En win-win situation mellem planter og mikroorganismer!

Næringsstoffer som kvælstof og fosfor er essentielle for planters overlevelse. Men mange næringsstoffer er bundet til svært nedbrydelige organiske forbindelser og humusstoffer, hvilket planter ikke selv kan nedbryde. F.eks. er helt op til 95% af alt kvælstof i jorden ofte bundet i organiske forbindelser, mens kun ca. 5% findes i jorden som løst bundet nitrat og ammonium, som planternes rodceller kan udnytte.
Dog har planter udviklet et symbiotisk forhold med mikroorganismerne omkring rodnettet, da mikroorganismerne nemlig har den evne, at kunne nedbryde disse svært nedbrydelige organiske forbindelser via særlige enzymer og dermed frigøre de næringsstoffer til jordvæsken som planterne søger til vækst. For at lokke mikroorganismerne hen til planternes rodnet og på den måde øge den mikrobielle aktivitet omkring rodnettet, forsyner planterne mikroorganismerne med letomsættelige kulhydrater som mikroorganismerne skal bruge til egen vækst og formering. Der opstår således et symbiotisk forhold mellem planter og mikroorganismer.

Planter udskiller dog ikke en konstant mængde af letomsættelige kulhydrater til jordvæsken hele året, men varierer udskillelsen i løbet af året, for på den måde at variere og tilpasse den mikrobielle aktivitet i forhold til plantens vækst.
Ved at foretage undersøgelser med radioaktivt mærket CO2, er det muligt at bestemme hvor stor en del af kulhydratproduktionen i planter der går til de mange processer i planter i løbet af et år.
Den radioaktive CO2 indbygges via planternes fotosynteseproces i glukosen, der omdannes til sukkerstoffet sucrose for at kunne blive transporteret ud til alle plantes celler og udnyttes. Man kan derfor følge sukkerstoffet rundt i planterne, og se hvad planterne anvender det til.

Undersøgelserne har vist, at det særligt er i starten af en vækstsæson, at planter investerer store dele af deres primære produktion af kulhydrater til at fremme den mikrobielle aktivitet omkring rødderne. Planterne udskiller derfor mange letomsættelige kulhydrater til mikroorganismerne i starten af foråret, hvor planterne har meget brug for, at vigtige næringsstoffer til egen vækst frigøres i jordvæsken og har brug for at danne et godt mikrobielt miljø omkring rodnettet til resten af vækstsæsonen.

Som vækstsæsonen skrider frem, ændrer dette sig dog markant. Når rodnettet er godt udviklet og udbygget og det mikrobielle miljø omkring rødderne er sikret til resten af vækstsæsonen, så kan planterne begynde at reducere udskillelsen af letomsættelige kulhydrater til mikroorganismerne, og i stedet begynde at investere i den overjordiske del af planten. Nu bruges den største del af kulhydratproduktionen hos planterne derfor mest af alt til udvikling og modning af frø.

Senere i vækstsæsonen øges bakterieantallet omkring rodnettet, hvilket trækker protozoer og nematoder til omkring rødderne. Årsagen hertil er, at planterne nu afskærer en del af deres rodnet for at overleve den kommende vinter. Det døde rodnet skaber en ny mikrobiel aktivitet, idet mikroorganismer nu begynder at omsætte det døde rodvæv.

Planter og mikroorganismer er derfor inderligt afhængige af hinanden i løbet af en vækstsæson.

Sikar og vedkar – plantens forunderlige transportsystemer

I en plante forekommer to transportsystemer, som henholdsvis sørger for transport af sukkerstoffet sukrose og transport af vand.

Når en plante via fotosynteseprocessen bl.a. danner sukkerstoffet glukose, som skal bruges til plantens vækst og til at skabe mikrobiel aktivitet omkring rødderne, så kan overskuddet af glukosen pumpes ud i bladkarstenglens sikar i form af sukkerstoffet sukrose. Sikar eller phloem er derfor et langt kanalsystem i planten, som består af ufattelig mange langstrakte planteceller der forekommer yderst i plantens stængel.
I sikarene findes en plantesaft hvori sukrosen opløses og dernæst flyder med kanalerne til modtagercellerne. Transporten af plantesaften med sukrosen sker automatisk idet modtagercellerne trækker sukrosen til sig fra lav koncentration til høj koncentration. Der forekommer således det man kalder en massestrømning.
Via sikarene kan sukrosen på denne måde fordeles til andre dele af planten, som skal bruge sukkerstoffet til forskellige processer. Rødder, knopper og frugter, der alle kræver energi for at kunne udvides, vokse og modnes, er de dele af planten som kræver særligt meget sukrose. Desuden lagrer planten ofte sukrose i løbet af vinteren i form af stivelse, for på denne måde at være klar med energi når den nye vækstsæson starter.
Ud over sikarkanalerne findes også vedkar eller xylem i planter. Dette er igen et transportsystem. Det vi kalder årringe er i virkeligheden en række ældre vedkarlag. Hvert år danner planten nemlig et nyt lag af vedkar udenpå det gamle lag af vedkar.
I vedkar transporteres vand fra rødder op til plantes mange plantedele. Vand er essentielt for planter idet næsten 95% af deres optagne vand fordamper når de såkaldte spalteåbninger på undersiden af deres blade er åbne, hvorigennem bladene optager kuldioxid til deres fotosynteseproces. Vand er også en vigtig bestanddel i alle plantecellers cytoplasma og vand udgør samtidig en stor del af planternes fotosynteseproces.
Vandet optages igennem rødderne via passiv osmose, dvs. via en diffusionsform som ikke er energikrævende og hvor vandet bevæger sig fra en lav stofkoncentration til en høj stofkoncentration forårsaget af den højere saltkoncentration i rodcellerne.
Vandet i vedkarrene trækkes i planten fra rødderne op til bladene idet fordampningen af vand fra bladene skaber et undertryk i plantecellerne, hvormed de derfor trækker nyt vand fra vedkarrene for at udligne undertrykket.
Den efterfølgende vandoptagelse gennem plantens rødder, for at erstatte det fordampede vand, følger fordampningen fra bladene med nogle timers forsinkelse. Fordampningen fra bladene er størst midt på dagen, hvor solindstrålingen er kraftigst, men i løbet af eftermiddagen, hvor lysniveauet aftager opnår planten den optimale vandoptagelse gennem rødderne.

Vedkarrenes transport af vand forudsætter, at kanalsystemet er ubeskadiget, dvs. udgør en sammenhængende søjle af vand fra rødder til blade. Men hvis vedkarrene beskadiges og luft trænger ind i vedkarrene og bryder vandsøjlen, så vil vedkarrene være ubrugelige idet luften vil stoppe transporten af vand.
Når man derfor køber afskårne blomster hos blomsterhandleren, er det altid en god ide, hvis man gerne vil have sine blomster til at overleve længst muligt, at klippe det nederste af stænglerne fra inde de sættes i vand, idet man derfor klipper den del af plantestilken fra, hvor vedkarrene er beskadigede og blokerede med luft. På denne måde vil blomsterbuketten kunne overleve længere.