คุณจะได้รับการอภัยถ้าคุณคิดว่าชีวิตของพืชเป็นเพียงแค่แสงแดดน้ำและการสังเคราะห์แสง นั่นเป็นเพียงครึ่งเรื่อง อีกครึ่งหนึ่งเกิดขึ้นที่มองไม่เห็นในความมืดซึ่งเต็มไปด้วยยมโลกที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าไรโซสเฟียร์ สิ่งที่เกิดขึ้นในไรโซสเฟียร์มีความซับซ้อนสูง แต่ก็น่าสนใจเช่นกัน อธิบายได้หรือไม่ว่าทำไมไวน์ถึงมีรสชาติแตกต่างกัน? มาเริ่มขุดกันเลย

ไรโซสเฟียร์คืออะไรและที่ไหน?

rhizosphere คือบริเวณที่ล้อมรอบรากของเถาวัลย์ในทันที มันเต็มไปด้วยชีวิตของจุลินทรีย์และเป็นที่ที่มีการแลกเปลี่ยนนับไม่ถ้วนเกิดขึ้นไม่ใช่ทั้งหมดที่เข้าใจ สิ่งมีชีวิตในไรโซสเฟียร์มีการเคลื่อนไหวมากกว่าในดินโดยรอบ สิ่งนี้มีผลต่อเถาวัลย์องุ่นและผลไม้ที่พวกมันเติบโตอย่างไร?

Roots: พื้นฐาน

รากเถาวัลย์ทำอะไรได้มากกว่าแค่ให้สิ่งยึดเหนี่ยวในดิน พวกเขาเป็นศูนย์รวมประสาทบ้านเครื่องยนต์และฮาร์ดไดรฟ์ของเถาวัลย์ที่ม้วนเป็นหนึ่งเดียว พวกมันทำหน้าที่เป็นที่เก็บคาร์โบไฮเดรตและผลิตฮอร์โมนที่บอกให้พืชเติบโตในฤดูใบไม้ผลิและจะอยู่เฉยๆในฤดูหนาว รากยังควบคุมการดูดซึมน้ำและสารอาหาร แต่เถาวัลย์ยังให้กลับคืนสู่ดินโดยมีขนที่เป็นรากละเอียดซึ่งขับน้ำตาลกรดอะมิโนและโปรตีนออกมา

ดิน: มากกว่าสิ่งสกปรก

“ ดินมีจุลินทรีย์จำนวนมากซึ่งมีปฏิกิริยากับรากพืช” กล่าว นิโคลแวนแดม ศาสตราจารย์และหัวหน้าสาขานิเวศวิทยาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่ iDiv / FSU Jena ในเยอรมนีและ Radboud University ใน Nijmegen ประเทศเนเธอร์แลนด์ “ ชุมชนจุลินทรีย์ในดินมีความหลากหลายมากและ [มัน] มีจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์เช่นเดียวกับเชื้อโรค จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์สามารถช่วยให้พืชได้รับสารอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตและการผลิตของพืช”

“ พืชไม่ได้อยู่เฉยๆแม้ว่ามันจะไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ก็ตาม” —Nicole van Dam

จุลินทรีย์เจริญเติบโตได้เนื่องจากการขับออกของเถาวัลย์หรือที่เรียกว่าสารหลั่ง จุลินทรีย์เหล่านี้ตั้งรกรากบริเวณรอบ ๆ รากและมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนและเป็นประโยชน์ร่วมกัน นักวิทยาศาสตร์เพิ่งเริ่มเข้าใจว่าการแลกเปลี่ยนเหล่านี้ซับซ้อนเพียงใด ที่น่าสนใจคือเถาวัลย์มีอิทธิพลต่อดินมากพอ ๆ กับดินที่มีอิทธิพลต่อไวน์ที่ได้

พลเมืองของยมโลก: ไมคอร์ไรซาและแบคทีเรีย

ไมคอร์ไรซาเป็นศูนย์กลางของการแลกเปลี่ยนนี้ พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเชื้อราเพียงไม่กี่นาทีที่ก่อตัวเป็นเครือข่ายที่แตกแขนงอย่างประณีตซึ่งทำหน้าที่เหมือนส่วนขยายของระบบรากของเถาวัลย์เพิ่มการดูดซึมน้ำและสารอาหาร ที่น่าสนใจคือเถาวัลย์สามารถรองรับเครือข่ายเชื้อราเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการปลูกรากเพิ่มเอง

ไมคอร์ไรซายังมีคุณสมบัติในการสลายสารประกอบฟอสฟอรัสและทำให้มีอยู่ในเถา ประชากรไมคอร์ไรซายังทำให้เถาวัลย์มีความยืดหยุ่นมากขึ้น หากไมคอร์ไรซาเถาวัลย์เป็นที่ตั้งของเถาวัลย์อย่างดีเชื้อโรคจะติดอยู่ที่รากได้ยากกว่ามาก

รากเถาวัลย์ทำอะไรได้มากกว่าแค่ให้สิ่งยึดเหนี่ยวในดิน พวกเขาเป็นศูนย์รวมประสาทบ้านเครื่องยนต์และฮาร์ดไดรฟ์ของเถาวัลย์ที่ม้วนเป็นหนึ่งเดียว

สารหลั่งยังช่วยให้แบคทีเรียต่างๆ นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าดินแต่ละกรัมมีแบคทีเรียมากถึงสี่พันล้านตัว สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ช่วยย่อยสลายอินทรียวัตถุในดินซึ่งทำให้พืชสามารถรับธาตุอาหารเช่นไนโตรเจนได้บ่อยครั้งผ่านทางเครือข่ายเส้นใยที่สร้างโดยไมคอร์ไรซา แบคทีเรียบางชนิดยังสามารถย่อยสลายเชื้อโรคที่อาจเป็นอันตรายและปกป้องเถาวัลย์

พืชสามารถสื่อสารได้

การเปลี่ยนแปลงในไรโซสเฟียร์ไปได้ดีกว่าโภชนาการ

“ พืชไม่ได้อยู่เฉยๆแม้ว่ามันจะไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ก็ตาม” แวนแดมกล่าว “ พวกมันผลิตสารประกอบทางเคมีหลายชนิดในสารหลั่งรากของมันซึ่งอาจทำหน้าที่ป้องกันหรือดึงดูด

นอกจากนี้จุลินทรีย์ยังสามารถ 'สำคัญ' ให้พืชทนต่อเชื้อโรคและสัตว์กินพืชได้มากขึ้น ผลของปฏิสัมพันธ์ของพวกมันคือระบบภูมิคุ้มกันของพืชจะได้รับการกระตุ้นให้ตอบสนองได้เร็วขึ้นเมื่อเชื้อโรคหรือสัตว์กินพืชเข้าทำลายพืช”

ทำไมไร่องุ่นและเถาวัลย์จึงดูแตกต่างจากที่อื่น

Toni Bodenstein ทำหน้าที่เป็นผู้ผลิตไวน์ที่ โรงกลั่นไวน์ปราก ใน Weissenkirchen ประเทศออสเตรียและเขาสำเร็จการศึกษาจากเวียนนา มหาวิทยาลัยทรัพยากรธรรมชาติและวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต . เขากล่าวว่า“ ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบสัญญาณที่พืชและไมคอร์ไรซาให้เพื่อแลกเปลี่ยนองค์ประกอบบางอย่าง สัญญาณเฉพาะทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนโดยเฉพาะ สิ่งนี้ไม่เพียงเกิดขึ้นในพืชชนิดเดียว แต่เกิดขึ้นภายในพันธุ์พืชที่หลากหลายซึ่งเพิ่มความซับซ้อนอีกชั้นหนึ่ง”

ปกป้องหรือสร้างไรโซสเฟียร์ที่แข็งแรงในไร่องุ่น

rhizosphere ที่มีสุขภาพดีผลิตเถาวัลย์ที่ได้รับการบำรุงอย่างดีและยืดหยุ่น เป็นระบบนิเวศใต้ดินที่ปรับแต่งมาอย่างดี สารกำจัดวัชพืชสารกำจัดศัตรูพืชและปุ๋ยแร่ธาตุสามารถทำลายสมดุลอันละเอียดอ่อนนี้ได้ สำหรับ Bodenstein ความหลากหลายทางชีวภาพเป็นกุญแจสำคัญ

“ สมุนไพรทุกชนิดหญ้าทุกชนิดพืชตระกูลถั่วทุกชนิดมีความสำคัญและผู้ปลูกองุ่นต้องใส่ใจไม่ให้ไมคอร์ไรซาทำให้เสีย” โบเดนสไตน์กล่าว “ เกษตรกรต้องคิดใหม่เกี่ยวกับดินจริงๆ ยิ่งพันธุ์พืช [ที่] ได้รับอนุญาตให้เจริญเติบโตมากเท่าไหร่ความร่วมมือของไมคอร์ไรซาก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

“ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปีแห่งความเครียดเช่นความแห้งแล้งหรือความร้อนผู้ผลิตไวน์จะได้รับประโยชน์จากดินที่ไมคอร์ไรซาเป็นอาณานิคมอย่างดี เป็นที่ชัดเจนอย่างรวดเร็วว่าไร่องุ่นใดมีอาการเครียดน้อยลงอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากความสามารถที่เพิ่มขึ้นแม้จะมีความเครียดในการดูดซับน้ำและสารอาหารก็ตาม”

ผลกระทบต่อรสชาติ

Bodenstein กล่าวว่า rhizospheres ต่างกันนั้นมีรสชาติที่แตกต่างกันในไวน์

“ ใช้ rhizosphere เฉพาะในดินโดยเฉพาะ” เขากล่าว “ ขึ้นอยู่กับดินสภาพอากาศความพร้อมใช้งานของน้ำและความชื้นโดยรอบอุณหภูมิและปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายเช่นวิธีการไถพรวนเงื่อนไขทางเคมีกายภาพและชีวภาพโดยเฉพาะที่มีอยู่เฉพาะในพื้นที่นี้ ห่างออกไปสองห้าหรือห้าสิบหลาเงื่อนไขของพิภพนี้อาจแตกต่างกันโดยพื้นฐาน

“ ดังนั้นรากพืชจึงมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมแตกต่างกันและผลไม้ก็แตกต่างกันด้วย เพียงแค่คิดถึงความแตกต่างทางกายภาพเคมีและชีวภาพระหว่างสถานที่ต่างๆก็ทำให้คุณรู้ว่าผลไม้นั้นต้องแตกต่างกันเพราะไม่มีสองสถานการณ์ที่เหมือนกัน '

แคร็กรหัส exudate ของราก

การศึกษาไรโซสเฟียร์ส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าทางการเกษตรแล้ว ไมคอร์ไรซาแห้งแช่แข็งถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายปีในการปลูกองุ่นใหม่ แต่การวิจัยยังคงดำเนินต่อไป

“ ปัจจุบันเราใช้สารกำจัดศัตรูพืชที่เป็นพิษและเป็นอันตรายจำนวนมากเพื่อต่อสู้กับเชื้อโรคและสัตว์กินพืช” แวนแดมกล่าว “ [จากนั้น] เราโยนสารอาหารจำนวนมากลงในไร่ของเราเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต จะเป็นอย่างไรหากเราสามารถใช้จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์เพื่อทำงานให้เราและพืชผลของเรา? นั่นจะดีต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติของเรามาก”