Znaczenie drożdży i bakterii ryzosferowych w ochronie roślin

Jednym z kluczowych elementów pielęgnacji roślin jest zabezpieczanie ich przed zapadaniem na choroby. Ze względu na dużą szybkość rozprzestrzeniania i trudność zwalczenia szczególnie niebezpieczne są te pochodzenia grzybowego. Standardowo do zapobiegania zapadalności na nie wykorzystuje się środki chemiczne. Jak wynika z najnowszych badań równie skuteczną i mniej inwazyjną alternatywę dla nich może stanowić stosowanie innych mikroorganizmów - drożdży oraz bakterii ryzosferowych. Metoda ta jest nie jest szkodliwa dla organizmów pożytecznych oraz środowiska naturalnego, ponieważ nie pozostawia w nim żadnych chemicznych śladów.

Większości z nas drożdże kojarzą się z wyrobami piekarskimi, tak naprawdę jednak są one rodzajem jednokomórkowych grzybów, które żyją na podłożach zawierających cukry proste. Do dnia dzisiejszego sklasyfikowano około 30 gatunków z dużą liczbą odmian. Maja one duże znaczenie gospodarcze i wykorzystywane są w wielu branżach, przede wszystkim przy produkcji żywności.

Ryzosferą nazywa się strefę pierwotnego oddziaływania korzeni w glebie. Nie tylko może się ona różnić składem i zawartością składników mineralnych od pozostałych części podłoża, ale również posiada swój unikalny zestaw mikroorganizmów, w głównej mierze bakterii, nazywanych właśnie ryzosferowymi.

Badania udowodniły, że niektóre z pożytecznych gatunków mikroorganizmów mogą pobudzać u roślin ich naturalne mechanizmy obronne. Część z nich jest w stanie wypracować coś na kształt nabytej odporności, która jest w stanie zareagować wprost w miejscu infekcji, na przykład poprzez wydzielenie substancji degradujących ścianę komórkową intruza. Przykładem takich właśnie pozytywnych induktorów są drożdże z gatunków Debaryomyces hansenii oraz Candida famata, które powszechnie występują zarówno w naturze jak i na przetworzonych produktach spożywczych. Produkują one toksyny o fenotypie killerowym, które wykazują działanie hamujące w stosunku do niektórych rodzajów niepożądanych grzybów, między innymi Trichoderma, Botrytis (znany również jako szara pleśń) oraz Rhizopus. Badani prowadzone były również nad gatunkami Venturia inaequalis (powodującym parch jabłoni), mączniakiem oraz brunatną zgnilizną drzew ziarnkowych.

Aby zwiększyć siłę toksyn killerowych, łączy się je z żywymi komórkami innych drożdży antagonistycznych, które są odporne na ich działanie. Podobny efekt można osiągnąć przy zastosowaniu niektórych substancji pochodzenia naturalnego, takich jak chitozan, lizozym, chlorek wapnia czy dwuwęglan sodu, oczywiście w odpowiednich stężeniach. Taki dodatek zwiększa przeżywalność pożytecznych mikroorganizmów zarówno na tkankach roślinnych w warunkach wzrostu jak i na skórce owoców i warzyw w czasie przechowywania plonów.

Sekretem wysokiej skuteczności toksyn killerowych jest silne ograniczenie rozwoju patogenicznych grzybów na powierzchni roślin i uniemożliwienie im prawidłowego zarodnikowania. Ściana komórkowa grzybni intruza zostaje częściowo rozłożona, co wyraźnie zahamowuje jej wzrost, a nawet prowadzić może do obumierania. W bezpośredniej konkurencji o miejsce bytowania i pokarm patogeny również nie są w stanie sprostać konkurencji. Dzięki takiej ochronie roślina nie tylko staje się mniej podatna na choroby, ale wyraźnie podnosi się również jakość plonów.

Aby toksyny killerowe mogły działać skutecznie konieczna jest optymalizacja dwóch czynników: stężenia oraz pH. Wyniki badań wykazały, że przy odczynie oscylującym w granicach 4,5 działanie pozyskanych z drożdży substancji aktywnych było najbardziej agresywne. Duże znaczenie miała również precyzja aplikacji samego preparatu i częstotliwość jego podawania.

W sytuacji, w której do wyboru będziemy mieć chemiczne preparaty, które szkodzić mogą zarówno samym roślinom jak i zdrowiu przyszłych konsumentów oraz naturalne, bezpieczne i nie pozostawiające chemicznych śladów metody o porównywalnej skuteczności, z pewnością lepiej będzie postawić na drugi wariant.