningen for næringsstoffer. Plantekongres 2015.

Jakobsen, I. og Grønlund, M. 2011. Svampe giver fosfor til afgrøderne. Agrologisk, s. 16-17.

Olesen, J.(red.) (1978): Oversigt over forsøg og undersøgelsen I Landbo- og Husmandsforeningerne 1978, Landsudvalget for Planteavl.

Smith, F. A. and Smith, S. E. 2011. 2011. What is the significance of the arbuscular mycorrhizal colonization of many economically important crop plants. Plant Soil. 348:63-79.

Bittman, S., Kowalenko, C. G., Hunt, D. E., Forge, T. A. and Wu, X. 2006. Starter Phosporus and Broadcast Nutrients on Corn with Contrasting Colonization by Mycorrhizae. Agronomy Journal. 98:394-401.

Til top

Sidst bekræftet: 29-06-2017 Oprettet: 08-07-2015 Revideret: 08-07-2015

Kontakt

Specialkonsulent, Gødning

Camilla Lemming

Gødning/Produktion


Forfatter

Planter & Miljø
Hans Spelling Østergaard

Rasmus Mohr Mortensen

Af samme forfatter

Kan danske analysemetoder for mikronæringsstoffer erstattes af internationale metoder?
Det er blevet undersøgt, om danske analysemetoder for mikronæringsstoffer (Cu, Zn, B og Mn) i jordprøver kan erstattes af i...
23.12.16
Afstanden mellem mark og husdyrbedrift har betydning for fosfor- og kaliumtallet
En analyse af ca. 12.000 marker fra 591 husdyrbedrifter viser, at både fosfor- og kaliumtallet falder signifikant, jo størr...
19.12.16
Kvælstofstrategiens betydning for rodvækst i vinterhvede
Både roddybde og rodintensitet er vigtige for afgrødens kvælstofoptag. I en mark med vinterhvede er rodvæksten ved forskell...
14.11.16
Visualisering af Kvælstofindsatsen i oplandet til Norsminde Fjord
Rapporten belyser, om det i Norsminde Fjord-oplandet er muligt at erstatte den planlagte målrettede kvælstofregulering, som...
23.09.16
Fastsættelse af roddybde og kvælstofbehov ud fra teksturen i pløjelaget
På grundlag af teksturanalyser i 4 jordlag på 856 marker i Kvadratnettet vurderes, hvor roddybden med rimelighed kan fastsæ...
23.09.16