Du får förlåtelse om du tror att växtliv bara handlar om solljus, vatten och fotosyntes. Det är bara halva historien. Den andra halvan sker osedd i den mörka, myllrande underjorden som forskare kallar rhizosfären. Vad som händer i rhizosfären är mycket komplext, men det är också fascinerande. Förklarar det varför viner smakar så annorlunda? Låt oss börja gräva.

Vad och var är rhizosfären?

Rhizosfären är det område som omedelbart omger en vinstocks rötter. Det myllrar av mikrobiellt liv, och det är där otaliga utbyten sker, inte alla förstådda. Livet på rhizosfären är mycket mer aktivt än i den omgivande jorden. Vilken inverkan har detta på vindruvor och frukten de odlar?

Rötter: grunderna

Vinrötter ger mycket mer än bara ett ankare i jorden. De är nervcentret, motorhuset och hårddisken på vinstocken rullad till en. De fungerar som en kolhydratbutik och producerar hormoner som säger till växten att växa på våren och gå vilande på vintern. Rötter styr också upptagandet av vatten och näringsämnen. Men vinstockar ger också tillbaka till jorden via fina rothår som utsöndrar socker, aminosyror och proteiner.

Jord: mycket mer än bara smuts

'Jord innehåller bländande antal mikrober som interagerar med växtrötter,' säger Nicole van Dam , professor och chef för Molecular Interaction Ecology vid iDiv / FSU Jena i Tyskland, och Radboud University i Nijmegen, Nederländerna. ”Jordens mikrobiella samhälle är extremt skiftande och [den] innehåller nyttiga mikrober såväl som patogener. Gynnsamma mikrober kan hjälpa växter att skaffa sig näringsämnen som är väsentliga för växttillväxt och produktion. ”

'Växter är inte passiva åskådare, även om de inte kan röra sig.' —Nicole van Dam

Mikroorganismer trivs på grund av utsöndringen av vinstockarna, så kallade utsöndringar. Dessa mikrober koloniserar området runt rötterna och engagerar sig i en serie komplexa och ömsesidigt fördelaktiga utbyten. Forskare börjar bara förstå hur sofistikerade dessa utbyten är. Intressant är att vinstockarna påverkar jorden lika mycket som jorden påverkar det resulterande vinet.

Undervärldens invånare: mycorrhizae och bakterier

Mycorrhizae är centrala för detta utbyte. De är små svamporganismer som bildar ett fint grenat nätverk som fungerar som en förlängning av vinstockens rotsystem, vilket ökar upptaget av vatten och näringsämnen. Intressant är att det är effektivare för vinstocken att stödja dessa svampnätverk än att odla extra egna rötter.

Mycorrhizae har också förmågan att bryta ner fosforföreningar och göra dem tillgängliga för vinstocken. Mycorrhizal-populationer gör också vinstocken mer motståndskraftig. Om en vinstock är välkoloniserad av mycorrhizae är det mycket svårare för patogener att haka fast på roten.

Vinrötter ger mycket mer än bara ett ankare i jorden. De är nervcentret, motorhuset och hårddisken på vinstocken rullad till en.

Utsöndringarna möjliggör också olika bakterier. Forskare hävdar att varje gram jord innehåller upp till fyra miljarder bakterier. Olika arter hjälper till att sönderdela organiskt material i jorden som gör det möjligt för växter att ta in näringsämnen som kväve, ofta via filamentnätverk som skapas av mycorrhizae. Vissa bakterier kan också bryta ned potentiellt skadliga patogener och skydda vinstocken.

Växter kan och kommunicerar

Utbyten i rhizosfären går långt utöver näring.

”Växter är inte passiva åskådare, även om de inte kan röra sig”, säger van Dam. ”De producerar ett brett spektrum av kemiska föreningar i sina rotutsöndringar som kan fungera som försvar eller lockmedel.

”Mikrober kan också” prima ”växten för att bli mer resistenta mot patogener och växtätare. Effekten av deras interaktion är att växtens immunsystem förstärks för att reagera snabbare när en patogen eller en växtätare angriper växten. ”

Varför Vineyards and Vines ser olika ut från varandra

Toni Bodenstein fungerar som vinmakare vid Prags vingård i Weissenkirchen, Österrike, och han är examen från Wien University of Natural Resources and Life Sciences . Han säger, ”Forskare undersöker för närvarande de signaler som växter och mykorrisa ger för att utbyta specifika element. Särskilda signaler utlöser särskilda växlar. Detta händer inte bara inom en växtart, utan inom olika växtarter, vilket lägger till ytterligare ett lager av komplexitet. ”

Skydda eller återskapa en hälsosam rhizosfär i vingården

En hälsosam rhizosfär producerar välnärda och elastiska vinstockar. Det är ett finjusterat underjordiskt ekosystem. Herbicider, bekämpningsmedel och mineralgödsel kan störa denna känsliga balans. För Bodenstein är biologisk mångfald nyckeln.

'Varje ört, varje gräs, varje baljväxter är livsviktig, och vinodlingen måste vara uppmärksam på att inte störa mycorrhizae', säger Bodenstein. ”Jordbrukare måste verkligen tänka om jorden. Ju fler växtarter [som] får frodas, desto bättre är mycorrhizal-partnerskapet, desto bättre blir produkten.

”Det är särskilt under många år med stress, som torka eller värme, som vinproducenter drar nytta av mark som är välkoloniserad av mycorrhizae. Det blir snabbt tydligt vilka vingårdar som har betydligt färre stressymtom på grund av deras förbättrade förmåga, trots stress, att absorbera vatten och näringsämnen. ”

Effekter på smak

Bodenstein säger att olika rhizosfärer står för olika smaker i vin.

'Ta en viss rhizosfär i en viss jord', säger han. ”Beroende på mark, klimat, vattentillgänglighet och den omgivande luftfuktigheten, temperaturen och otaliga andra faktorer som jordbearbetningsmetoder, finns särskilda kemiska, fysiska och biologiska förhållanden som är specifika för just denna plats. Två, fem eller femtio meter bort kan villkoren för detta mikrokosmos vara annorlunda.

”Växtrötter interagerar därför olika med sin miljö, och frukten är också annorlunda. Att bara tänka på fysiska, kemiska och biologiska skillnader mellan webbplatser får dig att inse att frukten måste vara annorlunda, för inga två situationer är desamma. ”

Knäcka rotutsöndringskoden

Studie av rhizosfären har redan lett till framsteg inom jordbruket. Frystorkade mycorrhizae har använts i flera år vid plantering av nya vingårdar. Men forskningen fortsätter.

'För närvarande använder vi många giftiga och skadliga bekämpningsmedel för att bekämpa patogener och växtätare', säger van Dam. ”[Sedan] kastar vi massor av näringsämnen på våra fält för att öka produktionen. Vad händer om vi kan använda fördelaktiga mikrober för att göra jobbet för oss och våra grödor? Det skulle vara mycket hälsosammare för människor och vår naturliga miljö. ”