Fosfat veya selülolitik mikroorganizma suşlarının nitrojen fiksasyonu veya çözündürülmesi; Bu mikroorganizmaların sayısını artırmak ve bu mikrobiyal süreçleri hızlandırmak amacıyla fidelerin tohum, toprak ve köklerine uygulanmak üzere kullanılır. Biyogübrelerin potansiyel kullanımı ile ilgili olarak bu işlemlerin birçok avantajı vardır ve bunların bilinçli uygulanması verimi artırır. Bu makale, biyogübrelerin potansiyeli ve bitkilerde abiyotik stresi azaltmadaki rolleri hakkında bilgi sağlar.
rhizobium
Tek başına baklagillerle 50-100 kg/da azot fikse edebilirler. Baklagiller ve rhizobium arasındaki simbiyotik ilişki, mahsul üretim sistemi için kritik öneme sahiptir. Nohut, kırmızı leblebi, bezelye, mercimek, siyah nohut, soya fasulyesi ve yer fıstığı gibi yağlı baklagiller ile yonca ve yonca gibi baklagillerin yem bitkileri için faydalı olduğu kanıtlanmıştır. N, mahsulün N ihtiyacının %80-90’ını karşılayabilen 40-200 kg/da’da sabitlendiğinden, uygun çeşit mahsul verimini %10-35’e kadar artırabilir.
Azotobakter
Bu organizmanın varlığı, pirinç, mısır, şeker kamışı, bagra (inci darı), sebzeler ve tarımsal ürünler gibi çeşitli mahsul bitkilerinin köklerinde bildirilmiştir. Optimum koşullar altında, N’yi 25 kg/ha’ya kadar stabilize edebilir ve verimi %40-50’ye kadar artırabilir. Azotobacter’in kök patojenleri ile antagonistik ilişki gösteren biyokimyasal süreçte üretilen B vitaminleri, NAA ve GA ve diğer kimyasallara verdiği olumlu yanıt sayesinde tohum çimlenmesini ve ürün büyümesini iyileştirdiği gözlemlenmiştir.
azospirillum
20-40 kg/ha civarında azot bağlama kapasitesine sahip olmasının yanı sıra çeşitli büyüme düzenleyicileri ürettiği bilinmektedir. Azospirillum bitkileri büyüdükçe, ortakyaşam ortakyaşamları, malik ve aspartik asit gibi organik asitlerin tuzlarındaki fotosentetik-dikarboksilat yolu olan 4’ü iyileştirir. Bu nedenle, Azospirillum genellikle mısır, şeker kamışı, sorgum, darı vb. C4 bitkileri tavsiye edilir.
Azula
Azolla, alglerle birlikte çeltik tarlalarında 100-150 kg N/ha/yıl gübreleme yapabilir. Ayrıca çeltik ekiminden önce tarlalara katılarak yeşil gübre olarak da verilebilir. Hindistan’daki en yaygın tür A. pinata’dır ve bitkisel yollarla ticari ölçekte çoğaltılabilir. Hindistan yakın zamanda büyük biyokütle üretimi için bazı azolleri piyasaya sürdü.
Mavi-yeşil algler (BGA)
Hindistan’da pirinç, bitkisel besin sağlayıcılar olarak BGA ve Azolla kullanan çiftçiler tarafından yetiştirilen temel gıda ürünlerinden biridir. Genel olarak, BGA’nın biyolojik azot fiksasyonu yoluyla 50–100 kg/da azot sağlayabildiği bildirilmiştir. Ek olarak, havuz koşullarında yetiştirme için bitki büyümesini teşvik edici maddeler sağladığı da bilinmektedir.
Tarım sektöründe sürdürülebilirlik için biyo-gübrelerin önemini göz önünde bulunduran Hindistan Hükümeti, 1955 tarihli Emtia Yasası’nın 3. Bölümü uyarınca biyo-gübrelerin kalitesini ve üretimini de garanti etmiştir. Hükümet bir Gübre Değiştirme (Kontrol) Emri vermiştir ( FKO). Bu siparişin yürürlüğe girmesinden sonra, dört biyogübre FCO’ya girdi. Bunlar mikobakteriler, Azotobacter, Azospirillum ve çözünür fosfatlardır. Biyogübrelerin mahsul üretimi üzerinde yavaş bir etkisi olmasına rağmen, kimyasal gübre kullanımını azaltırken bitki besin gereksinimlerini karşılama ve toprak kalitesini koruma konusunda büyük bir potansiyele sahiptir. Biyogübrelerin gelişimi son 20 yılda hızlanmıştır ve fosfat çözen bakterilerin (PSB) çiftçi toplulukları arasında yaygın olarak kullanıldığı bildirilmiştir.
Bitkilerde abiyotik stresi azaltmada biyogübrelerin rolü
tuzluluk
Toprağın tuzluluğu genellikle mahsulün büyümesini engeller. Yüksek tuz konsantrasyonu, ozmotik stres ve sodyum ve klorür iyonlarının birikmesi nedeniyle bitki metabolizması ve büyümesi üzerinde olumsuz etkilere sahiptir. Tuz stresi, mikrobiyal toplulukları ve toprak karbon döngüsünü yok etmekten sorumludur. Bazı araştırmacılar, tuzluluktan etkilenen topraklarda ürün büyümesini ve performansını iyileştirmek için çeşitli kimyasal, fiziksel ve biyolojik yöntemler önermiştir. Bunun dışında, geleneksel ıslah ve genetik mühendisliği dahil olmak üzere birçok başka gelişme, bitkilerde tuzluluk toleransını iyileştirmeye çalışılmıştır. Bununla birlikte, tuzluluk toleransının karmaşıklığı ile germplazm girdileri arasında çok az genetik varyasyon vardı. Dolayısıyla bu şefaatlerin başarı oranı düşüktür. Bu yöntemler arasında, ekin büyümesini iyileştirmeye yönelik biyolojik yaklaşımlar şimdiye kadar bazı umut verici sonuçlar belirlemiştir.
Son zamanlarda yapılan birkaç çalışma, laboratuvar çalışması ve saha deneyleri, tuzluluktan etkilenen toprakların iyileştirilmesinde siyano bakterilerinin etkinliğini göstermektedir. Tuzdan etkilenen toprakları eski haline getirmek ve siyanobakteriler tarafından bitki büyümesini teşvik etmek için önerilen birkaç mekanizma vardır. Bu mekanizmalar aşağıdaki gibidir:
• Azot fiksasyonu
• Polimerik bir maddenin hücre dışında üretilmesi
• Uyumlu çözümlerin birikimi
• Bitki büyüme hormonu üretimi
• İyonların K + / Na ve Na + / H + kanalları aracılığıyla aktif olarak dışa aktarılması
• Önerilen anti-dolgu maddeleri ve siyano bakterileri kullanılarak tuzdan etkilenmiş toprakların iyileştirilmesi için savunma enzimlerinin üretimi
Buğday bitkilerinde saksı deneyi altında gösterilen artan tane doldurma oranı, fotosentez, bitki su birikimi ve bayraklı yaprak tuzu birikiminin, siklosel ve PGR’nin neden olduğu tuz toleransının bazı makul mekanizmaları olduğunu öne sürdüler. Omar ve Tamer, tuz stresinin ve aşılamanın börülce büyümesi ve gelişmesi üzerindeki etkisini araştırdılar. Bu araştırmayı takiben Bradyrhizobium SARSh3 + + Bradyrhizobium SARS ile çift aşılama uygulayarak tuz stresinin olumsuz etkilerinin azaldığını bildirmişlerdir. Bakteriyel aşılamaların, özellikle bitki büyümesini teşvik eden rizobakterilerin (PGPR) kullanımının, bitki stres toleransını geliştirmede etkili olduğu gösterilmiştir. Sunulan birkaç rapor, PGPR’nin çevresel stres koşulları altında çok çeşitli tarımsal mahsullerin büyümesini başarıyla iyileştirdiğini iddia etti. PGPR’nin tuz stresi altında bitki büyümesini sürdürmek için çeşitli mekanizmalar kullandığı da bilinmektedir.
Kök bakteriler, aşırı üretilmiş reaktif oksijen türlerini (ROS) besleyen ve nihayetinde bitkileri tuzdan koruyan temel enzim aktivitesini katalize eder. Yani süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD) ve katalaz (CAT) değiştirerek bitkinin antioksidan savunma mekanizmasını tetikler. Kamaraj ve Padmavathi tarafından yapılan bir saha deneyinde, PGPR ile aşılanmış bitkilerde daha yüksek düzeyde indol-3-asetik asit (IAA), topraktaki tuzluluk stresi koşulları altında bitkilerin daha fazla besin alımını kolaylaştırdı. Bu artan asit seviyesi nedeniyle bahsettim. Kökler, fosfatta çözünen bakteriler ve 600 g/ha’da VAM gibi biyogübrenin üçlü aşılaması ile muamele edilen tohumlar, tuz stresi koşullarında daha yüksek verim artışı ve tohum verimi parametreleri verdi.
Mikroorganizmaların biyogübre olarak kullanılmasının tuzluluğun sebzeler üzerindeki etkisini de azalttığı bildirilmiştir. Domates, biber, fasulye ve marul gibi çeşitli sebzelerin tohumlarının PGPR ile aşılanmasının kök ve sürgün büyümesinin artmasına katkı sağladığı bulunmuştur. Ayrıca kuru ağırlık, meyve ve tohum üretimini tetiklemiş ve tuz stresine karşı bitki direncini arttırmıştır. Mahmud ve ark. PGPR ve Si’nin maş fasulyesinde tuzluluk toleransını sinerjik olarak iyileştirdiğini ortaya çıkardı. Arboreal mikorizanın (AM) da domates, soğan ve marulda tuz stresini azalttığı gözlemlenmiştir.
kuraklık
Kuraklık stresi, strese maruz kalan bitkilerde bir dizi büyüme parametresini ve strese duyarlı genleri etkiler. Yetersiz su genellikle hücre boyutunu ve zar bütünlüğünü azaltır. Ayrıca reaktif oksijen türleri oluşturarak ve yaprak yaşlanmasını teşvik ederek mahsul verimini azaltır. Bitkilerle ilişkili mikropların, kuraklığın bitkiler ve topraklar üzerindeki olumsuz etkileriyle başa çıkmak için çeşitli mekanizmaları vardır. Su içeriğinin yanı sıra bu mikroplar, bitkilerin sürdürülebilir büyümesi için uygun besinleri ve çevre koşullarını da sağlar. Bu mikropların, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli potansiyel mekanizmalar yoluyla bitki büyümesini ve gelişimini arttırdığı bilinmektedir:
• IAA, sitokininler ve absisik asit gibi çeşitli bitki hormonlarının sentezi
• Bakteriyel polisakkaritlerin üretimi
• 1-aminosiklopropan-1-karboksilat (ACC) deaminaz üretimi
• Geliştirilmiş sistemik tolerans
PGPR, stres koşullarında bitki büyümesini destekleyen IAA gibi fitohormonlar üretme yeteneğine sahiptir. IAA, kuruma stresi altında vasküler doku farklılaşmasını, maceracı ve yanal kök farklılaşmasını, hücre bölünmesini ve kotiledon gelişimini düzenleyen en güçlü oksindir. Mikroplar tarafından yapılan ekzopolisakkaritler ayrıca bazı bitkilerin kuraklığa dayanıklı olmasını sağlar. Mısır mahsulüne aşılanan üç kuraklığa dayanıklı bakteri türü, Penri Proteus (Pp1), Pseudomonas aeruginosa (Pa2) ve Alcaligenes faecalis (AF3), bağıl su içeriğinin, proteinin ve şekerin artmasına neden olur. Sandhya ve ark. Ayrıca, ekzopolisakarit üreten bakterileri kullanarak kuraklık stresine karşı gelişmiş bitki direnci bildirdiler. Stres ortamında ACC, etilenin doğrudan öncüsüdür. Bakteriler tarafından üretilen ACC enzimi, amonyak ve alfa-ketobütirata hidrolize olur.
Vardharajula ve ark. kuraklık stresi altında mikrobiyal inokulum içeren bitkilerde antioksidan aktivitede azalma ve prolin, amino asit ve şeker üretiminde artış bildirmiştir. Konsorsiyumdaki mikorhizal mantarların belirli bakterilerle aşılanmasının, kuraklığın etkisini azaltmak için bitki büyümesini, besin alımını ve nispi su içeriğini iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Ortiz ve meslektaşları, Bacillus thuringiensis’in gövdesinde ve kökünde Pseudomonas bağlanması ve prolin birikimi nedeniyle stoma iletkenliğini ve elektrolit sızıntısını azalttı. Fosfat çözen bakterilerle muamele edilen domateslerin, kuraklık koşullarına direnmek için fazla prolin salgıladıkları bildirilmiştir.
ACC deaminaz varovorax paradoxus ile aşılanmış bezelyelerin fizyolojik tepkisi incelenmiştir. 5C-2 Basınçlı Nem ve Sulama Koşullarında. Bakteriyel etkilerin nem stresi altında daha belirgin ve kalıcı olduğu bildirilmiştir. AM fungal aşılama, bitki yapraklarındaki malondialdehit ve çözünür protein konsantrasyonunu azaltmış ve SOD, POD ve CAT aktivitelerini arttırmıştır. Bu sonuçta mikorhizal aşılama narenciye fidelerinin ozmotik düzenlemesini ve kuraklık toleransını geliştirdi. Turunçgil bitkilerinde artan yapısal olmayan karbonhidrat seviyelerine ek olarak Glomus versiforme aşılamanın, kuraklık koşullarında bitkinin ozmotik durumunu iyileştirdiği rapor edilmiştir. Ruiz Sanchez ve diğerleri. mikorhizal mantarların aşılanmasından sonra kuraklık stresi altında pirinç bitkilerinin fotosentetik veriminin ve antioksidan tepkisinin arttığını ortaya koydu.
Fosfat çözen mikroorganizmalar, mısırda bitki büyümesinde ve fosfor alımında olumlu bir artışa neden olmuştur. Bu, bitkinin kuraklık stresi koşullarına toleransının etkinliğini artırdı. Pseudomonas spp’nin aşılanması, su stresi altında taban bitkilerinin antioksidan içeriğini ve fotosentezini iyileştirmiştir. Bu aşılamanın su stresi altında fide büyümesi ve tohum çimlenmesi üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğu bulunmuştur.
Chavushi ve arkadaşları, bir grup fosfor ve potasyumda çözünen bakterinin, sınırlı sulama koşulları altında kırmızı barbunya fasulyesinde biyokütleyi ve önemli fizyolojik özellikleri artırabildiğini bildirdi. Lee ve ark. süper emici polimer (SAP) ve biyogübrelerin sinerjistik uygulamasının kuraklık stresi altında buğday ve hıyar da dahil olmak üzere bitki büyümesi üzerindeki tepkisini inceledi. SAP tarafından modifiye edilen her iki biyogübrenin de tohum çimlenme oranını, bitki büyümesini ve toprak verimliliğini arttırdığı gözlemlenmiştir. Ek olarak, kuraklık stresi koşullarında biyogübrelerin ve SAP’nin kantitatif gerçek zamanlı PCR analizi yapılmıştır. Bu analiz, bitkilerde etilen biyosentezi, stres tepkisi, salisilik asit ve transkripsiyonel aktivasyonda yer alan genlerin ekspresyon seviyelerini önemli ölçüde düzenlediğini gösterdi.
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın