[mailpoet_page]
[mailpoet_page]
A talajban lévő élő mikroorganizmusok élettevékenységük révén hozzájárulnak a talaj kémiai, biológiai és fizikai tulajdonságainak alakításához. A mikroorganizmusok növényi tápanyagfelvételt segítő képessége révén fokozzák a tápanyagok feltáródását, mobilitását, valamint közvetlenül növelik a tápanyagfelvételt. Korai kutatások eredményeként tisztázódott (Gerretsen, 1948; Katznelson és Bose, 1959), hogy az inokulált baktériumok elősegítették a foszfor felvehetőségét, a szerves foszfátok mineralizációját fokozták, az oldhatatlan foszfátot oldhatóvá tették. A talaj beoltása Azospirillum brasiliese-vel a búza, a cirok és a kukorica esetében jelentősen növelte a nitrogén, a kálium és a foszfor felvételét (Morgenstein és Okon, 1987). A talaj-növény-mikroorganizmus kölcsönhatás a növények tápanyagellátásában alapvető fontosságú. A mikroorganizmusok hatása komplex lehet, serkenthetik, gátolhatják, vagy akár hatás nélkül is lehetnek a gyökerek növekedésére. Hatásuk a mikroorganizmus típusától, a növénytől és a környezeti feltételektől függ.
A tápanyagok hozzáférhetőségét és felvételét a növényi szervezetet körülvevő környezet nagymértékben befolyásolja és meghatározza. Az élelmiszer minőséggel szembeni követelmények felvetik a végtermék minőségét is meghatározó növény-táplálás kérdéseit. A talajélet meghatározó jelentőséggel bír a tápanyagok mobilizálásában. A talajbaktériumok hasznos szerepe igen sokrétű, amely a gazdanövénnyel való kapcsolatot illeti. A hasznos mikroorganizmusok jelölésére használt a PGPR betűszó a Plant Growth Promoting Rhizobacteria (növényi növekedést serkentő rizobaktériumok) elnevezésből származik, amellyel a gyökérzónában élő és a növények növekedését (közvetett vagy közvetlen módon) serkentő, rendszertanilag nagyon vegyes baktériumcsoportot illetik. Ezek a rizobaktériumok 2-5%-át adják a rizoszférában élő baktériumoknak (Kloepper et al., 1980). Növelik a tápelemek oldékonyságát és felvételét. Stimulálják a növény növekedését azáltal, hogy kontrollálják a patogén kórokozók káros hatásait (Vessey, 2003).
Ez az oka annak, hogy a növény növekedését elősegítő mikroorganizmusok, mint biotrágyák használata egyre inkább előtérbe kerül, hiszen az állattartás csökkenésével, mérsékeltebb a kijutatott szerves trágya mennyisége, amelyet a talajok hasznos baktériumokban való elszegényedése követ. A komplex rizoszféra mikroflórával injektált talajon az elsődleges gyökérnövekedés valamint hajszálgyökér képződés gátlását tapasztalták a steril talajon nevelt növényekhez viszonyítva (Fusseder, 1984; Rovira et al., 1983). A talaj hasznos baktériumai a talaj szerves anyagainak bontásával jelentősen hozzájárulnak a tarlómaradványok gyorsabb lebontásához is. A növényi növekedést elősegítő talajbaktériumokat már régóta vizsgálják (Gerretsen, 1948; Bowen és Rovira, 1991; Katznelson és Bose, 1959; Kloepper et al., 1988; Nagy et al., 2013; Sudhakar et al., 2000; Tóth és mtsai., 2015; Veres et al., 2009). A növényi növekedést serkentő baktériumok elnevezésére használatos a PHPR rövidítés is, ami Plant Health Promoting Rhizobacteria mozaikszava, azaz az egészséges növényi fejlődés serkentése baktériumok jelölése (Burr és Caesar, 1984). Az általuk kiválasztott növényi növekedést szabályzó anyagokat összefoglalóan PGR-ként (Plant Growth Regulator) nevezi a szakirodalom. Khan (2005) két csoportot különböztet meg, a szimbiózisban és a szabadon élő talajbaktériumokat. Becslése szerint a hasznos baktériumok által szimbiotikusan megkötött nitrogén a biológiai úton kötött nitrogén 80%-át biztosítja szabadföldi körülmények között (Hamzei, 2012). Ugyanakkor a PGPR-ok jelentős része kolonizációra képtelen, ezek a kedvező hatásukat közvetetten fejtik ki (Suslow, 1982).
A kereskedelmi biotrágyákban lévő különféle baktériumok több lehetséges pozitív hatást fejthetnek ki. Szakirodalmi adatok szerint elősegítik a növény fejlődését pl. fitohormonokon keresztül, javítják a növény tápanyagellátását, a biológiai N2-fixáláson keresztül, a nehezen oldódó tápanyagok (P, K, NH4+, Fe, Mn, Zn) kémiai mobilizációján át, a gyökerek differenciálódásán vagy a mikorrhizáltságán keresztül (Wu et al., 2011). Javítják a növény egészségi állapotát, rezisztencia kialakításával a biotikus és abiotikus stressz faktorokkal szemben, valamint patogén antagonizmussal (Vessey, 2003).
A Bacillus substilis elsősorban antibiotikum kiválasztása miatt lehet alapja, illetve alkotója a mikroorganizmus alapú trágyáknak, a biotrágyáknak (lsd. 5. táblázat).
A Bacillus megatherium hatása sokrétű, az egyik legaktívabb foszformobilizáló baktérium (Hans és Supanjani, 2006). Ugyanakkor Ortíz-Castro és munkatársainak eredményei (2008) szerint citokinin receptor stimuláló hatása van, azaz növekedés serkentő, öregedés gátló hatása is pozitívan hat a növény életére. A kutatási eredmények bizonyították betegségekkel szembeni hatékonyságát is, így búzában a szeptóriás levélfoltosságért felelős Mycosphaerella graminicola-val (anamorf: Septoria tritici) szemben (Kildea et al., 2008). Moorel és munkatársainak eredménye szerint (2014) B12 vitamint is termel.
Az Azospirillum család az egyik legjobban leírt PGPR csoport. A család egyes tagjai szabadon élő nitrogénkötők, míg másoknak a foszfor mobilizásában van szerepe, de hormontermelésük is hasznos a növények számára (Steenhoudt és Vanderleyden, 2000).
Az Azotobacter vinerolandii ugyancsak foszformobilizáló és nitrogénkötő képessége révén tagja a PGPR csoportnak (Nostrati et al., 2014)
Ezeket a fajokat tartalmazó mikroorganizmus alapú biotrágyáknak számos kedvező hatásai mutatták ki (Barett és Marsh, 2001; Kincsesné et al., 2008; Lévai et al., 2008, 2010; Kiss, 2010; Tóth et al., 2015; Gáspár, 2016):
