Κείμενο ∆ρ. Φάνης Α. Τσαπικούνης *
Μικροβιολογική Βιολογική Αντιµετώπιση ασθενειών των φυτών
Το 1897 στη Γερµανία κυκλοφόρισε ένα βακτηριολογικό λίπασµα για εµβολιασµό των σιτηρών στηριζόµενο σε αποµόνωση του Bacillus subtilis. Ακολούθως,στα µέσα της δεκαετίας του 1990 στις Η.Π.Α αποµόνωση του Bacillus subtilis χρησιµοποιήθηκε για επικάλυψη σπόρων µε άδεια σε περισσότερες από επτά καλλιέργειες και πάνω από δύο εκατοµµύρια εκτάρια ενώ το 1999 στη Γερµανία κυκλοφορεί το στέλεχος FZB24 για επικάλυψη του πατατόσπορου (Kilian et al 2000). Αν αφήσουµε τα στενά όρια της ανθρώπινης αντίληψης και δούµε τι συµβαίνει στη φύση, θα διαπιστώσουµε ότι για πάνω από 350 εκατοµµύρια χρόνια, πιθανώς από τη γέννησή τους, τα φυτάµικρά και µεγάλα, συµβιώνουν µε µικροοργανισµούς σε διάφορες µορφές και σχήµατα αποκοµίζοντας αµοιβαία οφέλη. Ένα γνωστό παράδειγµα είναι και οι µυκόρριζες, ένα φαινόµενο που λαµβάνει χώρα στο 97%, τουλάχιστον, των φυτών στη φύση.
Οι μεγαλύτεροι πληθυσμοί μικροοργανισμών απαντώνται στα πρώτα 30-40 εκατοστά του εδάφουςΗ μικροβιακή βιομάζα στο έδαφος αποτελεί περίπου το 2-3 % του συνολικού οργανικού άνθρακα ενώ έχει αναγνωριστεί ο σημαντικός ρόλος της όσον αφορά την ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων αλλά και ως πηγή θρεπτικών στοιχείων συμβάλλοντας στη διατήρηση της γονιμότητας (Tarafdar et al 2001).
Τους μεγαλύτερους πληθυσμούς των μικροοργανισμών τους συναντάμε στα πρώτα 30-40 εκ. (Ekelund et al 2001). Ο Metting (1993) εκτίμησε ότι ένα γραμμάριο γόνιμου εδάφους περιέχει 105–108 βακτήρια, 106–107 actinomycetes and 105–106 μύκητες (και, επί το ορθότερον, colony forming units -cfu -). Η μικροβιακή δραστηριότητα στο έδαφος είναι συνάρτηση της διαθεσιμότητας του άνθρακα και στη ριζόσφαιρα η παροχή άνθρακα είναι σταθερή. Έτσι στη ριζόσφαιρα είναι αναμενόμενο η μικροβιακή βιομάζα αλλά και δραστηριότητα να είναι μεγαλύτερη. Το έδαφος είναι ο χώρος κατοικίας για βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα, νηματώδεις, έντομα και άλλους οργανισμούς. Όλοι αυτοί οι οργανισμοί συμβάλουν στο σχηματισμό και διατήρηση των εδαφών (Prescott et al 1999).
Βακτήρια: Τα βακτήρια είναι οι πιο άφθονοι μικροοργανισμοί του εδάφους με πληθυσμό που κυμαίνεται από 106 έως 108 και σε κάποιες περιπτώσεις 109 κύτταρα ανά κυβικό εκατοστό εδάφους και βάρος 10 τόνους ανά εκτάριο κατά προσέγγιση, ενώ η μάζα τους αντιστοιχεί στο 5% της οργανικής ουσίας ξηρού βάρους του εδάφους. Ο αριθμός τους ποικίλει ανάλογα με την εποχή, την υγρασία, τη μηχανική σύσταση, την οργανική ουσία, το οξυγόνο, τη θερμοκρασία, το ρΗ, την καλλιέργεια του εδάφους και τη λίπανση
Το μικρό τους μέγεθος, τα υψηλά επίπεδα πληθυσμού και η υψηλή ταχύτητα πολλαπλασιασμού τα καθιστούν το ενεργότερο τμήμα της μικροβιακής χλωρίδας του εδάφους που κατά κύριο λόγο συμβάλλουν στην ανακύκλωση των στοιχείων. Τα περισσότερα είναι μεσόφιλα με άριστη θερμοκρασία ανάπτυξης τους 25 έως 35ο C και όρια τους 15 και 45ο C. Λιγότερα είναι τα ψυχρόφιλα με άριστη τους 20ο C ή και λιγότερο ενώ πολλά ανήκουν στα θερμόφιλα με άριστη θερμοκρασία που κυμαίνεται ανάμεσα στους 45 και 65ο C. Το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού εντοπίζεται στα 10 πρώτα εκατοστά ενώ στα 100-120 εκ. ουσιαστικά μηδενίζεται. Pseudomonas, Arthrobacter, Clostridium, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus είναι μερικά από τα πιο κοινά γένη στο έδαφος. Αρκετά συχνά θα συναντήσουμε είδη του γένους Corynebacterium ενώ από το γένος Bacillus τα πιο συχνά απαντώμενα είδη είναι το megaterium, cereus και subtilis
Ακτινομύκητες: Είναι προκαρυωτικοί οργανισμοί όπως και τα βακτήρια αλλά λόγω του νηματοειδούς θαλλού, της φυσιολογίας και του τρόπου πολλαπλασιασμού τους αντιμετωπίζονται ξεχωριστά. Ο πληθυσμός τους κυμαίνεται από 105 έως 108 κύτταρα ανά γραμμάριο εδάφους. Αλκαλικά, ξηρά και καλά αεριζόμενα εδάφη ευνοούν την ανάπτυξή τους ενώ αντίθετα όξινα και υγρά εδάφη δεν τα ευνοούν. Στην πλειοψηφία τους είναι μεσόφιλα με άριστη θερμοκρασία τους 25-30ο ενώ οι αντιπροσωπευτικότεροι που ανήκουν στο γένος Streptomyces είναι θερμόφιλοι. Εποικοδομούν σχεδόν τα πάντα στο έδαφος ενώ χάρη στην ικανότητά τους να παράγουν αντιβιοτικά (στρεπτομυκίνη, χλωραμφαινικόλη, τετρακυκλίνες) έχουν μελετηθεί εκτεταμένα
Μύκητες: Τα είδη αλλά και τον πληθυσμό που θα συναντήσουμε σε ένα έδαφος καθορίζουν κυρίως ο αερισμός, η υγρασία, το ρΗ, η θερμοκρασία αλλά και η οργανική ουσία. Σε όλα τα εδάφη συναντάμε όλους σχεδόν τους μύκητες όμως η πλειονότητα της ενεργού μυκητοχλωρίδας εντοπίζεται στους ατελείς μύκητες και συγκεκριμένα στα γένη Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Gliocladium, Cladosporium and Fusarium και στους Φυκομύκητες Mucor, Rhizopus and Mortierella
Η σύνθεση των μυκήτων στο έδαφος, ελέγχεται από την ποσότητα και μορφή του άνθρακα. Τα Penicillia, σε γενικές γραμμές, εποικοδομούν κυτταρίνη και ξυλάνες (Baath and Soderstrom 1980), ενώ η συχνότητα εμφάνισης των Mucorales, τα οποία εποικοδομούν πρωτεΐνες, αυξάνει με την εντατικοποίηση της διαδικασίας αποσύνθεσης και ανοργανοποίησης στο έδαφος (Sierota and Kwasna 1998).
Ο Mucor hiemalis f. hiemalis, εξ αιτίας της ταχύτατης ανάπτυξής του, είναι ένας από τους πιο κοινούς μύκητες στο έδαφος και ο περισσότερο αντιπροσωπευτικός των Mucorales (Zygomycotina). Η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα και η ικανότητα των μυκήτων να αναπτύσσονται σε υψηλές συγκεντρώσεις CO2 παρά σε χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου καθορίζει την κατακόρυφη διανομή τους σε ένα έδαφος (Burges & Fenton 1952). Αναφορικά με την πληθυσμιακή δυναμική, την κοινοτική δομή και την ποικιλότητα δεν είναι και παρά πολλά πράγματα γνωστά (Kowalchuk 1999). Ο χρόνος ζωής των μυκήτων είναι κάτι εντελώς σχετικό. Εφόσον υπάρχει ελεύθερος χώρος και θρεπτικά, αναπτύσσονται. Έτσι αν ο μύκητας τοποθετηθεί σε μια ήπειρο όπως η Αυστραλία, η οποία δεν φέρει άλλα μικρόβια και στην επιφάνειά της έχει μόνο θρεπτικά στοιχεία, τότε ο μύκητας θα αναπτύσσεται έως ότου καταλάβει ολόκληρη την επιφάνεια. Ακολούθως αφού εξαντλήσει τα θρεπτικά θα σχηματίσει καρποφορίες (τους απογόνους του) και στη συνέχεια θα πεθάνει. Πρόσφατα εντοπίστηκε ένας κλώνος του Armillaria bulbosa στο Michigan (USA) να καλύπτει περί τα 300 στρέμματα και υπολογίστηκε το βάρος του σε περίπου 100 τόνους και η ηλικία του σε 1.500 χρόνια (Prescott et al 1999)
Ένζυμα: Στο έδαφος θα εντοπίσουμε και ένζυμα τα οποία όμως προέρχονται από μικρόβια. Η σύνθεσή τους πραγματοποιείται εντός των κυττάρων των μικροβίων και στην συνέχεια εκκρίνονται στο εξωτερικό περιβάλλον με σκοπό τη διάσπαση σύνθετων οργανικών θρεπτικών υλικών ή την αντιμετώπιση επικίνδυνων γειτονικών μικροβίων. Πρωτεάσες, λιπάσες, χιτινάσες, εστεράσες είναι τα πιο συχνά απαντούμενα ένζυμα. Η αφυδρογονάση είναι ένα ένζυμο δείκτης της συνολικής μικροβιακής δραστηριότητας ενός εδάφους.
Αποδοµούνται από τα µικρόβι
Επικίνδυνα χηµικά και αέρια θερµοκηπίουΜυκητοκτόνα, ζιζανιοκτόνα, εντοµοκτόνα αλλά και παράγωγα βιοµηχανιών αερόφερτα όπως µεθάνιο, µονοξείδιο του άνθρακα, βενζόλιο, τριχλωροαιθυλένιο, φορµαλδεΰδη αποικοδοµούνται από τα µικρόβια… Από την άλλη οι ανθρώπινες δραστηριότητες συνεπικουρούµενες από τη δραστηριότητα των µικροοργανισµών συµβάλλουν στο φαινόµενο του θερµοκηπίου. Μεθάνιο παράγεται στο στοµάχι των µηρυκαστικών, τους ορυζώνες και τους σκουπιδότοπους. Ένα βοοειδές είναι σε θέση να παράγει από 200 έως 600 λίτρα µεθανίου ηµερησίως
Σκληρές αντιπαραθέσει
Αλληλεπιδράσεις και ανταγωνισµοίΤο έδαφος και ειδικά η ριζόσφαιρα είναι πεδίο σκληρών αντιπαραθέσεων και υπέρµετρου ανταγωνισµού που φθάνει στα όρια του κανιβαλισµού. Όπως είδαµε και λίγο πιο πάνω πρωτόζωα και νηµατώδεις τρέφονται επί µικροοργανισµών, τα ακάρεα τρέφονται επί των µυκήτων, µύκητες και βακτήρια προσβάλλουν και θανατώνουν νηµατώδεις αλλά και ακάρεα, νηµατώδεις πιθανόν να τρέφονται επί πρωτόζωων και ακάρεα πιθανόν να τρέφονται επί νηµατωδών, αµοιβάδες τρέφονται επί µυκήτων και νηµατωδών ενώ νηµατώδεις και φυτοπαθογόνοι µικροοργανισµοί παρασιτούν το ριζικό σύστηµα. Όλα αυτά βεβαίως έχουν σηµαντικές επιδράσεις στην ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών, στην ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων και τη διαθεσιµότητά τους στα φυτά. Όµως εκτός από αυτά έχουµε ανταγωνισµό και αλληλεπιδράσεις και µεταξύ των ωφέλιµων µικροοργανισµών. Βακτήρια που συγκαταλέγονται στους ανταγωνιστές ανταγωνίζονται µεταξύ τους, µύκητες που συγκαταλέγονται στους ανταγωνιστές ανταγωνίζονται µεταξύ τους και φυσικά ωφέλιµα βακτηρία ανταγωνίζονται ωφέλιµους µύκητες και το αντίθετο. Μυκόρριζες ανταγωνίζονται και παρασιτούν ωφέλιµους µύκητες που ανήκουν στο γένος Trichoderma. Γι’ αυτό ακριβώς πριν τα νεαρά καλλιεργούµενα φυτά εµβολιαστούν µε ανταγωνιστικούς - ωφέλιµους µικροοργανισµούς, θα πρέπει αυτά τα µικρόβια να έχουν µελετηθεί και διαπιστωθεί ότι δεν διαθέτει το ένα ανταγωνιστική δράση κατά του αλλού
Η ριζόσφαιραΗ κοινή επιφάνεια ανάµεσα στο έδαφος και τις ρίζες ή εναλλακτικά ο χώρος που περιβάλλει τις ρίζες και επηρεάζεται από αυτές είναι η ριζόσφαιρα. Ένας χώρος υψηλών µικροβιακών πληθυσµών, έντονης µικροβιολογικής δραστηριότητας και ταχύτατων αλλαγών. Βροχόπτωση, ξηρασία, ρΗ, άλατα, οργανική ουσία επηρεάζουν και επηρεάζονται µε αποτέλεσµα τις έντονες διακυµάνσεις (Handelsman and Stabb 1996). Ρίζες, ριζικά εκκρίµατα, βακτήρια, µύκητες, πρωτόζωα, νηµατώδεις, ακάρεα και γαιοσκώληκες αλληλεπιδρούν σε ένα περιβάλλον που χαρακτηρίζεται σαν ριζόσφαιρα. Οι µικροοργανισµοί της ζουν πάνω σε νέκρα επιδερµικά κύτταρα, εκκρίµατα των ριζών και νεκρή οργανική ουσία. Πρωτόζωα και νηµατώδεις είναι τα σηµαντικότερα αρπακτικά των µικροοργανισµών, ακάρεα είναι γνωστό να τρέφονται επί µυκήτων, µύκητες και βακτήρια προσβάλλουν και θανατώνουν νηµατώδεις αλλά και ακάρεα και νηµατώδεις πιθανόν να τρέφονται επί πρωτόζωων και ακάρεα πιθανόν να τρέφονται επί νηµατωδών, αµοιβάδες τρέφονται επί µυκήτων και νηµατωδών ενώ νηµατώδεις και φυτοπαθογόνοι µικροοργανισµοί είναι σε θέση να παρασιτούν το ριζικό σύστηµα και όλα αυτά µε σηµαντικές επιδράσεις στην ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών, στην ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων και τη διαθεσιµότητά τους στα φυτά. Τα πρωτόζωα φαίνεται να επηρεάζουν θετικά την ανάπτυξη των φυτών µέσα από την αποδέσµευση θρεπτικών που ακολουθεί τη βορά βακτηρίων και την παραγωγή φυτοορµονών ενώ πιθανότατα να ευνοούν την εγκατάσταση συγκεκριµένων βακτηρίων (Bonkowski et al 2000)
Οι μικροοργανισμοί της ριζόσφαιραςΦυτοπαθογόνοι Μικροοργανισμοί: Συνιστούν την μειοψηφία τόσο σε αριθμό ειδών όσο και σε πληθυσμό έναντι του συνολικού μικροβιακού πληθυσμού στο έδαφος. Υπάρχουν μερικές μόνο δεκάδες ειδών φυτοπαθογόνων μικροοργανισμών έναντι 1.500.000 ειδών μικροοργανισμών, τουλάχιστον. Οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να προκληθούν μεγάλες ζημίες από φυτοπαθογόνα μικρόβια
Νηματώδεις: Είναι νηματοειδείς σκώληκες μήκους ολίγων χιλιοστών και υπάρχουν παντού στα εδάφη αλλά και το υπέργειο μέρος των φυτών. Ένα μόνο μέρος από αυτούς είναι φυτοπαθογόνα ενώ οι υπόλοιποι είναι παθογόνα των ζωών, των εντομών, του ανθρώπου αλλά κυρίως σαπρόφυτα. Όπως και παραπάνω, οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να αυξηθεί ο πληθυσμός αυτών των σκωληκόμορφων φυτοπαθογόνων οργανισμών με αποτέλεσμα σοβαρά προβλήματα στα καλλιεργούμενα φυτά
Η αντιμετώπισή τους συχνά είναι έως ακατόρθωτη και προϋποθέτει τη χρήση ισχυρών επαφής και διασυστηματικών νηματωδοκτόνων με αποτέλεσμα, πολύ συχνά, την επιβάρυνση των προϊόντων και του περιβάλλοντος και τη συνεπακόλουθη δημιουργία προβλημάτων υγείας των συνανθρώπων μας. Και όμως η ηλιοθέρμανση, η άφθονη οργανική ουσία, η καλή στράγγιση και κυρίως η παρουσία ωφέλιμων μικροοργανισμών στο έδαφος και το ριζικό σύστημα με δράση ενάντια στους νηματώδεις είναι σε θέση να διευθετήσουν το πρόβλημα καλύτερα από τα φυτοφάρμακα
Σαπρόφυτα: Εδώ ανήκει η συντριπτική πλειοψηφία των μικροοργανισμών. Δεν είναι παθογόνοι των φυτών, των ζωών ή του ανθρώπου εκτός από ελάχιστες εξαιρέσεις. Αποστολή τους είναι η διάσπαση των οργανικών υπολειμμάτων φυτικών και ζωικών που επιστρέφουν στο έδαφος. Αυτοί είναι οι ακούραστοι και αθέατοι εργάτες που φροντίζουν να αποδεσμευτούν τα θρεπτικά στοιχεία από την οργανική μορφή στην οποία βρίσκονται και να επιστρέψουν και πάλι στην ατμόσφαιρα και το έδαφος. Αυτοί είναι δηλαδή αυτοί που φροντίζουν και στηρίζουν την αέναη κίνηση των βιογεωχημικών κύκλων. Ένα μέρος από τα σαπρόφυτα πιθανώς να έχει και ωφέλιμη δράση στην ανάπτυξη των καλλιεργούμενων φυτών προάγοντας αφενός την ανάπτυξή τους με ορμόνες και προστατεύοντας τα από φυτοπαθογόνα αφετέρου
Ριζόβια: Είναι βακτήρια που ανήκουν στο γένος Rhizobium και συμβιώνουν με τις ρίζες των φυτών που ανήκουν στην οικογένεια των ψυχανθών. Τέτοια φυτά είναι η φασολιά, η φακή, ο αρακάς, η σόγια κ.ά. Τα βακτήρια αυτά δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο και παρέχουν ένα μέρος από αυτό στα φυτά ενώ παίρνουν από τα φυτά υδατάνθρακες για να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες. Τα ριζόβια υπάρχουν σε όλα σχεδόν τα εδάφη αλλά οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να μειωθεί σημαντικά ο πληθυσμός αυτών αλλά και των ωφέλιμων βακτηρίων και μυκήτων
Μυκόρριζες: Γύρω στα 6.000 είδη που ανήκουν στους Ασκομύκητες, Βασιδιομύκητες και Ζυγομύκητες έχουν καταγράφει ως μυκόρριζες (Kowalchuk 1999), και φημολογείται ότι το 90 – 99% ενδεχομένως των φυτικών ειδών λειτουργούν συμβιωτικά με μυκόρριζες. Τα συναντάμε στα αγγειόσπερμα και γυμνόσπερμα. Διακρίνονται σε ενδο και εκτομυκόρριζες. Στην πρώτη περίπτωση οι υφές διατρυπούν τα κύτταρα της ρίζας και εγκαθίσταται μέσα ενώ στην δεύτερη περίπτωση οι υφές παραμένουν έξω. Οι VAM (Vesicular-Arbuscular Mycorrhizae) μύκητες ανήκουν στην οικογένεια Endogonaceae (Mucorales, Zygomycotina) είναι υποχρεωτικά συμβιωτικά και η καλλιέργειά τους στο εργαστήριο είναι αδύνατη. Αναπτύσσονται εντός του φλοιού και ανάλογα με τον τα haustoria είναι σφαιρικά η δενδροειδή ονομάζονται Vesicular or Arbuscular. Διακρίνονται σε ενδο και εκτομυκόρριζες και τις τελευταίες τις συναντάμε κυρίως στα εύκρατα κλίματα.
Σύμφωνα με τους Bianciotto and Bonfante (2002) οι Arbuscular Mycorrhizae συνδέονται με το 80% των φυτικών ειδών. Οι εκτομυκόρριζες (ectomycorrhizae) χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη ενός μανδύα (mantle), που επικαλύπτει την άκρη των ριζιδίων, a Hartig net, που εκτείνεται μέσα στο φλοιό της ρίζας και την extramatrical hyphae, η οποία απλώνεται ακτινωτά έξω από τον μανδύα στο περιβάλλον έδαφος (Taylor and Peterson, 1997). Υπάρχουν εντόνως αμοιβαία οφέλη ανάμεσα στις μυκόρριζες και τα φυτά και αφορούν υδατάνθρακες για τον μύκητα και νερό, φωσφόρο και μερικά ακόμα θρεπτικά ανόργανα στοιχεία για το φυτό. Επίσης προστασία από φυτοπαθογόνα και προαγωγή της ανάπτυξης ενδεχομένως να περιλαμβάνονται στα οφέλη για το φυτό. Πέρα από αυτά όμως είναι πιθανό οι σχέσεις να είναι πολυπλοκότερες με αποτέλεσμα και αλλά μικρόβια είτε να επωφελούνται είτε να αλληλεπιδρούν με το ήδη υπάρχων σύστημα. Η παρουσία μυκόρριζων στη ριζόσφαιρα επίσης επηρεάζει τη μικροβιακή σύνθεση της ριζόσφαιρας λόγω της επίδρασης που έχουν στις εκκρινόμενες από τις ρίζες ουσίες (Linderman 1992 από Bianciotto and Bonfante 2002)
PGPR: Ιδιαίτερα σημαντικό κεφάλαιο στη ζωή των καλλιεργούμενων φυτών είναι τα Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR). Αποικίζουν τα νεαρά ριζίδια λίγο μετά την εμφάνισή τους και αναπτύσσονται ακολουθώντας την ανάπτυξη των ριζών σε ολόκληρη την ζωή του φυτού. Τα οφέλη για τα φυτά είναι τεραστία καθώς η αποστολή αυτών των βακτηριδίων είναι διπλή: Αφενός να προάγουν την ανάπτυξη των φυτών αφετέρου να προστατεύσουν το ριζικό σύστημα αλλά και το υπέργειο μέρος του φυτού από διάφορα παθογόνα μέσω διάφορων μηχανισμών. Bacillus spp., Pseudomonas spp., και Corynebacterium ssp., είναι τα σημαντικότερα γένη που εφοδιάζουν με βακτήρια τα φυτά
PGPF : Έξίσου σημαντικό κεφαλαίο στη ζωή των καλλιεργούμενων φυτών είναι οι Plant Growth Promoting Fungi (PGPF). Αποικίζουν εξίσου τα νεαρά ριζίδια λίγο μετά την εμφάνισή τους και αναπτύσσονται ακολουθώντας την ανάπτυξη των ριζών σε ολόκληρη την ζωή του φυτού. Τα οφέλη για τα φυτά είναι και εδώ τεράστια, καθώς η αποστολή αυτών των μυκήτων είναι διπλή: αφενός να προάγουν την ανάπτυξη των φυτών και αφετέρου να προστατεύσουν το ριζικό σύστημα αλλά και το υπέργειο μέρος του φυτού από διάφορα παθογόνα μέσω διάφορων μηχανισμών. Trichoderma και Gliocladium είναι δυο από τα σημαντικότερα γένη που εφοδιάζουν με μύκητες τα φυτά
Ανταγωνιστές: Πρόκειται για μια μεγάλη κατηγόρια ωφέλιμων μικροοργανισμών στις τάξεις των οποίων υπάρχουν και βακτήρια και μύκητες. Αποστολή τους είναι η προστασία του ριζικού συστήματος των φυτών από επίδοξους εισβολείς. Προστατεύουν από φυτοπαθογόνους μύκητες και φυτοπαθογόνα βακτήρια που προσβάλλουν το ριζικό σύστημα, και επίσης μέσα από αδιευκρίνιστους έως σήμερα μηχανισμούς έχει βρεθεί να προστατεύουν από μύκητες βακτήρια και ιούς που προσβάλλουν το υπέργειο μέρος των φυτών (βλέπε επαγομένη συστηματική ανθεκτικότητα). Trichoderma, Pseudomonas, Burkholderia, Enterobacter, Coniothyrium, Verticillium, Bacillus, Streptomyces, Gliocladium, Pythium,, Talaromyces, είναι μερικά από τα σημαντικότερα γένη που μας έχουν δώσει εξαιρετικής σπουδαιότητας μικρόβια στην αντιμετώπιση των ασθενειών του ριζικού συστήματος. Επίσης μη παθογόνες φυλές Rhizoctonia, μη παθογόνες φυλές Fusarium, μη παθογόνες φυλές Pseudomonas solanacearum, και Phlebia gigantea είναι μερικοί από τους περισσότερο δοκιμασμένους μικροοργανισμούς.
Δυστυχώς και εδώ οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να μειωθεί σημαντικά ο πληθυσμός αυτών των εξαιρετικά ωφέλιμων βακτηρίων και μυκήτων.
ΦΡΟΝΤΙ∆Α ΜΕΤΑ ΤΗ ΦΥΤΕΥΣ
Η σηµασία για τις καλλιέργειες Ριζόβια, µυκόρριζες, Trichoderma, Gliocladium, Pseudomonas Bacillus είναι ανάµεσα στους καλύτερους ενοίκους της ριζοσφαιρας. Είναι γενικά αποδεκτό ότι επηρεάζουν την ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών θετικά µε ένα άµεσο και έµµεσο τρόπο. Η τελική συνιστάµενη θα φανεί κατά την ανάπτυξη των φυτών και θα είναι το αποτέλεσµα των αλληλεπιδράσεων ανάµεσα στο φυτό, τα παθογόνα, τους ωφέλιµους µικροοργανισµούς και τους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Οι παραγωγοί µας µπορούν να γείρουν την πλάστιγγα προς την µεριά τους και να εξοικονοµήσουν σηµαντικά οφέλη ενώ παράλληλα κερδισµένοι θα αναδειχτούν το περιβάλλον και φυσικά οι άνθρωποι. Τα µέτρα συνοψίζονται στην επόµενη παράγραφο
ΣυνοψίζονταςΑπό το σπορείο θα πρέπει να εµβολιάσουµε το ριζικό σύστηµα των µικροοργανισµών µε Plant Growth Promoting Rhizobacteria, Plant Growth Promoting Fungi, Ανταγωνιστές και Μυκόρριζες (φυσικά µε στελέχη που δεν είναι ανταγωνιστικά µεταξύ τους). Ταυτόχρονα όµως θα πρέπει να µεριµνήσουµε για ηλιοθέρµανση, άριστες συνθήκες στράγγισης και αερισµού, άφθονη οργανική ουσία και πολύ προσεκτική χρήση φυτοφαρµάκων ώστε όχι µόνο να µην καταστρέψουµε τα ωφέλιµα µικρόβια αλλά επιπλέον να βοηθήσουµε στην εγκατάσταση και εξάπλωση τους. Το τελικό αποτέλεσµα θα είναι εύρωστα, υγιή και παραγωγικά φυτ
Για επιπλέον πληροφορίες: fytodiagnosi@gmail.co
Aπό το περιοδικό WineTrails Μαρτίου 2015
Μικροβιολογική Βιολογική Αντιµετώπιση ασθενειών των φυτών
Το 1897 στη Γερµανία κυκλοφόρισε ένα βακτηριολογικό λίπασµα για εµβολιασµό των σιτηρών στηριζόµενο σε αποµόνωση του Bacillus subtilis. Ακολούθως,στα µέσα της δεκαετίας του 1990 στις Η.Π.Α αποµόνωση του Bacillus subtilis χρησιµοποιήθηκε για επικάλυψη σπόρων µε άδεια σε περισσότερες από επτά καλλιέργειες και πάνω από δύο εκατοµµύρια εκτάρια ενώ το 1999 στη Γερµανία κυκλοφορεί το στέλεχος FZB24 για επικάλυψη του πατατόσπορου (Kilian et al 2000). Αν αφήσουµε τα στενά όρια της ανθρώπινης αντίληψης και δούµε τι συµβαίνει στη φύση, θα διαπιστώσουµε ότι για πάνω από 350 εκατοµµύρια χρόνια, πιθανώς από τη γέννησή τους, τα φυτάµικρά και µεγάλα, συµβιώνουν µε µικροοργανισµούς σε διάφορες µορφές και σχήµατα αποκοµίζοντας αµοιβαία οφέλη. Ένα γνωστό παράδειγµα είναι και οι µυκόρριζες, ένα φαινόµενο που λαµβάνει χώρα στο 97%, τουλάχιστον, των φυτών στη φύση.
Οι μεγαλύτεροι πληθυσμοί μικροοργανισμών απαντώνται στα πρώτα 30-40 εκατοστά του εδάφουςΗ μικροβιακή βιομάζα στο έδαφος αποτελεί περίπου το 2-3 % του συνολικού οργανικού άνθρακα ενώ έχει αναγνωριστεί ο σημαντικός ρόλος της όσον αφορά την ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων αλλά και ως πηγή θρεπτικών στοιχείων συμβάλλοντας στη διατήρηση της γονιμότητας (Tarafdar et al 2001).
Τους μεγαλύτερους πληθυσμούς των μικροοργανισμών τους συναντάμε στα πρώτα 30-40 εκ. (Ekelund et al 2001). Ο Metting (1993) εκτίμησε ότι ένα γραμμάριο γόνιμου εδάφους περιέχει 105–108 βακτήρια, 106–107 actinomycetes and 105–106 μύκητες (και, επί το ορθότερον, colony forming units -cfu -). Η μικροβιακή δραστηριότητα στο έδαφος είναι συνάρτηση της διαθεσιμότητας του άνθρακα και στη ριζόσφαιρα η παροχή άνθρακα είναι σταθερή. Έτσι στη ριζόσφαιρα είναι αναμενόμενο η μικροβιακή βιομάζα αλλά και δραστηριότητα να είναι μεγαλύτερη. Το έδαφος είναι ο χώρος κατοικίας για βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα, νηματώδεις, έντομα και άλλους οργανισμούς. Όλοι αυτοί οι οργανισμοί συμβάλουν στο σχηματισμό και διατήρηση των εδαφών (Prescott et al 1999).
Βακτήρια: Τα βακτήρια είναι οι πιο άφθονοι μικροοργανισμοί του εδάφους με πληθυσμό που κυμαίνεται από 106 έως 108 και σε κάποιες περιπτώσεις 109 κύτταρα ανά κυβικό εκατοστό εδάφους και βάρος 10 τόνους ανά εκτάριο κατά προσέγγιση, ενώ η μάζα τους αντιστοιχεί στο 5% της οργανικής ουσίας ξηρού βάρους του εδάφους. Ο αριθμός τους ποικίλει ανάλογα με την εποχή, την υγρασία, τη μηχανική σύσταση, την οργανική ουσία, το οξυγόνο, τη θερμοκρασία, το ρΗ, την καλλιέργεια του εδάφους και τη λίπανση
Το μικρό τους μέγεθος, τα υψηλά επίπεδα πληθυσμού και η υψηλή ταχύτητα πολλαπλασιασμού τα καθιστούν το ενεργότερο τμήμα της μικροβιακής χλωρίδας του εδάφους που κατά κύριο λόγο συμβάλλουν στην ανακύκλωση των στοιχείων. Τα περισσότερα είναι μεσόφιλα με άριστη θερμοκρασία ανάπτυξης τους 25 έως 35ο C και όρια τους 15 και 45ο C. Λιγότερα είναι τα ψυχρόφιλα με άριστη τους 20ο C ή και λιγότερο ενώ πολλά ανήκουν στα θερμόφιλα με άριστη θερμοκρασία που κυμαίνεται ανάμεσα στους 45 και 65ο C. Το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού εντοπίζεται στα 10 πρώτα εκατοστά ενώ στα 100-120 εκ. ουσιαστικά μηδενίζεται. Pseudomonas, Arthrobacter, Clostridium, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus είναι μερικά από τα πιο κοινά γένη στο έδαφος. Αρκετά συχνά θα συναντήσουμε είδη του γένους Corynebacterium ενώ από το γένος Bacillus τα πιο συχνά απαντώμενα είδη είναι το megaterium, cereus και subtilis
Ακτινομύκητες: Είναι προκαρυωτικοί οργανισμοί όπως και τα βακτήρια αλλά λόγω του νηματοειδούς θαλλού, της φυσιολογίας και του τρόπου πολλαπλασιασμού τους αντιμετωπίζονται ξεχωριστά. Ο πληθυσμός τους κυμαίνεται από 105 έως 108 κύτταρα ανά γραμμάριο εδάφους. Αλκαλικά, ξηρά και καλά αεριζόμενα εδάφη ευνοούν την ανάπτυξή τους ενώ αντίθετα όξινα και υγρά εδάφη δεν τα ευνοούν. Στην πλειοψηφία τους είναι μεσόφιλα με άριστη θερμοκρασία τους 25-30ο ενώ οι αντιπροσωπευτικότεροι που ανήκουν στο γένος Streptomyces είναι θερμόφιλοι. Εποικοδομούν σχεδόν τα πάντα στο έδαφος ενώ χάρη στην ικανότητά τους να παράγουν αντιβιοτικά (στρεπτομυκίνη, χλωραμφαινικόλη, τετρακυκλίνες) έχουν μελετηθεί εκτεταμένα
Μύκητες: Τα είδη αλλά και τον πληθυσμό που θα συναντήσουμε σε ένα έδαφος καθορίζουν κυρίως ο αερισμός, η υγρασία, το ρΗ, η θερμοκρασία αλλά και η οργανική ουσία. Σε όλα τα εδάφη συναντάμε όλους σχεδόν τους μύκητες όμως η πλειονότητα της ενεργού μυκητοχλωρίδας εντοπίζεται στους ατελείς μύκητες και συγκεκριμένα στα γένη Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Gliocladium, Cladosporium and Fusarium και στους Φυκομύκητες Mucor, Rhizopus and Mortierella
Η σύνθεση των μυκήτων στο έδαφος, ελέγχεται από την ποσότητα και μορφή του άνθρακα. Τα Penicillia, σε γενικές γραμμές, εποικοδομούν κυτταρίνη και ξυλάνες (Baath and Soderstrom 1980), ενώ η συχνότητα εμφάνισης των Mucorales, τα οποία εποικοδομούν πρωτεΐνες, αυξάνει με την εντατικοποίηση της διαδικασίας αποσύνθεσης και ανοργανοποίησης στο έδαφος (Sierota and Kwasna 1998).
Ο Mucor hiemalis f. hiemalis, εξ αιτίας της ταχύτατης ανάπτυξής του, είναι ένας από τους πιο κοινούς μύκητες στο έδαφος και ο περισσότερο αντιπροσωπευτικός των Mucorales (Zygomycotina). Η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα και η ικανότητα των μυκήτων να αναπτύσσονται σε υψηλές συγκεντρώσεις CO2 παρά σε χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου καθορίζει την κατακόρυφη διανομή τους σε ένα έδαφος (Burges & Fenton 1952). Αναφορικά με την πληθυσμιακή δυναμική, την κοινοτική δομή και την ποικιλότητα δεν είναι και παρά πολλά πράγματα γνωστά (Kowalchuk 1999). Ο χρόνος ζωής των μυκήτων είναι κάτι εντελώς σχετικό. Εφόσον υπάρχει ελεύθερος χώρος και θρεπτικά, αναπτύσσονται. Έτσι αν ο μύκητας τοποθετηθεί σε μια ήπειρο όπως η Αυστραλία, η οποία δεν φέρει άλλα μικρόβια και στην επιφάνειά της έχει μόνο θρεπτικά στοιχεία, τότε ο μύκητας θα αναπτύσσεται έως ότου καταλάβει ολόκληρη την επιφάνεια. Ακολούθως αφού εξαντλήσει τα θρεπτικά θα σχηματίσει καρποφορίες (τους απογόνους του) και στη συνέχεια θα πεθάνει. Πρόσφατα εντοπίστηκε ένας κλώνος του Armillaria bulbosa στο Michigan (USA) να καλύπτει περί τα 300 στρέμματα και υπολογίστηκε το βάρος του σε περίπου 100 τόνους και η ηλικία του σε 1.500 χρόνια (Prescott et al 1999)
Ένζυμα: Στο έδαφος θα εντοπίσουμε και ένζυμα τα οποία όμως προέρχονται από μικρόβια. Η σύνθεσή τους πραγματοποιείται εντός των κυττάρων των μικροβίων και στην συνέχεια εκκρίνονται στο εξωτερικό περιβάλλον με σκοπό τη διάσπαση σύνθετων οργανικών θρεπτικών υλικών ή την αντιμετώπιση επικίνδυνων γειτονικών μικροβίων. Πρωτεάσες, λιπάσες, χιτινάσες, εστεράσες είναι τα πιο συχνά απαντούμενα ένζυμα. Η αφυδρογονάση είναι ένα ένζυμο δείκτης της συνολικής μικροβιακής δραστηριότητας ενός εδάφους.
Αποδοµούνται από τα µικρόβι
Επικίνδυνα χηµικά και αέρια θερµοκηπίουΜυκητοκτόνα, ζιζανιοκτόνα, εντοµοκτόνα αλλά και παράγωγα βιοµηχανιών αερόφερτα όπως µεθάνιο, µονοξείδιο του άνθρακα, βενζόλιο, τριχλωροαιθυλένιο, φορµαλδεΰδη αποικοδοµούνται από τα µικρόβια… Από την άλλη οι ανθρώπινες δραστηριότητες συνεπικουρούµενες από τη δραστηριότητα των µικροοργανισµών συµβάλλουν στο φαινόµενο του θερµοκηπίου. Μεθάνιο παράγεται στο στοµάχι των µηρυκαστικών, τους ορυζώνες και τους σκουπιδότοπους. Ένα βοοειδές είναι σε θέση να παράγει από 200 έως 600 λίτρα µεθανίου ηµερησίως
Σκληρές αντιπαραθέσει
Αλληλεπιδράσεις και ανταγωνισµοίΤο έδαφος και ειδικά η ριζόσφαιρα είναι πεδίο σκληρών αντιπαραθέσεων και υπέρµετρου ανταγωνισµού που φθάνει στα όρια του κανιβαλισµού. Όπως είδαµε και λίγο πιο πάνω πρωτόζωα και νηµατώδεις τρέφονται επί µικροοργανισµών, τα ακάρεα τρέφονται επί των µυκήτων, µύκητες και βακτήρια προσβάλλουν και θανατώνουν νηµατώδεις αλλά και ακάρεα, νηµατώδεις πιθανόν να τρέφονται επί πρωτόζωων και ακάρεα πιθανόν να τρέφονται επί νηµατωδών, αµοιβάδες τρέφονται επί µυκήτων και νηµατωδών ενώ νηµατώδεις και φυτοπαθογόνοι µικροοργανισµοί παρασιτούν το ριζικό σύστηµα. Όλα αυτά βεβαίως έχουν σηµαντικές επιδράσεις στην ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών, στην ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων και τη διαθεσιµότητά τους στα φυτά. Όµως εκτός από αυτά έχουµε ανταγωνισµό και αλληλεπιδράσεις και µεταξύ των ωφέλιµων µικροοργανισµών. Βακτήρια που συγκαταλέγονται στους ανταγωνιστές ανταγωνίζονται µεταξύ τους, µύκητες που συγκαταλέγονται στους ανταγωνιστές ανταγωνίζονται µεταξύ τους και φυσικά ωφέλιµα βακτηρία ανταγωνίζονται ωφέλιµους µύκητες και το αντίθετο. Μυκόρριζες ανταγωνίζονται και παρασιτούν ωφέλιµους µύκητες που ανήκουν στο γένος Trichoderma. Γι’ αυτό ακριβώς πριν τα νεαρά καλλιεργούµενα φυτά εµβολιαστούν µε ανταγωνιστικούς - ωφέλιµους µικροοργανισµούς, θα πρέπει αυτά τα µικρόβια να έχουν µελετηθεί και διαπιστωθεί ότι δεν διαθέτει το ένα ανταγωνιστική δράση κατά του αλλού
Η ριζόσφαιραΗ κοινή επιφάνεια ανάµεσα στο έδαφος και τις ρίζες ή εναλλακτικά ο χώρος που περιβάλλει τις ρίζες και επηρεάζεται από αυτές είναι η ριζόσφαιρα. Ένας χώρος υψηλών µικροβιακών πληθυσµών, έντονης µικροβιολογικής δραστηριότητας και ταχύτατων αλλαγών. Βροχόπτωση, ξηρασία, ρΗ, άλατα, οργανική ουσία επηρεάζουν και επηρεάζονται µε αποτέλεσµα τις έντονες διακυµάνσεις (Handelsman and Stabb 1996). Ρίζες, ριζικά εκκρίµατα, βακτήρια, µύκητες, πρωτόζωα, νηµατώδεις, ακάρεα και γαιοσκώληκες αλληλεπιδρούν σε ένα περιβάλλον που χαρακτηρίζεται σαν ριζόσφαιρα. Οι µικροοργανισµοί της ζουν πάνω σε νέκρα επιδερµικά κύτταρα, εκκρίµατα των ριζών και νεκρή οργανική ουσία. Πρωτόζωα και νηµατώδεις είναι τα σηµαντικότερα αρπακτικά των µικροοργανισµών, ακάρεα είναι γνωστό να τρέφονται επί µυκήτων, µύκητες και βακτήρια προσβάλλουν και θανατώνουν νηµατώδεις αλλά και ακάρεα και νηµατώδεις πιθανόν να τρέφονται επί πρωτόζωων και ακάρεα πιθανόν να τρέφονται επί νηµατωδών, αµοιβάδες τρέφονται επί µυκήτων και νηµατωδών ενώ νηµατώδεις και φυτοπαθογόνοι µικροοργανισµοί είναι σε θέση να παρασιτούν το ριζικό σύστηµα και όλα αυτά µε σηµαντικές επιδράσεις στην ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών, στην ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων και τη διαθεσιµότητά τους στα φυτά. Τα πρωτόζωα φαίνεται να επηρεάζουν θετικά την ανάπτυξη των φυτών µέσα από την αποδέσµευση θρεπτικών που ακολουθεί τη βορά βακτηρίων και την παραγωγή φυτοορµονών ενώ πιθανότατα να ευνοούν την εγκατάσταση συγκεκριµένων βακτηρίων (Bonkowski et al 2000)
Οι μικροοργανισμοί της ριζόσφαιραςΦυτοπαθογόνοι Μικροοργανισμοί: Συνιστούν την μειοψηφία τόσο σε αριθμό ειδών όσο και σε πληθυσμό έναντι του συνολικού μικροβιακού πληθυσμού στο έδαφος. Υπάρχουν μερικές μόνο δεκάδες ειδών φυτοπαθογόνων μικροοργανισμών έναντι 1.500.000 ειδών μικροοργανισμών, τουλάχιστον. Οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να προκληθούν μεγάλες ζημίες από φυτοπαθογόνα μικρόβια
Νηματώδεις: Είναι νηματοειδείς σκώληκες μήκους ολίγων χιλιοστών και υπάρχουν παντού στα εδάφη αλλά και το υπέργειο μέρος των φυτών. Ένα μόνο μέρος από αυτούς είναι φυτοπαθογόνα ενώ οι υπόλοιποι είναι παθογόνα των ζωών, των εντομών, του ανθρώπου αλλά κυρίως σαπρόφυτα. Όπως και παραπάνω, οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να αυξηθεί ο πληθυσμός αυτών των σκωληκόμορφων φυτοπαθογόνων οργανισμών με αποτέλεσμα σοβαρά προβλήματα στα καλλιεργούμενα φυτά
Η αντιμετώπισή τους συχνά είναι έως ακατόρθωτη και προϋποθέτει τη χρήση ισχυρών επαφής και διασυστηματικών νηματωδοκτόνων με αποτέλεσμα, πολύ συχνά, την επιβάρυνση των προϊόντων και του περιβάλλοντος και τη συνεπακόλουθη δημιουργία προβλημάτων υγείας των συνανθρώπων μας. Και όμως η ηλιοθέρμανση, η άφθονη οργανική ουσία, η καλή στράγγιση και κυρίως η παρουσία ωφέλιμων μικροοργανισμών στο έδαφος και το ριζικό σύστημα με δράση ενάντια στους νηματώδεις είναι σε θέση να διευθετήσουν το πρόβλημα καλύτερα από τα φυτοφάρμακα
Σαπρόφυτα: Εδώ ανήκει η συντριπτική πλειοψηφία των μικροοργανισμών. Δεν είναι παθογόνοι των φυτών, των ζωών ή του ανθρώπου εκτός από ελάχιστες εξαιρέσεις. Αποστολή τους είναι η διάσπαση των οργανικών υπολειμμάτων φυτικών και ζωικών που επιστρέφουν στο έδαφος. Αυτοί είναι οι ακούραστοι και αθέατοι εργάτες που φροντίζουν να αποδεσμευτούν τα θρεπτικά στοιχεία από την οργανική μορφή στην οποία βρίσκονται και να επιστρέψουν και πάλι στην ατμόσφαιρα και το έδαφος. Αυτοί είναι δηλαδή αυτοί που φροντίζουν και στηρίζουν την αέναη κίνηση των βιογεωχημικών κύκλων. Ένα μέρος από τα σαπρόφυτα πιθανώς να έχει και ωφέλιμη δράση στην ανάπτυξη των καλλιεργούμενων φυτών προάγοντας αφενός την ανάπτυξή τους με ορμόνες και προστατεύοντας τα από φυτοπαθογόνα αφετέρου
Ριζόβια: Είναι βακτήρια που ανήκουν στο γένος Rhizobium και συμβιώνουν με τις ρίζες των φυτών που ανήκουν στην οικογένεια των ψυχανθών. Τέτοια φυτά είναι η φασολιά, η φακή, ο αρακάς, η σόγια κ.ά. Τα βακτήρια αυτά δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο και παρέχουν ένα μέρος από αυτό στα φυτά ενώ παίρνουν από τα φυτά υδατάνθρακες για να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες. Τα ριζόβια υπάρχουν σε όλα σχεδόν τα εδάφη αλλά οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να μειωθεί σημαντικά ο πληθυσμός αυτών αλλά και των ωφέλιμων βακτηρίων και μυκήτων
Μυκόρριζες: Γύρω στα 6.000 είδη που ανήκουν στους Ασκομύκητες, Βασιδιομύκητες και Ζυγομύκητες έχουν καταγράφει ως μυκόρριζες (Kowalchuk 1999), και φημολογείται ότι το 90 – 99% ενδεχομένως των φυτικών ειδών λειτουργούν συμβιωτικά με μυκόρριζες. Τα συναντάμε στα αγγειόσπερμα και γυμνόσπερμα. Διακρίνονται σε ενδο και εκτομυκόρριζες. Στην πρώτη περίπτωση οι υφές διατρυπούν τα κύτταρα της ρίζας και εγκαθίσταται μέσα ενώ στην δεύτερη περίπτωση οι υφές παραμένουν έξω. Οι VAM (Vesicular-Arbuscular Mycorrhizae) μύκητες ανήκουν στην οικογένεια Endogonaceae (Mucorales, Zygomycotina) είναι υποχρεωτικά συμβιωτικά και η καλλιέργειά τους στο εργαστήριο είναι αδύνατη. Αναπτύσσονται εντός του φλοιού και ανάλογα με τον τα haustoria είναι σφαιρικά η δενδροειδή ονομάζονται Vesicular or Arbuscular. Διακρίνονται σε ενδο και εκτομυκόρριζες και τις τελευταίες τις συναντάμε κυρίως στα εύκρατα κλίματα.
Σύμφωνα με τους Bianciotto and Bonfante (2002) οι Arbuscular Mycorrhizae συνδέονται με το 80% των φυτικών ειδών. Οι εκτομυκόρριζες (ectomycorrhizae) χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη ενός μανδύα (mantle), που επικαλύπτει την άκρη των ριζιδίων, a Hartig net, που εκτείνεται μέσα στο φλοιό της ρίζας και την extramatrical hyphae, η οποία απλώνεται ακτινωτά έξω από τον μανδύα στο περιβάλλον έδαφος (Taylor and Peterson, 1997). Υπάρχουν εντόνως αμοιβαία οφέλη ανάμεσα στις μυκόρριζες και τα φυτά και αφορούν υδατάνθρακες για τον μύκητα και νερό, φωσφόρο και μερικά ακόμα θρεπτικά ανόργανα στοιχεία για το φυτό. Επίσης προστασία από φυτοπαθογόνα και προαγωγή της ανάπτυξης ενδεχομένως να περιλαμβάνονται στα οφέλη για το φυτό. Πέρα από αυτά όμως είναι πιθανό οι σχέσεις να είναι πολυπλοκότερες με αποτέλεσμα και αλλά μικρόβια είτε να επωφελούνται είτε να αλληλεπιδρούν με το ήδη υπάρχων σύστημα. Η παρουσία μυκόρριζων στη ριζόσφαιρα επίσης επηρεάζει τη μικροβιακή σύνθεση της ριζόσφαιρας λόγω της επίδρασης που έχουν στις εκκρινόμενες από τις ρίζες ουσίες (Linderman 1992 από Bianciotto and Bonfante 2002)
PGPR: Ιδιαίτερα σημαντικό κεφάλαιο στη ζωή των καλλιεργούμενων φυτών είναι τα Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR). Αποικίζουν τα νεαρά ριζίδια λίγο μετά την εμφάνισή τους και αναπτύσσονται ακολουθώντας την ανάπτυξη των ριζών σε ολόκληρη την ζωή του φυτού. Τα οφέλη για τα φυτά είναι τεραστία καθώς η αποστολή αυτών των βακτηριδίων είναι διπλή: Αφενός να προάγουν την ανάπτυξη των φυτών αφετέρου να προστατεύσουν το ριζικό σύστημα αλλά και το υπέργειο μέρος του φυτού από διάφορα παθογόνα μέσω διάφορων μηχανισμών. Bacillus spp., Pseudomonas spp., και Corynebacterium ssp., είναι τα σημαντικότερα γένη που εφοδιάζουν με βακτήρια τα φυτά
Ανταγωνιστές: Πρόκειται για μια μεγάλη κατηγόρια ωφέλιμων μικροοργανισμών στις τάξεις των οποίων υπάρχουν και βακτήρια και μύκητες. Αποστολή τους είναι η προστασία του ριζικού συστήματος των φυτών από επίδοξους εισβολείς. Προστατεύουν από φυτοπαθογόνους μύκητες και φυτοπαθογόνα βακτήρια που προσβάλλουν το ριζικό σύστημα, και επίσης μέσα από αδιευκρίνιστους έως σήμερα μηχανισμούς έχει βρεθεί να προστατεύουν από μύκητες βακτήρια και ιούς που προσβάλλουν το υπέργειο μέρος των φυτών (βλέπε επαγομένη συστηματική ανθεκτικότητα). Trichoderma, Pseudomonas, Burkholderia, Enterobacter, Coniothyrium, Verticillium, Bacillus, Streptomyces, Gliocladium, Pythium,, Talaromyces, είναι μερικά από τα σημαντικότερα γένη που μας έχουν δώσει εξαιρετικής σπουδαιότητας μικρόβια στην αντιμετώπιση των ασθενειών του ριζικού συστήματος. Επίσης μη παθογόνες φυλές Rhizoctonia, μη παθογόνες φυλές Fusarium, μη παθογόνες φυλές Pseudomonas solanacearum, και Phlebia gigantea είναι μερικοί από τους περισσότερο δοκιμασμένους μικροοργανισμούς.
Δυστυχώς και εδώ οι κακές συνθήκες στράγγισης και αερισμού, η έλλειψη οργανικής ουσίας και η αλόγιστη χρήση φυτοφαρμάκων είναι οι σημαντικότερες αιτίες που οδηγούν στο να μειωθεί σημαντικά ο πληθυσμός αυτών των εξαιρετικά ωφέλιμων βακτηρίων και μυκήτων.
Η σηµασία για τις καλλιέργειες
ΣυνοψίζονταςΑπό το σπορείο θα πρέπει να εµβολιάσουµε το ριζικό σύστηµα των µικροοργανισµών µε Plant Growth Promoting Rhizobacteria, Plant Growth Promoting Fungi, Ανταγωνιστές και Μυκόρριζες (φυσικά µε στελέχη που δεν είναι ανταγωνιστικά µεταξύ τους). Ταυτόχρονα όµως θα πρέπει να µεριµνήσουµε για ηλιοθέρµανση, άριστες συνθήκες στράγγισης και αερισµού, άφθονη οργανική ουσία και πολύ προσεκτική χρήση φυτοφαρµάκων ώστε όχι µόνο να µην καταστρέψουµε τα ωφέλιµα µικρόβια αλλά επιπλέον να βοηθήσουµε στην εγκατάσταση και εξάπλωση τους. Το τελικό αποτέλεσµα θα είναι εύρωστα, υγιή και παραγωγικά φυτ
Για επιπλέον πληροφορίες: fytodiagnosi@gmail.co
Aπό το περιοδικό WineTrails Μαρτίου 2015
