dinsdag 7 maart 2017

Verbeterde voedselproductie (4): het Wood Wide Web

Iedereen kent ze wel uit het bos in de herfst, heksenkringen, de schimmelnetwerken rondom paddenstoelen. Tegenwoordig komen we er echter steeds meer achter wat deze schimmelnetwerken allemaal doen. Ze blijken niet alleen rond 1 paddenstoel te bestaan, maar blijken veel groter en belangrijker te zijn dan we ons voor konden stellen. Ze worden nu al het Wood Wide Web genoemd. In deze blog wil ik me verder verdiepen in de wereld van de schimmelnetwerken.

Bron: http://vroegevogels.vara.nl/community/fotos/schimmels/paddenstoel/267052

Schimmels en netwerken, hoe zit dat?

Geschat wordt dat er 1,5 tot 6 miljoen schimmelsoorten zijn. Hiervan zijn ongeveer 75.000 schimmels geidentificeerd middels officiele naamgeving.
Schimmels waar iedereen wel mee bekend is zijn bijvoorbeeld gisten (1 % van de schimmels). Deze worden niet alleen in brood en bier gebruikt, maar leven net zo goed in de grond.
Paddenstoelen zijn een andere bekende eetbare / medicinale schimmel vorm. Paddenstoelen zijn een gezamenlijke samengebald netwerk van schimmels van waar de sporen van de schimmels worden verspreid.

Waar zijn schimmelnetwerken allemaal bij betrokken?

Schimmels vormen samen met elkaar grote schimmelnetwerken. Deze schimmelnetwerken spelen een grote rol in het leven onder de grond. Zo zijn schimmelnetwerken van belang bij de afbraak van rotsen: ze scheiden zuren af, waardoor de mineralen beschikbaar komen, vegetatie kan groeien en bodemvorming kan plaatsvinden. Door zuren af te geven, dan wel op te nemen, kunnen ze de PH van de bodem beinvloeden waardoor de juiste mineralen voor de planten beschikbaar komen.
Sommige schimmels (zoals de Trichoderma spp.) zijn goed voor ziekte bestrijding, ook kunnen ze de compostering versnellen.
Andere schimmels blijken een grote rol te spelen bij bodemvruchtbaarheid, het aanleveren van voedingsstoffen, zoals water, koolstof, mineralen en nutrienten.
 
De schimmels in de bodem zijn in 3 categorien op te delen:
  1. Afbraak schimmels: deze schimmels zijn van belang voor het composteren van dood organisch materiaal in bruikbare biomassa
  2. Mycorrhiza: schimmels die in symbiose met plantenwortels leven
  3. Pathogenen: dit zijn schimmels die ziektes kunnen veroorzaken
Van de 75.000 geidentificeerde schimmels zijn er ongeveer 6.000 die in nauwe samenwerking met planten leven, dit zijn de Mycorrhiza (Myco =  schimmel; rrhiza =  wortel) netwerken. Daar wil ik me in deze blog vooral op focussen.

Zeven typen mycorrhiza netwerken

Er zijn 7 typen mycorrhiza netwerken (MN):
  • Ectomycorrhiza
  • Arbuscular Endo
  • Monotrophid Endo
  • Orchidaceous Endo
  • Ericoid endo
  • Arbutoid EctEndo
  • Ecto-Endo

Op deze website wordt uitgelegd waarin deze typen netwerken van elkaar verschillen.
De verschillende typen netwerken kunnen in grofweg 2 hoofdgroepen worden onderscheiden:
- Ectotroof, dit zijn de schimmels die tegen de buitenwand van de wortel (als een laag om de wortel) of tegen de wand van de cellen net onder de oppervlakte van de planten wortel leven.
- Endotroof, dit zijn schimmels die in de cel van een plant leven

Bron: http://www.plantscience4u.com/2013/03/ectomycorrhizae-and-endomycorrhizae.html#.WJ4OGPLQnIV

De meeste schimmels zijn endotroof (endomycorrhiza). Een klein deel van de schimmels heeft een ectotrofe (ectomycorrhiza) relatie met de plant.

Bron: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiCaptionURL&_method=retrieve&_eid=1-s2.0-S0176161714002314&_image=1-s2.0-S0176161714002314-gr2.jpg&_cid=273190&_explode=defaultEXP_LIST&_idxType=defaultREF_WORK_INDEX_TYPE&_alpha=defaultALPHA&_ba=&_rdoc=1&_fmt=FULL&_issn=01761617&_pii=S0176161714002314&md5=ec20ef7e8640258ed5b0a117215b3599
De MN hebben suikers nodig om te overleven. Hoe groter de MN hoe meer suikers nodig zijn. De grotere netwerken, die meerdere bomen met elkaar verbinden, hebben hun suiker levering verdeeld over verschillende suiker leveranciers (meerdere planten / bomen).  
Hoewel de verschillende typen MN elk op hun eigen manier manier samenleven met de planten, verschilt het functioneren van de verschillende MN nauwelijks.

De MN zijn van groot belang voor vegetatie: geschat wordt dat ongeveer 90 tot 95 % van de vegetatie een relatie heeft of kan vormen met de MN. Sommige planten, zoals bijvoorbeeld meloen, eik, citrus en dennen kunnen zelfs niet eens leven zonder de symbiose met MN. Voorbeelden van planten die geen symbiose met MN aangaan zijn te vinden in Brassicaceae of Cruciferae familie (zoals broccoli, mosterd en koolraap), en in de Chenopodiaceae familie (onderdeel van de Amaranthaceae familie) (zoals spinazie, bieten).

Wat doen deze MN

De MN zijn van groot belang voor de vegetatie, vanwege allerlei redenen:
- Verbeterde doorworteling: Doordat de MN zuren afscheiden kunnen ze ruimte maken voor de wortels, zoals dit project in Spanje heeft laten zien. Dit leidt tot allerlei positieve gevolgen: betere toegang tot het grondwater, betere verankering in de grond en een vergroot worteloppervlak, waardoor er meer stoffen kunnen worden opgenomen.
- Extreem fijnmazig netwerk: in gezonde grond met een goed MN wordt geschat dat elke gram grond 1 à 1,5 km MN heeft. Hierdoor kunnen deze netwerken ook heel goed bij alle mineralen en voedingsstoffen komen, wat ze weer aan de planten kunnen leveren.

Bron: http://www.wineland.temp.shapeshift.co.za/archive/technical/supplimentary--wynboer-march-2013-why-is-mycorrhiza-important-for-grapevines-2.jpg

- Beschikbaar maken en aanleveren van mineralen, nutrienten en vocht: dit project in Spanje heeft ook laten zien dat een goed MN de mineralen uit de onderliggende geologische formatie beschikbaar maakt. Als gevolg van de MN had de haver en de wikke, zonder toediening van fosfaat, toch geen fosfaattekort, terwijl de aanwezige bodem nauwelijks fosfaat bevatte: de MN hebben dit fosfaat dus aangeleverd. Andere onderzoeken laten ook zien dat MN soms ook voor hele specifieke mineralen en voedingsstoffen kunnen zorgen. Weer andere onderzoeken laten zien dat ook bodemvocht kan worden aangeleverd door MN. Hierbij treedt dus hydraulische herverdeling op via zowel de wortels als de MN.
- Doorgeven van voedingsstoffen: Het blijkt dat jonge bomen suikers en andere voedingstoffen van oudere soortgenoten krijgen, om de beginfase door te komen. De moederbomen helpen dus de kinderen groot te worden. Dit geldt vooral bij grote MN die meerdere bomen met elkaar verbinden.
- Vormen van bodemaggregaten: de MN produceren de stof glomalin. Dit is een soort lijn die maakt dat zich in de bodem aggregaten vormen, zodat het meer water vast houdt, de bodemdeeltjes samen kleven, en dus minder snel eroderen, waarmee woestijnvorming kan worden voorkomen. Het bestaat voor ongeveer 1/3 uit koolstof: in de bodemaggregaten is dus veel koolstof vastgelegd.
Bron: http://www.permaculturenews.org/images/soil_macroaggregates_details_large.jpg
- Doorgeven van signalen: Zoals hierboven aangegeven worden de MN ook wel het Wood Wide Web genoemd. Een van de redenen, is dat de netwerken signalen kunnen doorgeven. Bijvoorbeeld als er een luizenplaag aankomt / aan het ontwikkelen is, kan dit signaal worden doorgegeven aan de rest van de vegetatie. Ook kan het zijn dat er stoffen of informatie wordt gegeven tussen verschillende soorten bomen/struiken/planten.
- Afgifte van gifstoffen tegen ziekten en verbeteren van immuunsysteem: MN kunnen antibiothica afgeven, die maken dat planten beter beschermd zijn tegenover ziekten, zoals Phytophthora, Fusarium, Pythium, Phyloxera en Nematodes.
- Transport van allelopatische stoffen: MN kunnen allelopathische stoffen doorgeven, dit zijn stoffen die maken dat andere planten minder goed groeien in de omgeving van een bepaalde plant. Zo kan bijvoorbeeld de walnoot de stof juglon afgeven, die via MN goed door de bodem kan worden verspreid.
- Het afbreken van plastics en pesticiden: Verschillende schimmeltypen blijken in staat te zijn om plastics, en zelfs pesticiden af te breken.
- Het creeeren van een snelweg voor andere organismen, zoals bacterien: Het blijkt dat bacterien door de bodem kunnen bewegen via de vocht film die op het MN aan wezig is. Onderstaande video laat dat zien.



De MN hebben dus een enorm grote invloed op het succes van vegetatie.Daarom worden deze schimmelnetwerken ook wel biokunstmest genoemd.

Verlies van MN

MN kunnen zwakker worden of zelfs verdwijnen bij bodem verdichting, braak ligging, bodembewerking zoals ploegen, pesticiden gebruik en bij veelvuldige toepassing van planten die niet in symbiose met MN leven. Ook overmatige toediening van meststoffen kan leiden tot het verminderen of zelfs het verdwijnen van MN: als de meststoffen "gratis" beschikbaar zijn, zijn de MN niet meer nodig om deze stoffen aan te leveren.

Conclusie

De bovenstaande lijst heeft duidelijk laten zien dat MN zeer nuttig zijn. Binnen grootschalige landbouw staan ze echter onder druk: door bodemverdichting, ploegen, pesticide gebruik en toediening van kunstmest. Tegelijkertijd kunnen ze, doordat ze levende organismen zijn herstellen en groeien. Gezien de grote hoeveelheid diensten die deze netwerken kunnen leveren, lijken MN van groot belang bij het op peil houden van de bodemvruchtbaarheid.

Geen opmerkingen: