А что под землей?
Вы заблуждаетесь, если думаете, что растительная жизнь - это только солнечный свет, вода и фотосинтез. Это только половина истории. Другая половина проходит в невидимой для глаз темноте - кишащем микроорганизмами подземном мире, который ученые называют ризосферой. То, что происходит в ризосфере, очень сложно для восприятия, но это также увлекательно. Она (ризосфера) объясняет, почему вина такие разные. Давайте копнем.
Что такое ризосфера и где она находится?
Ризосфера - это участок почвы, которая непосредственно окружает корни виноградной лозы. Она изобилует микробной жизнью, и именно там происходят бесчисленные взаимообмены и не все из них изучены до конца. Жизнь в ризосфере гораздо активнее, чем в основной почве. Какое влияние она оказывает на виноградные лозы и плоды, которые выращивают виноделы?
Корни: основы
Корни винограда выполняют гораздо больше функций, чем просто являются «якорем» в почве. Они - мозговой центр, двигатель и жесткий диск лозы в одном флаконе. Они служат как накопитель углеводорода и производитель гормонов, которые подсказывают растению когда начать расти весной и уходить в спячку зимой. Корни также управляют поглощением воды и питательных веществ. Но виноград тоже отдает почве, выделяя через тонкие корневые волоски, аминокислоты, сахара и белки.
Почва: гораздо больше, чем просто грунт
"Почва содержит бесчисленное количество микроорганизмов, которые взаимодействуют с корнями растений", - говорит Николь Ван Дам, профессор и руководитель отдела экологии молекулярных взаимодействий Германского центра интегративных исследований в области биоразнообразия (iDiv) Галле-Йена-Лейпцига в Германии и Радбаудского Университета в Неймегене, Нидерланды. "Почвенное микробиологическое сообщество чрезвычайно разнообразно, и [оно] содержит полезные микробы, а также патогены. Полезные микробы могут помочь растениям получать питательные вещества необходимые для роста самих растений так и для их плодов."
"Растения не являются пассивными наблюдателями, даже если они не могут двигаться."- Николь Ван Дам.
Микроорганизмы процветают благодаря выделениям виноградной лозы, известными как экссудаты. Эти микробы колонизируют область вокруг корней и участвуют в ряде сложных и взаимовыгодных обменов. Ученые только начинают понимать, насколько
сложны эти обмены. Интересно, что лозы влияют на почву так же, как почва влияет в конечном итоге на полученное вино.
Обитатели подземного мира: микоризы и бактерии
Микоризы занимают центральное место в этом обмене. Они мельчайшие грибковые организмы которые формируют прекрасно разветвлённую сеть, которая действует как продолжение корневой системы лозы, способствующая увеличению потребления воды и питательных веществ. Интересный факт в том, что для виноградной лозы более эффективно поддерживать эти грибковые сети, чем выращивать собственные дополнительные корни.
Микоризы также обладают способностью расщеплять фосфорные соединения и делать их доступными для виноградной лозы. Микоризные популяции также делают лозу более устойчивой. Если виноградная лоза хорошо колонизирована микоризой, патогенам гораздо труднее зацепиться за корень.
Корни винограда выполняют гораздо больше функций, чем просто являются «якорем» в почве. Они - мозговой центр, двигатель и жесткий диск лозы в одном флаконе.
Экссудаты также активизируют разнообразные бактерии. Ученые утверждают, что каждый грамм почвы содержит до четырех миллиардов бактерий. Некоторые виды помогают разложить органическую материю в почве, что позволяет растениям принимать питательные вещества, такие как азот через сети нитей, созданные микоризами. Некоторые бактерии могут также разлагать потенциально вредные патогены и защищать виноградную лозу.
Растения могут общаться
Взаимообмены в ризосфере выходят далеко за рамки питания. "Растения не являются пассивными наблюдателями, даже если они не могут двигаться", - говорит Ван Дам. "Они производят широкий спектр химических соединений в своих корневых экссудатах, которые могут служить в качестве защиты или аттрактантов (вещества, вызывающие у воспринимающих их существ движение к источнику запаха).
"Микробы могут также "побудить" растение стать невосприимчивым к патогенам и травоядным. Эффект их взаимодействия заключается в том, что иммунная система растения усиливается быстрее, реагируя на то, когда патоген или травоядное существо паразитирует на растении.”
Тони Боденштайн является виноделом «Винзавода Прага» в Вайсенкирхене, Австрия, а также выпускником Венского университета природных ресурсов и наук о жизни. Он говорит: “В настоящее время ученые изучают сигналы, которые передают растения и микориза, чтобы обмениваться определенными элементами. Определенные сигналы приводят в действие конкретные обмены. Это происходит не только в пределах одного вида растений, а и в пределах разнообразия видов растений, что обуславливает еще один слой запутанности в чтении данных сигналов.”
Защита или воссоздание здоровой ризосферы в винограднике
Здоровая ризосфера производит хорошо упитанные и устойчивые лозы. Это тонко настроенная подземная экосистема. Гербициды, пестициды и минеральные удобрения могут нарушить этот хрупкий баланс. Для Боденштейна биоразнообразие является ключевым фактором.
” Каждое растение, каждая трава, каждый стручок имеет жизненно важное значение, и виноградарь должен обращать на это внимание, чтобы не нарушить микоризы", - говорит Боденштейн. "Фермерам действительно нужно переосмыслить понятие почвы. Чем большим видам растений дают возможность благоденствовать, тем лучше их микоризное партнерство и тем лучше конечный продукт.
"Именно в годы стресса, такие как засуха или жара, виноделы получают выгоду от почв, которые хорошо колонизированы микоризой. Быстро становится ясно, такие виноградники имеют значительно меньше симптомов стресса, из-за их повышенной способности, несмотря на стресс, поглощать воду и питательные вещества."
Влияние на вкус
Боденштейн говорит, что разные ризосферы объясняют разные вкусы в вине.
"Возьмите определенную ризосферу в определенной почве", - говорит он. "В зависимости от почвы, климата, наличия воды и окружающей влажности, температуры и бесчисленных других факторов, таких как методы обработки почвы, существуют конкретные химические, физические и биологические процессы, которые специфичны именно для этого конкретного места. На расстоянии двух, пяти или пятидесяти ярдов процессы этого микромира могут быть принципиально разными.
"Поэтому корни растений по-разному взаимодействуют с окружающей средой, и в результате плоды тоже разные. Просто думая о физических, химических и биологических различиях между местоположениями, вы понимаете, что фрукты должны отличаться, потому что не существует двух одинаковых ситуаций.”
Взлом корневого кода экссудата
Изучение ризосферы уже привело к сельскохозяйственным достижениям. Лиофилизация микоризы используется на протяжении многих лет при посадке новых виноградников. Но исследования продолжаются.” В настоящее время мы используем много токсичных и вредных пестицидов для борьбы с патогенами и травоядными", - говорит Ван Дам. "[Тогда] мы бросаем тонны питательных веществ на наши поля, чтобы увеличить производительность. А что, если бы мы смогли использовать полезные микробы, чтобы они делали всю работу за нас и наших культур? Это был бы гораздо более здоровый способ, как для людей, так и для нашей природной среды.”
Что такое ризосфера и где она находится?
Ризосфера - это участок почвы, которая непосредственно окружает корни виноградной лозы. Она изобилует микробной жизнью, и именно там происходят бесчисленные взаимообмены и не все из них изучены до конца. Жизнь в ризосфере гораздо активнее, чем в основной почве. Какое влияние она оказывает на виноградные лозы и плоды, которые выращивают виноделы?
Корни: основы
Корни винограда выполняют гораздо больше функций, чем просто являются «якорем» в почве. Они - мозговой центр, двигатель и жесткий диск лозы в одном флаконе. Они служат как накопитель углеводорода и производитель гормонов, которые подсказывают растению когда начать расти весной и уходить в спячку зимой. Корни также управляют поглощением воды и питательных веществ. Но виноград тоже отдает почве, выделяя через тонкие корневые волоски, аминокислоты, сахара и белки.
Почва: гораздо больше, чем просто грунт
"Почва содержит бесчисленное количество микроорганизмов, которые взаимодействуют с корнями растений", - говорит Николь Ван Дам, профессор и руководитель отдела экологии молекулярных взаимодействий Германского центра интегративных исследований в области биоразнообразия (iDiv) Галле-Йена-Лейпцига в Германии и Радбаудского Университета в Неймегене, Нидерланды. "Почвенное микробиологическое сообщество чрезвычайно разнообразно, и [оно] содержит полезные микробы, а также патогены. Полезные микробы могут помочь растениям получать питательные вещества необходимые для роста самих растений так и для их плодов."
"Растения не являются пассивными наблюдателями, даже если они не могут двигаться."- Николь Ван Дам.
Микроорганизмы процветают благодаря выделениям виноградной лозы, известными как экссудаты. Эти микробы колонизируют область вокруг корней и участвуют в ряде сложных и взаимовыгодных обменов. Ученые только начинают понимать, насколько
сложны эти обмены. Интересно, что лозы влияют на почву так же, как почва влияет в конечном итоге на полученное вино.
Обитатели подземного мира: микоризы и бактерии
Микоризы занимают центральное место в этом обмене. Они мельчайшие грибковые организмы которые формируют прекрасно разветвлённую сеть, которая действует как продолжение корневой системы лозы, способствующая увеличению потребления воды и питательных веществ. Интересный факт в том, что для виноградной лозы более эффективно поддерживать эти грибковые сети, чем выращивать собственные дополнительные корни.
Микоризы также обладают способностью расщеплять фосфорные соединения и делать их доступными для виноградной лозы. Микоризные популяции также делают лозу более устойчивой. Если виноградная лоза хорошо колонизирована микоризой, патогенам гораздо труднее зацепиться за корень.
Корни винограда выполняют гораздо больше функций, чем просто являются «якорем» в почве. Они - мозговой центр, двигатель и жесткий диск лозы в одном флаконе.
Экссудаты также активизируют разнообразные бактерии. Ученые утверждают, что каждый грамм почвы содержит до четырех миллиардов бактерий. Некоторые виды помогают разложить органическую материю в почве, что позволяет растениям принимать питательные вещества, такие как азот через сети нитей, созданные микоризами. Некоторые бактерии могут также разлагать потенциально вредные патогены и защищать виноградную лозу.
Растения могут общаться
Взаимообмены в ризосфере выходят далеко за рамки питания. "Растения не являются пассивными наблюдателями, даже если они не могут двигаться", - говорит Ван Дам. "Они производят широкий спектр химических соединений в своих корневых экссудатах, которые могут служить в качестве защиты или аттрактантов (вещества, вызывающие у воспринимающих их существ движение к источнику запаха).
"Микробы могут также "побудить" растение стать невосприимчивым к патогенам и травоядным. Эффект их взаимодействия заключается в том, что иммунная система растения усиливается быстрее, реагируя на то, когда патоген или травоядное существо паразитирует на растении.”
Тони Боденштайн является виноделом «Винзавода Прага» в Вайсенкирхене, Австрия, а также выпускником Венского университета природных ресурсов и наук о жизни. Он говорит: “В настоящее время ученые изучают сигналы, которые передают растения и микориза, чтобы обмениваться определенными элементами. Определенные сигналы приводят в действие конкретные обмены. Это происходит не только в пределах одного вида растений, а и в пределах разнообразия видов растений, что обуславливает еще один слой запутанности в чтении данных сигналов.”
Защита или воссоздание здоровой ризосферы в винограднике
Здоровая ризосфера производит хорошо упитанные и устойчивые лозы. Это тонко настроенная подземная экосистема. Гербициды, пестициды и минеральные удобрения могут нарушить этот хрупкий баланс. Для Боденштейна биоразнообразие является ключевым фактором.
” Каждое растение, каждая трава, каждый стручок имеет жизненно важное значение, и виноградарь должен обращать на это внимание, чтобы не нарушить микоризы", - говорит Боденштейн. "Фермерам действительно нужно переосмыслить понятие почвы. Чем большим видам растений дают возможность благоденствовать, тем лучше их микоризное партнерство и тем лучше конечный продукт.
"Именно в годы стресса, такие как засуха или жара, виноделы получают выгоду от почв, которые хорошо колонизированы микоризой. Быстро становится ясно, такие виноградники имеют значительно меньше симптомов стресса, из-за их повышенной способности, несмотря на стресс, поглощать воду и питательные вещества."
Влияние на вкус
Боденштейн говорит, что разные ризосферы объясняют разные вкусы в вине.
"Возьмите определенную ризосферу в определенной почве", - говорит он. "В зависимости от почвы, климата, наличия воды и окружающей влажности, температуры и бесчисленных других факторов, таких как методы обработки почвы, существуют конкретные химические, физические и биологические процессы, которые специфичны именно для этого конкретного места. На расстоянии двух, пяти или пятидесяти ярдов процессы этого микромира могут быть принципиально разными.
"Поэтому корни растений по-разному взаимодействуют с окружающей средой, и в результате плоды тоже разные. Просто думая о физических, химических и биологических различиях между местоположениями, вы понимаете, что фрукты должны отличаться, потому что не существует двух одинаковых ситуаций.”
Взлом корневого кода экссудата
Изучение ризосферы уже привело к сельскохозяйственным достижениям. Лиофилизация микоризы используется на протяжении многих лет при посадке новых виноградников. Но исследования продолжаются.” В настоящее время мы используем много токсичных и вредных пестицидов для борьбы с патогенами и травоядными", - говорит Ван Дам. "[Тогда] мы бросаем тонны питательных веществ на наши поля, чтобы увеличить производительность. А что, если бы мы смогли использовать полезные микробы, чтобы они делали всю работу за нас и наших культур? Это был бы гораздо более здоровый способ, как для людей, так и для нашей природной среды.”
12.07.2018
