PŮDNÍ MIKROORGANISMY - nepostradatelné při adaptaci na stres plodin

Půdní mikroorganismy jsou základním kamenem biologické úrodnosti půd, mají skutečný význam při rozkladu organické hmoty a fungování biogeochemických cyklů (N, P, K, stopové prvky). Nicméně jejich podstatná role v adaptaci na stres plodin nám však stále častěji uniká, což je další důvod, proč se zajímat o studium tohoto neviditelného světa. Více se dozvíme v následujícím článku od Centra rozvoje agroekologie.

Sucho není zdaleka jediným jevem, na který mohou mikroorganismy pomoci rostlinám přizpůsobit se. (© Terre-net Media)

Existuje široká škála stresů, které mohou mít významný dopad na naše plodiny. Tyto stresy lze rozdělit do dvou hlavních kategorií:

• Biotické stresy, jako jsou patogeny a škůdci plodin;
• Abiotický stres může být způsoben nedostatkem (nedostatek živin nebo vody) nebo nepříznivými vlivy počasí, jako je sucho.

Různé nástroje známé „konvenčnímu“ zemědělství nám umožňují překonat výživové nedostatky v krátkodobém horizontu, zejména používáním syntetických hnojiv, a biotický stres používáním přípravků na ochranu rostlin. Abiotické stresy související s klimatickými podmínkami je však obtížné předvídat a kontrolovat našimi současnými postupy. Tato situace je navíc posílena globálními změnami klimatu, což pozorujeme například se stále častějšími období nadměrného sucha.

V této souvislosti živá půda bohatá na mikrobiální diverzitu umožňuje odolávat tomuto typu stresu díky lepší odolnosti ekosystému. Produkce molekul půdními mikroorganismy, jako je kyselina salicylová nebo exopolysacharidy, jsou například velmi důležité v boji proti suchu.

Sucho není zdaleka jediným jevem, na který mohou mikroorganismy pomoci rostlinám přizpůsobit se. Zásadní úloha mikroorganismů byla také zdokumentována při adaptaci na slaný a zásaditý stres, na detoxikaci těžkými kovy, ale také na stresy spojené s bojem proti útokům patogenů a škůdců.

Konkrétní řešení na podporu těchto vlastností?

Pochopení mechanismů vedoucích k této adaptaci na stres je stále málo známé a zbývá objevit mnoho funkcí, které nám mikroorganismy můžou poskytnout. Nám známé příklady však podtrhují důležitost udržování prostředí umožňujícího rozvoj těchto mikroorganismů, ale také podporujícího rozvoj jejich různých funkcí.

Toto příznivé prostředí je umožněno zemědělskými postupy zaměřenými na poskytování „úkrytu“ a „krytu“ pro mikroorganismy a obecněji pro život v půdě. Konkrétněji mluvíme o:

• Vytvoření příznivého prostředí udržováním dobré struktury půdy s dostatečným množstvím organické hmoty a vyhýbání se systematickému zpracování půdy;
• Podpoře půdního života tím, že udržíte půdu pokrytou po celý rok díky použití meziplodin nebo aplikací organických hnojiv. 

Jakmile je dosaženo tohoto příznivého prostředí, můžeme doplňovat tyto praktiky použitím biostimulačních produktů, jako jsou prebiotika nebo produkty přímo obsahující mikroorganismy. Tyto produkty mohou umožnit revitalizaci biologicky chudých půd a rovněž podporovat určité specifické funkce, o které usilujeme, jako je například rozpustnost živin.

V Centru pro rozvoj agroekologie probíhají výzkumy a terénní pokusy s cílem lépe porozumět těmto jevům a praktikám a podpořit zemědělce ve změnách nezbytných pro stimulaci a udržení těchto mikrobiálních populací. Přínos metagenomických technik (genetické studium mikrobiálních populací v půdě), se kterými pracujeme ve spolupráci s laboratoří Biome Makers, nám umožňuje identifikovat mikrobiální potenciál půdy plnit funkce, jako je produkce určitých mikrobiálních molekul zapojených do adaptace rostlin na různé stresy.

Příklad adaptace na stres: produkce ACC deaminázy

Příkladem adaptace, kterou poskytují rhizosférické mikroorganismy, je produkce enzymu „ACC deamináza“. Ten umožňuje omezit produkci ethylenu v rostlině a omezit vliv různých stresů. Přesněji řečeno, ACC deamináza je enzym, který degraduje molekulu „ACC“, která je prekurzorem ethylenu v rostlině.

Ethylen, rostlinný hormon s různými základními funkcemi, je produkován přirozeně v rostlinách. Pokud je ale produkován v příliš vysokém množství, k čemu často dochází v reakci na biotické/abiotické stresy, může se ukázat jako „urychlovač“ stárnutí rostlin (uhynutí) (viz diagram níže).

Vývoj koncentrace ethylenu v rostlině a jeho účinky na adaptaci na stres (© Upraveno a přeloženo CDA ze Singh et al., 2015) 

Schopnost produkovat tento enzym se nachází v rostlině, ale je to především jeden z genetických rysů, který se nejčastěji vyskytuje u všech různých mikrobiálních druhů rhizosféry. To znamená, že velká většina mikroorganismů v rhizosféře je schopna této funkce. To znovu podtrhuje zásadní a úzký vztah mezi rostlinami a mikroorganismy.

Zdroj: https://www.terre-net.fr/observatoire-technique-culturale/strategie-technique-culturale/article/les-microorganismes-du-sol-indispensables-dans-l-adaptation-au-stress-des-cultures-217-205827.html
Překlad: Radim KUŽEL,  SOUFFLET AGRO a.s.