De Bacillus familie heeft het allemaal: biostimulant, biofungicide, bioinsecticide
Binnen de Bacillus familie vind je het allemaal, bevordering van de plantengroei , nutriëntenoplosbaarheid, schimmeldodende en insectendodende eigenschappen. Vanwege hun vele gunstige effecten zijn er verschillende toepassingen van Bacillus spp. in de landbouw. Maar wie doet wat en hoe werkt het?
Biostimulant
Bacillus spp. kan de groei en ontwikkeling van planten op verschillende manieren stimuleren, onder andere door verschillende voedingselementen aan de plant te leveren of door groeihormonen te produceren. De bacteriën kunnen voedingsstoffen mobiliseren uit onoplosbare anorganische en organische bronnen. Processen zoals verzuring, chelatie of het vrijkomen van sideroforen kunnen voedingsstoffen zoals fosfaat, kalium, zink en ijzer beschikbaar maken voor planten.
Bacillus spp. kan ook een breed scala aan groeihormonen produceren - auxines, IAA, cytokines en gibberellinen - die de plant kunnen helpen. Gibberellinen spelen een rol bij stengelgroei, vruchtontwikkeling, celstrekking maar ook in de reactie op koude temperaturen. Auxines zijn betrokken bij de celdeling en bij de processen waarbij de planten naar het licht toe groeien en zich oriënteren als reactie op de zwaartekracht.
Biocontrole van ziekteverwekkers
Bacillus spp. kunnen fungeren als een biocontrolemiddel tegen een groot aantal ziekteverwekkers, zowel bacteriële als schimmels. Voorbeelden van schimmels zijn Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Phytophthora infestans. Bacteriële voorbeelden zijn Erwinia amylovora en Pseudomonas syringea. Voor biocontrole vertrouwen Bacillus spp op verschillende mechanismen, zoals vestiging op plantenweefsel, antibiose en inductie van systemische resistentie.
Als nuttige micro-organismen het worteloppervlak koloniseren, blijft er geen ruimte over voor de vestiging van pathogenen.
Zowel ruimte als voedingsstoffen spelen een rol in de competitie tussen nuttige micro-organismen en bodempathogenen. Als de nuttige micro-organismen het worteloppervlak koloniseren, blijft er geen ruimte over voor de vestiging van pathogenen. Als het nuttige micro-organisme zich al in een vroeg stadium vestigt, kan het ook concurreren om de voedingsstoffen, waardoor het voor de ziekteverwekkers nog moeilijker wordt om te overleven. Als er pathogenen aanwezig zijn, worden de wortelexsudaten gemodificeerd, waardoor ze aantrekkelijker worden voor Bacillus spp. wat resulteert in een versterkte wortelkolonisatie van de Bacillus.
Antibiose is een interactie tussen twee of meer organismen die nadelig is voor ten minste één van hen. Bacillus spp. produceren een grote verscheidenheid aan metabolieten, enzymen en vluchtige stoffen met antimicrobieel potentieel. Een voorbeeld van een enzymatisch werkingsmechanisme zijn celwandafbrekende enzymen, zoals chitinases en cellulases.
Geïnduceerde resistentie is een fysiologische toestand van verhoogde verdedigingscapaciteit. Bacillus kan deze reactie uitlokken en zo de plant helpen om zijn eigen verdediging te versterken.
Bescherming tegen insecten
Bacillus thuringiensis werd voor het eerst ontdekt in 1901 en is nu een algemeen en wereldwijd gebruikt bio-insecticide. Het is giftig voor bepaalde insecten wanneer het wordt opgenomen. Het werkt als volgt: de bacterie produceert eiwitten, gewoonlijk kristallijne toxinen genoemd, die inactief blijven totdat ze door een insect worden geconsumeerd. Eenmaal verteerd wordt het eiwit geactiveerd en bindt het zich aan specifieke receptoren in de darm van het insect. Als ze gebonden zijn, prikken de toxines gaatjes in de darm van het insect, waardoor de inhoud uiteindelijk lekt en de insecten verhongeren. Maar toxines veroorzaken specifieke activiteiten tegen insectensoorten en verschillende ondersoorten werken tegen verschillende insecten. Bacillus thuringiensis kurstaki en Bacillus thuringiensis aizawai zijn effectief tegen rupsen, terwijl Bacillus thuringiensis israelensis wordt gebruikt voor de bestrijding van muggen en vliegen en Bacillus thuringiensis tenebrionis voor de bestrijding van kevers.
(De hierboven genoemde microbiële genera bestaan allemaal uit een grote verscheidenheid aan soorten en stammen. De precieze heilzame werking van deze microben hangt af van de specifieke soort en stam die wordt gebruikt)
Formulating Biologicals for Agriculture
