1 miesiąc temu
Na tegorocznej Sesji Naukowej Instytutu Ochrony Roślin-PIB sporo czasu poświęcono agrarnemu wykorzystaniu mikrobiologii na szeroką skalę. Polscy rolnicy muszą bowiem otrzymać wsparcie od nauki, gdy są w praktyce zmuszani do realizacji ogromnych celów redukcyjnych. Czyli zostali zobligowani produkować, przestrzegając założeń Europejskiego Zielonego Ładu. Jednym z poruszanych wątków były bakterie GD (Gluconacetobacter diazotrophicus), które zostały przebadane przez naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego Lublinie.
Gluconacetobacter diazotrophicus mało znana w Europie, ale z ogromnym potencjałem
W ramach obszernego panelu poświęconego szerokiemu wykorzystaniu biologii w praktyce rolniczej wyniki badań* nad bakterią Gluconacetobacter diazotrophicus (bakterie GD) prezentowała prof. dr hab. inż. Agnieszka Jamiołkowska z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, dr Daniel Zawada – dyrektor Działu Rejestracji i Rozwoju Produktów Sumi Agro Poland oraz dr inż. Jakub Wyrostek – koordynator ds. doświadczalnictwa i rozwoju produktów Sumi Agro Poland.
Prof. dr hab. inż. Agnieszka Jamiołkowska z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie.
fot. Katarzyna Kupczak
Pani Profesor stosowała tę endofityczną bakterię w kilku uprawach roślin rolniczych. Celem doświadczeń było opracowanie praktycznych zaleceń wdrożeniowych tej bakterii w formie preparatu Encera. Generalnie wskazówki dla praktyki odnośnie do stosowania tego preparatu są efektem wspólnych badań prof. Agnieszki Jamiołkowskiej, dr. Jakuba Wyrostka oraz dr. Daniela Zawady.
Na rynku europejskim bakteria ta pozostało mało rozpropagowana, ale ma ogromny potencjał, jeżeli chodzi o wiązanie azotu atmosferycznego. Przekonali się o tym już farmerzy południowoamerykańscy. Tam bowiem ten mikroorganizm został odkryty w środowisku naturalnym. Z czasem wykorzystany komercyjnie na szeroką skalę.
Encera – czyli ciągłe dostarczanie roślinie niezbędnego, budulcowego azotu
Proces biologicznego wiązania azotu atmosferycznego to zagadnienie bardzo ważne współcześnie. w tej chwili szczególnie docenić można tę zdolność drobnoustrojów z ekonomicznego punktu widzenia. Po pierwsze ogromnych wahań ceny nawozów azotowych. Po drugie ciągłego niepokoju o dostępność azotowych nawozów mineralnych, bez których nowoczesna, wysoce wydajna uprawa roślin nie ma racji bytu.
Azot jest bowiem podstawowym pierwiastkiem budulcowym i plonotwórczym. Wchodzi także w skład różnych związków biorących udział w licznych przemianach metabolicznych. Wszelkie zaburzenia w dostarczaniu tego pierwiastka roślinie skutkują zahamowaniem i zaburzeniem wzrostu, metabolizmu, w efekcie spadkiem plonowania lub niewydaniem wcale plonu.
Gluconacetobacter diazotrophicus jest wyjątkowym mikroorganizmem mającym zdolność asymilowania azotu atmosferycznego i ciągłego dostarczania tego pierwiastka roślinie w formie amonowej. Jej kolejna wyróżniająca cecha polega na tym, iż jest endofitem obligatoryjnym, co oznacza, iż żyje wewnątrz organizmu roślinnego.
Bakterie GD – w symbiozie z całą masą roślin różnych gatunków
Na zasadzie symbiozy bakterie GD współżyją z różnymi gatunkami roślin należącymi do wielu rodzin botanicznych. Unikatową zdolnością bakterii GD jest wnikanie do komórek roślinnych wraz z pęcherzykami błony komórkowej gospodarza, co umożliwia uwolnienie azotu bezpośrednio w miejscu jego zapotrzebowania.
Kolonizacja rośliny przez bakterie Gluconacetobacter diazotrophicus.
fot. Sumi Agro Poland
Poza tym jest obecna również w przestrzeniach międzykomórkowych. Generalnie może ona swobodnie migrować w obrębie całej rośliny.
GD wnika przez nadziemne części rośliny. Dokładnie rzecz ujmując – głównie przez aparaty szparkowe, ale ma także zdolność penetrowania poprzez mikrouszkodzenia.
Po dostaniu się do wnętrza bakteria kolonizuje roślinę. Na potwierdzenie tego wykonanych zostało wiele zdjęć z wykorzystaniem mikroskopu fluorescencyjnego. Encera do rośliny dostaje się również przez korzenie, w obrębie strefy włośnikowej.
Aplikacja preparatu Encera – kiedy najskuteczniejsza?
Celem badań naukowców była ocena wpływu preparatu Encera na zawartość chlorofilu, stężenie azotanów i azotynów w soku komórkowym, ale przede wszystkim na wielkość i jakość plonu potraktowanych nim roślin. Doświadczenia były prowadzone na Uniwersytecie Przyrodniczym w Lublinie (fitotronowe) oraz w Rolniczym Zakładzie Doświadczanym Kępa Instytutu Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach (polowe).
Komórki roślinne skolonizowane przez bakterie Gluconacetobacter diazotrophicus.
fot. Sumi Agro Poland
Ustaliliśmy, iż najefektywniejszy wynik aplikacji preparatu uzyskujemy, gdy opryskamy nim uprawy na ok. 2 tygodnie przed szczytem zapotrzebowania rośliny na azot.
Doświadczenia prowadzone były na kilku roślinach ważnych gospodarczo, takich jak:
- kukurydza,
- ziemniak,
- rzepak ozimy,
- pszenica ozima,
- burak cukrowy.
Badano skuteczność różnych dawek, samodzielne działanie Encery, a także Encera w mieszaninach. Podkreślić należy, iż we wszystkich uprawach poza opryskiem Encera były wykonane wszystkie zabiegi agrotechniczne. Zgodne z zaleceniami uprawowymi dla danej rośliny, w tym pełne zalecane nawożenie.
Efekt działania Encery
We wszystkich badanych przypadkach roślin skolonizowanych przez bakterie GD naukowcy stwierdzili wzrost zawartości chlorofilu w komórkach już po 7 dniach od aplikacji, w porównaniu z roślinami kontrolnymi. Ten trend wzrostowy utrzymywał się po kolejnych 14 oraz po 21 dniach.
Efektem zwiększenia się ilości chlorofilu w roślinach uzyskujących dodatkowo azot od bakterii GD była zwiększona wydajność fotosyntezy, a przez to produkcja związków organicznych. Obserwowano wzmożenie procesów energetycznych. Ostatecznie uzyskano plon wyższy o ok. 7–14% (w zależności od gatunku rośliny badanej) niż w próbie kontrolnej.
Agnieszka Jamiołkowska: „Stosowanie preparatu mikrobiologicznego Encera, zawierającego szczep Gluconacetobacter diazotrophicus, ma korzystny wpływ na zwiększenie powierzchni asymilacyjnej liści. A zwiększona w nich zawartości chlorofilu w chloroplastach pobudza rośliny do intensyfikacji procesu fotosyntezy. Wszystko na to wskazuje, iż preparat ma wpływ na szybsze przemiany. Zaobserwowaliśmy istotny wpływ preparatu na wzrost plonu badanych roślin. Jako ostatni wniosek podkreślę, iż preparat Encera należy stosować w dawce 100 ml na hektar, najlepiej w mieszaninie z adiuwanten Slippa”.
Biologiczne rozwiązania dla praktyki rolniczej
Jak mówił dr hab. Roman Kierzek, prof. IOR-PIB, dyrektor Instytutu Ochrony Roślin-PIB w Poznaniu:
Dr hab. Roman Kierzek, prof. IOR-PIB, dyrektor Instytutu Ochrony Roślin-PIB w Poznaniu.
fot. Katarzyna Kupczak
Chcemy przybliżyć rolnikom, doradcom, producentom rolnym aktualną tematykę związaną z produkcją i ochroną roślin uwzględniającą aktualną sytuację, przed jaką zostało postawione europejskie rolnictwo. Chcemy dać rolnikom narzędzia poprzez promocję integrowanej produkcji, metod biologicznych i innych rozwiązań, którym w związku z podjętymi celami redukcyjnymi rolnik europejski, w tym krajowy podlega. Myślę o dwóch rzeczach – o bezpieczeństwie żywnościowym, jak i sytuacji rolnika, a więc opłacalności produkcji. Musimy na gruncie krajowym wspólnie wypracować jakiś kompromis. Nie możemy środowiska rolniczego zostawić samych. Ponieważ pracujemy dla branży, której członkowie często nie mogą odłożyć obowiązków na parę dni i uczestniczyć w wykładach fizycznie, emitujemy je on-line już drugi rok. To ma sens, gdyż rolnicy mogą te dwa dni śledzić w internecie, ale także w miarę potrzeby ponownie wracać do nich i odsłuchiwać. Środowisko rolników traktujemy bardzo poważnie wsłuchując się w ich głos artykułujący potrzeby. Integrujemy praktyków z naukowcami, którzy też mają pewne propozycje i doświadczenia na gruncie krajowym. Czyli od potrzeby rolnika, poprzez naukę i doradztwo wypracowujemy wspólne rozwiązania z których praktyka skorzysta. Temu służy sesja, aby dotrzeć ze wszystkimi nowościami, odkryciami, badaniami do środowiska.
*Badanie wpływu preparatu Encera na uzupełnianie azotu, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Zespół Badania Środków Ochrony Roślin, 09.2023.
