A rizoszféra nem csupán a növények gyökereit körülvevő tér, hanem összetett, élő környezet. Az itt megfigyelhető természetes kapcsolatok által szerveződik az a mikrobiális közösség, melynek összetétele, a résztvevő mikrobák aktivitása folyton alakuló, dinamikus egyensúlyt teremt. Ez az egyensúly kulcsfontosságú a növények egészséges fejlődése szempontjából. A baktériumok és gombák szerepe az anyagkörforgásban vitathatatlan. Különösen igaz ez a talajéletre, melynek érzékeny egyensúlya összehangolt kapcsolatrendszer révén maradhat fenn.
Tápanyag-egyensúly
A talaj mikrobiális közössége mind a holt növényi anyag lebontásában, mind annak visszaforgatásában, hozzáférhetővé tételében, így végső soron az építkezésben is elengedhetetlen szerepet játszik. A holt növényi anyag a lebontószervezetek számára jelentős szénforrást jelent, melynek legnagyobb része cellulóz. A cellulózbontó enzimkészlet legjelentősebb tagja a celluláz, amely valójában egy hatékony multienzimkomplex. A cellulózbontás képességében a gombák közül a Trichoderma nemzetség minden faja, a Colletotrichum, Penicillium, Aspergillus és Fusarium nemzetségek képviselői is mutatnak cellulázaktivitást, noha az utóbbi gombák neve rosszul cseng, hiszen növényi patogének is vannak közöttük.
A fásodott növényi anyagok bontásáról is érdemes szót ejtenünk. A cellulóz nehezen elérhető szénforrás ezekből a szubsztrátumokból, mivel a ligninhez kötve van jelen. Így a ligninbontásra képes szervezetek vannak előnyben, ha csak ilyen – lignocellulóz típusú – tápanyagforrás áll rendelkezésre. A lignint közvetlenül bontani képes fehér korhasztógomba a Phanerochaete chrysosporium. A gomba által sejten kívülre kijuttatott kétféle oxidázenzim találkozásakor olyan szabad gyökök keletkeznek, amelyek megbontják a lignin szerkezetét. Ekkor lehetővé válik, hogy más cellulózbontó szervezetek a korábban elérhetetlen, ligninhez kötött tápanyagforráshoz jussanak. A nagy molekulák elsődleges bomlástermékeit bontja tovább például az Azotobacter chroococcum, amely szénhidrátok, alkoholok, szerves savak sóinak felhasználásával jut szénforráshoz.
A pH-egyensúly
Ismert, hogy a talaj pH-értéke meghatározó tulajdonság. A növények pH-optimuma fajonként változó, szélesebb vagy szűkebb intervallumon belül támogatja a növekedést és fejlődést, egyéb esetben stresszt okoz a növénynek. Ennek oka többek között a már említett tápanyagok, ásványi anyagok elérhetősége, mely sok esetben a környezet (talaj) pH-jának függvénye. A növény maga is képes szerves savak, H+ és egyéb ionok kibocsátása révén kis mértékben befolyásolni a rizoszféra pH-értékét. Az ún. sziderofórok olyan PGP- (Plant Growth Promoting) talajbaktériumok és gombák által termelt másodlagos anyagcseretermékek (kis molekulájú szerves savak), melyek kelátképzés révén a talajban található vas (Fe3+) felvehetőségét biztosítják a növények számára. Hasonló mechanizmus segíti a mangán-, cink-, foszfor- és kalciumfelvételt is. A Trichoderma harzianum gomba által termelt, néhány éve felfedezett ilyen sziderofór vegyület a harziánsav.
Egyensúly stresszhelyzetben
A baktériumok és gombák által termelt növényi hormonszerű anyagok (auxin, gibberellinek, citokininek) a rizoszférába jutva, onnan a gyökerekbe kerülve szabályozzák többek között a növényi védekezőrendszer működését, így növelve a növények stressztűrő képességét. A Trichoderma gombák a velük kapcsolatba kerülő növények szárazság-, só-, nehézfémstressz- és hidegtűrését is fokozzák. A környezeti stressz mellett a patogén mikroorganizmusokkal vívott harcban is hatékonyak. A Paenibacillus polymyxa antagonista aktivitást fejt ki például a Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani, Gaeumannomyces graminis tritici, Aspergillus niger, Phytophtora és Pythium növényi kórokozókkal és kártevőkkel szemben. A Trichoderma asperellumant agonizmus révén képes kiszorítani bizonyos kórokozókat (Sclerotinia, Fusarium spp., Rhizoctonia solani) a talajból, ez a térkompetíció jelensége. A Trichoderma harzianuma felsorolt módszereken túl képes ún. hiperparazita vagy mikoparazita gombaként is viselkedni: halálos veszélyt jelenthet a Fusarium spp., Macrophomina phaseolina, Rhizoctonia solani, egyes Sclerotinia növénypatogén fajok képviselőire. Pythium, Monilia és Botrytis ellen is hatékony. A Coniothyrium minitans viszonylag szűk gazdakörrel (Sclerotinia sclerotiorum, S. trifolii, S. minor) rendelkező nekrotróf mikoparazita. A talajban élő rovarkártevők ellen bizonyos fonálféregfajok segítik a növények védekezését, míg más fonalféregcsoportok maguk károsítják a gyökereket. Az úgynevezett entomopatogén gombák ezt a növényvédelmi tevékenységet is harmonikusan kiegészítik: a Metarhizium anisopliae elsősorban a gyökérgubacs-fonálféreg (Meloidogyne incognita) ellen jól bevált, a gyakorlatban is alkalmazott biokontroll szervezet.
A kapcsolatok egyensúlya
A Trichoderma-fajok számos, fentebb felsorolt stratégiát képesek kombinálni. Például fakultatív mikoparaziták, azaz holt növényi anyagon is megélnek, de a kórokozó gomba parazitájaként is! Fajonként is változik, hogy mi az elsődleges tápanyagforrásuk. Egyes gombafajok közeli hifáit elpusztítják (protoplasztelhalást vagy plazmakiáramlást okoznak), másokkal sejtfaluk bontása által parazita kapcsolatot alakítanak ki. A gombák kapcsolatrendszere más fajokkal e sokféleség miatt olyan szerteágazó és ökológiai szerepük ezért is olyan jelentős. A Trichoderma harzianum törzsek összeférhetetlensége tapasztalható bizonyos kombinációkban: nem mindegy, együttes alkalmazáskor mely fajokat, törzseket választjuk. A talajban zajló bonyolult kapcsolatokhoz egymás felismerése szükséges. A rizoszférában a kommunikáció a kémia nyelvén valósul meg. A növény gyökeréből távozó ún. exudátum akár több mint 100-féle kémiai anyagból áll (szerves savak, terpének és más illékony vegyületek, hormonok…), melyek jelzésként szolgálnak a gyökér környezetében élő mikrobák, rovarok, más növények számára. A mikrobák egymás közötti kommunikációja és kapcsolatrendszere is rendkívül összetett, sok esetben meglepő a növényre gyakorolt közös hatásuk (például a patogén gombákat pusztító Trichoderma gombák endofiton életmódja segíti a jótékony mikorrhizakapcsolatok kialakulását).
Megismerve és okosan alkalmazva a PGPF- és PGP-törzsek természetes kapcsolatrendszerét az elsavasodás, biodiverzitás-csökkenés és talajromlás mellékhatásai nélkül érhető el akár jelentős hozamnövekedés a mezőgazdaságban. A hosszú távú fenntarthatóság kizárólag a természetből vett megoldások segítségével, az egyensúly megtalálása révén képzelhető el.
