Téma role mikrobiologické ochrany v moderní rostlinné výrobě se stalo leitmotivem dalšího webináře, konaného v rámci iniciativy EVA Greenhouse Marathon 2020. Na toto téma hovořili odborníci ze společnosti Italpollina, světového lídra ve výrobě organických hnojiv, a také předního výrobce rostlinných biostimulantů a prospěšných mikroorganismů, které se vyrábějí ve čtyřech továrnách v Evropě a USA. Podrobnosti o aktuálních inovacích z výzkumných center společnosti našemu publiku představuje redakce GlavAgronom.
Online přenos zahájil šéf v Rusku a SNS Italpollina Vladimír Grošev. Řada firem, které působí na ruském trhu, má podle něj ve svém sortimentu mikrobiologické produkty. Celkově nebude tajemstvím, že mikrobiologická komunita má významný vliv na určitý druh kultivační účinnosti jakékoli plodiny: otevřené půdy a chráněné půdy.
Role mikroorganismů
Řečník zaměřil svou pozornost na skutečnost, že existuje skupina houbových a bakteriálních mikroorganismů a tzv. mykorhiza, podsegment houbového prvku: transport živin, zvyšuje schopnost absorbovat vodu substrátu, zvyšuje zásobování rostlin vodou a výživou, stimuluje růst kořenů a tvorbu půdních agregátů.
Bakterie a houby mají každý svou vlastní funkci: mohou být pozitivní i patogenní. Podívejme se, jak se s tím vypořádat.
Co dělá mykorhiza?
Dále Vladimir Groshev řekl, co dělá obecně mykorhiza. Znalec se nezavázal tvrdit, že to potřebuje každý, zvláště na podkladu z minerální vlny; na organických substrátech – to je zemina, rašelina, nebo kokosové vlákno. V tomto případě hrozí, že rostlina nebude přijímat některé živiny, které jí dáváme prostřednictvím živného roztoku. Protože tyto prvky mohou být vázány na organické částice a vázány tak silně, že rostliny nemohou být zničeny. Příroda vymyslela takový funkční jako symbiotické mykorhizní houby. Tito. mykorhiza Mezi rostlinami a houbami existuje symbióza.
Vypadá to takto: spor houby dosáhne kořenového systému rostliny, infikuje jej, pronikne dovnitř, ale nepronikne do buňky. To znamená, že nepoškozuje samotný buněčný systém, přímo z buňky nic nevysává, podhoubí proniká do mezibuněčného prostoru, poměrně silně se váže s hostitelskou rostlinou a vytvářejí vztah, který posiluje kořenový vlásek přídavnými hyfy a zvětšuje objem kořenového systému. Houba sdílí s rostlinou to, co vytěžila z půdy a substrátu, a rostlina s ní sdílí produkty fotosyntézy, většinou jde o přebytek. Rostlina se příliš nevzdá.
Existují dva typy mycelia, dva typy mykorhizy. Jedna proniká do mezibuněčného prostoru, druhá roste po obvodu kořene. Ten tvoří ochranný kryt, který zabraňuje pronikání patogenních mikroorganismů. Na druhou stranu rozšířená síť mycelia pomáhá rostlině dostat se dále tam, kde kořenový vlásek ještě nevyrostl.
Obrázek ukazuje, že rostliny vpravo a vlevo byly stejné. Vpravo je rostlina mnohem větší, vyšší a její kořenový systém se díky mykorhize dostal k dalším živinám, některým vodním horizontům, k čistšímu, neinfikovanému substrátu. To vše jsou pozitivní faktory, které mykorhiza.
Na těchto fotografiích rostliny mykorhiza vyšší, silnější, vyvinutější, s některými, které kvetou proti nemykorhizovaným.
Jako další příklad odstraňování živin provedl italský institut test mykorhizace běžného substrátu. Na ovládání a s možností c mykorhiza byla použita stejná semena, výživa atd., vše bylo totožné. Při řezu byl analyzován povrch broušeného listu a analyzováno odstranění živin, které byly v těchto listech.
Tam, kde byl kontrolní vzorek, byl úběr výrazně nižší, rostliny také nebyly příliš vyvinuté, rozdíl ve vápníku dosahoval až 200 %, ve zbytku živin v oblasti 40-60 %.
Mycorrhiza – druhá lžíce pro vaše rostliny!
Bez ohledu na to, jak rostlinu krmíte, vždy něco proletí, a tak přítomnost mykorhizy v organických substrátech umožní rostlině pracovat co nejefektivněji a tvořit vám úrodu s maximální účinností.
Shrnutí dopadu mykorhiza – jedná se o nasákavost, zvětšení kořínků, podložka je opletena rychleji, méně stresu z přesazování. Pokud je již vytvořen z matrice mykorhiza, zvýšená návratnost vodních zdrojů, menší potřeba zavlažování, větší odolnost vůči patogenním houbám a háďátkům, tk. kořenové vlásky propletené mykorhiza a méně propustné pro předměty. Rostliny jsou odolnější vůči suchu a zasolení. Dochází k urychlení rozkladu organické hmoty. Mycorrhiza působí na zvýšení výnosu a chuti.
Vlastnosti kmene trichoderma
Italpollina má svůj vlastní kmen Trichoderma atroviride. Ve světě je kmen chráněn, nemá v Ruské federaci obdoby. Kmen se vyznačuje zvláštní agresivitou vůči patogenům, odolností ve vývoji rostlin pod nepříznivými faktory v otevřené a chráněné půdě.
Charakteristika drog a Trichoderma atroviride v tom, že se pěstuje pouze v suché formě. To jí umožňuje rychle zažít nějaký druh protivenství, rychle se přizpůsobit nepříznivému prostředí a zahájit své pozitivní aktivity. Funguje od +10 do +32 °C, to jsou pro něj nejkomfortnější podmínky. V tomto teplotním koridoru to bude příznivé jak pro rostliny, tak pro trichoderma a mohou koexistovat co nejdéle.
Mykorhiza a trichoderma – prospěšná symbióza
Proč je nutné kombinovat mykorhizu a trichodermii? V rostlině se vylučují metabolity, exsudáty, tzn. toxické látky. které to v podobě jakékoli strusky zobrazuje. Pokud jsou v půdě nějaké otevřené plodiny dešťové faktory, je pufrační kapacita půdy vyšší. V tomto případě rostliny snadněji přežijí intoxikaci, kterou si přiděluje. U hydroponie u chráněné půdní kultury exsudát nemá kam jít, v tomto roztoku jsou téměř neustále, ať ho tam filtrujeme jakkoli. Samotná rostlina jej přiděluje a tím narušuje životně důležitou činnost.
Co může snížit škody? Mnoho mikrobiologů bude tvrdit, že Trichoderma se velmi aktivně živí kořenovými sekrety a tím snižuje toxicitu pro rostlinu, a Trichoderma má co dělat, když není nutné se bránit. Živiny, voda, to je přesně součást mykorhizy. Nahoře se rostlina živí sama, dokáže si vše získat sama, ale pokud jsme jí nevytvořili příznivé podmínky, někde byla narušena výživa, zálivka, některé prvky se náhle dostaly do kontaktu s částicemi organických substrátů, mykorhiza bude záchranou, která pomůže získat a sdílet s rostlinami tyto živiny a výměnou za to bude žádat pouze cukr.
Oba organismy, trichoderma i mykorhiza, pracují na rozpouštění minerálních živin. To vše je v přírodě propojené, a proto náš názor zní: nenarušovat přirozené rovnováhy, pracovat pouze s trichodermií nebo s mikrobiologií nepracovat vůbec. V tomto případě takové odvětví umožňuje rostlině trvale dobře růst.
Přednášející dále představil lék Tifi, který kmen obsahuje Trichoderma atroviride ve vysoké koncentraci 2×10 až 8. stupeň, v suché formě. Jedná se o balení ve vodě rozpustného prášku, které je docela pohodlné. Dá se skladovat i v kancelářských prostorách. Není nutné chlazení, nejsou nutná žádná další opatření. Skladovatelnost při teplotách od +4 do +28 °C je cca 1,5 roku. Pohodlná forma, která vám umožní rychle rozpustit a aplikovat.
Drogu se doporučuje užívat jak se zálivkou, tak ve formě prášku, lze ji smíchat s rašelinou nebo s nějakým substrátem. Také zpracování listů aktivně pracuje na prevenci škodlivosti šedé hniloby, padlí a dalších projevů chorob.
Další přípravek Coveron je již kombinací mykorhizy a trichoderma, dále jsou zde rhizobakterie, které pomáhají zvyšovat dostupnost živin pro rostlinu a zároveň chrání před množením dalších bakteriálních patogenů. Všechny tři složky působí velmi silně na posílení rostliny, na její účinnost.
Tento přípravek se doporučuje používat prostřednictvím kapkové závlahy, protože se nepoužívá na list, ale pouze na hnojení. Coveronem lze ošetřit vše, co lze použít v chráněném terénu, včetně otevřeného. A barvivo v jeho složení umožňuje identifikovat, jak dobře pracovníci provedli zpracování a kam tento produkt přišel.
Ještě pár slov o výhodách léku:
- lepší vstřebávání živin;
- potlačení projevů patogenní mikroflóry;
- stimulace růstu kořenů;
- zvýšení tolerance k abiotickým rostlinným faktorům.
Vladimir Groshev označil objev roku za nejzajímavější pozorování této drogy! Pomohl k tomu případ v jedné z rostlin, kde byl aktuální problém divokých kořenů na okurce. Jakmile se nepokusili bojovat! Tady pomohl případ, u sazenic byl problém s Pythiem. Po zasetí bylo rozhodnuto představit Coveron. Přinesli, vytřídili pitium, problém byl vyřešen, pak napájeli rohože a rozhodli se pokračovat v pozorování. V době pořízení těchto fotografií (tato plodina již byla přesazena) rostla okurka na stálém místě asi měsíc a začala plodit.
Výše uvedené fotografie byly pořízeny v červnu 2020. Ukazují, že stále existují projevy divokých kořenů, ale jsou drátovité, suché a nikam dál nerostou. Čili pomocí léčby lékem Coveron se podařilo snížit škodlivost planých kořenů. Mykorhiza zároveň zvětšila objem kořenového systému, dodatečně zapletla podložku a rostliny vesele a v klidu prožívaly celý obrat. V tomto závodě byl Coveron použit ve dvou otáčkách za sebou. Nejprve kostky, poté podložky a poté několikrát doplnit titul pomocí zpracování již v hlavním systému. Působí na list s Tifi ke snížení škodlivosti listových patogenů.
Cílové použití bórových a zinkových hnojiv – zkušenosti v Bělorusku
Na závěr dodáváme, že zavádění takových mikrobiologických řešení do praxe pomáhá zajistit zemědělcům bezpečná a účinná hnojiva, která splňují veškeré nutriční potřeby rostlin. K naplnění tohoto poslání věnuje Italpollina velkou pozornost pečlivému výběru surovin šetrných k životnímu prostředí, technologicky vyspělým výrobním systémům a přísným vnitřním kontrolám. Díky tomuto přístupu zahrnuje sortiment Italpollina širokou škálu inovativních řešení pro moderní zemědělství, založených na principu bezpečnosti potravin a životního prostředí.
Pomocné bakterie mykorhizy (MHB) jsou skupinou organismů, které tvoří symbiotické asociace jak s ektomykorhizou, tak s arbuskulární mykorhizou. [1] MHB jsou různorodé a patří k široké škále bakteriálních kmenů, včetně gramnegativních i grampozitivních bakterií. [1] Některé z nejběžnějších MHB pozorovaných ve výzkumu jsou těchto typů Pseudomonas и Streptomyces. [1] Bylo pozorováno, že MHB občas extrémně specificky interagují se svými houbovými hostiteli, ale tato specifičnost se u rostlin ztrácí. [2] MHB zlepšují mykorhizní funkci, růst, příjem živin houbami a rostlinami, zlepšují vodivost půdy, pomáhají proti některým patogenům a pomáhají podporovat obranné mechanismy. [1] Tyto bakterie jsou přirozeně přítomné v půdě a vytvářejí tyto složité interakce s houbami, jak se začíná formovat vývoj kořenů rostlin. [2] Mechanismy, kterými se tyto interakce tvoří, nejsou dobře pochopeny a vyžadují další studium. [1] [2] [3]
Obsah
Taxonomie
MHB jsou tvořeny různorodou skupinou bakterií, poměrně často gramnegativními a grampozitivními bakteriemi. Většina bakterií je spojena jak s ektomykorhizou, tak s arbuskulární mykorhizou, ale některé vykazují specificitu pro určitý typ houby. [1] Obecné typy, ke kterým MHB patří, budou diskutovány v následujících částech, stejně jako obecné rody.
Proteobakterie
Proteobakterie jsou velká a různorodá skupina gramnegativních bakterií obsahující pět tříd. Pseudomonas je v učebně Gammaproteobacteria. Specifické bakterie tohoto rodu jsou blízce příbuzné jako MHB v rhizosféře ektomykorhiz a arbuskulární mykorhizy. [1] Pseudomonas fluorescens byl studován v několika studiích, aby pochopil, jak působí ve prospěch mykorhizy a rostliny. [1] V jedné studii zjistili, že bakterie pomáhají ektomykorhizním houbám udržovat symbiotický vztah s rostlinou, přičemž studovali nárůst mykorhizní tvorby, když Pseudomonas fluorescens byl zaveden do půdy. [4] Jen málo bakterií zlepšuje kolonizaci kořenů a růst rostlin, když je spojeno s arbuskulární mykorhizou. [5] Byla vyslovena hypotéza, že MHB pomáhají rostlině v obraně proti patogenům tím, že zlepšují příjem živin z půdy, což umožňuje rostlinám alokovat více zdrojů na široké obranné mechanismy. [6] Mechanismus, kterým tyto druhy pomáhají oběma houbám, je však stále neznámý a vyžaduje další studium. [5]
Aktinobakterie
rozvětvená forma Streptomyces, velmi běžná půdní bakterie, která často pomáhá ve vztahu mezi rostlinou a mykorykou.
Aktinobakterie jsou grampozitivní bakterie a přirozeně se vyskytují v půdě. V tomto typu Streptomyces je největší rod bakterií a je často spojován s MHB. [1] Streptomyces byli modelovým organismem studujícím biologické studie na MHB. Jedna studie to uvedla Streptomyces jsou zodpovědné za zvýšenou kolonizaci kořenů, růst rostlinné biomasy, mykorhizní kolonizaci a růst hub. [7] [8] Neexistuje však jediný mechanismus, na kterém se MHB podílejí. [1] [7] [8] Bylo také zjištěno, že Streptomyces interagují s ektomykorhizou a arbuskulární mykorhizou. [1] Ačkoli tyto interakce vyžadují další pochopení, zdají se být extrémně běžné v přirozené půdě. [8]
Firmicutes
Firmicutes jsou grampozitivní bakterie, z nichž mnohé mají ve své DNA nízký obsah GC. Existuje několik rodů, které se chovají jako MHB, ale jeden z nejběžnějších je bacily. [1] bacily patří do třídy Bacilli a jsou to tyčinkovité organismy, které mohou být volně žijící nebo patogenní. V přítomnosti mykorhizy však mohou být některé druhy prospěšné a jsou považovány za MHB. [1] Protože jsou běžné, mohou být příbuzné s ektomykorhizou a arbuskulární mykorhizou, stejně jako u předchozích rodů. [1] bacily přispívá ke vzniku a růstu mykorhizy a také pomáhá při fixaci dusíku v rhizosféře. [9] [10] [11]
Účinek
Je známo, že MHB plní několik funkcí při interakci s kořeny rostlin a růstem hub. Několik studií uvádí, že MHB mohou pomoci houbám zvýšením růstu mycelia a podporou příjmu živin. [3] Zvětšení mycelia umožňuje houbě absorbovat více živin, čímž se zvětší její povrch. [9]
Živiny podporují růst
O některých MHB je známo, že pomáhají rozkládat molekuly do použitelnějšího tvaru. [1] MHB mohou v půdě získat anorganické i organické živiny přímým procesem známým jako minerální zvětrávání, který podporuje opětovné využití živin v prostředí. [12] Proces zvětrávání minerálů protonů a železa do půdy. [12] To vede ke snížení pH. [12] Na procesu zvětrávání minerálů se mohou podílet různé skupiny bakterií, jako např Pseudomonas, burkholderiaA Collimonas. [12] Okyselení půdy MHB pravděpodobně souvisí s jejich metabolismem glukózy. [12]
MHB také pomáhají shromažďovat nedostupný fosfor z okolní půdy. [13] Solubilizace fosfátů Rhizobakterie jsou nejčastější MHB, které podporují příjem fosforu. [13] Bakterie se tohoto procesu účastní tím, že do půdy uvolňují sloučeniny rozkládající fosfáty, které rozkládají organické a anorganické fosfáty. [14] Výsledkem je, že MHB vytváří zásobu fosfátů, kterou pak využívá mykorhiza. [14] [15] Bakterie pracují v podmínkách omezeného množství fosforu, aby pomohly usadit se a růst mykorhiz. [13] Streptomyces může pomoci arbuskulární mykorhize za podmínek omezeného fosforem prostřednictvím podobného procesu. [8] [13]
MHB v rhizosféře mají často schopnost získat dusík, který může rostlina využít. MHB jsou schopny vázat dusík v půdě a vytvářet zásoby dostupného dusíku. [16] MHB však nezpůsobují modifikaci rostlin, jako to dělají luštěniny, které pomáhají s fixací dusíku. [16] K fixaci dusíku dochází pouze v okolní půdě ve vztahu k mykorhize. [16] V jedné studii to výzkumníci uvedli bacily MHB podporovalo fixaci dusíku a mimo jiné pomáhalo rostlině růst při napadení houbou. [jedenáct]
Rostlinné růstové hormony
Bylo navrženo (Casca a další., 1994), že MHB indukuje růstové hormony v rostlině, což pomáhá mykorhize interagovat s postranními kořeny v půdě. [17] Zvýšení tvorby kořenů bylo také pozorováno s Pseudomonas putida produkoval růstové hormony a byl infikován arbuskulární mykorhizou Gigaspora rosea na rostlině okurky. [18] Inokulace jak MHB, tak houby umožnila zvýšené prodlužování kořenů a růst v půdě, jako v předchozí studii. [18] V jiné studii bylo zjištěno, že MHB může uvolňovat plynné sloučeniny, které přitahují a pomáhají při růstu hub. [19] Vznik růstových hormonů a plynných sloučenin produkovaných MHB byl objeven teprve nedávno a vyžaduje další studium toho, jak MHB ovlivňují symbiotický vztah mykorhizy a růst kořenů.
Změna genů podporujících růst hub
Příklad buněčné signalizace, navrhovaný způsob komunikace mezi MHB a jejich houbovými hostiteli umožňující rozpoznání rostlin a společnou kolonizaci.
Vědci uvedli, že geny hub mohou být změněny v přítomnosti MHB. [20] Jedna studie předpokládala, že v přítomnosti houby MHB zvýší genovou expresi, která podporuje růst plísní. [20] Houba změní svou genovou expresi poté, co MHB stimuluje růst houby, takže změna genu je nepřímý účinek. [20] Toto je pravděpodobně příčina určitých sloučenin nebo signálů uvolňovaných MHB a pro lepší pochopení tohoto vztahu je zapotřebí další analýza. [20]
Interakce s konkrétními houbami
Pouze několik bakterií je specifických pro skupiny mykorhizních hub. [15] Výsledky ukázaly, že nativní houba jetelovitá houba arbuskulární mykorhiza může růst pouze v přítomnosti Pseudomonas putida, ale ve skutečnosti by rostlina mohla růst v přítomnosti mnoha bakterií. [15] Bylo navrženo, že pomocné bakterie rhizosféry v půdě vyvinuly vlastnosti, které jim pomáhají soutěžit o napadení plísní v prostředí. [8] Je tedy pravděpodobné, že MHB selektují určité houby a vyvinou určitou houbovou specifitu, která upřednostňuje bakterie. [8] [1]
Detoxikační půda
MHB pomáhají mykorhizám vytvářet symbiotické asociace ve stresujících prostředích, jako jsou toxické kovy. [21] V drsném prostředí pomáhají bakterie absorbovat více živin, jako je dusík a fosfor. [22] [23] MHB pomáhají bránit vstřebávání toxických kovů, včetně olova, zinku a kadmia. [22] [23] Bakterie snižují množství kovů přijímaných rostlinou prostřednictvím blokádových mechanismů. [22] [23] Blokáda toxických kovů bakteriemi umožňuje houbě vytvořit silnější symbiotické spojení s rostlinou a podporuje růst obou. [22] [23] Dalším navrhovaným mechanismem pro MHB v toxickém prostředí je, že bakterie napomáhají mykorhize tím, že kompenzují negativní účinky způsobené toxickým kovem. [24] MHB pomáhají tím, že zvyšují příjem rostlinných živin a vytvářejí rovnováhu mezi makroživinami a mikroživinami. [23] [24] MHB tedy mají mechanismy, které rostlinám pomáhají snášet drsné a nepřijatelné podmínky prostředí. Tyto vztahy z nich dělají vynikající kandidáty na bioremediaci.
s patogenními houbami
V přítomnosti patogenní houby většina studií ukazuje, že MHB pomáhají bojovat s patogeny. [2] Vyskytlo se však několik případů, kdy MHB přispěly k patogenním účinkům houby. [2]
Pomoc pro patogenní houby
Bylo provedeno několik studií, které prokázaly, že MHB pomáhají patogenním houbám. Jedna studie zjistila, že MHB přispěly ke kolonizaci houbovými patogeny, protože prostředí nebylo vhodné pro symbiotickou mykorhizu. [25] Za určitých podmínek se tak MHB staly škodlivějšími pro zlepšení fyzické kondice. [25] [2] Vědci také zjistili, že MHB pomáhají patogenní houbě kolonizovat povrch rostliny. [25] To negativně ovlivňuje rostlinu a zvyšuje škodlivé účinky houby. Dalším navrhovaným mechanismem je, že MHB mění obranný mechanismus rostliny vypnutím rozkladu. enzymy peroxidázy a umožňují patogenní houbě naočkovat rostlinu. [26]
Ochrana proti patogenním houbám
V několika studiích vědci navrhli mnoho způsobů, jak chránit MHB před patogeny. V jednom experimentu vědci zjistili, že MHB produkují v prostředí kyselinu, která pomáhá bojovat s různými patogeny. [27] Byla také vyslovena hypotéza, že obranný mechanismus proti patogenům je výsledkem kombinace hub a rostlin. [27] Jiná studie ukázala, že MHB uvolňují do půdy antifungální metabolity. [28] Antifungální metabolity působí antagonisticky proti patogenním houbám. [28] MHB však mohou pomoci chránit patogen v závislosti na dostupnosti živin a umístění v rhizosféře. [1] [27] Stále je zapotřebí dalšího výzkumu, abychom pochopili mechanismus, kterým MHB pomáhají mykorhizám porazit patogeny, a zda je tato role ve své podstatě symbiotická nebo spíše vzájemná.
