Role mykorhizních symbióz     v minerální výživě rostlin
NO3-
NH4+
H2PO4-
Po
phospatase
VAM_spora

Model nákladů a zisků
§ekonomika; cíl: maximalizace fitness – produkce potomstva (vegetativní růst)
§typická mutualistická mykorhizní asociace z hlediska rostliny:
§náklady: část fotoasimilátů poskytnutých houbě (cca 10-20 %     v případě AM nebo ECM; OM ?)
§zisk: minerální živiny, zejména fosfátové ionty (+ NH4+, N          z organických forem, voda;
ochrana proti kořenovým patogenům…)
§??? mykoheterotrofní rostliny ??? – Orchidaceae, Monotropaceae – parazitismus?

Minerální živiny
§makroživiny (N, P, K, S, Ca, Mg)
§mikroživiny (Fe, Mn, Cu, Zn, Ni, Mo, B, Cl)
§
§celková zásoba živiny ve všech formách                           × koncentrace pro rostliny
dostupné formy živin              v půdním roztoku
§
§hromadný tok (mass flow) a difuze
§hromadný tok: N (NO3-), Ca, Mg
§difuze: P, K, NH4+

Intercepce (1), hromadný tok (2) a difuze (3)
nutrient_flow


Intercepce, hromadný tok a difuze
Roční spotřeba vybraných živin monokulturou kukuřice a podíl intercepce, hromadného toku a difuze
na  zásobení rostlin těmito živinami (Barber 1984, sec. Marschner H.: Mineral Nutrition of Higher
Plants. 2nd Edition. p. 485).

Difúze
Difuzní koeficienty a mobilita NO3-, K+ a H2PO4- v půdě. Jungk (1991), sec. Marschner H.: Mineral
Nutrition of Higher Plants. 2nd Edition. p. 491).

Koncentrace živin v půdním roztoku
Průměrné roční koncentrace živin v půdním roztoku v orné (!) půdě (Luvisol, pH 7,7, svrchních 20 cm
půdy). Data Peters (1990), převzato z Marschner H.: Mineral Nutrition of Higher Plants.
2nd Edition. p. 487).

Fosfor (P) neboli
v půdě
§malá koncentrace v půdním roztoku
§> vázána na půdní jílovité částice
§málo rozpustné Al, Fe, Ca a Mg fosfáty (efekt pH půdy)
§pomalé obnovování Pi v rhizosféře po vyčerpání (pomalá difuze)
§zejména lesní půdy: svrchní horizonty mohou obsahovat více jak > 50 % P v organických formách
bone

Fosfor (P) neboli
§0,3 až 0,5 % sušiny rostlin
§fytotoxicita: obsah > než 1 %
§symptomy deficience: redukce počtu listů, redukce rozvoje LA a nadzemních částí jako celku,
snížení S/R
§často zvýšený obsah chlorofylů na jednotku LA, ovšem nižší fotosyntetická aktivita listů
§strukturní  a fyziologické fce:
§DNA, RNA
§fosfolipidy biomembrán (např. lecitin)
§makroergní vazby (ATP, ADP); vysoká rychlost přeměny, ale nízká koncentrace
§fosforylace proteinů – modulace enzymatické aktivity
bone

Fosfor (P) neboli
§zásobní formy v rostlinách:
§fytáty – typická forma P v semenech a v obilninách
§málo rozpustné Ca-Mg(-Zn-Fe) soli kyseliny fytové (esterifikací myoinositolu)
§cca 50 % celkového P v semenech leguminóz, 60-70 % celkového P v obilninách
§účast na detoxifikaci Zn, Fe, příp. těžkých kovů
E:\Biotic\prednasky\04_Mineral_nutrition_and_mycorrhizas\bone.gif
E:\Biotic\prednasky\04_Mineral_nutrition_and_mycorrhizas\phytic_acid.gif

Fosfor (P) neboli
§zásobní formy v rostlinách:
§polyfosfáty – velmi rozšířené u hub (vč. mykorhizních!) a nižších rostlin, mnohem menší výskyt u
vyšších rostlin
§lineární polymery Pi – až přes 500 molekul Pi
§navzájem propojeny makroergními vazbami
§mykorhizní houby: syntéza polyfosfátových granulí, jejich transport do kořenů rostlin (příp. po
předchozí hydrolýze na Pi)
bone

Role mykorhiz v příjmu P
§zvětšení objemu půdy pro sorpci Pi; nižší náklady na exploraci půdy ve srovnání s kořeny
§menší průměr hyf oproti kořenům a kořenovému vlášení
§vyšší afinita vůči Pi
§produkce fosfatáz
§asociace mykorhizních hub  s P-rozpouštějícími bakteriemi
§morfologie kořenového systému
§

Využití většího půdního objemu
E:\Biotic\prednasky\ERM_002.jpg


Využití většího půdního objemu
E:\Biotic\prednasky\ERM_003.jpg


Průměr hyf vs. průměr kořenů
E:\Biotic\prednasky\04_Mineral_nutrition_and_mycorrhizas\ERM_004.jpg


Vliv morfologie kořenového systému
E:\Biotic\prednasky\04_Mineral_nutrition_and_mycorrhizas\Calamagrostis_epigejos_small.jpg
E:\Biotic\prednasky\04_Mineral_nutrition_and_mycorrhizas\Cirsium_canum_small.jpg
         Cirsium canum        Calamagrostis epigejos