A Plant Growth Promoting Rhizobacteria, rövidítve PGPR, növényi növekedést elősegítő rizobaktérium. Ez a mikroorganizmus a növények gyökerén élő hasznos szervezet, mely kedvező hatással van a növényélettani folyamatokra, ezzel pedig komplex módon támogatja a növények egészséges fejlődését.
Rizobaktériumok és az endofita gombaszervezetek szerepe a palántanevelésben – a szakirodalom szerint
Ezek olyan élő organizmusok, melyek a talajba, a növényre vagy akár a magra juttatva is alkalmazhatóak. Palántanevelésnél gyakori az ún. előkezelt (biopriming) vetőmagok használata, ahol az említett szervezeteket a magvak felületére juttatják (oltják) vetés előtt. Sari et al. (2024) szerint a PGPR-kezelés szignifikáns módon növelte a paprikapalánták növekedési potenciálját, a csírázást és a vigorindexet, Ananthiet al. (2014) szerint pedig a magok bioprimerezése javította a paprikamag csírázását és a palánták életerejét. Jayapala, et al. (2019) vizsgálatai alapján a kezelések növelték a paprikanövények vigorát, valamint segítették a csírázást és a betegség-ellenállóságért felelős gént kifejező expressziót.
Yildirim et al. (2021) kutatásai szerint a biopriming képes serkenteni a paprikamagok egyenletes csírázását, valamint a palánták gyorsabb növekedését. A kutatók álláspontja szerint a PGPR baktériumok hatékonyan befolyásolják a magvak csírázását, a palánták növekedését, a vegetatív lombfejlődést, illetve növelik a gyökértömeget, az életképességet, a magasságot, a szárátmérőt, fokozzák a betegségek elleni ún. természetesen szerzett rezisztenciát, a stresszorokkal szembeni ellenállóságot, továbbá akadályozzák, illetve késleltetik a tápanyaghiányok kialakulását.
Paradicsompalánta nevelésében egyes PGPR-kezelések még nitrogénhiány jelenlétében is kedvezőek lehetnek, ezt már Esquivel-Cote et al. (2010) bizonyította be. A palántakorban alkalmazott PGPR-alkalmazás indukálja a gyökerek fejlődését Nisha et al. (2024) vizsgálatai szerint, Botta et al. (2013) és Ribaudo et al. (2006) vizsgálatai alapján pedig a kezelések megnövelték a levelek ásványianyag-tartalmát. González-Mancilla et al. (2024) arra a következtetésre jutott, hogy a PGPR endofitákkal kombinálva hatékony növekedést eredményez, azonos véleményt fogalmazott meg Almaraz-Suárez et al. (2022) is, aki szerint a rizobaktériumok és endofiták hatékonyak lehetnek paprikapalánta nevelésénél.
Hasonló vizsgálatokról adott számot paradicsomban Pokluda et al. (2021), aki szerint palántáknál a kombinált kezelések még előnyösebbek. Busato et al. (2012) és Bacilio et al. (2017) a hatékonyság fokozás érdekében a huminsav együttes kombinációjára hívja fel a figyelmet.
…és hazai kísérletek alapján
Dr. Csicsor János biokémikus bízott meg azzal a feladattal, hogy részletesen vizsgáljak és értékeljek egy általa kifejlesztett mikrobiológiai termésnövelő készítményt, referenciaként pedig termesztői javaslatot tegyek palántanevelő kertészeknek.
A kutatás műszaki megvalósítása
A kutatás műszaki kivitelezését Sárszentmihályon végeztem, palántanevelési célra kialakított polikarbonát berendezésben, amelyet belülről alaposan, több rétegben is leszigeteltem. A fűtési rendszert technikailag kombinált megoldással talaj- és hőlégbefúvó rendszerek segítségével alakítottam ki. A kutatásban felhasznált mikrobiológiai termésnövelő humin- és fulvosavakkal, valamint makro-, mezo- és mikrolelem-komponensekkel, továbbá három PGPR baktériummal és egy szimbiotikus endofita gombával rendelkező mikrobiológiai anyag.
A hasznos szervezetek összes csíraszáma fajonként 5 × 106 (CFU/g), a termék szilárd fizikai féleségű apró szemcsés, sötét színű. Mivel viszonylag kis helyen voltak a vizsgálatok, valamint egyszerre párhuzamosan más kutatásom is zajlott, a munkafolyamatok nagy körültekintést igényeltek. A kutatáshoz csemegepaprika (Capsicum annuum var. grossum) és paradicsom (Solanum lycopersicum) növényfajok magját használtam. A kísérlet során mindkét növény esetében kizárólag csávamentes standard biodinamikus fajta került felhasználásra. Az egész kutatás ideje alatt növényfajonként (paprika/paradicsom) 5980 db palántával dolgoztam.
Vizsgálatonként összesen négy alapkezelést állítottam be, így határoztam meg a felhasznált dózisok mennyiségét is (1. táblázat). Mindkét növényfaj esetében azonos technológiát, valamint kezelést és növényszámot alkalmaztam. A vizsgálati módszereket több szegmensre osztottam, melyeken belül két részben az alapkezeléseken felül további két kezelést is alkalmaztam.
A biopriming protokollja
Az első két vizsgálatban a magokat külön is lekezeltem, így alakultak ki a biopriming (előkezelt) és anélküli kezelések. Az előkezelések során 750 db magot 100 ml-es űrtartalommal rendelkező, 32 oC-os állott vízzel (klórmentes) teli üvegedénybe helyeztem, amibe előzetesen 0,5 g mennyiségben mikrobiológiai termésnövelőt tettem. Ezt követően 6 órán át ebben az inokulumban hagytam a magokat, majd ezután csíráztató szívópapírral kibélelt tálcára öntöttem az inokulumot, végül ezeket szívópapírral lefedtem, és 12 órán keresztül 32 oC feletti hőmérsékleten előcsíráztattam. Ezeket a kezelésben részesült magokat egymással is összehasonlítottam a kísérletben.
A kutatás során az alábbi paramétereket kísértem figyelemmel: csírázási erély, vigor, tápelemhiány-százalék, valamint gyökérhosszúság, gyökértömeg, növénytömeg, növénymagasság és nevelési idő. A kapott eredményeket átlagolva számítógépes program segítségével 5%-os hibahatárral értékeltem.
Első kísérleti szakasz: a szaporítóláda-vizsgálat
A vizsgálatban a már ismertetett biopriming (előcsíráztatott) csírakezelési protokoll szerint jártam el, összesen 4 alapkezelés (A0, A1, A2, A3) mellett további két (biopriming és anélküli) alkalmazást alakítottam ki. A kontrollnál 500 db, a többi kezeléseknél pedig (biopriming és anélkül) 250-250 db vetőmagszámot határoztam meg. A csíráztatáshoz és a neveléshez biotőzeg közeget választottam. A felhasznált mikrobiológiai készítményt még a ládatöltések előtt egyenletesen a közegbe kevertem, majd enyhén beöntöztem és aktivizáltam ebben az állapotában, mintegy 12 óráig állva hagyva a ládába töltésig. A kontroll vetőmagok „bioprimingként” csak egy sima normál vizes áztatást kaptak mást nem.
Lényegében a kontrollon kívül minden kezelés azonos arányban és mennyiségben kapott a mikrobiológiai szerből, azonban a biopriming még a vetések előtt kapott egy plusz előzetes csírakezelést, a másiknál ez nem történt meg. A vetés szaporítóládákba történt: az előkezelt (biopriming) magokat a 12 órás előcsíráztatás után a szívatópapírral óvatosan kivettem a tálcákból, finom mozdulatokkal leráztam őket, majd a magvak vetésre kerültek. A nem előkezelt magvak esetében „száraz” vetést alkalmaztam, vagyis ezek mindenfajta külön kezelés nélkül lettek elvetve.
Egy ládába összesen 250 db mag került, a munkafolyamatok után ezeket a ládákat 27 oC körüli hőmérsékletben tartottam. A kísérlet során a csírázási erélyt már a 7. naptól kezdve felvételeztem, a részletes elemzésekre csak a 18. nap után került sor, amikor minden paramétert megvizsgáltam. A 18. nap után minden kezelésből mintegy 100 db palántát hagytam, amelyeket az 50. napon is megvizsgáltam, ekkor részletesen felmérve a gyökerek fejlettségét és a stresszorokkal szemben adott növényi válaszreakciókat.
Eredmények ismertetése
Az első csírakezdeményeket mindkét faj esetében a biopriming kezelési módnál figyeltem meg. Paprikánál az 5., paradicsomnál a 4. napon csírázni kezdtek a vetőmagok. A csírázást követően paprikában és paradicsomban is már a 6. napon megjelentek az első kis palánták. A növények kezdetben még csak foltszerűen jelentek meg, azonban a 8-9. napot követően gyors, egyenletes és tömeges kelést tapasztaltam mindkét növényfaj esetében. A 9. nap után paprikában az előkezelt vetések döntő része kibújt, és a sziklevelek szépen kiterültek, a hypocotyl részeken megnyúlást nem tapasztaltam (1., 2. kép).
(fotó: Németh T., Sárszentmihály, 2024)
A kelés után a szikleveles paradicsompalánták teljes kiterülése a 8. napon következett be. Az előkezelésben nem részesült magvakból fejlődött palánták első példányait a 6-7. napnál, a tömeges kelést pedig 10-11. napon figyeltem meg mindkét fajnál. Ezek a kezelések az előkezelthez (biopriming) képest lassabb kelést mutattak, azonban a 12-13. naptól kezdve ezek a növények is szép, egyöntetű állományt adtak (3. kép).
A kontroll esetében a csírázás nagyon lassan és vontatottan zajlott, valamint a paprikában sok volt a keléshiány (4. kép). Az első csírát a 7-8. napnál, az első kikelt palántát a 9-10. napnál, a teljes kelést pedig a 13-14. napnál tapasztaltam mindkét növényfajnál. A 18. napra a kontroll növények viszonylag elfogadható állományt adtak, azonban e palántáknál nagy szórást tapasztaltam, vagyis számottevően sok volt az egyenetlen palánták aránya.
A biopriming kezelések az előkezeletlenhez képest átlagosan 6%-kal, a kontrollhoz képest viszont 16%-kal javítottak a csírázási százalékon. A csírázási erély a biopriming magvaknál az előkezeletlennel 8%-kal, a kontrollal szemben 28%-kal volt nagyobb. A preparált (biopriming) módon csíráztatott magvakból fejlődött palánták vigorindex-százaléka az előkezeletlenhez 6%-kal, a kontrollhoz képest 20%kal volt magasabb (1. ábra).
Az átlagos gyökérhossz tekintetében is a biopriming nyújtotta a legjobb eredményeket, ami az előkezeletlenhez képest 20%-kal, a kontrollhoz képest 41%-kal volt jobb. Hasonló jelenségeket figyeltem meg a gyökér- és növénytömeg tekintetében. A biopriming kezelések gyökértömege az előkezeletlenhez képest 34%-kal, a kontrollhoz képest 60%-kal ért el magasabb értékeket. A növénytömeg az előkezeletlennél12%-kal, a kontroll esetében 54%-kal adott kisebb eredményeket a biopriming kezeléshez képest (2. ábra).
Paradicsomnál a legjobb csírázási százalékot az előkezelések magvai nyújtották, ami az előkezeletlenekhez képest 9%-kal, a kontrollhoz képest pedig 22%-kal jobb. A csírázási erély az előkezeletlennél 9%-kal, a kontrollnál 18%-kal adott kisebb eredményeket, mint a biopriming. Hasonló tendenciát figyeltem meg az életképességi vizsgálatoknál. A legerősebb vigorral rendelkező növények a biopriming vetőmagokból fejlődtek, ez az előkezeletlenhez képest kb. 8%-kal, a kontrollhoz képest már20%-kal volt magasabb (3. ábra).
A gyökérhossz a biopriming nélküli magvaknál 15%-kal, a kontrollnál40%-kal volt kisebb, mint a biopriming. A gyökértömeg a preparált kezeléseknél, az előkezeletlenekhez és a kontrollhoz képest 28–43%-kal adott jobb eredményeket. A növénytömeg a biopriming esetén 27–47%-kal haladta meg az előkezeletlen és a kontroll palántáknál mért eredményeket (4. ábra).
Egyéb megfigyelések
A szikleveles korban végzett vizsgálatok lefolytatását követően a palántákat a 4. valódi lomblevél fejlettségig neveltem tovább. A palántáknak csak alapápolást biztosítottam, ami lényegében csak öntözést és szellőztetést jelentett. A vizsgálat során szándékosan semmilyen egyéb tápanyagkezelést nem alkalmaztam, ezzel direkt módon olyan ingerhatást indukáltam, ami stresszt okozott a palántákban. Ilyen körülmények között is megvizsgáltam a mikrobiológiai szer hatását.
A palánták növekedése, az egyre jobban szűkölő tápanyagkészletek és az erős denzitás a növényekre egyre erősebb stresszhatásokat okozott, a növekedési források fokozatos lassú elapadása okán tápanyaghiányok, valamint különféle növekedési zavarok (megnyúlás, elszíneződés, nekrózis) jelentek meg. A vizsgálat kései szakaszában a biopriming előkezelések már nem nyújtottak olyan nagy előnyt a palánták számára, mint amit a szikleveles korban tapasztaltam, ugyanakkor a négy alapkezelés között már számottevő eltéréseket találtam.
Paprikánál az A3 kivételével minden kezelés tápanyaghiányos, azonban e tünetek az A0-nál erősebbek, az A1 és A2 kezeléseknél gyengébbek voltak. Az A0 és az A1 palántáknál az alsó levelek széle számottevően, az A2 esetében gyengébben és csak a csúcsi részén nekrotizáltak. A kezeléseknél a felső levelek többnyire egészségesek maradtak, azonban az A0 kontrollnál szimptomatikus a manifesztáció.
A szár az A3 kezelés kivételével közepes fejlettségű és vitalitású, enyhén világos. Az A3 kezelésnél a növények levelei és a szárrészei a többi kezeléshez képest erősebb színezettel rendelkeztek a kísérlet során. A stressz hatására ugyan e növények ledobták sziklevelüket, azonban a vitalitásuk mindvégig erős maradt. Az A0 kezelésnél a gyökér vékony, fejletlen és nagyon gyenge, ún. kis pamacsra emlékeztető, ugyanakkor a többinél a gyökerek sokkal erősebbek és vastagabbak voltak a kutatás e szakaszában (5. kép).
A kedvezőtlen tényezők hatására a kontroll paradicsomnál a szár hipocotyl, valamint epicotyl része etiolált, a palánták megnyúltak, elvékonyodtak és eldőltek, következésképpen a vitalitásuk jelentősen lecsökkent (6. kép). A vizsgálatban a palánták eldőlése nem kórtani eredettel hozható összefüggésbe. Paradicsompalántánál minden kezelés megnyúlt és deformálódva meggörbült.
(fotó: Németh T., Sárszentmihály, 2024)
Az A0 kontrollnál sok volt a tápanyaghiányos növény, a lombozat, valamint a szár- és a gyökérrendszer nagyon gyenge, emiatt a palánták életképessége rendkívül alacsony, következésképpen sok az elpusztult és az eltört növény. A kontroll növényeknél teljes elhalványulást tapasztaltam a kutatásban. A többi kezelésnél minden paraméter permanens javulását figyeltem meg. Az A1, A2 alkalmazásoknál még voltak tápanyaghiányos tünetek, de ezek mértéke nem számottevő.
A lombozat, valamint a szár színe élénkült, a levelek egészségesebbek, a gyökerek nagyobbá váltak, ezek következtében számottevően megnőtt a palánták vitalitása, ami véleményem szerint az A1, A2 növényeknél elérte a 80% feletti mértéket. Megfigyeléseim szerint a legjobb eredményeket az A3 kezeléseknél értem el, itt a levelek egészségesek, a gyökerek erősek (sok oldalgyökérrel), valamint mélyre hatolók, a szár vastag, jól fejlett, sötét színű, a lomb színe is megfelelő, csak a növekedési zónában világosabb, a palánták vitalitása 90-100% (7. kép).
(fotó: Németh T., Sárszentmihály, 2024)
Kísérleteimről szóló tanulmányom második részét februári cikkemben ismertetem, amelyben részletesen elemzem a kapott eredményeket.
SZERZŐ: NÉMETH TAMÁS NÖVÉNYORVOS, BIOLÓGUS, PAPRIKA- ÉS PARADICSOMSPECIALISTAKONZULTÁNS: DR. CSICSOR JÁNOS BIOKÉMIKUS, A MAGYAR TŐZEGTÁRSASÁG KÉMIAI BIZOTTSÁGA ÉS A MAGYAR HUMINSAV TÁRSASÁG ELNÖKE
