Mikroorganizmalar, metabolitler ve bitki sağlığı

Mikroorganizma nedir?

Bir mikroorganizma düşündüğünüzde, muhtemelen lise biyoloji dersiniz ya da en son ne zaman gıda zehirlenmesi geçirdiğiniz aklınıza geliyor olabilir, ancak bunlardan çok daha fazlasında mikroorganizmaların parmağı var. Mikroorganizmalar, etrafımızdaki mikroskobik organizmalardır. Toprakta, suda, havada ve hatta volkanik alanlar gibi misafirperver olmayan alanlarda bile bulunabilirler.

Tarımda, mikroorganizmalar, çevrelerindeki bitkilerle simbiyotik ilişkiler kurarak çeşitli bitkisel süreçlere dahil olurlar. Mikrobiyal topluluklar ve ürünleri, bitki sağlığı, verimlilik ve canlılık açısından önemli rol oynar. Mikroorganizmalar, organik kalıntıların parçalanmasında rol üstlenerek, topraktaki potansiyel toksik bileşikleri nötralize ederek, kök gelişimini hızlandırarak, bitki metabolizmasını iyileştirerek, bitkilerin besinlere erişimini ve kullanmalarını kolaylaştırarak, bazı hastalık etmenlerine karşı baskılayıcı özellik göstererek ve stres faktörlerine karşı bitkilerin savunma mekanizmalarını uyarırken, özellikle çevresel değişiklik ve aşırılıklara karşı bitkilerin dirençlerini arttırarak bitki gelişimine yardımcı olurlar. Öte yandan, daha az mikrobiyal varlığa sahip olan topraklar, daha az toprak verimine, daha az organik maddeye ve daha az organik aktiviteye sahip olup, bitkinin büyüme ve gelişme potansiyellerine ulaşamamalarına neden olmaktadır.

Mikroorganizmalar, yaşam döngüleri boyunca ürettikleri farklı metabolitler aracılığıyla bitkilere hizmet etmektedirler. Yaşam döngüleri boyunca mikroorganizmalar (örneğin, azot fiksasyon bakterileri) topraktan su ve mineraller açığa çıkarmaktadır. Öldüklerinde, diğer organizmalar ve mikroorganizmalar tarafından parçalanırlar ve ölü mikroorganizmaların bünyelerinde bulunan mineraller diğer organik ve amino asitlerle bitkiler tarafından alınıp, kullanılabilir hale gelir.

Metabolit nedir?

Metabolitler, mikroorganizmaların yaşam döngülerinden kaynaklanan moleküler bileşiklerdir. Metabolitler, yalnızca tarım ve bitki yönetiminde değil, insan sağlığı ve diğer endüstrilerde de önemli rol oynar. En çok bilinen metabolitlerden biri penisilindir, diğer antibiyotikler de çeşitli bakteri ve diğer mikroorganizmaların metabolitleridir.

Fermantasyon süreci sırasında bakterilerden elde edilen metabolitlerin, doğada geniş bir kullanım alanı vardır. Metabolitler yalnızca büyüme ve gelişme sırasında oluşan yan ürünler değildir, aynı zamanda simbiyotik ilişkileri teşvik eden bitkiler tarafından alınabilir besin elementi ve hastalık yönetimine yardımcı olma gibi bazı faydalı özelliklere de sahip olabilirler.

Mikroorganizmalar tarafından üretilen iki tip metabolit bulunmaktadır. Bunlardan ilki bitki büyümesi ve gelişmesi için gerekli olan birincil metabolitlerdir.

Birincil metabolitler

• Amino asitler: Protein moleküllerinin yapı taşlarıdır
• Enzimler: Mikroorganizmalar tarafından üretilen ve kendi özelliklerini ve karakteristiklerini kaybetmeden çeşitli reaksiyonlar için katalizör görevi görürler
• Vitaminler: Bitki ve hayvanların fonksiyonlarını yerine getirmek için ihtiyaç duydukları temel mikrobesinler
• Organik asit ve alkoller: Bu birincil metabolizma ürünleri, ağırlıklı olarak tarım dışındaki endüstrilerde kullanılır ve tatlandırıcılardan fermantasyona kadar ve daha pek çok alanda kullanılabilirler.

İkincil metabolitler, bitkinin kuraklık, tuzluluk ve zararlı baskısı gibi birçok stres faktörüne yanıt vermesi ve bitkinin hem biyotik hem de abiyotik stres faktörlerine karşı bitkinin direnç mekanizmasını tetiklemeye yöneliktir. Ayrıca metabolitlerin, besin kalitesi ve ürün eldesi ile ilişkili olduğu bulunmuştur.

İkincil metabolit özellikleri

• Zararlı yönetimi: Bazı ikincil metabolitlerin, düşük çevresel riskli ve hedeflenen spesifik zararlılar ve yabancı otlara karşı biyopestisit özellikleri bulunmaktadır
• Bitki gelişim düzenleyici: Bu metabolitler, bitki hücrelerini farklılaştırmaya  ve ihtiyaca göre bitki gelişimini teşvik etmeye veya engellemeye etki eder
• Uyarılmış dayanıklılık: İkincil metabolitler, bitkiyi stres faktörlerine karşı bir yanıt mekanizması oluşturmaya iter, böylelikle bu stres faktörlerinin, bitki gelişimi, canlılığı ve verim üzerindeki etkisi hafifletilmiş olur

Toprakta bulunan yararlı mikroorganizmalardan bazıları ve metabolitlerinin işlevleri

Bitki gelişimi ve verime yardımcı olabilecek çok sayıda mikroorganizma türü bulunmaktadır ve bunların çoğu hala tanımlanmamıştır. Halihazırda keşfedilmiş olan yararlı bakteri ve funguslardan bazıları şunlardır:

• Bacillus subtilis: 200,000’den fazla tanımlanmış türü ile, bu mikroorganizma ailesi, Fusarium, Pythium, Rhizoctonia, vb. gibi patojenlere karşı savaşan geniş bir ağdır.
• Bacillus licheniformis: Bu bakterinin, özellikle bitki kalıntılarındaki dayanıklı proteinlerin parçalama kabiliyeti yüksektir ve araştırmalar, nematod baskılanması ve bitki hormonlarının sentezlenmesine etkili olduğunu göstermektedir.
• Bacillus thuringiensis: Bu bakterinin metabolitleri insektisit özellikler gösterir.
• Lactobacillus plantarum: Laktik asidin de dahil olduğu çeşitli bileşikler, rekabetçi mikroorganizmalar için düşmanca bir ortam oluşturur.
• Trichoderma harzianum: Bu fungus, bitki kökleriyle yararlı mutualist bir ilişki kurar ve Pythium ve Fusarium gibi patojenlere karşı korumaya yardımcı olur.
• Trichoderma longibrachiatum: Çalışmalar, bu fungus türünün nematodlara ve fungal kaynaklı diğer hastalıklara karşı antagonistik bir özellik gösterirken, aynı zamanda besin alınımı ve bitki hormonlarının üretimi üzerinde de olumlu bir etkiye sahip olabileceğini ortaya koymuştur.
• Aspergillus spp.: Bu küfün strainlerinin bitki liflerinin parçalayan enzimler ürettiği bilinmektedir. Bu da toprak yapısını iyileştirir, organik madde miktarını arttırır ve gelişmiş performans ve üretkenlik için bitki tarafından kullanılabilen enerji ve besinleri serbest bırakmaya yardımcı olur.

Alltech Crop Science bu mikroorganizma ve metabolitlerin gücünden nasıl yararlanır?

Alltech Crop Science’ın misyonu, toprakta, çevrede ve bitkide meydana gelen günlük tarımsal zorluklarla mücadele etmek için benzersiz, güvenilir ve sürdürülebilir biyolojik çözümler sağlamaktır. Alltech Crop Science’ın fermantasyon teknolojisindeki uzmanlığı ve sürekli devam eden araştırma temelli girişimlerle, mikroorganizma ve metabolitlerin özelliklerine dayanan ve bitkiler ve çevreleri arasındaki ilişkiyi de dikkate alan çözümler üretmeyi amaçlar.

Alltech Crop Science Genel Müdürü Dr. Steven Borst, Alltech Crop Science’ı şu şekilde açıklamaktadır: “Alltech Crop Science’ı diğerlerinden ayıran şey teknolojimizdir. Özellikle fermantasyon ortamını ve metabolitleri kendi yararımıza kullanma becerimizin yanında, bu teknolojileri yönetim stratejilerine nasıl dahil edebileceğimizi biliyoruz.”

Toprak rizosferinden başlayan mikrobiyal çeşitlilik, toprak özellikleri ve bitki gelişim aşamalarına bağlı olarak, sürekli bir değişim halindedir. Buna bağlı olarak, üretilen metabolitler de değişmektedir. Metabolit üretimini ve kaynakları etkileyen koşullara bağlı bu değişimleri ve farklıkları yönetebilmek, bitki sağlığını korumanın anahtarıdır.

Halihazırda piyasadaki ürünlerin çoğu, canlı mikroorganizmalara ağırlık vermektedir. İddiaları, bu canlı mikroorganizmaların kullanımının, toprak ve bitki gelişimine yardımcı olabilecekleri yönündedir. Ancak, araştırmalar, canlı mikroorganizma içerdiği iddia edilen birçok ürünün, çoğu zaman etiketlerinde garanti ettiklerini karşılamada zorluklar yaşadığını ortaya çıkarmıştır.

Dr. Steven Borst canlı mikroorganizmalar hakkında “Mikroorganizmaları canlı tutabilmek çok zordur. Sıcaklık, ışık ve nem seviyelerindeki küçük değişiklikler bile, taşıma ve depolama sırasında mikroorganizmaları öldürebilir. Üretici ürünü kullandığında, canlı kalabilen mikroorganizmalar, diğer kimyasal uygulamalar ve hatta diğer mikrobiyal ürünlerden kaynaklanan diğer tehlikelerle karşı karşıya kalmaktadırlar.” demiştir.

Canlı mikroorganizmalar yerine metabolitlerin kullanımı ile, Alltech Crop Science ürünleri, benzer zorluklarla yüzleşmeden, mikroorganizmaların faydalarını sunmaktadır.

Bu durumda, canlı mikrobiyal kültürlere sahip ürünleri kullanmaktan kaçınmalı mıyım?

Tabi ki hayır! Canlı mikroorganizma teknolojileri, sürdürülebilir toprak ve bitki yönetiminde önemli bir yere sahiptir ve garantili popülasyonlarını ve özelliklerini koruyabilenler, bitkiler için son derece yararlıdır.

Alltech Crop Science, kendi mikrobiyal hatlarını geliştirmeye devam ederken, canlı popülasyon garantilerimizi sağlamak için sıkı kalite prosedürleri ve canlı popülasyonu doğrulayıcı testler kullanmakta ve geliştirmektedir. Üreticilerin yönetim sürecine daha doğal bir yaklaşım getiren, sürdürülebilir ve dengeli çözümler sunmaya devam edeceğiz.

Üreticiler, Alltech Crop Science’ın gerek metabolit gerekse canlı mikroorganizma ürünlerinde her kullanımda aynı tutarlı sonuçları elde edeceklerdir.  Bölgeler arasındaki sıcaklık farkları veya nakliye süreleri, ürünlerin etkinliğini azaltmaz. Alltech Crop Science ürünlerinin yaygın olarak kullanılan gübreler, herbisitler, fungisitler ve yetiştiricilikte kullanılan diğer ürünlerle uyumluluğu*, ürünlerimizi, üretici beklentilerini karşılayan güvenilir bir öneri haline getirmektedir.

*Tank karışımları yapılırken etiketteki uyarıları dikkate alınız. Tankta karışım yapmadan önce bir test yapılması önerilmektedir. Karışım uygulamaları her zaman fitotoksisite açısından önceden denenmelidir.