Az elmúlt években széles körben felismerték a fenntarthatóbb és környezetet kevésbé terhelő mezőgazdasági gyakorlatok bevezetésének szükségességét. A növényvédő szerek, műtrágyák és gyomirtó szerek mezőgazdaságban történő alkalmazása csökkenti a talaj termékenységét és szennyező anyagok kerülhetnek a környezetbe – olvasható a novenyvedoszer.hu cikkében, amelynek szerzői Kisvarga Szilvia (MATE) és Horotán Katalin ( Eszterházy Károly Katolikus Egyetem).
A koronavírus (COVID-19) járvány miatt egyre több kétség merül fel az intenzív, nem fenntartható mezőgazdaság hatásaival kapcsolatban. Ennek alapja a talaj.
A növények környezetének optimális fenntartásához szoros kapcsolat szükséges a növények és a talaj mikroorganizmusai között, amelyek elengedhetetlenek a jó minőségű terméshez.
Számos kutatás kimutatta, hogy fokozza a stressztűrő képességet bizonyos mikroorganizmusok jelenléte és társulása a növényekkel – fotó: pixabay.com
A talajbaktériumok hatása a növényekre
Mint írják, a növények és a talajban élő mikroorganizmusok között nem csupán szoros, hanem elengedhetetlen kapcsolat áll fenn, mely kölcsönhatás az ökoszisztéma szerves részét is képezi. A talajbaktériumok a tápanyagciklus kulcsfontosságú szabályozói – a növények növekedésére, de még termésük minőségére is komoly hatást gyakorolnak.
Bekapcsolódnak egyes növényélettani mechanizmusok szabályozásába is, például hozzájárulnak az abiotikus stresszhatásokkal szembeni nagyobb ellenállóképességhez is. A növények immunitásának kérdése mindig is fontos szempont volt a kutatásban, mely a gyakorlati hasznosítást tartja szem előtt, amelynek a mikrobák (beleértve a rizoszférikus és endofita mikroorganizmusokat is) részét képezik. A közöttük lévő kapcsolat lehet pozitív (például a nitrogénfelvétel) vagy negatív (a betegség kialakulásához vezető) út is. Ezek a faktorok hatással vannak a mezőgazdasági termelésre is.
Számos kutatás kimutatta, hogy a stressztűrő képességet fokozza bizonyos mikroorganizmusok jelenléte és társulása a növényekkel, ezek további vizsgálata és alkalmazása elősegítette a stressztűrő növényfajták létrehozását. A globális éghajlatváltozás és a világ népességének növekedése új, eddig nem látott kihívások elé állítja a növénytermesztést. Az ígéretes fenntartható megoldások közül az egyik a hasznos növény-mikrobák integrációja a mikrobiommal a mezőgazdasági termelékenységjavítása érdekében – írja a novenyvedoszer.hu.
A mikrobák nélkülözhetetlen szerepet játszanak a klímaváltozás és az indukált abiotikus stressz mérséklésében, valamint elősegítik a növények növekedését és fejlődését számos, több szinten működő mechanizmuson keresztül, beleértve a tápanyag-transzformáció szabályozását, lehetővé téve a szomszédos és kontrolláló növénypopulációk közötti együttélést.
A mikrobák és a növények közötti kölcsönhatások a fenntartható mezőgazdasági gyakorlatok egyik alappillérét is jelenthetik a jövőben, mely a hagyományos módszereket biológiai módszerekkel egészítik ki, váltják fel.
A közelmúltban több kutatás irányult a gazdaszervezet-kórokozó kölcsönhatások komplex molekuláris mechanizmusainak megértésére, így a mikroba alapú műtrágyák (bioprotektánsok), fito-fertőtlenítők kifejlesztése, valamint a rizoszféra mikrobáinak kezelése (jobb tápanyagfelvétel és betegségellenállóság) is határozott célok már. A talaj mikroorganizmusainak alkalmazása, hatékony megoldást biztosíthat a növényvédelmi szempontból a növényi stresszhatások kezelésére – olvasható a cikkben.
A globális éghajlatváltozás és a világ népességének növekedése új, eddig nem látott kihívások elé állítja a növénytermesztést – fotó: pixabay.com
Növényi fejlődést elősegítő baktériumok (PGPB)
A talajmikrobiomokat a következő zöld forradalom sarokkövének tekintik, ezen belül is kritikus szerep jut a a növényi növekedést elősegítő baktériumoknak (Plant Growth Promoting Bacteria - PGPB).
A mikrobiom tervezésében és a PGPB a fenntartható mezőgazdaságban hasznos másodlagos metabolitok érvényes forrásai lehetnek. Ide tartoznak például a Paenibacillus, Azospirillum, Rhizobium, Bacillus, Azotobacter, Klebsiella, Pseudomonas és Serratia törzsek is.
A PGPB-ket 1980 óta tanulmányozzák, mint a műtrágyákat kiváltó és fenntartható alternatíva a terméshozam növelésére, de a terméshozam növelésén túl fokozzák a tápanyagtartalmat, valamint csökkentik a kórokozók miatt fellépő fertőzéseket, továbbá a vitaminok, fitohormonok és növekedésszabályozók termelését is pozitívan befolyásolják.
A természetes mikrobiális egyensúly azonban sok esetben veszélyeztetett vagy erősen sérült, gondoljunk itt a talajok pusztulására, degradációjára, mely nem csupán a mezőgazdasági területeken, hanem a városi zöldfelületeke is tetten érhető – hívják fel a figyelmet a szerzők.
A PGPB által biztosított előnyök – forrás: novenyvedoszer.hu
Számos új baktériumtörzs is alkalmas lehet PGPB-ként való hasznosításra
A PGPB bizonyos törzseinek speciális talaj- és éghajlati viszonyok közötti használata hozzájárulhat ahhoz, hogy jobban megértsük, mely törzsek alkalmasak jobban bizonyos növényekhez. A törzsspecifitás döntő szerepet játszik a mikrobajelölt jellegzetes potenciáljának kiaknázásában, hogy toleranciát biztosítson és enyhítse az abiotikus stressz negatív hatását a növényekben.
A talajban a PGPB jellemzően csoportokban vagy konzorciumokban működik együtt, ahol a konzorciumok felelősek a növények növekedésének elősegítéséért, vagyis a konzorciumon belüli különböző baktériumok különböző növényi igényeket elégítenek ki.
Mind az egyedi PGPB, mind a PGPB bakteriális konzorciumainak vonzódását egy adott növényhez részben az adott növény által termelt kis molekulájú gyökérváladék mennyisége és koncentrációja határozza meg – áll a cikkben.
Növényekhez való kapcsolódás lehetőségei – forrás: novenyvedoszer.hu
A PGPB-k pozitívan hatnak a városban is, ahol a mintegy helyreállító szerepet töltenek be, a növényzetre gyakorolt hatásukon túl. A szennyező anyagokkal szemben (ultrafinom részecskék, szénvegyületek és a légköri szénhidrogének lebontásával), elősegítik a növények alkalmazkodását a szárazsághoz és a felmelegedéshez, de biopeszticidként való alkalmazásuk is egyre árnyaltabb képet mutat.
Bizonyos esetekben ugyanis a PGPB fajok közvetlenül hatással vannak a növényi kórokozókra és parazitákra, ide értve a kompetíciót, vagy a bioaktív vegyületek felszabadulását.
A PGPB alkalmazása összhangban van az ökológiai fenntarthatóság és az integrált növényvédelem elveivel, melyekbe bele tartozik a vegyi peszticidek alkalmazásának csökkentése is. A Bacillus, a Paenibacillus, a Brevibacillus, a Pseudomonas, a Serratia, a Burkholderia és a Streptomyces fajok több törzse specifikus ebbe az irányba mutató tanulmányok tárgyát képezi és jelenleg is értékelés alatt állnak a biológiai védekezésben való felhasználásuk további lehetőségei és módozatai – tudhatjuk meg a szerzőktől.
PGPB szerteágazó rendszerben gyakorol komoly hatást a növényekre és azok környezetére egyaránt – forrás: novenyvedoszer.hu
A növényi gyökereken található jótékony biofilmek (bevonatok) segítik a tápanyag-ciklust, szervetlen tápanyagokat (N, P és K) biztosítanak, és csökkentik az abiotikus stresszt. A PGPB mint biooltóanyag néha azonban nem képes kompetitív módon kolonizálni a növényi gyökérzetet és a rhizoszférát. Ebből adódóan, a PGPB biofilm készítmény a bioinokuláns fejlesztés egyik stratégiája az ellentmondó in vivo hatások leküzdésére. Ezen túlmenően meg kell érteni a baktériumoknak a biofilmen belüli kommunikációját más mikroorganizmusokkal és növényekkel különféle molekuláris jeleken keresztül.
A PGPB-ket 1980 óta tanulmányozzák, mint a műtrágyákat kiváltó és fenntartható alternatíva a terméshozam növelésére – fotó: pixabay.com
A hirtelen éghajlati változások jelentős veszélyt jelentenek a termésbiztonságra
A növények adott stresszre adott válaszát a kapcsolódó mikrobák által befolyásolt rendkívül összetett jelátviteli útvonalak szabályozzák. Mivel a hirtelen éghajlati változások jelentős veszélyt jelentenek a termésbiztonságra, elengedhetetlenné válik a növény-mikroba kölcsönhatások tisztázása.
Napjainkban nagy kihívást jelent a növények növekedésének és fejlődésének fokozása, melynek egyik módja a talajmikrobákkal történő beoltás Az évek során számos PGPB törzset izoláltak és tanulmányoztak, mindazonáltal csak néhány kapható belőlük a kereskedelmi forgalomban.
Általánosan elfogadott tény, hogy a PGPB hatékonysága attól függ, hogy képesek-e megtelepedni egy környezetben és képesek-e versenyezni az őshonos növényi mikroorganizmusokkal mezőgazdasági körülmények között. Egyre több tanulmány jelezte, hogy a mikrobiomák manipulálására bevitt törzsek általában eliminálódnak a talajban, míg mások arról számoltak be, hogy a PGPB oltóanyagként történő alkalmazása jelentősen javítja a növények növekedését, tehát egy több tényezőtől függő rendszerben kell minden esetben vizsgálni őket.
Napjainkban nagy kihívást jelent a növények növekedésének és fejlődésének fokozása – fotó: pixabay.com
A növényi növekedést elősegítő rhizobaktériumok (PGPR)
A növényi növekedést elősegítő rhizobaktériumok (PGPR) bevezetése a mezőgazdasági termelési rendszerbe a növényi növekedés szabályozásában és az abiotikus stresszkezelésben való hatékonysága miatt jövedelmező alternatíva lehetőségeként kerülhet alkalmazásra.
Ezek a baktériumok képesek elősegíteni a növények növekedését, és elősegítik a növényi betegségek és a talajban jelentkező abiotikus stressz kezelését bakteriális fitohormonok és kapcsolódó metabolitok termelésével, valamint jelentős gyökérmorfológiai változások révén.
A növény gyökereivel együtt élnek, így hatást gyakorolva az ellenállóképességükre, hozamukra. A PGPR kolonizálja a növény rizoszféráját, és elősegítik a növény növekedését, segítenek csökkenteni a patogén gombák, vírusok, fonálférgek és baktériumok által okozott betegségeket – olvasható a cikkben.
_fill_540x300_0.jpg)
