Mikrobiellt ympmedel

Mikrobiella ympmedel även kända som jordinokulanter eller bioinokulanter är jordbrukstillägg som använder nyttiga rhizosfäriska eller endofytiska mikrober för att främja växthälsa. Många av de inblandade mikroberna bildar symbiotiska relationer med målgrödor där båda parter gynnas ( mutualism ). Medan mikrobiella ympmedel appliceras för att förbättra växtnäringen, kan de också användas för att främja växttillväxt genom att stimulera produktionen av växthormon. Även om bakterie- och svampympningsmedel är vanliga, studeras inokulering med archaea för att främja växttillväxt alltmer.

Forskning om fördelarna med ympmedel i jordbruket sträcker sig utöver deras kapacitet som biogödselmedel . Mikrobiella ympmedel kan inducera systemisk förvärvad resistens (SAR) hos grödor mot flera vanliga växtsjukdomar (ger resistens mot patogener). Hittills har SAR påvisats för mjöldagg ( Blumeria graminis f. sp. hordei , Heitefuss, 2001), take-all ( Gaeumannomyces graminis var. tritici , Khaosaad et al. , 2007), bladfläckar ( Pseudomonas syringae , Ramos Solano et al . al. , 2008) och rotröta ( Fusarium culmorum , Waller et al. 2005).

Det är dock alltmer erkänt att mikrobiella ympmedel ofta modifierar markens mikrobiella gemenskap (Mawarda et al., 2020).

Bakteriell

Rhizobakteriella ympmedel

De rhizobakterier som vanligtvis används som inokuleringsmedel inkluderar kvävebindare, fosfatsolubiliseringsmedel och andra rotassocierade nyttiga bakterier som ökar tillgängligheten av makronäringsämnena kväve och fosfor till värdväxten. Sådana bakterier benämns vanligen planttillväxtfrämjande rhizobakterier (PGPR).

Kvävefixerande bakterier

De vanligaste rhizobakterierna är Rhizobium och närbesläktade släkten. Rhizobium är kvävefixerande bakterier som bildar symbiotiska associationer i knölar på baljväxternas rötter . Detta ökar värdens kväve näring och är viktigt för odling av sojabönor, kikärter och många andra baljväxter. För grödor som inte är baljväxter Azospirillum visat sig vara fördelaktigt i vissa fall för kvävefixering och växtnäring.

För spannmålsgrödor har diazotrofa rhizobakterier ökat växttillväxt, spannmålsutbyte (Caballero-Mellado et al. , 1992), kväve- och fosforupptag och kväve (Caballero-Mellado et al. , 1992), fosfor (Caballdo et al-Mellado). , 1992; Belimov et al. , 1995) och kaliumhalt (Caballero-Mellado et al. , 1992). Rhizobakterier lever i rotnoder och är förknippade med baljväxter.

Fosfatlösande bakterier

För att förbättra fosfornäringen har användningen av fosfatsolubiliserande bakterier (PSB) såsom Agrobacterium radiobacter också uppmärksammats (Belimov et al. , 1995a; 1995b; Singh & Kapoor, 1999). Som namnet antyder är PSB frilevande bakterier som bryter ner oorganiska jordfosfater till enklare former som möjliggör upptag av växter.

Svampinokulanter

Symbiotiska relationer mellan svampar och växtrötter kallas en Mycorrhiza -förening. Dessa symbiotiska relationer finns i nästan alla landväxter och ger både växten och svamparna fördelar för överlevnad. Växten kan ge uppemot 5-30 % av sin energiproduktion till svamparna i utbyte mot att öka rotupptagningsytan med hyfer som ger växten tillgång till näringsämnen den annars inte skulle kunna få. De två vanligaste mykorrhizaerna är arbuscular mycorrhizae och ectomycorrhizae . Ectomycorrhizae- föreningar är vanligast i vedartade arter och har mindre konsekvenser för jordbrukssystem.

Arbuskulär mykorrhiza

Detta diagram visar det fördelaktiga symbiotiska förhållandet mellan en växts rötter och en svamppartner, vilket kallas en mykorrhizaförening . Växter kan ge uppemot 5-30 % av sin fotosyntetiska produktion till detta förhållande, representerat av G, i utbyte mot ökat näringsupptag, via hyfer , som utökar växtens rotupptagsområde, vilket ger den tillgång till näringsämnen som den annars inte skulle kunna att uppnå, som representeras av N och P.

Arbuscular mycorrhiza (AM) har fått uppmärksamhet som en potentiell jordbrukstillägg för sin förmåga att få tillgång till och tillhandahålla värdväxtens fosfor. Under ett växthussystem med reducerad befruktning som inokulerades med en blandning av AM-svampar och rhizobakterier , uppnåddes tomatskördar som gavs från 100 % fertilitet vid 70 % fertilitet. Denna 30 % minskning av gödseltillförseln kan hjälpa till att minska näringsföroreningar och hjälpa till att förlänga ändliga mineralresurser som fosfor ( Peak phosphorus) . Andra effekter inkluderar ökad salthaltstolerans , torktolerans och resistens mot spårmetalltoxicitet.

Svamppartners

Enbart svampinokulering kan gynna värdväxter. Inokulering i kombination med andra tillägg kan förbättra förhållandena ytterligare. Arbuskulär inokulering av mykorrhiza kombinerat med kompost är ett vanligt hushållstillägg för personliga trädgårdar, jordbruk och plantskolor. Det har observerats att denna sammankoppling också kan främja mikrobiella funktioner i jordar som har påverkats av gruvdrift .

Vissa svamppartner klarar sig bäst i specifika ekotoner eller med vissa grödor. Arbuskulär inokulering av mykorrhiza i kombination med växttillväxtbefrämjande bakterier resulterade i högre avkastning och snabbare mognad i risfält i höglandet.

Majs tillväxt förbättrades efter en ändring av arbuskulära mykorrhiza och biokol . Detta ändringsförslag kan också minska grödors upptag av kadmium .

Användning av ympmedel

Svampinokulanter kan användas med eller utan ytterligare ändringar i privata trädgårdar, hembygdsgårdar, jordbruksproduktion, inhemska plantskolor och markrestaureringsprojekt.

Sammansatta ympmedel

Kombinationen av stammar av Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) har visat sig gynna ris och korn. Den största fördelen med dubbel ympning är ökat växtnäringsupptag från både jord och gödningsmedel. Flera stammar av ympmedel har också visat sig öka den totala nitrogenasaktiviteten jämfört med enstaka stammar av ympmedel, även när endast en stam är diazotrof .

PGPR och arbuskulära mykorrhiza i kombination kan vara användbara för att öka vetetillväxten i näringsfattig jord och förbättra kväveutvinningen från gödslade jordar.

Se även

Bibliografi

  • Bashan, Y. & Holguin, G. (1997), Azospirillum-växtförhållanden: miljömässiga och fysiologiska framsteg (1990-1996), Canadian Journal of Microbiology 43, 103-121.
  • Bashan, Y., Holguin, G. & E., D.-BL (2004) Azospirillum-växtförhållanden: fysiologiska, molekylära, jordbruks- och miljöframsteg (1997-2003). Canadian Journal of Microbiology, 50, 521-577.
  • Belimov, AA, Kunakova, AM, Vasilyeva, ND, Gruzdeva, EV, Vorobiev, NI, Kojemiakov, AP, Khamova, OF, Postavskaya, SM & Sokova, SA (1995b) Samband mellan överlevnadsgrader för associativa kvävefixare på rötter och växternas avkastningssvar på ympning. FEMS Microbiology Ecology, 17, 187-196.
  • Caballero-Mellado, J., Carcano-Montiel, MG & Mascarua-Esparza, MA (1992), Fältympning av vete (triticum aestivum) med azospirillum brasilense under tempererat klimat, Symbiosis, 13, 243-253.
  • Gutierrez Manero, FJ (2008) Systemiskt sjukdomsskydd framkallat av växttillväxt som främjar rhizobakteriestammar: samband mellan metaboliska svar, systemiskt sjukdomsskydd och biotiska framkallande faktorer. Phytopathology, 98 (4), 451-457.
  • Heitefuss, R. (2001) Växters försvarsreaktioner på svamppatogener: principer och perspektiv, med mjöldagg på spannmål som exempel. Naturwissenschaften, 88, 273-283.
  • Khammas, KM & Kaiser, P. (1992) Pektinsönderdelning och associerad kvävefixering genom blandade kulturer av Azospirillum och Bacillus arter. Canadian Journal of Microbiology, 38, 794-797.
  • Khaosaad, T., Garcia-Garrido, JM, Steinkellner, S. & Vierheilig, H. (2007) Take-all sjukdom är systemiskt reducerad i rötter av mykorrhiza kornväxter. Soil Biology and Biochemistry, 39, 727-734.
  • Lippi, D., Cacciari, I., Pietrosanti, T. & Pietrosanti, W. (1992) Interaktioner mellan Azospirillum och Arthrobacter i diazotrofisk blandad kultur. Symbios, 13, 107-114.
  • Mawarda, PC, Le Roux, X., van Elsas, JD & Falcao Salles J. (2020) Avsiktlig introduktion av osynliga inkräktare: En kritisk bedömning av effekten av mikrobiella inokulanter på mikrobiella samhällen i marken. Soil Biology and Biochemistry, 148, 107874.
  • Nguyen, TH, Kennedy, IR & Roughley, RJ (2002) Svaret från fältodlat ris på inokulering med ett biogödselmedel av flera stammar i Hanoi-distriktet, Vietnam. IN IR Kennedy & ATMA Choudhury (Eds.) Biofertilisers in Action. Barton, ACT, Rural Industries Research & Development Corporation.
  • Rabie, GH & Almadini, AM (2005) Bioinokulanters roll i utvecklingen av salttolerans hos Vicia faba-växter under salthaltsstress. African Journal of Biotechnology, 4 (3), 210-222.
  • Ramos Solano, R., Barriuso Maicas, J., Pereyra De La Iglesia, MT, Domenech, J. &
  • Sullivan, P. (2001) Alternativa jordändringar. Lämplig tekniköverföring för landsbygdsområden, Nationellt centrum för lämplig teknik. https://web.archive.org/web/20081011174000/http://www.attra.ncat.org/attra-pub/PDF/altsoil.pdf
  • Waller, F., Achatz, B., Baltruschat, H., Fodor, J., Becker, K., Fischer, M., Heier, T., Huckelhoven, R., Neumann, C., Von Wettstein, D. Franken, P. & Kogel, K.-H. (2005) Den endofytiska svampen Piriformis indica omprogrammerar korn till salt-stresstolerans, sjukdomsresistens och högre avkastning. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102 (38), 13386-13391.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Microbial_inoculant&oldid=1129382562 "