Czym są endofity i jakie mają możliwości?

Endofity to żywe organizmy, które zasiedlają rośliny i żyją w obrębie ich tkanek. Gatunki uprawne są gospodarzami dla wielu bakterii endofitycznych, które przynoszą im liczne korzyści, m.in. ułatwiają adaptację do trudnych warunków (np. susza glebowa), stymulują wzrost poprzez syntezę fitohormonów, czy zwiększają dostępność składników pokarmowych i odporność na stres biotyczny i abiotyczny. W ostatnim czasie poświęca się sporo uwagi roli tych mikroorganizmów w dziedzinie odżywiania roślin azotem.

Krzysztof Zachaj, Iwona Polewska-Jankowiak

Endofity kolonizują rośliny różnymi drogami. Wiele bakterii endofitycznych zasiedla tylko część nadziemną roślin lub wyłącznie strefę korzeniową. Mikroorganizmy wnikają do liści, pędów i źdźbeł przez aparaty szparkowe, przetchlinki lub mikrouszkodzenia.

Obszar działania i klasyfikacja bakterii endofitycznych

Bakterie endofityczne zdolne do kolonizacji jedynie części nadziemnych roślin mają bardzo ograniczony obszar działania. Natomiast korzenie wraz z glebą, którą system korzeniowy przerasta (ryzosfera), to bardzo duża przestrzeń do aktywności dla tych organizmów i jest to główne miejsce interakcji pomiędzy nimi a roślinami. Liczne włośniki w strefie korzeniowej to tkanki, w które stosunkowo łatwo wniknąć bakteriom. Ponadto „wchodzą” one do roślin w miejscach pęknięć epidermy korzenia głównego oraz powstawania korzeni bocznych. Wahania temperaturowe i wodne są mniejsze w strefie korzeniowej niż w części nadziemnej roślin, co sprzyja efektywnej kolonizacji rośliny przez bakterie.

Wyróżnia się również endofity, które wnikają do nasion poprzez uszkodzenia okrywy nasiennej. Dzięki temu towarzyszą one roślinom od momentu kiełkowania, często przyspieszając ich wschody w trudnych warunkach atmosferycznych i siedliskowych.

Bakterie endofityczne w podstawowej klasyfikacji dzieli się na:

•  endofity obligatoryjne, czyli ściśle związane z gospodarzem (rośliną), które nie mają zdolności do przeżycia poza tkanką gospodarza lub jest ona bardzo ograniczona,
•  endofity fakultatywne, czyli mikroorganizmy bytujące w obrębie tkanek gospodarza (np. rośliny uprawnej) i poza nim.

Bakterie endofityczne w praktyce, czyli Rhizosum N plus

Przez ostatnie 10 lat Agrosimex prowadzi intensywne badania nad skutecznością bakterii Azotobacter salinestris CECT 9690 i popularyzuje zawierający je prepart Rhizosum N plus. Azotobacter salinestris to jednocześnie endofit fakultatywny roślin i mikroorganizm wolnożyjący w glebie. Główna rola tych bakterii polega na wiązaniu azotu atmosferycznego do formy NH4+, dzięki czemu roślina uprawna jest lepiej odżywiona tym najbardziej plonotwórczym makroelementem.

Rhizosum N plus zaaplikowany doglebowo, np. po zbiorze rośliny uprawnej, będzie zasiedlał glebę i wiązał azot z powietrza do formy NH4+, budując w glebie zasoby azotu mineralnego, a po wysiewie uprawy następczej skolonizuje siewki. Natomiast Rhizosum N plus zastosowany w początkowych fazach rozwojowych roślin zasiedli ich część nadziemną i korzenie oraz powierzchnię gleby i w każdym z tych miejsc nastąpi wiązanie azotu atmosferycznego do NH4+.

Dzięki zdolności bakterii Azotobacter salinestris do zasiedlania gleby oraz części nadziemnych i podziemnych roślin ich skuteczność w nawożeniu roślin azotem jest bardzo wysoka, a rolnik może regulować termin aplikacji preparatu Rhizosum N plus na swoim polu w zależności od możliwości czasowych i warunków pogodowych. Również szansa na przetrwanie trudnych warunków w okresie wegetacji oraz efektywność wiązania azotu w momencie, gdy rośliny są poddane stresowi, jest wyższa w przypadku endofitu zasiedlającego część nadziemną i podziemną roślin oraz kolonizującego glebę niż w przypadku mikroorganizmu bytującego jedynie w częściach zielonych (fylosferze).

Ważne kryterium wyboru endofitów

W ocenie przydatności endofitów ważnym aspektem jest ich zdolność do stymulowania wzrostu roślin. Biorąc za przykład działanie Azotobacter salinestris CECT 9690 – po zastosowaniu Rhizosum N plus obserwuje się intensyfikację rozwoju systemu korzeniowego. Wynika to z dążenia bakterii do zasiedlania jak największego obszaru (tutaj korzeni), więc mikroorganizmy stymulują rośliny do syntezy hormonów odpowiedzialnych za wzrost korzeni. Ponadto Azotobacter salinestris CECT 9690 mają zdolność do produkcji kwasu indolilo-3-octowego (IAA), cytokinin i giberelin, co wpływa na intensywniejszy wzrost całych roślin. Między innymi z tego powodu szczep zawarty w Rhizosum N plus jest zaliczany do grupy bakterii promujących wzrost roślin.

Nieustannie rosnące zaludnienie na świecie stawia przed ludźmi zajmującymi się produkcją żywności ogromne wyzwanie – konieczność pogodzenia potrzeby zwiększania plonów z dbałością o środowisko i gospodarowaniem w warunkach zmieniającego się klimatu. Biorąc to pod uwagę, wprowadzenie skutecznych szczepów bakterii ednofitycznych do technologii nawożenia jest nie tylko dobrym, ale nawet koniecznym rozwiązaniem. Dobrze opracowane i rzetelne przebadane preparaty, takie jak Rhizosum N plus, wpływają korzystnie na wielkość i parametry plonu oraz podnoszą jakość gleb.

Dzięki zdolności bakterii Azotobacter salinestris do zasiedlania gleby oraz części nadziemnych i podziemnych roślin ich skuteczność w nawożeniu roślin azotem jest bardzo wysoka, a rolnik może regulować termin aplikacji preparatu Rhizosum N plus na swoim polu w zależności od możliwości czasowych i warunków pogodowych.

Trzy płaszczyzny działania bakterii endofitycznych z Rhizosum N plus

Azotobacter salinestris CECT 9690 kolonizują glebę, ryzosferę i rośliny (korzenie i części zielone), dzięki czemu azot asymilowany z powietrza jest bardzo łatwo i szybko dostępny dla upraw.