Mikroorganizmy w otoczkach nasion

Otoczkowanie materiału siewnego jest zabiegiem uszlachetniającym, polegającym na pokryciu nasion warstwą naturalnych substancji, w celu ujednolicenia kształtu oraz zwiększenia rozmiaru i wagi nasion tak, aby zwiększyć precyzję wysiewu. W skład otoczki wchodzą warstwa budulcowa i klej (lepiszcze). Obie te warstwy są obojętne dla nasiona i nie wpływają na proces kiełkowania. Otoczki zawierają ponadto fungicydy i insektycydy, chroniące kiełkującą roślinę przed patogenami i szkodnikami. Mogą zawierać też nawozy mikroelementowe i stymulatory wzrostu.

Otoczkowanie nasion zostało zaproponowane ponadto jako obiecujące narzędzie do zaszczepiania nasion różnych roślin uprawnych efektywnymi mikroorganizmami, takimi jak bakterie stymulujące wzrost roślin, bakterie brodawkowe, arbuskularne grzyby mikoryzowe i grzyby z rodzaju Trichoderma.

Bakterie stymulujące wzrost i rozwój roślin występują naturalnie w obrębie gleby przykorzeniowej, tzw. ryzosfery i są najliczniejszą grupą mikroorganizmów w tej strefie. Należą tu bakterie z rodzaju Azospirillum, Azotobacter, Pseudomonas, Bacillus i Burkholderia. Odpowiadają za ochronę roślin przed różnego rodzaju stresami, działając jako źródło naturalnych składników pokarmowych; ułatwiają pobieranie przez rośliny azotu, fosforu, zwiększają rozpuszczalność potasu. Są źródłem biostymulatorów, biopestycydów i innych związków łagodzących stresy. Pośrednio działają poprzez ograniczanie lub ochronę roślin przed fitopatogenami, głównie produkując związki allelopatyczne czy enzymy. Bakterie brodawkowe są najlepiej znaną grupą pożytecznych mikroorganizmów, wiążących azot atmosferyczny, który następnie przekazywany jest roślinom z rodziny bobowatych. Ostatnie badania wskazują, że bakterie brodawkowe wchodzą też w symbiozę z roślinami z innych rodzin botanicznych, dostarczając im m.in. hormonów roślinnych czy związków antagonistycznych względem patogenów glebowych.

Z kolei pożyteczne grupy grzybów glebowych obejmują arbuskularne grzyby mikoryzowe i wolnożyjące grzyby z rodzaju Trichoderma. Grzyby mikoryzowe wchodzą w symbiozę z 80% roślin lądowych. Są dla roślin głównym źródłem przyswajalnego fosforu. Ponadto grzyby mikoryzowe zwiększają pobieranie wody przez rośliny, poprawiają strukturę gleby i tworzą barierę ochronną dla roślin przeciwko mikroorganizmom patogenicznym. Do najważniejszych gatunków grzybów mikoryzowych, także dostępnych w handlu, należą Glomus intraradices, Rhizophagus irregularis i Glomus mosseae.

Wolnożyjące grzyby glebowe z rodzaju Trichoderma znane są z produkcji naturalnych antybiotyków glebowych i ze zdolności do pasożytowania na innych grzybach glebowych. Interakcja pomiędzy korzeniami roślin i grzybami z rodzaju Trichoderma prowadzi do poprawy wzrostu roślin i morfologii ich korzeni. Podobnie jak inne pożyteczne mikroorganizmy, także i te grzyby stymulują odporność roślin na stres i patogeny.

Mikrobiologiczne otoczkowanie nasion polega na wymieszaniu nasion z zarodnikami pożytecznych mikroorganizmów. Można tego dokonać za pomocą prostego sprzętu do mieszania (np. betoniarki) lub bardziej wyspecjalizowanych urządzeń tak, aby przedłużyć żywotność zarodników.

W większości otoczkowanie nasion pożytecznymi mikoorganizmami ma na celu poprawę wzrostu roślin, ich plonowania i ochrony przed patogenami. Badania wskazują, że działanie takie poprawia też wzrostu roślin w początkowych fazach – kiełkowania i wschodów.

Na podstawie: Rocha et al. 2019 Seed Coating: A Tool for Delivering Beneficial Microbes to Agricultural Crops https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01357