Tarp šių nematomų gyventojų ypatingą vietą užima augalų augimą skatinančios rizobakterijos, arba PGPR (angl. Plant Growth-Promoting Rhizobacteria).
Kokie tai organizmai ir kodėl supratimas apie jų teikiamą naudą tampa vis svarbesnis šiuolaikiniame žemės ūkyje, ypač pavasarį, kai formuojasi būsimo derliaus potencialas?
Kas yra PGPR ir kodėl jos svarbios?
PGPR – tai įvairios bakterijų grupės, gyvenančios rizosferoje, tai yra siauroje dirvožemio zonoje aplink augalų šaknis, ir darančios teigiamą poveikį augalų vystymuisi. Lietuvos biotechnologijų įmonės „Nando“ atstovas Michał Slota paaiškino: „Ši „partnerystė“ yra naudinga abiem pusėms: augalas per šaknis išskiria įvairias organines medžiagas (cukrus, aminorūgštis), kurios maitina bakterijas, o šios savo ruožtu atlieka augalui naudingas funkcijas. Įvairi augimą skatinančių PGPR grupė gali turėti didelį teigiamą poveikį dirvožemio būklei ir augalų augimui.“
Tarp naudingųjų bakterijų genčių dažnai minimos Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas, Bacillus ir daugelis kitų – kiekviena jų turi savo „specializaciją“. Būtent šių bakterijų įvairovė ir aktyvumas šaknų zonoje yra vienas iš sveiką ir produktyvų dirvožemį rodančių veiksnių.
Kaip PGPR padeda augalams?
Šios naudingosios bakterijos yra tikri universalūs kareiviai, augalams padedantys įvairiais, dažnai tarpusavyje susijusiais būdais. Vienas svarbiausių jų darbų – gerinti augalų mitybą. Kodėl kartais net gausiai patręšti augalai sunkiai pasisavina maisto medžiagas?
Atsakymas gali slypėti būtent mikroorganizmų veikloje. Kai kurios PGPR bakterijos (Rhizobium, Azotobacter ir kt.) geba fiksuoti azotą tiesiai iš oro ir paversti jį augalams prieinama forma. Kitos (Bacillus, Pseudomonas gentys) išskiria specialias rūgštis ar fermentus, kurie „atrakina“ dirvožemyje esančius, bet augalams neprieinamus fosforo ir kalio junginius. Jos taip pat padeda įsisavinti būtinus mikroelementus, taip užtikrindamos pilnavertę augalo mitybą net ir ne pačiomis idealiausiomis sąlygomis.
Ne mažiau svarbus PGPR vaidmuo reguliuojant paties augalo augimą. Šios bakterijos gali gaminti augalų hormonus (auksinus, giberelinus, citokininus) arba keisti jų balansą augale. Tai tiesiogiai skatina tiek šaknų sistemos vystymąsi – ji tampa galingesnė, geriau įsitvirtina ir aprūpina augalą – tiek ir antžeminės dalies augimą.
Be to, kai kurios PGPR mažina augalo reakciją į stresą slopindamos streso hormono etileno gamybą, taip leisdamos augalui nukreipti energiją į augimą, o ne į kovą su nepalankiomis sąlygomis.
PGPR rūpinasi ne tik augalu, bet ir jo „namais“ – gerina dirvožemio būklę aplink šaknis. Išskirdamos specifines lipnias medžiagas (egzopolisacharidus), jos padeda surišti dirvožemio daleles į tvirtesnius struktūrinius agregatus.
Tai pagerina dirvožemio struktūrą, jo aeraciją bei vandens infiltraciją būtent ten, kur augalui svarbiausia. Geresnė dirvožemio struktūra ne tik palengvina šaknų skverbimąsi, bet ir sukuria palankesnę aplinką visai naudingai dirvožemio gyvybei.
Galiausiai, PGPR veikia ir kaip natūrali augalo apsaugos sistema, didindama jo atsparumą. Gyvendamos šalia šaknų, jos aktyviai konkuruoja su žalingais mikroorganizmais (patogeninėmis bakterijomis, grybais) dėl maisto ir erdvės, taip neleisdamos jiems įsitvirtinti.
Kai kurios PGPR gamina antibiotines medžiagas, tiesiogiai slopinančias ligų sukėlėjus ar net dirvožemio kenkėjus, pavyzdžiui, nematodus. Negana to, sąveikaudamos su augalu, jos gali „įjungti“ jo vidinę gynybinę sistemą, padidindamos bendrą augalo atsparumą įvairiems puolimams.
Šios bakterijos taip pat padeda augalams lengviau įveikti aplinkos sukeltą stresą, pavyzdžiui, sausros ar temperatūros svyravimų poveikį, aktyvuodamos specifinius fiziologinius atsakus. Kaip rodo moksliniai tyrimai, dirvožemio mikrobų veikla gali reikšmingai pagerinti pasėlių našumą ir augalų gebėjimą toleruoti nepalankias sąlygas.
„Paslėptąją jėgą“ padeda pažadinti biotechnologijos
Supratimas apie šiuos sudėtingus procesus ir konkrečias naudingąsias bakterijas leidžia šiuolaikinėms biotechnologijoms kurti tikslingus sprendimus žemės ūkiui. Tai įvairūs mikrobiologiniai preparatai – inokuliantai, biostimuliantai – kurių sudėtyje yra atrinktų, efektyvių PGPR padermių ar jų konsorciumų (mišinių).
„Tokie specifinėmis mikrobų bendrijomis praturtinti preparatai turėtų būti naudojami žemės ūkio praktikoje siekiant palengvinti maisto medžiagų apykaitą ir atskleisti pasėlių derlingumo potencialą“, – teigė Michał Slota.
Šie produktai leidžia papildyti natūralią dirvožemio mikrobiomą arba sustiprinti tam tikras jos funkcijas, prisidedant prie tikslesnės ir tvaresnės agronomijos.
Augalų augimą skatinančios rizobakterijos yra tikra paslėpta jėga, veikianti mūsų laukuose. Geriau suprasdami jų vaidmenį ir naudodami modernius, mokslu pagrįstus būdus jų veiklai palaikyti, galime ne tik didinti derlių, bet ir kurti sveikesnę bei atsparesnę žemės ūkio sistemą.
