Ο φώσφορος (P) είναι ένα από τα κυριότερα μακροστοιχεία που υπάρχουν στο έδαφος. Η σπουδαιότητα αυτού του θρεπτικού στοιχείου συνοψίζεται στο γεγονός ότι αποτελεί το 0,2% του ξηρού βάρους των φυτικών ιστών και είναι το δεύτερο σε συχνότητα θρεπτικό στοιχείο που περιορίζει την ανάπτυξη των καλλιεργούμενων ειδών.
Παρά το γεγονός της μεγάλης διαθεσιμότητάς του στο έδαφος, είναι ένα στοιχείο που αφομοιώνεται σε πολύ μικρό βαθμό στα φυτά. Πιο συγκεκριμένα, η περιεκτικότητα του στο έδαφος είναι 0,05% κατά βάρος και μόνο το 0,1% αυτού είναι διαθέσιμο για την αφομοίωσή του από τους φυτικούς οργανισμούς.
Μία απόπειρα επίλυσης του παραπάνω προβλήματος πραγματοποιείται με τη χρήση φωσφορούχων λιπασμάτων, τα οποία στην πλειοψηφία τους περιέχουν φώσφορο που δεν είναι σε αφομοιώσιμη μορφή από τα φυτά και η προσθήκη τους σε τεράστιες ποσότητες, παρά το γεγονός ότι εκτελείται ως λύση του παραπάνω προβλήματος, μπορεί να προκαλέσει περιβαλλοντικά προβλήματα.
Συνεπώς, γίνεται κατανοητή η ανάγκη έρευνας στρατηγικών που αφορούν τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας φωσφορούχου λίπανσης και κατ’ επέκταση της αύξησης των αποδόσεων στην παραγωγή και τη μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος που σχετίζεται με τη χρήση φωσφορούχων λιπασμάτων.
Πέρα από την προσθήκη ανόργανων λιπασμάτων, η διαλυτοποίηση και η μετατροπή του φωσφόρου σε αφομοιώσιμη μορφή με τη χρήση μικροοργανισμών, είναι ο μόνος πιθανός τρόπος που αποσκοπεί στην αύξηση του διαθέσιμου φωσφόρου στους φυτικούς οργανισμούς. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ονομάζονται γενικότερα PSM (Phosphorus Solubilizing Microorganisms), πολλοί από τους οποίους έχουν την ικανότητα να διαλυτοποιούν τον Ρ in vitro, ενώ ορισμένοι υποβοηθούν την κυκλοφορία του στα φυτά. Πιο συγκεκριμένα, διαλυτοποιούν αδιάλυτο ανόργανο φώσφορο και μετατρέπουν τον οργανικό φώσφορο σε μορφή θρεπτικών για τα φυτά.
Στους PSM συγκαταλέγονται επίσης αλόφιλοι ή ανθεκτικοί σε άλατα μικροοργανισμοί, που επίσης έχουν την παραπάνω ικανότητα και διευκολύνουν την ανάπτυξη του κλάδου της γεωργίας, που αφορά τα αλατούχα και αλκαλιωμένα εδάφη. Επίσης, υπάρχουν και τα PGPR (Plant growth-promoting rhizobacteria) στα οποία κατατάσσονται τα PSB (phosphate-solubilizing bacteria). Τα τελευταία έχουν την ικανότητα μετασχηματισμού αδιάλυτων μορφών φωσφόρου σε διαλυτές τις οποίες τα φυτά έχουν την ικανότητα να αφομοιώσουν.
Ας εστιάσουμε όμως στα ευεργετικά για την αγροτική παραγωγή χαρακτηριστικά τους. Σε φυτά αραβοσίτου, στο έδαφος που αναπτύχθηκαν, οι επιστήμονες είχαν προβεί στην εκκόλαψη ενός PSM, η οποία είχε ενθαρρυντικά αποτελέσματα στην ανάπτυξη των φυτών αραβοσίτου. Έχει αναφερθεί ότι τα βακτήρια που διαλυτοποιούν τον φώσφορο πιθανόν βοηθούν την ανάπτυξη των φυτών, τονώνοντας την αποτελεσματικότητα της βιολογικής ρύθμισης του αζώτου (N), τη σύνθεση φυτοορμονών και την ενίσχυση της διαθεσιμότητας ορισμένων ιχνοστοιχείων.
Πιο συγκεκριμένα, στα οφέλη που προκύπτουν από τη διαχείριση του μικροβιακού πληθυσμού στη ριζόσφαιρα, αναφορικά με την αειφόρο γεωργία, συμπεριλαμβάνονται η ενίσχυση της βιοδιαθεσιμότητας του φωσφόρου, η αύξηση του μήκους του υπεργείου μέρους των φυτών και των ριζών, αυξημένο βάρος της νωπής και ξηρής μάζας του υπεργείου μέρους των φυτών, αυξημένη πρόσληψη φωσφορικών που είχε ιχνηθετηθεί ο φώσφορος και σημαντική αύξηση της καθαρής παραγωγής και ξηράς ουσίας σε αυτή.
Ένας μικροοργανισμός του γένους Burkholderia είχε προάγει την αύξηση των φυτών αραβοσίτου σε συγκεντρώσεις NaCl μέχρι 5%. Επίσης, έχει ερευνηθεί και η συνεργιστική δράση του φωσφόρου με την προσθήκη PSM και σύμφωνα με διάφορες μελέτες έχει διαπιστωθεί βελτιωμένη αποτελεσματικότητα σε αγρονομικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, έχει αναφερθεί οτι η ταυτόχρονη χρήση λιπάσματος ΝΡΚ σε συνδυασμό με τη χρήση 7 στελεχών PSB βακτηρίων που είχαν επιλεγεί σύμφωνα με την υψηλή ικανότητα διαλυτοποίησης του φωσφόρου είχε ως αποτέλεσμα αυξημένη φυτική βιομάζα, βελτιωμένο δείκτη γονιμοποίησης στο ρύζι και στο αμπελοφάσουλο που οφείλεται στην εγρήγορση της βιοσύνθεσης συγκεκριμένων ενζύμων, όπως οι αμυλάσες στους σπόρους.
Επίσης, σε μία μεταγενέστερη ερευνητική προσπάθεια, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν την ανάπτυξη φυτών αραβοσίτου όταν έχει χρησιμοποιηθεί ένα λίπασμα που περιέχει τον Pseudomonas putida το οποίο περιέχει οργανικά υλικά, όπως κομπόστ, μολάσες και το βακτηριακό στέλεχος του P. Putida. Αυτή η μελέτη αποκαλύπτει το όφελος της συνδυασμένης χρήσης του λιπάσματος (φωσφορικό διαμμώνιο) και της εφαρμογής του PSB βακτηρίου που είναι η αύξηση της ξηρής μάζας των συγκομιζόμενων φυτών αραβοσίτου κατά 12%, την αύξηση της πρόσληψης φωσφόρου κατά 33%, όπως επίσης και τη σημαντική αποδοτικότητα σε αγρονομικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την παραγόμενη βιομάζα που παρατηρήθηκε αυξημένη κατά 62% σε σύγκριση με τα εδάφη στα οποία δεν έχει εφαρμοστεί λίπανση.
Υπάρχουν επίσης και άλλα ευρήματα που αφορούν τη βελτίωση της ανάπτυξης του αραβόσιτου κάτω από συνδυασμένες παρεμβάσεις που αφορούν τα εδαφικά αποθέματα φωσφόρου με την επώαση αποτελεσματικών στελεχών PSB βακτηρίων. Αναλυτικότερα, παρατηρήθηκε ότι στα εδάφη που καλλιεργούνταν φυτά αραβοσίτου και στα οποία είχαν προστεθεί λίπασμα (τριπλό υπερφωσφορικό) και βακτήρια PSB παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση στο συνολικό ξηρό βάρος των φυτών, στο ξηρό βάρος του υπογείου μέρους των φυτών, στην περιεκτικότητα τους σε φώσφορο, ακόμα και στην ποσότητα της χλωροφύλλης που περιέχεται σε αυτά και το pH του εδάφους ήταν κοντά στο 8,2.
Επίσης, μία άλλη μελέτη αποκαλύπτει τη θετική επίδραση του Penicillium oxalicum σε συνδυασμό με φωσφορικό που βρίσκεται σε πετρώματα στο σιτάρι και στον αραβόσιτο σε αλκαλικές συνθήκες. Πράγματι, ο φώσφορος που περιέχεται στους φυτικούς οργανισμούς και η συγκομιδή του αραβόσιτου παρουσιάζει αυξημένη κατά 70% σε σχέση με τον μάρτυρα. Αυτές οι μεταβολές οφείλονται στο γεγονός ότι η προσθήκη ορυκτών φωσφορικών παρατηρήθηκε αυξημένη βιοσύνθεση οργανικών οξέων,όπως το κιτρικό.
Όσον αφορά την ικανότητα των PSM να μετασχηματίζουν αδιάλυτο οργανικό και ανόργανο φώσφορο, εξαρτάται από τη θρεπτική κατάσταση του εδάφους και από τη φυσιολογική ανάπτυξη και το στάδιο ανάπτυξης των φυτών. Πιο συγκεκριμένα, αναφέρεται ότι σε ακραία εδαφικά περιβάλλοντα στα οποία έχουν αποικίσει PSM (συνθήκες αλατότητας, φτωχά εδάφη σε θρεπτικά στοιχεία ή σε εδάφη που βρίσκονται σε περιοχές με αντίξοες συνθήκες), έχουν την τάση να διαλυτοποιούν περισσότερα φωσφορικά σε αντίθεση με τα εδάφη στα οποία οι συνθήκες είναι πιο ευνοικές.
Στους παραπάνω παράγοντες συγκαταλέγονται επίσης και οι αλληλεπιδράσεις με άλλα είδη μικροοργανισμών, ο βαθμός στον οποίο παρουσιάζεται βλάστηση στο έδαφος, οι οικολογικές συνθήκες, το είδος των εδαφών σε συνδυασμό με την κλιματική ζώνη, τα φυτικά είδη, οι καλλιεργητικές πρακτικές, τα συστήματα εκμετάλλευσης του εδάφους και από τις φυσικοχημικές ιδιότητες του εδάφους, όπως το pH και η περιεκτικότητα του σε οργανική ουσία.
Αναστάσιος Παναγιώτου, Γεωπόνος
