Zastosowanie drobnoustrojów o działaniu synergistycznym w procesie biologicznego wiązania azotu

W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie optymalizacją i zwiększeniem biologicznego wiązania azotu przez układy symbiotyczne z równoczesną poprawą właściwości chemicznych, biologicznych i fizycznych gleby. Cele te mogą być realizowane w ramach zielonej biotechnologii, w tym przez wykorzystanie mikroorganizmów stymulujących wzrost roślin, tzw. PGPR (ang. Plant Growth Promoting Rhizobacteria), poprzez zastosowanie koinokulacji (jednoczesnego szczepienia) makrosymbiontów (roślin) odpowiednim szczepem z rodziny Rhizobiaceae oraz endofitem o działaniu synergistycznym. Bakterie z grupy PGPR, stosowane do koinokulacji w uprawach roślin bobowatych mogą wpływać na rośliny bezpośrednio m.in. poprzez dostarczanie pokarmu roślinom, a także pośrednio przez indukuję odporności roślin na patogeny i szkodniki. Ponadto endofity mają zdolność wydzielania regulatorów wzrostu, takich jak auksyny, gibereliny czy cytokininy, które mają wpływ na zwiększenie wydajności diazotrofii. Poprzez zastosowanie koinokulacji obserwuje się zwiększenie liczby brodawek, wzmocnienie kolonizacji korzenia przez bakterie z rodziny Rhizobiaceae oraz wzrost poziomu aktywności nitrogenazy. Potencjał PGPR wykorzystywanych w układach symbiotycznych jest szeroko udokumentowany w licznych pracach naukowych, ale nie został dotychczas dostatecznie wykorzystany. Niniejszy przegląd literatury ma na celu przedstawienie i usystematyzowanie dotychczasowej wiedzy dotyczącej wpływu koinokulacji roślin na wydajność procesu biologicznego wiązania azotu.

In recent years, researchers have increasingly focused their interests on searching for products allowing optimisation and enhancement of biological nitrogen fixation with the assistance of symbiotic systems accompanied by a simultaneous improvement of soil chemical, biological and physical properties. “Green biotechnology” confronted these issues indicating possibilities of utilisation of microorganisms stimulating plant growth, the so called Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) employing coinoculation (simultaneous inoculation) of (plant) macrosymbionts with an appropriate strain from the Rhizobiaceae family and an endophytic bacteria characterised by synergistic action. Bacteria from the PGPR group employed for the coinoculation of legume plants affect these plants directly, among others, by supplying nutrients for plants as well as indirectly by inducing plant resistance against patogens and pests. In addition, endophytes are capable of secreting growth regulators such as auxins, gibberellins or cytokinins, which can exert impact on increased diazotroph efficiency. Application of coinoculation results in amplified numbers of nodules, strengthening of root colonisation with bacteria from the Rhizobiaceae family and in increased levels of nitrogenase activity. Potentials of PGPR group employed in symbiotic systems have been documented extensively in numerous scientific publications but until now these capabilities have not been sufficiently utilised. The discussed literature review aims at presenting and systematising our current knowledge regarding influence of plant coinoculation on the optimisation of the biological nitrogen fixation process.