Gleba i ryzosfera może być zasiedlona, dzięki specyficznym wydzielinom systemu korzeniowego przez mikroorganizmy absolutnie obojętne dla rośliny, przez mikroorganizmy potencjalnie szkodliwe dla roślin – wywołujące choroby oraz przez mikroorganizmy wywierające korzystny wpływ na rośliny (z ang. plant growth promoting rhizobacteria, PGPR).
Mikroorganizmy te (PGPR) mogą być, z praktycznego punktu widzenia traktowane, jako biologiczne czynniki nawozowe. Bakterie ryzosferowe promujące wzrost roślin, kolonizują glebę dzięki zdolnościom adaptacji do różnych warunków środowiska, szybkiego tempa wzrostu oraz metabolizowania wielu różnych substratów. Mikroorganizmy te mogą bezpośrednio i pośredni wpływać na wzrost, rozwój oraz plonowanie roślin uprawnych. PGPR mogą zasiedlać ryzosferę, mogą także żyć i występować na powierzchni systemu korzeniowego (występować w ryzoplanie) oraz ewentualnie funkcjonować wewnątrz systemu korzeniowego, jako endofity. Najliczniejsi przedstawiciele PGPR należą do rodzaju: Bacillus, Pseudomonas czy Azospirillum. Mikroorganizmy te mogą pozytywnie wpływać na rośliny, głównie poprzez bezpośrednie i/lub pośrednie stymulowanie ich wzrostu.
Oddziaływanie bezpośrednie może polegać między innymi na ułatwianiu pobierania przez rośliny kluczowych składników pokarmowych: azotu, fosforu, syntezie hormonów roślinnych, a także obniżenie poziomu etylenu w roślinach. Możliwość produkowania auksyn przez PGPR jest szeroko rozpowszechniona. Bakterie PGPR, podobnie jak rośliny, syntetyzują IAA z tryptofanu przez kwas indolilopirogronowy. Wzrost korzeni może być wspomagany przez IAA, który jest wydzielany przez bakterie, niski poziom bakteryjnego kwasu indolilo-3-octowego stymuluje wydłużanie korzeni, zaś wysoki wpływa na formowanie korzeni bocznych i przybyszowych. IAA stymuluje także aktywność deaminazy ACC, której obecność jest korzystna dla roślin z uwagi na warunki stresowe w środowisku i w odpowiedzi wytwarzany etylen.
Niektóre PGPR posiadają gen acdS kodujący deaminazę ACC, która rozkłada etylen do amoniaku i α-ketomaślanu, do bakterii tych należą: Achromobacter, Azospirillum, Enterobacter, Pseudomonas, Bacillus oraz Rhizobium, oprócz tego, że deaminaza skutecznie obniża poziom etylenu, to powstający w wyniku hydrolizy amoniak jest źródłem azotu. Mikroorganizmy zasiedlające ryzosferę ograniczają także możliwość występowania wielu chorób roślin. Utrudniają one kolonizację korzeni przez patogeny, konkurują o pokarm z organizmów patogenicznymi, wytwarzają i wydzielają do gleby różne substancje w tym antybiotyki i inne substancje hamujące rozwój patogenów (HCN). Niektóre bakterie ryzosferowe potrafią indukować nabytą odporność systemiczną roślin, ograniczają także podatność roślin na stresy abiotyczne.
Mikroorganizmy ryzosferowe PGPR znajdują w obecnej chwili zastosowanie w praktyce rolniczej. Mogą być stosowane samodzielnie lub wchodzą w skład, jako jeden z elementów, skomercjalizowanych już konsorcjów mikroorganizmów. Przykładem takiego produktu zawierające bakterie ryzosferowe jest BACTIM STARTER, biopreparat przeznaczony do zaprawiania nasion warzyw i roślin ozdobnych.
Marcin Oleszczak
