Η γονιμότητα του εδάφους είναι το συνδυασμένο αποτέλεσμα των φυσικών, χημικών και μικροβιολογικών χαρακτηριστικών, που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Η επιστήμη έχει σχεδόν εξαντλήσει την ανάλυση και την αξιοποίηση των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων (περιεκτικότητα σε μακροστοιχεία και ιχνοστοιχεία, Ph, αγωγιμότητα κ.λπ.).
Η μικροβιολογική συνιστώσα, από την άλλη μεριά, είναι ακόμη ελάχιστα κατανοητή λόγω των αμέτρητων ποικιλιών οργανισμών που την αποτελούν και των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων μεταξύ του περιβάλλοντος και των καλλιεργειών.
Η κατανόηση της μικροβιολογικής πτυχής του εδάφους σημαίνει την κατανόηση της υγείας, των επιπέδων καταπόνησης και, ενδεχομένως, του επιπέδου υποβάθμισής του. Μέχρι σήμερα, ο άνθρωπος επεμβαίνει στα φυσικά χαρακτηριστικά του εδάφους (δομή, σύσταση κ.λπ.) με τις διάφορες καλλιεργητικές εργασίες και τεχνικές. Σε ό,τι αφορά τα χημικά χαρακτηριστικά, τα ανόργανα λιπάσματα έχουν εξασφαλίσει καλή παραγωγή και έχουν καλύψει το έλλειμμα του εδάφους σε θρεπτικά στοιχεία. Ωστόσο, είναι σαφές ότι αυτό δεν είναι πλέον αρκετό.
Αυτό συμβαίνει, καθώς, σε πολλές περιπτώσεις, παρατηρείται ότι το φυτό δεν είναι σε θέση να προσλάβει τα θρεπτικά συστατικά, τα οποία του χορηγούμε με τα συμβατικά λιπάσματα. Τι γίνεται, λοιπόν, με τα μικροβιολογικά χαρακτηριστικά του εδάφους;
Ο συμβατικός, εντατικός τρόπος παραγωγής εξαντλεί τα εδάφη και εμείς, επιπλέον, (καλλιεργητές και γεωπόνοι), στην προσπάθειά μας να καταπολεμήσουμε τα παθογόνα του εδάφους, προκαλούμε την εξάντληση του μικροβιακού του φορτίου, στερώντας από το έδαφος ωφέλιμους μικροοργανισμούς, που στη φύση ζουν συμβιωτικά με τα φυτά, αλληλεπιδρούν με τη ρίζα, τη βοηθούν να απορροφήσει θρεπτικά συστατικά και νερό και την προστατεύουν.
Πρακτικά, με τη «συνεργασία» αυτή, το φυτό αποκτά πιο εύρωστο και μεγάλο ριζικό σύστημα, αναπτύσσει αντοχή και, τελικά, ξεπερνά διάφορες καταπονήσεις που μπορούν να προέρχονται από βιοτικούς ή αβιοτικούς παράγοντες.
Η απομόνωση, η καλλιέργεια και η χρήση μικροοργανισμών, με σκοπό την καλή ανάπτυξη και προστασία των φυτών, δεν είναι κάτι καινούργιο. Ήδη, από το 1897, στη Γερμανία κυκλοφόρησε ένα σκεύασμα, που είχε βάση του ένα βακτήριο για εμβολιασμό των σιτηρών στηριζόμενο σε απομόνωση του Bacillus subtilis. Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, στέλεχος του βάκιλλου χρησιμοποιήθηκε για επικάλυψη σπόρων με άδεια σε περισσότερες από επτά καλλιέργειες. Παρ’ όλα αυτά, για χρόνια έλειπε η έρευνα που θα παρήγαγε την τεχνογνωσία για πιο εκτατικές και επιτυχημένες εφαρμογές.
Σήμερα, χάρη στην πρόοδο της βιοτεχνολογίας και των νέων τεχνολογιών, που έχουν αναπτυχθεί, είναι δυνατόν να βελτιωθεί ταχύτατα η γονιμότητα του εδάφους, ώστε να επιτευχθούν καλύτερα αποτελέσματα στην παραγωγή.
Το έδαφος, όπως αναφέραμε, είναι ο χώρος κατοικίας για βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα, νηματώδεις, έντομα και άλλους οργανισμούς. Όλοι αυτοί οι οργανισμοί συμβάλλουν στον σχηματισμό και στη διατήρηση των εδαφών (Prescott et al 1999). Ρίζες, ριζικά εκκρίματα, βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα, νηματώδεις, ακάρεα και γαιοσκώληκες αλληλεπιδρούν σε ένα περιβάλλον, που χαρακτηρίζεται σαν ριζόσφαιρα και αποτελεί το κομμάτι του εδάφους που περιβάλλει τη ρίζα. Στη ριζόσφαιρα, λόγω της σταθερής παροχής άνθρακα, η μικροβιακή δραστηριότητα είναι εντονότερη.
Χάρη σε έρευνες, τόσο στο εργαστήριο, όσο και στον αγρό, είμαστε πλέον ικανοί να διαλέξουμε, να απομονώσουμε και να καλλιεργήσουμε «έξυπνα μικρόβια» και, τελικά, να «εμβολιάσουμε» την καλλιέργεια ανάλογα με τις ανάγκες της. Έχει, πλέον, αποδειχθεί ότι η προσέγγιση της εφαρμογής στον αγρό «των μικροβιακών εμβολίων», όπως ονομάζονται, ευνοεί την υγιή ανάπτυξη του φυτού.
Συγκεκριμένα, βάσει των σύγχρονων προϊόντων βιοτεχνολογίας, που εφαρμόζονται πλέον στον αγρό, μπορεί να είναι:
- Τα PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria), βακτήρια που προάγουν την ανάπτυξη του φυτού, όπως τα bacillus spp., streptomyces spp. Pseudomonas fluorescens κ.λπ.
- Οι μυκόρριζες, που είναι μύκητες, οι οποίοι μπορούν και δημιουργούν συμβιωτική σχέση με το φυτό.
- Μύκητες ή βακτήρια που μπορεί να είναι:
- μυκοπαρασιτικοί, σαπροφυτικοί, (π.χ. μύκητες του γένους trichoderma)
- εντομοπαρασιτικοί (π.χ. beauveria bassiana, metarhizium anisopliae, lecanicillium spp)
- ή ακόμα και παράσιτα νηματώδων, όπως τα pochonia chlamydosporia, arthrobotrys spp., bacillus firmus, Paecilomyces lilacinus.
Καταλαβαίνει, λοιπόν, κανείς, πως πλέον μπορούμε να μιλάμε για την εφαρμογή προϊόντων βιοτεχνολογίας που είναι στοχευμένα, ώστε να καλύψουν συγκεκριμένη ανάγκη και όχι απλώς για ένα μείγμα μικροοργανισμών που απλώς θα εμπλουτίσουν το έδαφος. Οι παραπάνω μικροοργανισμοί προάγουν την απελευθέρωση φυτικών ορμονών, όπως οι αυξίνες, στη ριζόσφαιρα.
Διεγείρουν τον πολλαπλασιασμό και την αύξηση των κυττάρων και την ανάπτυξη των ριζών και αυξάνουν, επίσης, τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών ουσιών στο έδαφος, ιδίως φωσφόρου και ιχνοστοιχείων (σίδηρος, μαγγάνιο, ψευδάργυρος κ.λπ.).
Οι μηχανισμοί δράσης των μικροοργανισμών, σε ό,τι αφορά την προστασία και την πρόληψη από παθογόνα και εχθρούς, είναι οι εξής:
- Τροφικός ανταγωνισμός
- Αντιβίωση – αντιβιοτικά (ζώνη παρεμπόδισης)
- Παρασιτισμός
- Αποικισμός (κατάληψη χώρου γύρω από τη ρίζα)
- Ενεργοποίηση μηχανισμών άμυνας του φυτού
Ολοκληρώνοντας, θα ήθελα να υπογραμμίσω ότι, κατά τη γνώμη μου, η προσέγγιση αυτή είναι το μεγάλο στοίχημα για τους γεωπόνους και τους αγρότες της γενιάς μας και οπωσδήποτε μας δίνονται πλέον εργαλεία που μπορούν να εισαχθούν, με τις κατάλληλες εφαρμογές, σε οποιοδήποτε πρόγραμμα ολοκληρωμένης διαχείρισης του αγρού, η οποία είναι και το ζητούμενο.
Το έδαφος αποτελεί μια πηγή πλούτου μη ανανεώσιμη, η οποία υποβαθμίζεται συνεχώς και έχουμε υποχρέωση να το προστατεύσουμε. Παρ’ όλα αυτά, υπάρχει πολλή δουλειά που ακόμα πρέπει να γίνει τόσο σε επίπεδο εργαστηριακής έρευνας, όσο και έρευνας στον αγρό, καθώς είμαστε σε πολύ πρώιμο στάδιο. Συνεχώς ανακαλύπτουμε νέα πεδία εφαρμογής, νέες αλληλεπιδράσεις μεταξύ φυτών, μικροοργανισμών και περιβάλλοντος, αλλά και αποδοτικότερους τρόπους εφαρμογής προϊόντων βιοτεχνολογίας.
