Umwelt

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Autor: Dirk Osada am 10. Jun 2010 Die Entdeckung der Mykorrhiza war ein mehrstufiger Prozess. In den Jahren 1840-1880 erschienen erste Berichte, erst in jüngerer Zeit wird das Zusammenspiel Pflanzen und Bodenpilze genauer untersucht

Die Mykorrhizapilze liefern der Pflanze Nährsalze und Wasser und erhalten ihrerseits einen Teil der durch die Photosynthese der (grünen) Pflanzen erzeugten Assimilate. Der Anteil der Primärproduktion, der an den Pilz weitergegeben wird, kann bis zu 25 % betragen. Im Gegensatz zu anderen Bodenpilzen fehlen vielen Mykorrhizapilzen Enzyme, welche nötig wären, um komplexe Kohlenhydrate abzubauen. Darum sind diese auf die Versorgung durch die Pflanze angewiesen. Die Mykorrhizapilze verfügen über ein im Vergleich zur Pflanze erheblich größeres Vermögen, Mineralstoffe und Wasser aus dem Boden zu lösen. Häufig wird die Wasser-, Stickstoff- und Phosphat-Versorgung der „infizierten“ Pflanzen verbessert, weiterhin bietet die Mykorrhizierung einen gewissen Schutz vor Wurzelpathogenen und erhöht allgemein die Trockenresistenz der Pflanzen, was vor allem an extremen Standorten von Vorteil sein kann.

Zum optimalen Wachstum sind viele Pflanzenarten auf spezifische Mykorrhizapilze angewiesen. Aus evolutionsbiologischer Sicht ist jedoch weitgehend unklar, warum der Mykorrhizapartner immer als Mutualist auftreten sollte. Symbiosen sind generell anfällig für Ausbeuter und Täuscher (engl. „cheater“), denn es ist immer kostengünstiger für den täuschenden Partner, die Vorteile der Partnerschaft zu nutzen (z.B. leicht verdauliche Nährstoffe von der Pflanze), ohne eine Gegenleistung (z.B. Mineralstoffe) zu liefern. Neuere Konzepte in der Mykorrhiza-Pflanzen-Symbiose gehen daher von einem Gradienten der Beziehungen aus, der von Mutualismus bis zu striktem Parasitismus reicht. Auch Pflanzen versuchen, von Mykorrhizapilzen zu profitieren, ohne Gegenleistungen zu erbringen. Mykorrhiza-Parasiten unter Pflanzen findet man unter Orchideen (z. B. Korallenwurz und Vogel-Nestwurz) und chlorophyllfreien Schmarotzerpflanzen (z.B. Corsia). Die Erforschung der Mechanismen der gegenseitigen Manipulation und Täuschung zwischen Symbiosepartnern ist ein Forschungsgebiet der modernen Ökologie.

Mykorrhizapilze sind ein wesentlicher Bestandteil des Ökosystems des Tropischen Regenwaldes.

Es wird vermutet, dass die arbuskuläre Mykorrhiza (AM) überhaupt erst die Landbesiedelung durch die ersten terrestrischen Pflanzen ermöglichte. Weltweit sind ca. 200 Arten von VA-Mykorrhizapilzen (siehe unten) beschrieben, die mit ca. 80 % aller Landpflanzenarten in Symbiose stehen. Eine solche unspezifische Symbiose kann sich wohl nur schwer nachträglich entwickelt haben.

Begon, Harper und Townsend schreiben in ihrem „Lehrbuch der Ökologie“ (1986) sogar: „Die meisten höheren Pflanzen haben keine Wurzeln, sie haben Mykorrhizen.“ (im engl. Original: „Most higher plants do not have roots, they have mycorrhizae.“) Das Zitat stammt vom amerikanischen Pflanzenpathologen Stephen William und lautet im Original: ‚...in agricultural field conditions, plants do not, strictly speaking, have roots, they have mycorrhizas.‘

Einteilung

Aufgrund spezifischer Eigenschaften werden die Mykorrhizen traditionell in drei verschiedene Gruppen eingeteilt. Eine andere Einteilung unterscheidet zwischen fünf mutualistischen (Ekto-, Ekt-Endo-, arbutoider, ericoider und VA-) und zwei antagonistischen (Orchideen- und monotropoider) Mykorrhizen (nach Smith & Read 1997, verändert).

Gemeinsam ist allen Formen, dass pilzliche Hyphen den Boden durchziehen und Nährstoffe zu den Pflanzen transportieren. 

Vorteile mykorrhizierter Pflanzen

• Es werden zusätzliches Wasser und Nährstoffe für die Pflanzen erschlossen. Mit Hilfe des Hyphensystems der Mykorrhiza vergrößert sich das Aufnahmenvolumen bis zum 1000-fachen. Damit verbunden eine verbesserte Wasseraufnahme und -nutzungseffienz durch die Erhöhung des durchwurzelten Bodenvolumens
• Wasser- und Düngereinsparungen (Mineraldünger, hauptsächlich Phosphat) bis zu 50% sind möglich.
• Schnelleres Wachstum der Pflanzen, bedeutend mehr Biomasse, bessere Pflanzenqualität. Höhere Erträge und Qualität in Ackerbau, Gemüsebau, Obstbau und Baumschulen
• Mykorrhizierte Pflanzen besitzen aufgrund ihrer optimalen Versorgung durch die Mykorrhizenein überdurschnittlich gutes Immunsystem. Dieses stark ausgeprägte Immunsystem hilft den Pflanzen im Fall von Krankheiten oder anderweitigem Schädlingsbefall besser zu reagieren.
• Ertragssteigerungen bei Verkürzung der Kulturzeiten.
• Geringerer Umpflanzschock, geringere Mortalität.
• Mehr Blüten und längere Blühdauer.
• Geschmacksverbesserung.
• Verstärkte Bildung von Aromen. Ein wichtiger Aspekt bei Gewürz-, Heil- und Kräuterpflanzen.
• Stressfaktoren, wie zum Beispiel Trockenheit, Wassermangel, Sonnenstrahlung, Nährstoffmangel, werden von mykorrhizierten Pflanzen bedeutend besser überwunden.
• Verbessertes Anwachsen von inokulierten Baumsetzlingen.
• Verbesserte und schnellere Begrünung von Rekultivierungsflächen .
• Verbesserte und schnellere Rasenproduktion.
• Verbesserte Leguminosen-Rhizobien-Symbioseleistungen und höhereStickstofffixierungsraten.
• Verbesserte Pflanzengesundheit und Widerstand gegen bodenbürtige Schadereger.
• Verbesserte Toleranz gegenüber abiotischen Stress, der durch erhöhte Konzentrationen von Schwermetallen und Salzen im Boden hervorgerufen wird.
• Verbesserte Stabilität von Bodenaggregaten (ø2-4mm) durch die Wirkung des Glycoproteins Glomalin (exkretiert durch VAM Pilze) with positive long-term benefits for soil fertility

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