Jak bakterie ovlivňují rostliny?

Mikroorganismy jsou přítomny všude: ve vzduchu, ve vodě, na rostlinách i v půdě. Mohou zůstat neaktivní po dlouhou dobu a nacházet se v primitivních formách, jako jsou spory, mitochondrie (membránou obklopené organely nacházející se v buňkách většiny organismů) nebo hyfy (vláknité struktury v houbách sestávající z mnoha buněk nebo obsahujících mnoho jader). ), a může žít mnoho let na různých „hostitelích“.

V tomto článku uvidíme vliv mikroorganismů na vývoj rostlin díky jejich přítomnosti v pěstebním médiu.

Studie:

Mikroorganismy zahrnují širokou škálu druhů, včetně: bakterií, prvoků, řas a hub. Většina těchto mikroorganismů se za příznivých okolností může rychle množit a mít významný vliv, pozitivní i negativní, na vývoj rostlin pěstovaných v substrátu. Aktivace těchto typů mikroorganismů, které se objevují například v substrátu, závisí na řadě faktorů, jako je klima, vlastnosti substrátu, druhy rostlin a přítomnost dalších organismů přítomných nebo vytvořených v substrátu.

Mikroorganismy mohou významně ovlivnit vývoj rostlin pěstovaných v substrátu. Mohou ovlivnit pozitivně i negativně. Pro mikroorganismy je důležitých mnoho faktorů, například typ živného média. Další faktory se týkají množství kyslíku, teploty substrátu a kořenů, úrovně PH a salinity nebo úrovně vodivosti půdy. Dalším aspektem, který ovlivňuje životně důležitou aktivitu mikroorganismů v substrátu, je je přítomnost pesticidů.

Rašelina, kokosové vlákno, minerální vlna nebo perlit

Jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících mikroorganismy je typ živného média, které mají k dispozici. Hlavní rozdíly lze nalézt mezi organickými substráty, jako je kokosové vlákno, rašelina nebo zemina, a anorganickými substráty, jako je keramzit, perlit nebo minerální vlna.

Mikroorganismy s vysokou saprofytickou kapacitou (tj. žijí na rozpadlé organické hmotě) budou nejlépe fungovat v substrátu obsahujícím organickou hmotu, jako je rašelina nebo recyklovaný substrát. Vhodné jsou ale i odumřelé listy ležící na povrchu substrátu nebo napadené rostliny s nekrotickými částmi.

Množství kyslíku v substrátu určuje vývoj aerobních (prospěšných) nebo anaerobních (škodlivých) mikroorganismů.

. Většina rostlin potřebuje kyslík kolem kořenů, pokud je kyslík k dispozici, jsou v kořenové zóně obvykle přítomny aerobní organismy

Rostliny pěstované v substrátech s velmi nízkým obsahem kyslíku jsou slabší a toho mohou využít patogenní anaerobní mikroorganismy.

Všechny organismy mají optimální vývojovou teplotu, proto ☀️ teplota substrátu a kořenů ovlivňuje mikroflóru kolem nich. Průměrná teplota a kolísání teplot (chladné noci a horké letní dny) určují, které mikroorganismy mohou přežít, stejně jako kolísání a četnost kolísání teploty.

Houba pěstovaná na rajčatech v kostkách rockwool.

✅ Stejně jako rostliny preferuje většina mikroorganismů úroveň kyselosti od 5.5 do 5.8.

⛔ Vysoké nebo nízké hodnoty pH nebo kolísání pH mohou narušit vývoj mikroflóry.

Některé mikroorganismy jsou však schopny se vyvíjet nebo dokonce prospívat v extrémních podmínkách. Dokonce i salinita (úroveň elektrické vodivosti) v substrátu ovlivňuje vývoj mikroorganismů, stejně jako typ a složení solí v použitém substrátu. To platí zejména pro soli, jako je chlorid draselný nebo chlorid sodný, které mohou změnit rhizosféru rostlin a tím i typ mikroorganismů obývajících kořenovou zónu.

V anorganických substrátech, jako je minerální vlna, keramzit nebo perlit, je většina mikroorganismů přenášena vodou. Mikroorganismy jsou zaváděny prostřednictvím: zavlažovacích systémů, vzduchu nebo rostlin a přežívají tak dlouho, dokud je vlhkost dostatečně vysoká, i když jsou tam jen malé kapsičky vlhkosti. Stejně jako půdní mikroorganismy mohou být také prospěšné nebo patogenní.

Dalším aspektem, který má určitý dopad na mikroorganismy v pěstebním médiu, je přítomnost pesticidů, které se mohou hromadit v substrátech nebo půdě, které se používají po dlouhou dobu. V závislosti na typu pesticidů – ať už jde o herbicidy, insekticidy, fungicidy nebo baktericidy – mohou ovlivnit složení mikroskopické životnosti substrátu.

Jedním aspektem, se kterým lze počítat, je skutečnost, že mikroorganismy se mohou přizpůsobit různým okolnostem. Známým příkladem je rezistence některých bakterií vůči antibiotikům; je nutná pouze částečná modifikace jejich genetického materiálu, ale zásadní význam může mít dopad na rezistenci.

Výhody mikroorganismů pro rostliny

Přítomnost mikroorganismů může mít pozitivní i negativní důsledky. Proto není potřeba, přesněji řečeno, dokonce je nežádoucí zničit všechny mikroorganismy . Schopnost kultury chránit se před infekcemi do značné míry (i když ne výhradně) závisí na přítomnosti mikroorganismů v substrátu. Je obtížné tento přínos kvantifikovat, ale existuje mnoho faktorů, které ovlivňují život mikroorganismů. Ochrana se týká celkové mikrobiální aktivity, rozmanitosti různých skupin funkčních aktinomycet (tyčinkovité bakterie), celkové populace aktinomycet a procenta aktinomycet v rozkládající se celulóze.

✅ Pokud je v substrátu dobrá rovnováha mikroorganismů, snížíme tím potřebu používat pesticidy nebo jiná opatření, jako je pára ke sterilizaci substrátu, a tím se sníží naše časové a finanční náklady.

Ve skutečnosti se seznam nejen pesticidů, ale i dalších typů přípravků schválených pro použití v zahradnictví stále zkracuje a tyto schválené přípravky jsou navíc velmi drahé. Navíc ve sterilním (pesticidy ošetřeném) substrátu budou mít ty nejoportunnější mikroorganismy více volného prostoru pro svůj vývoj (bez konkurentů prospěšných bakterií) a neomezený přístup k živinám. Tito oportunní kolonizátoři nejsou rostlinám vždy prospěšní. Je moudřejší používat správné mikroorganismy od samého začátku kultivace, abyste měli zdravé mikroprostředí a získali dobrou sklizeň. Mikroorganismy lze také využít ke zlepšení kvality zpracovávaných substrátů.

Infekce Pythium na kořenech rajčat v kokosovém ořechu.

Látky uvolňované kořenovým systémem, jako jsou cukry, aminokyseliny nebo fenoly (produkované rostlinami a mikroorganismy v reakci na tlaky prostředí, jako je napadení patogeny a hmyzem, UV záření a poranění), mohou přitahovat nebo odpuzovat mikroorganismy. Pozice každého druhu v soutěži, která se neustále vyskytuje mezi bakteriemi, může být určena těmito kořenovými exsudáty (tekutiny vylučované kořeny rostlin, které ovlivňují rhizosféru kolem kořenů, inhibují škodlivé mikroby a podporují růst prospěšných bakterií). Rostliny toho mohou využít tím, že uvolňují takové látky, přitahují prospěšné mikroorganismy a navazují symbiózu s jedním nebo druhým typem mikroorganismu.

✔️ Nejvýznamnějším příkladem je přítomnost symbiotických bakterií v kořenových uzlinách luskovin, jako je hrách nebo fazole, které přeměňují atmosférický dusík do formy, kterou může rostlina vstřebat a využít.

Další taktikou je zavedení prospěšných organismů k blokování patogenních.

To funguje takto: Některé škodlivé mikroorganismy nejsou příliš konkurenceschopné a mají potíže s kolonizací substrátu, který je již obsazen jinými (prospěšnými) mikroorganismy. Tento mechanismus slouží k likvidaci patogenních mikroorganismů. Zavedením dobrých mikroorganismů, jako je mykorhiza nebo trichoderma, do čistého substrátu bude pěstební médium méně atraktivní pro patogeny, což ochrání rostlinu před případnými infekcemi.

Dobří mikrobi soutěží s patogeny o živiny nebo glukózu a někteří antagonisté (soupeři) mají svou vlastní metodu vítězství. Například bakterie Pseudomonas fluorescens může produkovat proteiny, které přeměňují obtížně rozpustné železo (Fe) na chelátové železo, které je rostlinou mnohem snadněji absorbováno. Tedy patogenní houby Fusarium jsou zbaveni komplexně rozpustného železa, které potřebují pro růst a vývoj. Kompetice o glukózu může také způsobit mikrobiostázu, což znamená, že spory této patogenní houby budou klíčit mnohem pomaleji kvůli nedostatku energie glukózy.

Antagonistické mikroorganismy mohou také blokovat jednu nebo více fází reprodukčního cyklu patogenu.

✔️ Zobrazit P. stutzeri Pseudomonas , např. přerušuje tvorbu konidií (nepohlavní spory mnoha druhů hub), stejně jako tvorbu a klíčení chlamydospor (neaktivní silnostěnné spory mnoha druhů hub), ale neovlivňuje růst mycelia, protože vlákna mycelia (tenká vlákna) jsou schopna transportovat živiny na velké vzdálenosti.

✔️ Pseudomonas mohou také produkovat antibiotika, což může být další taktika, jak zabít patogeny, zatímco jiné mikroorganismy produkují enzymy, které napadají buněčné stěny antagonistických druhů.

Antagonisté produkující chitinolytické enzymy mohou napadat patogenní houby. Jiní antagonisté jednoduše potlačují patogen tím, že se rychleji množí a tím eliminují jakoukoli soutěž o zdroje, a tedy jakoukoli šanci na přežití.

Vývoj řas v kostkách minerální vlny

Patogenní nebo škodlivé mikroorganismy

Mikroživot v substrátu se projevuje i v podobě patogenů přítomných v půdě nebo vodě. Některé z těchto patogenů mohou ovlivnit více než 80 různých druhů rostlin a jejich přetrvávání znamená, že mohou být velmi škodlivé. Existuje mnoho různých nebezpečných mikroorganismů, které způsobují řadu infekcí (hnití ovoce, vadnutí a nekrózy atd.).

Některé patogeny produkují mikrotoxiny, které mohou napadat rostliny nebo mikroorganismy v substrátu. Patogeny mohou převzít jiné mikroorganismy, pokud jsou schopny rychleji klíčit a zůstat neaktivní po delší dobu, kdy podmínky nejsou optimální. Patogenní a nepatogenní druhy mohou být blízce příbuzné, což ztěžuje použití antagonistů nebo jiných opatření. Patogeny mohou reagovat na útoky antagonistů. Příkladem by bylo Fusarium , který může produkovat kyselinu fusarovou, která napadá rostlinné buňky, ale také může blokovat produkci antibiotik Pseudomonas (toto bylo objeveno výzkumem na Wageningen University v Nizozemsku).

Mikrobiální rovnováha

Většina patogenních infekcí je ve skutečnosti výsledkem slabé rostliny. Zdravé rostliny jsou odolné a schopné reagovat na infekce prospěšnými mikroorganismy. Pokud rostlina reaguje rychle a je dostatečně silná, dokáže takovou infekci porazit.

Samotné ustanovení optimální klimatické a půdní podmínky pro plodiny je ještě důležitějším faktorem než optimální růstové podmínky pro dobré mikroorganismy.

Je nesmírně důležité dosáhnout dobrá rovnováha mikroorganismů v substrátu po dlouhou dobu, ale někdy je růstový cyklus rostlin prostě příliš krátký na to, aby bylo dosaženo této rovnováhy. Antagonisty mohou být zaváděny do substrátu, a přestože výsledky nejsou vždy jednotné, v některých případech to může mít velmi pozitivní vliv na růst a zdraví rostlin. V některých případech jsou výsledky srovnatelné s výsledky chemikálií, jako jsou fungicidy, i když tyto výsledky nemusí vydržet po celou vegetační sezónu.

Mikroorganismy v substrátu mohou být velkou pomocí při omezení chorob rostlin a výzkum v této oblasti zahradnictví udělal hodně. I když tato technologie není nejběžnější. Výzkum provedený institutem Louis Bolk v Nizozemsku ukázal, že zavedení dobrých mikroorganismů nebo přidání kompostu ke zvýšení počtu mikroorganismů může mít významný dopad na produktivitu mikroorganismů.

S pozdravem, váš RastOk.