Mikrobiyal aşılayıcı

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Toprak aşılayıcılar veya biyo aşılayıcılar olarak da bilinen mikrobiyal aşılayıcılar, bitki sağlığını geliştirmek için faydalı rizosferik veya endofitik mikropları kullanan tarımsal ıslahlardır. İlgili mikropların çoğu, her iki tarafın da fayda sağladığı hedef ürünlerle simbiyotik ilişkiler kurmaktadır (karşılıklılık). Mikrobiyal aşılayıcılar bitki beslenmesini iyileştirmek için uygulanırken, bitki hormon üretimini uyararak bitki büyümesini teşvik etmek için de kullanılabilmektedirler.[1][2]

Aşıların tarımdaki faydalarına yönelik araştırmalar, biyogübre olarak kapasitelerinin ötesine geçmektedir. Mikrobiyal aşılayıcılar, mahsul türlerinin birkaç yaygın mahsul hastalığına karşı sistemik kazanılmış direncini (SAR) indükleyebilmektedir (patojenlere karşı direnç sağlar).

Ek olarak, mikrobiyal aşılayıcıların, dikkate alınması gereken toprak mikrobiyal topluluğunu sıklıkla değiştirdiği giderek daha fazla kabul edilmektedir (Mawarda ve diğerleri, 2020).

Bakteriyel[değiştir | kaynağı değiştir]

Rizobakteri aşıları[değiştir | kaynağı değiştir]

Yaygın olarak aşılayıcı olarak uygulanan rizobakteriler, nitrojen sabitleyicileri, fosfat çözücüleri ve makrobesin nitrojen ve fosforun konukçu bitki için kullanılabilirliğini artıran kökle ilişkili diğer faydalı bakterileri içermektedir. Bu tür bakterilere yaygın olarak bitki büyümesini teşvik eden rizobakteriler (PGPR) denir.

Azot sabitleyen bakteriler[değiştir | kaynağı değiştir]

En yaygın olarak uygulanan rizobakteriler Rhizobium ve yakından ilişkili cinslerdir. Rhizobium, baklagillerin köklerindeki nodüller içinde simbiyotik ilişkiler oluşturan nitrojen sabitleyici bakterilerdir. Bu, konakçının azot beslemesini arttırmaktadır ve soya fasulyesi, nohut ve diğer birçok baklagil mahsulünün yetiştirilmesi için önemlidir. Baklagil olmayan ürünler için, Azospirillum'un bazı durumlarda azot fiksasyonu ve bitki beslemesi için faydalı olduğu kanıtlanmıştır.[1]

Tahıl bitkileri için, diazotrofik rizobakteriler bitki büyümesini,[3] tane verimini (Caballero-Mellado ve diğerleri, 1992), azot ve fosfor alımını,[3] ve azotu (Caballero-Mellado ve diğerleri, 1992), fosforu (Caballero-Mellado ve diğerleri, 1992) arttırmıştır. Caballero-Mellado ve diğerleri, 1992; Belimov ve diğerleri, 1995) ve potasyum içeriği (Caballero-Mellado ve diğerleri, 1992). Rizobakteriler kök düğümlerde yaşamaktadır ve baklagillerle ilişkilidir.

Fosfat çözücü bakteriler[değiştir | kaynağı değiştir]

Fosfor beslemesini iyileştirmek için, Agrobacterium radiobacter gibi fosfat çözücü bakterilerin (PSB) kullanımı da dikkat çekmiştir (Belimov ve diğerleri, 1995a; 1995b; Singh & Kapoor, 1999). Adından da anlaşılacağı gibi PSB, inorganik toprak fosfatlarını bitkiler tarafından alımını sağlayan daha basit formlara parçalayan serbest yaşayan bakterilerdir.

Mantar aşıları[değiştir | kaynağı değiştir]

Mantarlar ve bitki kökleri arasındaki simbiyotik ilişkilere Mikoriza birlikteliği denmektedir.[4] Bu simbiyotik ilişkiler hemen hemen tüm kara bitkilerinde mevcuttur ve hem bitkiye hem de mantarlara hayatta kalma konusunda avantajlar sağlamaktadır.[4] Bitki, aksi halde elde edemeyeceği besinlere bitki erişimi sağlayan hifler ile kök emme alanını arttırmak karşılığında enerji üretiminin %5-30'unu mantarlara verebilmektedir.[4][5] En yaygın iki mikoriza, arbusküler mikoriza ve ektomikorizadır. Ektomikoriza birlikleri en yaygın olarak odunsu türlerde bulunur ve tarımsal sistemler için daha az etkiye sahiptir.[6]

Arbusküler mikoriza[değiştir | kaynağı değiştir]

Bu diyagram, bir bitki kökleri ile bir mikoriza birliği olarak adlandırılan bir mantar partneri arasındaki faydalı simbiyotik ilişkiyi göstermektedir. Bitkiler, G ile temsil edilen bu ilişkiye fotosentetik üretimlerinin %5-30'undan fazlasını verebilirler, gelişmiş besin alımı karşılığında, bitkilerin kök emilim alanını genişleten ve başka türlü yapamayacağı besinlere erişmesini sağlayan hifler yoluyla.

Arbusküler mikoriza (AM), konukçu bitki fosforuna erişme ve sağlama yeteneği nedeniyle potansiyel bir tarım değişikliği olarak dikkat çekmiştir.[6] AM mantarları ve rizobakteri karışımı ile aşılanmış düşük gübrelemeli sera sistemi altında %100 doğurganlıktan verilen domates verimi %70 verimle elde edilmiştir.[7] Gübre uygulamasındaki bu %30'luk azalma, besin kirliliğinin azaltılmasına ve fosfor (Pik fosfor) gibi sınırlı mineral kaynaklarının uzatılmasına yardımcı olabilmektedir. Diğer etkiler arasında tuzluluk toleransındaki artışlar,[8] kuraklık toleransı[9] ve eser metal toksisitesine karşı direnç yer almaktadır.[10]

Mantar ortakları[değiştir | kaynağı değiştir]

Tek başına mantar aşılaması konukçu bitkilere fayda sağlayabilmektedir. Diğer değişikliklerle eşleştirilmiş aşılama, koşulları daha da iyileştirebilir. Kompostla birlikte arbusküler mikorizal aşılama, kişisel bahçeler, tarım ve fidanlıklar için yaygın bir ev değişikliğidir. Bu eşleşmenin, madencilikten etkilenen topraklarda mikrobiyal fonksiyonları da destekleyebildiği gözlemlenmiştir.[11]

Bazı mantar ortakları, belirli ekotonlarda veya belirli mahsullerde en iyisini yapmaktadır. Bitki büyümesini teşvik eden bakterilerle eşleştirilmiş arbusküler mikorizal aşılama, yayla pirinç çeltiklerinde daha yüksek verim ve daha hızlı olgunlaşma ile sonuçlanmıştır.[12]

Mısır büyümesi, arbusküler mikoriza ve biyokömürde yapılan bir değişiklikten sonra düzelmiştir. Bu değişiklik, ekinler tarafından kadmiyum alımını da azaltabilmektedir.[13]

Aşı kullanımı[değiştir | kaynağı değiştir]

Mantar aşılayıcılar özel bahçelerde, çiftliklerde, tarımsal üretimde, yerli fidanlıklarda ve arazi restorasyon projelerinde ek değişikliklerle veya değişiklik yapılmadan kullanılabilmektedir.

Kompozit aşılayıcılar[değiştir | kaynağı değiştir]

Bitki Büyümesini Destekleyen Rhizobacteria (PGPR) suşlarının kombinasyonunun pirinç ve arpaya fayda sağladığı gösterilmiştir.[14][15] İkili aşılamanın temel faydası, hem topraktan hem de gübreden bitki besin alımının artmasıdır.[14] Birden fazla aşılayıcı suşunun, yalnızca bir suş diazotrofik olduğunda bile, tek aşılayıcı suşlarına kıyasla toplam nitrojenaz aktivitesini arttırdığı gösterilmiştir.[14][16][17]

PGPR ve arbusküler mikoriza kombinasyonu, besin açısından fakir topraklarda buğday büyümesini arttırmada[18] ve gübrelenmiş topraklardan nitrojen ekstraksiyonunu iyileştirmede faydalı olabilmektedir.[19]

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ a b Bashan, Yoav; Holguin, Gina (10 Şubat 2011). "Azospirillum – plant relationships: environmental and physiological advances (1990–1996)". Canadian Journal of Microbiology (İngilizce). doi:10.1139/m97-015. 15 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Temmuz 2021. 
  2. ^ "Sullivan, Preston (2001). Alternative Soil Amendments (PDF) (Report). Appropriate Technology Transfer for Rural Areas" (PDF). 24 Ekim 2020 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  3. ^ a b Galal, Y. G. M., El-Ghandour, I. A., Osman, M. E. & Abdel Raouf, A. M. N. (2003), The e ffect of inoculation by mycorrhizae and rhizobium on the growth and yield of wheat in relation to nitrogen and phosphorus fertilization as assessed by 15n techniques, Symbiosis, 34(2), 171-183. 
  4. ^ a b c Brady, Nyle C; Weil, Ray R (2010). Elements of the nature and properties of soils (İngilizce). ISBN 978-0-13-501433-2. OCLC 276340542. 15 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Temmuz 2021. 
  5. ^ "Mycorrhiza | David Sylvia's Web Resources". sites.psu.edu. 26 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Temmuz 2021. 
  6. ^ a b Chapin, F. Stuart; Matson, Pamela A.; Vitousek, Peter M. (2011). "Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology" (İngilizce). doi:10.1007/978-1-4419-9504-9. 
  7. ^ Adesemoye, A. O.; Torbert, H. A.; Kloepper, J. W. (1 Kasım 2009). "Plant Growth-Promoting Rhizobacteria Allow Reduced Application Rates of Chemical Fertilizers". Microbial Ecology (İngilizce). 58 (4): 921-929. doi:10.1007/s00248-009-9531-y. ISSN 1432-184X. 
  8. ^ Hirrel, M.C. and Gerdemann, J.W., 1980. Improved Growth of Onion and Bell Pepper in Saline Soils by Two Vesicular-Arbuscular Mycorrhizal Fungi 1. Soil Science Society of America Journal, 44(3), pp.654-655. 
  9. ^ Ferrazzano, S. and Williamson, P. (2013). Benefits of mycorrhizal inoculation in reintroduction of endangered plant species under drought conditions. Journal of Arid Environments, 98, pp.123-125. 
  10. ^ Firmin, S., Labidi, S., Fontaine, J., Laruelle, F., Tisserant, B., Nsanganwimana, F., Pourrut, B., Dalpé, Y., Grandmougin, A., Douay, F., Shirali, P., Verdin, A. and Lounès-Hadj Sahraoui, A. (2015). Arbuscular mycorrhizal fungal inoculation protects Miscanthus×giganteus against trace element toxicity in a highly metal-contaminated site. Science of the Total Environment, 527-528, pp.91-99. 
  11. ^ Kohler, J., Caravaca, F., Azcón, R., Díaz, G. and Roldán, A. (2015). The combination of compost addition and arbuscular mycorrhizal inoculation produced positive and synergistic effects on the phytomanagement of a semiarid mine tailing. Science of the Total Environment, 514, pp.42-48. 
  12. ^ Diedhiou, A., Mbaye, F., Mbodj, D., Faye, M., Pignoly, S., Ndoye, I., Djaman, K., Gaye, S., Kane, A., Laplaze, L., Manneh, B. and Champion, A. (2016). Field Trials Reveal Ecotype-Specific Responses to Mycorrhizal Inoculation in Rice. PLOS ONE, 11(12), p.e0167014. 
  13. ^ Liu, L., Li, J., Yue, F., Yan, X., Wang, F., Bloszies, S. and Wang, Y. (2018). Effects of arbuscular mycorrhizal inoculation and biochar amendment on maize growth, cadmium uptake and soil cadmium speciation in Cd-contaminated soil. Chemosphere, 194, pp.495-503. 
  14. ^ a b c Belimov, A. A., Kojemiakov, A. P. & Chuvarliyeva, C. V. (1995a) Interaction between barley and mixed cultures of nitrogen fixing and phosphate-solubilising bacteria. Plant and Soil, 173, 29-37. 
  15. ^ Kennedy, Ivan R. (2001). "Biofertilisers in action". Functional Plant Biology (İngilizce). 28 (9): 825-827. doi:10.1071/pp01169. ISSN 1445-4416. 5 Ocak 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Temmuz 2021. 
  16. ^ Khammas, K. M.; Kaiser, P. (10 Şubat 2011). "Pectin decomposition and associated nitrogen fixation by mixed cultures of Azospirillum and Bacillus species". Canadian Journal of Microbiology (İngilizce). doi:10.1139/m92-129. 
  17. ^ Cacciari, Isabella; Lippi, Daniela; Ippoliti, Silvia; Pietrosanti, Tito; Pietrosanti, Walter (1 Temmuz 1989). "Response to oxygen of diazotrophic Azospirillum brasilense — Arthrobacter giacomelloi mixed batch culture". Archives of Microbiology (İngilizce). 152 (2): 111-114. doi:10.1007/BF00456086. ISSN 1432-072X. 
  18. ^ Singh, S. & Kapoor, K. K. (1999) Inoculation with phosphate-solubilising microorganisms and a vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus improves dry matter yield and nutrient uptake by wheat grown in sandy soil. Biology and Fertility of Soils, 28, 139-144. 
  19. ^ Galal, Y. G. M., El-Ghandour, I. A., Osman, M. E. & Abdel Raouf, A. M. N. (2003), The effect of inoculation by mycorrhizae and rhizobium on the growth and yield of wheat in relation to nitrogen and phosphorus fertilization as assessed by 15n techniques, Symbiosis, 34(2), 171-183. 
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Mikrobiyal_aşılayıcı&oldid=32214460" sayfasından alınmıştır