A marsi légkör csaknem 95 százaléka széndioxid. Ez egyébként sokban hasonlít a földtörténet őskorában uralkodó légköri állapothoz. Egyelőre az elért eredményekről nem tudunk, mint ahogy arról sem, hogy a perui sivatag talajában milyen mikroflóra él.

Az eredményes kísérletek alapján majd azt is tisztázni kell, hogy a marsi burgonyatermesztés megkezdéséhez milyen baktériumos oltásra lesz szükség a Földtől átlag 225 millió kilométerre keringő szomszédunk talajában.

Mars

A NASA a marsi burgonyatermesztés lehetőségét vizsgálja – fotó: Shutterstock

Maradva a Földön, itt is érdekes és meglepő kutatásokról hallottunk magyar tudósok vizsgálatait olvasva. Talajbaktériumokkal történő oltás hatásosságát kutatták a BioFil Kft. és az ELTE Mikrobiológiai Tanszék munkatársai. A kísérletekkel arra igyekeztek válasz találni, hogy az egyes törzsek és egyes oltóanyagok felszaporodása és hatástartama miként alakul. A kísérletek zömében kisparcellán, kukorica jelzőnövénnyel történtek. A vizsgálataik többek között kiterjedtek arra is, hogy az alkalmazott oltóanyag mekkora terméstöbbletet ad.

Ha a száraznak tűnő tudományos eredményeket némileg egyszerűsítjük, azok a növénytermesztést gyakorlatban is folytató szakemberek számára is fontos tanulságokkal szolgálnak. Vegyük először azt a gyakran felmerülő kérdést, hogy meddig és milyen hatékonysággal működnek az oltás után a különböző baktériumok. Ennek megállapításához egy, a hazai talajból izolált és egy más régióból származó nitrogéngyűjtő törzset vizsgáltak.

Mind a két – egyébként Azospirillum Brasilense – törzs, illetve annak valamelyik variánsa szerepel több hazai oltóanyagban is. Az A. Brasilense egyike a legkorábban felfedezett baktériumnak, az oltóanyagoknak azért is gyakori szereplője, mert magas nitrogénkötő képessége mellett (80-120 kg) hormontermelése révén serkenti a gyökérfejlődést is.

Kétféle A. Brasilense törzs fölszaporodása és életciklusa

grafikon

 

BioFil-készítményben: kék; hagyományos talajoltóban: zöld

A diagram jól mutatja, hogy míg a hazai talajból izolált törzs egyedszáma még négy hónappal az oltás után is két nagyságrenddel (azaz 100-szor) nagyobb volt a talajban, amit az ábrán a kimutathatósági vonal jelöl, ezzel szemben a nem toleráns törzset az oltást követően két hónappal már nem lehetett kimutatni. Ez egyben mutatja azt is, hogy a két variáns közötti nitrogéngyűjtő képesség is ennek arányában változik, azaz a toleráns törzs háromszor-négyszer annyi nitrogént fog megkötni működése során.

Mi a helyzet akkor, ha olyan készítményt vizsgálunk, mely csak toleráns baktériumtörzsekből áll? Az eredmény a kutatókat is sok tekintetben meglepte.

Közösségi DNS-ujjlenyomatanalízis (T-RFLP) eredményei szántóföldi kisparcellás kukorica kísérlet talajainak vizsgálatakor.

Különböző kémhatású talajokban az alkalmazott pH-toleráns készítmény törzseinek felszaporodása nem lineáris vonalat adott. Mint az alábbi két diagram mutatja, egyes törzsek azonnal gyorsan fölszaporodtak, míg mások esetében ez egy elhúzódó folyamatot mutatott.

BioFil lúgos oltóanyaggal kezelt kukorica talajában a baktériumtörzsek előfordulásának változása

diagramAz oltatlan talajban lévő baktériumtörzsek számát 100 százaléknak tekintjük

BioFil savanyú oltóanyaggal kezelt kukorica talajában a baktériumtörzsek előfordulásának változása

diagram

Az oltatlan talajban lévő baktériumtörzsek számát 100 százaléknak tekintjük
fotók: dr. Kárpáti Éva és dr.  Kutasi József: A BioFil talajoltóanyagok kutatás-fejlesztése és kutatási háttere (Előadás) 2016. 03. 07.

Érdekes, hogy az egyes, főleg indolecetsav-termelő törzsek a kukoricanövény fejlődésének kezdeti szakaszában indultak gyors felszaporodásnak, ezzel stimulálva a gyökérfejlődést. Ez az önmagában is érdekes tény felkeltette a kutatók figyelmét, mert ebből úgy tűnik, hogy a növény és a mikroorganizmusok között a kölcsönhatás sokkal szorosabb, mint azt korábban feltételezték. Mintha a baktérium és növény között valamiféle tervezett együttműködés alakulna ki, a szimbiózis szép példájaként.

diagram

Toleráns baktériumtörzsek fölszaporodása a kukorica vetésétől az 5. hétig

Ezek a hullámzó felszaporodást mutató görbék egészen a termésérésig jelzik, hogy a baktériumok hatásukat a teljes vegetációs idő alatt kifejtik a vizsgált oltóanyagban.

Mit mutatnak a terméseredmények, melyek egyben az alkalmazott dózisok megállapítására is támpontot adnak?Az ELTE Mikrobiológia Tanszék kísérleteinek megállapításai:

Megállapítható, hogy a terméseredményeket összehasonlítva a nagyobb dózisú oltás nem ad szignifikánsan nagyobb termést, mint az alacsony dózis. Ennek oka az oltótörzsek egymáshoz viszonyított kiegyensúlyozatlan szaporodása, így a törzsek jótékony tulajdonságai nem tudnak teljes mértékben megnyilvánulni.

Terméstöbblet BioFil lúgos
• minimális dózisnál: 4,6-6,4 százalék
• nagyobb dózisnál: 4,8-8,8 százalék

Terméstöbblet BioFil savanyú
• minimális dózisnál: 16,3-27,9 százalék
• nagyobb dózisnál: 19,6-28,2 százalék