Термин «микотрофность» по отношению к корневым системам высших растений означает принадлежность их к группе корней, сосуществующих с определенными видами грибов.
Само явление сожительства гриба и корня называется микоризой. Такое сожительство является симбиозом, что означает форму сожительства организмов разных видов, которая обеспечивает им взаимную выгоду. Организмы, которые пребывают в симбиозе, называются симбионтами. Первоначально (в 1840—1850 годы) особого значения в биологии питания деревьев этому явлению не придавалось.
Различают два вида микоризы — эндотрофную и экзотрофную. Иногда выделяют переходный — эндоэкзотрофный вид.
При эндотрофной микоризе гифы гриба проникают внутрь клеток корня первичного строения, где они в зоне первичной коры свободно растут, питаясь за счет соков корня. При этом часть гифов может растворяться и поглощаться клетками корня. В почвенную среду гифы гриба при такой форме микоризы не проникают.
При эктотрофной микоризе гифы гриба-симбионта могут проникать в поверхностные слои клеток коровой паренхимы, однако основное их количество плотным чехлом окружает окончание корней, а их многочисленные ответвления пронизывают прилегающие зоны почвы.
Для древесной растительности характерной является микориза эктотрофного типа. При наличии микоризы корневые волоски на сосущих корнях не образуются. В то же время гифы гриба-симбионта, проникая в почву, способствуют усилению воздействия корневого окончания на прилегающие слои почвы, более активно растворяют содержащиеся в почве соединения питательных веществ и обеспечивают их поглощение в ткани корня вместе с почвенной влагой. Очевидно, в этом заключается основная положительная функция гриба-симбионта.
В свою очередь, проникая в покровные ткани корня и плотно их окутывая, гриб использует для своей жизнедеятельности органические и минеральные вещества, выделяемые корнем в процессе экзоосмоса. В клетках микориз содержится много сахаров, а в клетках коры корня, где селится гриб, много фосфора и калия.
Физиологические отношения между грибами и деревьями имеют очень сложный характер. Микориза обеспечивает значительное увеличение поглощающей способности корневой системы, снабжает высшие растения элементами минерального питания, способствует регулированию их водоснабжения. Кроме того, различные ферменты и другие органические вещества, выделяемые грибом, активизируют жизнедеятельность и физиологическую активность корневой системы деревьев.
Эктотрофные микоризы в определенной степени обеспечивают высшие растения через корни органическими соединениями, добываемыми гифами гриба из почвы.
Роль каждого симбионта в микоризе неоднозначна, она меняется в зависимости от сочетания вида гриба и породы дерева, от конкретных лесорастительных условий, возраста дерева, колебаний влажности и температуры, а также ряда других факторов. Некоторые виды грибов-микоризообразователей способны образовывать плодовые тела только в сожительстве с деревьями и не обладают этим качеством при отсутствии контакта с корнями деревьев.
Значительное количество древесных пород являются микотрофными. Сеянцы, зараженные микоризой, лучше растут и более активно усваивают из почвы зольные элементы и азот по сравнению с сеянцами, не имеющими микоризы.
Сложные микрохимические исследования процессов обмена веществ в микоризах дали противоречивые результаты, свидетельствующие в одном случае о преобладании паразитизма грибов, а в другом — об их положительном влиянии на деревья. Это одно из сложных биологических явлений, в котором встречаются полярно противоположные конечные результаты. В зависимости от складывающегося комплекса лесобиологических, почвенно-климатических и других условий происходит усиление или ослабление той или иной полярности. Таким образом, положительное значение микоризы в некоторых условиях может приобретать отрицательный оттенок.
Древесные породы обладают различной степенью микотрофности. Выделено три группы растений по этому признаку: растения высокомикотрофные, немикотрофные и микотрофные в слабой степени, т. е. переходные между первой и второй группами.
К высокомикотрофным породам относятся дуб, ель, лиственница, сосна, бук, граб, пихта. Эти породы в самых разнообразных лесорастительных условиях всех возрастных диапазонов обычно имеют микоризу эктотрофного типа. Микориза у них имеется практически на всех типах почв: дерново-подзолистых, перегнойно-карбонатных, торфяно-болотных, бурых горно-лесных, горно-луговых, серых лесных, черноземах, темно — и светло-каштановых. Сухость почвы и избыточность увлажнения также не являются препятствием для формирования микоризы. Она образуется и в сухих степных условиях, и во влажных субтропиках и функционирует постоянно. Не препятствует развитию микоризы кислотность почвы, ее наличие установлено в условиях pH водной вытяжки от 3,8 до 8,0. Глубина нахождения микоризы обычно ограничивается до 1,5 м. Ограниченность зоны проникновения микоризы в глубь почвы объясняется тем, что грибы являются аэробными организмами.
К противоположной группе пород — немикотрофной — относятся ясени, бересклеты, породы семейства бобовых и многие кустарники.
К группе пород, занимающих промежуточное положение, относятся береза, вяз, груша, ива, ильмовые, клен, лещина, липа, ольха, осина, тополь, рябина, черемуха, яблоня. Эти породы в лесных условиях имеют эндотрофные микоризы, но в других условиях их не образуют. Они могут нормально развиваться без микоризы.
Грибы микоризы чаще всего относятся к классу базидиомицетов, главным образом это гименомицеты, иногда гастеромицеты. Активными симбионтами выступают многие съедобные грибы, в том числе широко известные подберезовики и подосиновики.