Microorganisme în mediul de cultură

Microorganismele includ o gamă foarte largă de specii și includ bacterii, protozoare, alge și ciuperci. Majoritatea acestor microorganisme se pot multiplica rapid atunci când circumstanțele sunt corecte și pot avea o influență majoră, atât pozitivă, cât și negativă, asupra dezvoltarea plantelor care cresc în substrat. Tipurile de microorganisme care apar într-un substrat dat vor depinde de o serie de factori cum ar fi climatul, proprietățile substratului, speciile de plante și alte organisme prezente în substrat.

Microorganismele pot afecta în mod semnificativ dezvoltarea plantelor care cresc în mediu, atât pozitiv, cât și negativ. Mulți factori sunt importanți pentru microorganisme, cum ar fi tipul de mediu de creștere. Altele includ cantitatea de oxigen, temperatura substratului și rădăcinilor, nivelul pH-ului și salinitatea sau nivelul CE în mediul de cultură. Un alt aspect care are un impact semnificativ asupra micro-vieții în mediul de creștere este prezența pesticidelor.

Turbă, cocos de cocos, vată minerală sau perlit

Unul dintre cei mai importanți factori care influențează microorganismele este tip de mediu de creștere la dispoziția lor. Principalele diferențe pot fi găsite între substraturile organice, cum ar fi cocosul de cocos, turba sau solul, și substraturile anorganice cum ar fi pietricele de lut, perlit sau vată minerală. Microorganismele care au o capacitate saprofitară mare (adică ele trăiesc din materii organice moarte) vor face mai bine într-un substrat care conține material organic, cum ar fi turba sau substrat reutilizat. Dar frunzele moarte situate pe suprafața substratului sau plantele infectate cu părți necrotice vor face la fel de bine.

Cantitatea de oxigen în substrat determină dacă microorganisme aerobe sau anaerobe va dezvolta. Cele mai multe plante au nevoie de oxigen în jurul rădăcinilor lor, astfel încât organismele aerobe în mod normal vor fi prezente. Plantele cultivate într-un substrat cu oxigen foarte puțin vor fi de obicei mai slabe și microorganismele anaerobe patogene pot beneficia de acest lucru.

Toate organismele au un temperatura optimă de creștere, astfel încât temperatura substratului și rădăcinilor va afecta microf flora din jurul lor. Temperatura medie și intervalul de temperatură (nopți reci sau o zi de vară fierbinte) vor determina ce microorganisme pot supraviețui, precum și intervalul și frecvența fluctuațiilor de temperatură.

Creșterea ciupercilor pe tomate în cuburi de vată minerală.

La fel ca plantele, cele mai multe microorganisme preferă o aciditate între pH 5,5 și 5,8. Nivelurile ridicate și scăzute ale pH-ului, precum și fluctuațiile pH-ului pot afecta dezvoltarea micro-floră. Totuși, unele microorganisme sunt capabile să crească sau chiar să înflorească în condiții extreme. Salinitatea sau nivelul CE în substrat va afecta, de asemenea, creșterea microorganismelor, iar tipul și compoziția sărurilor din mediul de cultură are, de asemenea, un impact. Acest lucru este valabil mai ales în cazul sărurilor cum ar fi clorura de potasiu sau clorura de sodiu care pot schimba rizosferă de plante și prin urmare tipurile de micro-viață care vor popula zona rădăcinii.

În substraturile anorganice, cum ar fi vată minerală, pietricele de lut sau perlit, cea mai mare micro-viață este pe apă. Aceste microorganisme sunt introduse prin sisteme de udare, aer sau plante și vor supraviețui atâta timp cât nivelul de umiditate este suficient de ridicat, chiar dacă există numai buzunare mici de umiditate. Ca și în cazul microorganismelor suportate în sol, acestea pot fi și ele benefice sau patogene.

Un alt aspect care are un impact destul de mare asupra micro-vieții în mediul de creștere este prezența pesticidelor. Acestea se pot acumula în substraturi sau soluri care sunt folosite pentru o perioadă prelungită de timp. În funcție de tipul de pesticide - fie erbicide, insecticide, fungicide sau bactericide - acestea vor influența compoziția vieții microscopice în substrat.

Un lucru pe care se poate baza este faptul că microorganismele se pot adapta la o serie de circumstanțe. Un exemplu bine cunoscut este rezistenţă a unor bacterii împotriva antibioticelor - este nevoie doar de o schimbare fracționată a materialului lor genetic, dar efectul asupra rezistenței poate fi foarte important.

Beneficiile microorganismelor

Prezența microorganismelor poate avea atât a impact pozitiv și negativ. Ca atare, nu este necesar sau de dorit să scăpăm de toate microorganismele. Capacitatea unei culturi de a se apăra împotriva infecțiilor depinde în mare măsură (dar nu exclusiv) de prezența micro-vieții în substrat. Cu toate acestea, este dificil să cuantificăm acest beneficiu, deoarece există numeroși factori care depind de viața micro-vieții. Apărarea se referă la activitatea microbiană totală, diversitatea diferitelor grupuri de actinomycete funcționale (bacteriile în formă de tijă), populația totală de actinomicite și procentul de actinomicite degradate de celuloză.

Dacă există un echilibru bun al micro-vieții în substrat, probabil că va fi mai puțin necesară utilizarea pesticidelor și a altor măsuri, cum ar fi cu aburi pentru a steriliza substratul, ceea ce va reduce costurile. Nu numai că sunt mai puține și mai puține pesticide permise efectiv în horticultură și alte aplicații, ci și foarte scumpe. În plus, într-un substrat steril cele mai oportuniste microorganisme vor găsi un spațiu liber fără concurenți și acces nelimitat la spațiu și nutrienți. Acești primii coloniști oportunisti nu vor fi neapărat benefic pentru cultura plantată în substrat. Este mai înțelept să folosiți corect microviața de la început pentru a produce o cultură sănătoasă și randament bun. Microorganismele pot fi utilizate chiar și pentru îmbunătățirea calității substraturilor reutilizate, unde anumite bacterii produc, de fapt, enzime care pot descompune sărurile acumulate.

Infecția cu pitic asupra rădăcinilor de roșii din coajă de cocos.

Substanțele care sunt exudate de la sistemul rădăcină, cum ar fi zaharuri, aminoacizi sau fenoli pot atrage sau respinge microorganismele. Poziția fiecărei specii în jocul de competiție care se desfășoară în mod continuu între bacterii poate fi influențată de aceste exudate. Plantele pot folosi acest lucru în avantajul său prin exudarea substanțelor care atrag organisme benefice, stabilind o simbioză cu un anumit microorganism. Un prim exemplu este prezența bacteriilor simbiotice în nodulii rădăcini ai plantelor leguminoase cum ar fi mazărea sau fasolea, care convertesc azotul atmosferic într-o formă care poate fi absorbită și utilizată de către plante.

O altă tactică este de a introduce anumite organisme benigne pentru suprimarea agenților patogeni. Aceasta funcționează după cum urmează. Unele microorganisme nu sunt foarte competitive și au un timp dificil de colonizare a unui substrat care este deja ocupat de alte microorganisme. Acest lucru poate servi ca un mecanism pentru a scăpa de microorganisme patogene. Prin introducerea microorganisme benefice cum ar fi miocorizii sau fungi trichoderma într-un substrat curat, mediul de cultură va deveni mai puțin favorabil pentru microorganismele patogene, protejând astfel planta de infectare.

Mijloacele benefice concurează cu agenți patogeni pentru nutrienți sau glucoză, iar unii antagoniști au propria metodă de a câștiga un avantaj competitiv. De exemplu, fluorescent Bacterii Pseudomonas pot produce proteine ​​care transformă fier ușor (sol) ușor de solubil în chelat de fier, pe care apoi îl pot absorbi mult mai ușor. Aceasta, prin urmare, privează ciupercile de Fusarium de fierul de care are nevoie pentru a crește, împiedicând-o să se dezvolte. Concurența pentru glucoză poate provoca, de asemenea, microbiostazia, ceea ce înseamnă că sporii acestei ciuperci patogene germinează mult mai lent din cauza lipsei de energie din glucoză.

Microorganisme antagoniste poate bloca, de asemenea, una sau mai multe etape ale ciclului de propagare a agenților patogeni. Pseudomonas P. Stutzeri, de exemplu, întrerupe formarea conidelor (sporii asexuali ai mai multor tipuri de ciuperci) și formarea și germinarea chlamidospores (sporul dormit cu grosime de câteva tipuri de ciuperci), dar nu are nici un efect asupra creșterii miceliilor (corzile miceliene sunt capabile să transfere substanțe nutritive pe distanțe lungi). Pseudomonas poate produce, de asemenea, antibiotice, care pot fi o altă tactică pentru a elimina agenții patogeni, în timp ce alte microorganisme produc enzime care atacă pereții celulari ai speciilor concurente. Antagoniștii care produc enzime chitinolitice au potențialul de a acționa împotriva ciupercilor patogene. S-a constatat, de asemenea, că mai multe organisme antagoniste sau specii strâns legate pot coopera pentru a lupta împotriva a patogen. Alți antagoniști copleșesc pur și simplu un microorganism patogen prin înmulțirea mai rapidă și, prin urmare, lipsirea întregii concurențe a resurselor și, prin urmare, a oricărei șanse de supraviețuire.

Dezvoltarea algei în cuburi de vată minerală.

Microorganisme patogene sau dăunătoare

Micro-viața în substrat vine, de asemenea, în formă de agenți patogeni proveniți din sol sau apă. Unii dintre acești agenți patogeni pot ataca peste 80 de specii diferite de plante, iar rezistența lor înseamnă că pot fi foarte importante. Există multe microorganisme dăunătoare diferite care au ca rezultat o serie de infecții și simptome (putrezirea fructelor, decolorarea și necroza pentru a numi doar trei).

Unii agenți patogeni produc micro-toxine care poate ataca planta sau micro-viața în substrat. Agenții patogeni pot obține un avantaj față de alte microorganisme atunci când sunt capabili să germineze mai repede și sunt capabili să rămână latenți pentru o perioadă mai lungă atunci când condițiile nu sunt optime. Speciile patogene și nepatogene pot fi foarte strâns legate, ceea ce face dificilă utilizarea antagoniștilor sau a altor măsuri. Agenții patogeni se pot răzbuna atunci când sunt atacați de antagoniști. Un exemplu este Fusarium, care poate produce acid fusariu care afectează celulele plantelor, dar poate suprima și producerea de antibiotice de Pseudomonas (acest lucru a fost descoperit prin cercetări efectuate la Universitatea Wageningen din Olanda).

Echilibrează-ți microorganismele

Cele mai multe infecții cauzate de agenții patogeni sunt, de fapt, rezultatul unei plante care a început să fie slabă. Plantele sănătoase sunt rezistente și vor putea răspunde la o infecție cu microorganisme. Cu condiția ca răspunsurile plantei să fie rapide și suficient de puternice, acestea vor putea depăși o astfel de infecție. Ca atare, asigurarea unui climatul optim și condițiile solului pentru cultură este și mai importantă decât condițiile optime de creștere pentru microorganismele (benefice).

Este crucial să obțineți o bun echilibru al microorganismelor în substrat pe o perioadă prelungită de timp, dar uneori ciclul de creștere al unei plante este pur și simplu prea scurt pentru a realiza acest echilibru. Inocularea substratului cu antagoniști este posibil și, deși rezultatele nu sunt întotdeauna coerente, în unele cazuri acest lucru poate avea un efect foarte pozitiv asupra creșterii plantelor și asupra sănătății. În unele cazuri, rezultatele sunt comparabile cu efectul utilizării de substanțe chimice cum ar fi fungicide, deși aceste rezultate nu pot dura pe parcursul întregului sezon de creștere.

Microorganismele din substrat pot fi de mare ajutor în suprimarea bolilor plantelor iar în acest domeniu de horticultură se desfășoară o mare măsură de cercetare. Deși această tehnologie nu a intrat încă în mers, cercetările efectuate de Institutul Louis Bolk din Olanda au arătat că introducerea microorganismelor benefice și adăugarea de compost pentru creșterea cantității de micro-viață poate avea efect major asupra performanțelor culturilor.