Οι λειτουργίες που λαμβάνουν χώρα στα χερσαία οικοσυστήματα εξαρτώνται κατά μεγάλο ποσοστό στην δραστηριότητα των μικροοργανισμών που ζουν σε αυτά. Οι μικροοργανισμοί του εδάφους αποτελούν βασικό συστατικό της εδαφικής τροφικής αλυσίδας και επιπλέον κατέχουν ρόλους κλειδιά, όπου συμμετέχουν σε μεγάλο βαθμό σε διεργασίες όπως στον σχηματισμό του εδάφους, στους κύκλους των θρεπτικών στοιχείων και στην εξυγίανση του εδάφους. Μέσω αυτών των δραστηριοτήτων οι μικροοργανισμοί του εδάφους εμπλέκονται στην παροχή υπηρεσιών ζωτικής σημασίας στα οικοσυστήματα, συμπεριλαμβανομένης της εξισορρόπησης των αερίων του θερμοκηπίου, της δέσμευσης του άνθρακα στο έδαφος και λειτουργίες που εξασφαλίζουν την υγεία και την παραγωγικότητα των φυτών.
Στο έδαφος ζουν διάφοροι οργανισμοί, σε μία μεγάλη ποικιλία και σε τεράστιους αριθμούς. Στην πλειοψηφία τους, είναι κατώτεροι οργανισμοί, ανήκουν στο φυτικό βασίλειο και δεν είναι ορατοί με γυμνό μάτι.
Οι ζωντανοί αυτοί οργανισμοί αποτελούν ένα μικρό μόνο μέρος της οργανικής ύλης του εδάφους, και η μεγάλη τους προσφορά είναι, κυρίως, η αποσύνθεση των ζωικών και φυτικών υπολειμμάτων του εδάφους.
Σήμερα οι μικροοργανισμοί είναι στις περισσότερες περιπτώσεις απαραίτητοι συνεργάτες των υπόλοιπων μορφών ζωής.
Οι μικροοργανισμοί έχουν στο συνολό τους σημασία διότι:
► Εγγυώνται με τον μεταβολισμό τους των κύκλο των θρεπτικών ουσιών στη φύση.
► Ασκούσαν και ασκούν επίδραση στη μορφή της επιφάνειας της γης.
► Συμμετέχουν σημαντικά στη συμβίωση.
► Προκαλούν ασθένειες φυτών, ζώων και ανθρώπων.
Βιοτεχνολογία και μικροοργανισμοί
Η βιοτεχνολογία προσφέρει μεθόδους που βοηθούν στη βιομηχανική αξιοποίηση των μικροοργανισμών, των φυτικών και ζωικών κυττάρων και των ενζύμων τους. Στη γεωργία στην πρώτη γραμμή βρίσκονται:
► H αύξηση της παραγωγής των ωφέλιμων φυτών.
► Η βελτίωση της προστασίας των φυτών.
Τα ριζοβακτήρια προάγουν την ανάπτυξη των φυτών και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη βιώσιμη γεωργία. Η αυξανόμενη ζήτηση για σημαντική μείωση της χρήσης των συνθετικών χημικών λιπασμάτων και φυτοφαρμάκων στη φυτική παραγωγή αποτελεί μεγάλη πρόκληση στις μέρες μας. Τα ριζοβακτήρια έχουν αποδειχθεί ότι είναι ένας περιβαλλοντικά ορθός τρόπος αύξησης των αποδόσεων των καλλιεργειών διευκολύνοντας:
► τον μηχανισμό ανάπτυξης των φυτών είτε άμεσα είτε έμμεσα,
► περιλαμβάνουν τη ρύθμιση της ορμονικής και θρεπτικής ισορροπίας,
► την πρόκληση αντίστασης στα παθογόνα των φυτών,
► και τη διαλυτοποίηση των θρεπτικών συστατικών για εύκολη πρόσληψη από τα φυτά.
Επιπλέον, εμφανίζει συνεργατικές και ανταγωνιστικές αλληλεπιδράσεις με μικροοργανισμούς εντός της ριζόσφαιρας και πέρα από το έδαφος, γεγονός που ενισχύει έμμεσα τον ρυθμό ανάπτυξης των φυτών. Υπάρχουν πολλά είδη βακτηρίων , τα οποία περιγράφονται για τη βελτίωση της ανάπτυξης των φυτών.
Προς ένα βιώσιμο γεωργικό όραμα, οι παραγόμενες καλλιέργειες πρέπει να είναι ανθεκτικές σε ασθένειες, αντοχή στην αλατότητα, αντοχή στην ξηρασία, αντοχή στην καταπόνηση βαρέων μετάλλων και καλύτερη θρεπτική αξία. Για να εκπληρωθούν οι παραπάνω επιθυμητές ιδιότητες για την καλλιέργεια, υπάρχει η δυνατότητα χρήσης μικροοργανισμών του εδάφους (βακτήρια, μύκητες, φύκια, κ.λπ.) που αυξάνουν την ικανότητα πρόσληψης θρεπτικών ουσιών και την αποδοτικότητα της χρήσης του νερού. Μεταξύ αυτών των πιθανών μικροοργανισμών του εδάφους, τα βακτήρια που είναι γνωστά ως ριζοβακτήρια προάγουν την ανάπτυξη των φυτών και είναι τα πιο πολλά υποσχόμενα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της υγείας των φυτών και την προώθηση του ρυθμού ανάπτυξης χωρίς μόλυνση του περιβάλλοντος.
Για δεκαετίες, έχουν μελετηθεί ορισμένα από αυτά και έχουν εμπορευματοποιηθεί, συμπεριλαμβανομένων των ειδών Pseudomonas, Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Azobacter, Variovorax Azosprillum και Serratia.
Λαμβάνοντας υπόψη τους παράγοντες παραπάνω, έχει επισημανθεί η ανάγκη για ένα καλύτερο βιολίπασμα που θα συμπληρώνει και θα αυξάνει την παραγωγή γεωργικών τροφίμων.
Ο όρος «βακτήρια που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών» αναφέρεται σε βακτήρια που αποικίζουν τις ρίζες των φυτών (ριζόσφαιρα) και ενισχύουν την ανάπτυξη των φυτών. Η ριζόσφαιρα είναι το εδαφικό περιβάλλον όπου βρίσκεται η ρίζα του φυτού και είναι μια ζώνη μέγιστης μικροβιακής δραστηριότητας που οδηγεί σε μια δεξαμενή θρεπτικών συστατικών. Οι μηχανισμοί λειτουργίας των ροζοβακτηρίων μπορούν να διαχωριστούν σε άμεσους και έμμεσους.
Ως άμεσος μηχανισμός, μπορεί να είναι η βιολίπανση μέσω της διέγερσης και ανάπτυξης των ριζών και ο έλεγχος του στρες των φυτών. Από την άλλη πλευρά ως έμμεσος μηχανισμός τα ριζοβακτήρια μπορούν να προάγουν την ανάπτυξη των φυτών και την αντοχή σε ασθένειες όπως επίσης και τη βελτιστοποίηση της πρόσληψης των θρεπτικών συστατικών.
Τα βιολιπάσματα γίνονται μια κρίσιμη πτυχή της βιολογικής γεωργίας και ένας σημαντικός παράγοντας για την οικονομία και τη γεωργική παραγωγή σε παγκόσμια κλίμακα. Τα βιολιπάσματα μπορούν να οριστούν ως προϊόντα που περιέχουν ζωντανούς μικροοργανισμούς. Όταν εφαρμόζονται σε σπόρους, επιφάνειες φυτών ή έδαφος, αποικίζουν τη ριζόσφαιρα ή το εσωτερικό του φυτού και προάγουν την ανάπτυξη των φυτών αυξάνοντας την προσφορά ή τη διαθεσιμότητα των πρωτογενών θρεπτικών συστατικών. Το βιολίπασμα είναι ένα μείγμα από ζωντανά ή λανθάνοντα κύτταρα που ενθαρρύνουν τη δέσμευση του αζώτου, τη διαλυτοποίηση φωσφορικών ή κυτταρολυτικών μικροοργανισμών που χρησιμοποιούνται για εφαρμογές στο έδαφος, τους σπόρους, τις ρίζες ή τις περιοχές κομποστοποίησης με σκοπό την αύξηση της ποσότητας αυτών των αμοιβαία ωφέλιμων μικροοργανισμών και επιταχύνοντας αυτές τις μικροβιακές διεργασίες, οι οποίες αυξάνουν τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών που μπορούν στη συνέχεια να αφομοιωθούν και να απορροφηθούν εύκολα από τα φυτά.
ΠΗΓΕΣ
Vejan, P., Abdullah, R., Khadiran, T., Ismail, S., & Nasrulhaq Boyce, A. (2016). Role of plant growth promoting rhizobacteria in agricultural sustainability—a review. Molecules, 21(5), 573.
Prasad, M., Srinivasan, R., Chaudhary, M., Choudhary, M., & Jat, L. K. (2019). Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) for sustainable agriculture: perspectives and challenges. In PGPR amelioration in sustainable agriculture (pp. 129-157). Woodhead publishing.
Asoegwu, C. R., Awuchi, C. G., Nelson, K. C. T., Orji, C. G., Nwosu, O. U., Egbufor, U. C., & Awuchi, C. G. (2020). A review on the role of biofertilizers in reducing soil pollution and increasing soil nutrients. Himalayan Journal of Agriculture, 1, 34-38.
