סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאלית: סוגים, יתרונות, יישומים ותפקידם בהגנה על יבולים בת קיימא

 

סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאלית: מדריך להגנה ביולוגית על גידולים

החקלאות המודרנית מתמקדת יותר ויותר בפיתוח מערכות הגנת הצומח שהן יעילות, בנות קיימא ותואמות הדברה משולבת. סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאליים  הם חלק חשוב מהמעבר הזה.

בניגוד לחומרי הדברה קונבנציונליים המבוססים בעיקר על חומרים פעילים כימיים סינתטיים, מוצרי בקרת ביולוגית מיקרוביאלית משתמשים במיקרואורגניזמים או בפעילות ביולוגית שמקורה בחיידקים כדי לדכא מזיקים ופתוגנים של צמחים.

בהתאם למיקרואורגניזם ולמטרה, סוכני בקרה ביולוגית של חיידקים יכולים להתחרות עם פתוגנים, לייצר תרכובות אנטי-מיקרוביאליות, לטפיל מזיקים, להדביק אורגניזמים של מטרה או לעורר תגובות הגנת הצמח.

זה הופך את הבקרה הביולוגית של חיידקים לכלי חשוב לפיתוח תוכניות מגוונות ובת קיימא יותר להגנת יבולים.

 

מה הם סוכנים ביולוגיים מיקרוביאליים?

סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאלית  הם מיקרואורגניזמים מועילים המשמשים להפחתת האוכלוסייה, הצמיחה או הנזק הנגרם על ידי מזיקים חקלאיים ומחוללי מחלות צמחים.

 

 

הקבוצות העיקריות כוללות:

• חיידקים מועילים

• פטריות מועילות

• פטריות אנטומפתוגניות

• פתוגנים של חרקים חיידקיים

• בקטריופגים

• וירוסים מסוימים

• סוכנים מיקרוביאליים אחרים המשמשים לניהול מזיקים ביולוגיים או מחלות

בהתאם למוצר, מיקרואורגניזמים עשויים לפעול ישירות נגד אורגניזם המטרה או בעקיפין על ידי שיפור ההגנה על הצמח ויצירת סביבה פחות טובה לפתוגנים.

סוגים נפוצים של חיידקים המשמשים במחקר ובמוצרים ביולוגיים חקלאיים כוללים Bacillus, Pseudomonas, Trichoderma, Beauveria, Metarhizium ואחרים.

היעילות של כל מיקרואורגניזם תלויה בזן, באורגניזם היעד, בניסוח, בתנאי הסביבה, בשיטת היישום והיבול.

 

כיצד פועלים סוכני פיקוח מיקרוביאליים?

סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאליים יכולים לדכא מזיקים ופתוגנים באמצעות מספר מנגנונים.

 

 

1. תחרות על חומרים מזינים וחלל

מיקרואורגניזמים מועילים יכולים ליישב את משטחי הצמח או את הריזוספרה ולהתחרות במיקרואורגניזמים מזיקים על:

• חומרים מזינים

• משטחי שורש

• משטחי עלים

• אתרי זיהום

• נישות אקולוגיות

על ידי התבססות סביב שורשי צמחים או רקמות צמחיות אוויריות, מיקרואורגניזמים מועילים עשויים להקשות על פתוגנים מסוימים להתבסס ולהתרבות.

2. ייצור תרכובות אנטי-מיקרוביאליות

חלק מהמיקרואורגניזמים מייצרים תרכובות טבעיות המעכבות מיקרואורגניזמים מתחרים.

לדוגמה, זני Bacillus  ו- Pseudomonas מסוימים  יכולים לייצר מטבוליטים אנטי-מיקרוביאליים המדכאים פתוגנים צמחיים ספציפיים.

תרכובות אלה עלולות להפריע לפתוגן:

• ממברנות תאים

• אנזימים

• מֵטַבּוֹלִיזם

• נביטת נבגים

• צמיחה ורבייה

הפעילות הספציפית תלויה במיקרואורגניזם ובזן.

3. Mycoparasitism

פטריות מועילות מסוימות יכולות לקיים אינטראקציה ישירה עם פטריות פתוגניות.

מיני טריכודרמה  ידועים היטב במנגנונים שעשויים לכלול:

• תַחֲרוּת

• Mycoparasitism

• ייצור אנזים

• ייצור מטבוליטים אנטי-מיקרוביאליים

• גירוי הגנת הצמח

זה הופך את סוכני השליטה הביולוגית של פטריות לרלוונטיים במיוחד לניהול מחלות ביולוגיות.

4. פעילות אנטומפתוגנית

כמה מיקרואורגניזמים מדביקים במיוחד מזיקים של חרקים.

דוגמאות כוללות:

• בובריה בסיאנה

• Metarhizium anisopliae

• Bacillus thuringiensis (Bt)

מיקרואורגניזמים אלו יכולים להשפיע על מזיקים רגישים של חרקים באמצעות מנגנונים ביולוגיים שונים.

לדוגמה, פטריות אנטומפתוגניות יכולות להיצמד לגוף של חרק, לנבוט, לחדור לציפורן ולהתרבות בתוך הפונדק בתנאים מתאימים.

5. הגנת הצמח המושרה

כמה מיקרואורגניזמים מועילים יכולים ליצור אינטראקציה עם צמחים ולעורר את תגובות ההגנה הטבעיות שלהם.

תהליך זה מכונה לעתים קרובות התנגדות מערכתית מושרה (ISR)  או תחול הגנה קשור.

אינטראקציות מיקרוביאליות עשויות לעזור לצמחים להגיב בצורה יעילה יותר ללחצים ביוטיים מסוימים על ידי השפעה על:

• איתות הגנה

• מערכות נוגדי חמצון

• אנזימים מגנים

• חילוף חומרים משני

• מנגנוני הגנה פיזיים

שליטה ביולוגית מיקרוביאלית לא תמיד תלויה בהרג ישיר של פתוגן.

 

סוגים עיקריים של חומרים מיקרוביאליים

 

 

סוכני ביולוגית בקטריאליים

חיידקים מועילים נחקרים ונמצאים בשימוש נרחב בבקרה ביולוגית חקלאית.

דוגמאות נפוצות כוללות מינים מ:

• בצילוס

• פסאודומונס

• Streptomyces

בצילוס

מוצרים מבוססי Bacillus נפוצים במיוחד מכיוון שזנים רבים יכולים ליצור נבגים עמידים, אשר יכולים לשפר את יציבות המוצר ואת מאפייני האחסון.

פונקציות פוטנציאליות כוללות:

• דיכוי פתוגנים

• ייצור מטבוליטים אנטי-מיקרוביאליים

• קולוניזציה של ריזוספרה

• גירוי הגנת הצמח

• תמיכה בצמיחת שורשים

סוכנים ביולוגיים פטרייתיים

ניתן להשתמש בפטריות מועילות הן לניהול מחלות צמחים והן להדברת חרקים.

טריכודרמה

מיני טריכודרמה קשורים בדרך כלל לניהול ביולוגי של פתוגנים של צמחים הנישאים בקרקע ועלווה.

מנגנונים פוטנציאליים כוללים:

• Mycoparasitism

• תַחֲרוּת

• אנטיביוזה

• ייצור אנזים

• גירוי הגנת הצמח

בובריה

Beauveria bassiana  היא פטרייה אנטומפתוגנית המשמשת בניהול חרקים ביולוגיים.

זה יכול להדביק חרקים רגישים לאחר מגע עם ציפורן החרק בתנאי סביבה נוחים.

Metarhizium

Metarhizium anisopliae  ומינים קרובים נחקרים גם הם בהרחבה לצורך הדברה ביולוגית של מזיקים של חרקים.

 

סוכני ביו-בקרה מיקרוביאליים לעומת סוכני ביו-בקרה מבוססי צמחים

מוצרי בקרת חיידקים וצמחים הם שניהם מרכיבים חשובים של הגנת גידולים ביולוגיים, אך החומרים הפעילים שלהם שונים מהותית.

ניתן לשלב את שתי הגישות בתוכנית משולבת להגנת הצומח כאשר התאמתן נקבעה.

 

יתרונות עיקריים של סוכני ביו-בקרה מיקרוביאליים

פעילות ביולוגית טבעית

מוצרים מיקרוביאליים מסתמכים על אינטראקציות ביולוגיות המתרחשות באופן טבעי ולא רק על פעילות כימית סינתטית.

זה מספק למגדלים כלים נוספים לתוכניות מגוונות להגנת הצומח.

מנגנוני שליטה ביולוגית מרובים

בהתאם למיקרואורגניזם, שליטה ביולוגית מיקרוביאלית יכולה לכלול:

• תַחֲרוּת

• אנטיביוזה

• טְפִילוּת

• טריפה או זיהום

• תחרות חומרי הזנה

• גירוי הגנת הצמח

שימוש במנגנונים שונים יכול לסייע ביצירת אסטרטגיות מגוונות יותר להגנה על גידולים.

תמיכה בהדברה משולבת

ניתן לשלב סוכנים ביולוגיים מיקרוביאליים עם:

• מחזור יבול

• זנים עמידים

• תברואה בשטח

• ניטור מזיקים

• חרקים מועילים

• סוכני בקרה ביולוגית מבוססי צמחים

• ביוסטימולנטים

• הדברה כימית ממוקדת

גישה משולבת זו יכולה לספק ניהול מזיקים ומחלות בר-קיימא יותר מאשר הסתמכות על שיטת הדברה אחת.

פוטנציאל להפחית כניסות כימיות

כאשר מוצר מיקרוביאלי יעיל משולב כראוי בתוכנית להגנת הצומח, זה עשוי לעזור להפחית את הצורך בכמה יישומי הדברה קונבנציונליים.

עם זאת, הביצועים משתנים בהתאם ללחץ המזיקים, תנאי הסביבה, היבול, המתח, הניסוח ותזמון היישום.

לכן יש לראות בקרה ביולוגית מיקרוביאלית כמרכיב של תוכנית משולבת ולא כתחליף אוניברסלי לחומרי הדברה כימיים.

 

סוכני מיקרוביאלית לניהול מחלות צמחים

מוצרים מיקרוביאליים יכולים להיות בעלי ערך במיוחד לניהול פתוגנים צמחיים.

מחלות מטרה פוטנציאליות כוללות את אלו הנגרמות על ידי:

• פטריות הנישאות באדמה

• פתוגנים פטרייתיים עלים

• פתוגנים חיידקיים מסוימים

• מיקרואורגניזמים רגישים אחרים

מיקרואורגניזמים מועילים עשויים לדכא פתוגנים באמצעות:

קולוניזציה ← תחרות ← פעילות אנטי-מיקרוביאלית ← דיכוי פתוגנים ← הגנה משופרת על הצמח

המנגנון בפועל תלוי במיקרואורגניזם ובפתוגן המעורבים.

 

סוכני בקרת חיידקים ביולוגית לטיפול במזיקי חרקים

מיקרואורגניזמים מסוימים משמשים במיוחד לניהול מזיקים של חרקים.

Bacillus thuringiensis

Bt מייצר חלבונים קוטלי חרקים פעילים נגד זחלי חרקים רגישים.

זני Bt וניסוחים שונים מכוונים לקבוצות חרקים שונות, ולכן בחירת המוצר צריכה להתבסס על המזיק הספציפי.

בובריה בסיאנה

פטרייה אנטומפתוגנית זו יכולה להדביק חרקים רגישים באמצעות מגע עם ציפורן החרקים.

Metarhizium spp.

מיני Metarhizium משמשים או נחקרים גם לניהול ביולוגי של מזיקים שונים של חרקים.

שליטה ביולוגית מוצלחת של חרקים תלויה במידה רבה בתנאי הסביבה, רגישות לחרקים, תזמון יישום וחשיפה נאותה.

 

שיטות יישום

ניתן ליישם מוצרי בקרת מיקרוביאלית בשיטות שונות בהתאם למיקרואורגניזם ולניסוח המוצר.

 

 

יישום עלים

תרסיסי עלים יכולים להציב חומרים מיקרוביאליים ישירות על משטחי צמחים ואזורי מטרה שבהם נמצאים פתוגנים או חרקים.

גורמים חשובים כוללים:

• כיסוי ריסוס

• תזמון יישום

• טֶמפֶּרָטוּרָה

• לחות יחסית

• חשיפת UV

• יְרִידַת גְשָׁמִים

יישום קרקע

יישום קרקע רלוונטי במיוחד עבור מיקרואורגניזמים המכוונים לריזוספירה או לפתוגנים הנישאים באדמה.

היתרונות הפוטנציאליים כוללים:

• קולוניזציה של אזור שורש

• תחרות פתוגנים

• מגוון מיקרוביאלי משופר

• דיכוי ביולוגי של פתוגנים הנישאים באדמה

טיפול בזרעים

טיפולי זרעים מיקרוביאליים יכולים להכניס מיקרואורגניזמים מועילים סביב הזרע ומערכת השורשים המתפתחת.

היתרונות הפוטנציאליים כוללים:

• שיפור התיישבות שורשים מוקדמת

• הקמת שתילים טובה יותר

• הגנה ביולוגית מוקדמת

השקיה בטפטוף והפריה

ניתן לספק ניסוחים מיקרוביאליים נוזליים מסוימים באמצעות מערכות השקיה.

לפני היישום, על המגדלים לאשר:

• תאימות מוצר

• ריכוז חיידקים

• איכות המים

• דרישות סינון

• מפרט מערכת השקיה

• דרישות אחסון וטיפול

לא כל המוצרים החיידקיים מתאימים להפריה.

 

גורמים המשפיעים על ביצועי בקרת מיקרוביאלית

מוצרים מיקרוביאליים הם מערכות ביולוגיות חיות או מסתמכות על פעילות ביולוגית, ולכן תנאי הסביבה חשובים במיוחד.

טֶמפֶּרָטוּרָה

הצמיחה והפעילות של חיידקים מושפעים מאוד מהטמפרטורה.

חום או קור קיצוניים עשויים להפחית פעילות ביולוגית או הישרדות.

לַחוּת

לחות מספקת חשובה לעתים קרובות להתבססות ופעילות חיידקים, במיוחד עבור יישומי קרקע ופטריות אנטומפתוגניות.

קרינת UV

קרינה אולטרה סגולה חזקה יכולה להשפיע לרעה על כמה מיקרואורגניזמים המיושמים על משטחי צמחים.

עבור יישומי עלים, התזמון עשוי אפוא להשפיע על התמדה וביצועים.

תנאי הקרקע

התבססות חיידקים בקרקע יכולה להיות מושפעת מ:

• pH של הקרקע

• לַחוּת

• חומר אורגני

• טֶמפֶּרָטוּרָה

• מְלִיחוּת

• קהילות מיקרוביאליות קיימות

תאימות כימית

חומרי הדברה מסוימים, דשנים, חומרי חיטוי ותשומות חקלאיות אחרות עלולים לעכב את הכדאיות החיידקית.

בדוק תמיד את המלצות התאימות של היצרן לפני ערבוב טנקים של מוצרים מיקרוביאליים עם תשומות אחרות.

 

כיצד לשפר את הביצועים של תרופות מיקרוביאליות

הגש בקשה בזמן הנכון

יישום מוקדם או שימוש מונע יכולים לספק הזדמנויות טובות יותר למיקרואורגניזמים מועילים להתבסס לפני התפתחות לחץ מזיקים או מחלות חמורים.

שמרו על תנאים סביבתיים מתאימים

במידת האפשר, יש למרוח מוצרים מיקרוביאליים בתנאים סביבתיים נוחים להישרדות ופעילות חיידקים.

השתמש בכיסוי יישום מתאים

כיסוי הולם חשוב למוצרים התלויים במגע ישיר עם פתוגנים או מזיקים של חרקים.

הימנע מכניסות לא תואמות

אין לערבב אוטומטית מוצרים מיקרוביאליים עם קוטלי פטריות, קוטלי חיידקים, חומרי חיטוי או חומרים אנטי-מיקרוביאליים אחרים.

יש לוודא תאימות לפני היישום.

עקוב אחר תנאי האחסון המומלצים

מוצרים מיקרוביאליים יכולים להיות רגישים ל:

• חום יתר

• קְפִיאָה

• אור שמש ישיר

• תקופות אחסון ארוכות

• טיפול לא נכון

הקפדה על דרישות האחסון של היצרן עוזרת לשמור על איכות המוצר.

 

אתגרים ומגבלות

שליטה ביולוגית מיקרוביאלית מציעה יתרונות משמעותיים, אך גם מגדלים צריכים להבין את מגבלותיה.

תלות סביבתית

ביצועי השדה עשויים להשתנות מכיוון שמיקרואורגניזמים מושפעים מטמפרטורה, לחות, קרינת UV, גשמים, תנאי קרקע וגורמים סביבתיים אחרים.

פעולה איטית יותר

מוצרים מיקרוביאליים מסוימים עשויים לדרוש יותר זמן כדי לייצר השפעות נראות לעין בהשוואה לחומרי הדברה קונבנציונליים מהירים.

זה הופך תזמון מדויק וניהול מונע לחשובים במיוחד.

ביצועים ספציפיים למתח

לא לכל הזנים מאותו מין חיידקי תכונות ביולוגיות זהות.

לכן יש להעריך מוצר בהתבסס על הזן, הניסוח, הריכוז והביצועים הספציפיים שלו, ולא על פי שם המין בלבד.

אחסון וכדאיות

עבור מוצרים המכילים מיקרואורגניזמים חיים, חיוני לשמור על תאים או נבגים ברי קיימא לאורך האחסון והיישום.

בקרת האיכות צריכה לכלול בדיקה מתאימה של:

• זהות מיקרוביאלית

• ספירה בת קיימא

• טוֹהַר

• נְגִיעוּת

• חיי מדף

• יציבות ניסוח

 

כיצד לבחור מוצר ביולוגי מיקרוביאלי

עבור מגדלים, מפיצים ואנשי מקצוע בחקלאות, יש להעריך מספר גורמים לפני בחירת מוצר בקרת חיידקים ביולוגית.

1. זהה את היעד

קבע אם הבעיה נגרמת על ידי חרק, פתוגן פטרייתי, פתוגן חיידקי או אורגניזם אחר.

2. בדוק את הזן המיקרוביאלי

הזן הספציפי יכול להיות חשוב יותר מהמין המיקרוביאלי הכללי.

3. ודא ריכוז חיידקים

בדוק את ספירת הקיימא המוצהרת או מפרט איכות רלוונטי אחר.

4. הערכת ניסוח

שקול אם הפורמולה מתאימה ל:

• ריסוס עלים

• יישום אדמה

• טיפול בזרעים

• הפריה

5. שקול בטיחות יבול

בדקו האם המוצר נבדק בשלב היבול והגידול המיועד.

6. הערכת נתוני שדה

ניסויי שטח מספקים מידע מעשי יותר מאשר פעילות מעבדה בלבד.

7. בדוק את דרישות הרגולציה

הרישום, התביעות המותרות ודרישות הבקשה משתנות בהתאם למדינה.

 

בקרה ביולוגית מיקרוביאלית וחקלאות בת קיימא

הפיתוח של טכנולוגיות הגנת גידולים מיקרוביאליים קשור קשר הדוק למעבר הרחב יותר לעבר חקלאות בת קיימא.

תוכנית מודרנית להגנת גידולים ביולוגית עשויה לשלב:

Biocontrol מיקרוביאלית + Biocontrol מבוסס צמחי + Biostimulants + IPM + יישום מדויק

כל רכיב מתייחס להיבטים שונים של בריאות והגנה על היבול.

סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאליים יכולים לתרום על ידי הכנסת פעילות ביולוגית מועילה למערכת האקולוגית של היבול ומתן חלופות או משלים למוצרים קונבנציונליים להגנת הצומח.

 

מַסְקָנָה

סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאלית  הם מרכיב חשוב בהגנה ביולוגית מודרנית על גידולים. חיידקים מועילים, פטריות ומיקרואורגניזמים אחרים יכולים לדכא מזיקים ומחוללי מחלות באמצעות תחרות, פעילות אנטי-מיקרוביאלית, טפילות, זיהום וגירוי מנגנוני הגנה של צמחים.

היעילות שלהם תלויה בהרבה יותר מאשר רק בחירת מיקרואורגניזם. איכות הזנים, ספירת קיימא, ניסוח, תנאי סביבה, תזמון היישום, בטיחות היבול ותאימות  כולם משפיעים על ביצועי השטח.

במקום להחליף כל קלט קונבנציונלי להגנת יבול, סוכני בקרת חיידקים ביולוגיים הם בעלי הערך הרב ביותר כשהם משולבים באסטרטגיית ניהול מזיקים (IPM) מקיפה  . בשילוב עם סוכני בקרה ביולוגית מבוססי צמחים, מיקרואורגניזמים חקלאיים מועילים, ביוסטימולנטים, פרקטיקות תרבותיות ואמצעים ממוקדים להגנה על יבולים, הם יכולים לעזור למגדלים לבנות מערכות ייצור יבולים עמידות, יעילות ובנות קיימא יותר.

 

צור איתנו קשר

• אֲתַר אִינטֶרנֶט: www.jinmaifertilizer.com

• אתר עליבאבא: jinmaiplant.en.alibaba.com

• אֶלֶקטרוֹנִי: info@sdjinmai.com

• טלפון: +86-132-7636-3926

 

שאלות נפוצות

1. מהם סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאלית?

סוכנים ביולוגיים מיקרוביאליים הם מיקרואורגניזמים מועילים או חומרים ביולוגיים שמקורם בחיידקים המשמשים לדיכוי מזיקים חקלאיים ופתוגנים של צמחים.

 

2. מהם הסוגים העיקריים של סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאלית?

הקבוצות העיקריות כוללות חיידקים מועילים, פטריות מועילות, פטריות אנטומפתוגניות, פתוגנים של חרקים חיידקיים, בקטריופאג'ים ווירוסים מסוימים.

 

3. מה ההבדל בין בקרה ביולוגית מיקרוביאלית לדשן מיקרוביאלי?

מוצרי בקרה ביולוגית מיקרוביאלית נועדו בעיקר לדכא מזיקים או פתוגנים, בעוד שדשנים מיקרוביאליים נועדו בעיקר לשפר את זמינות חומרי הזנה, מחזוריות מזינים או תזונת צמחים.

מיקרואורגניזמים מסוימים עשויים לספק גם פונקציות בקרה ביולוגית וגם פונקציות מעודדות גידול צמחים, אך יש להבחין בבירור בין הטענות למוצר המיועד ובסיווג הרגולטורי.

 

4. האם סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאליים בטוחים לגידולים?

מוצרים מיקרוביאליים מפותחים בדרך כלל מתוך מחשבה על בטיחות היבול, אך הבטיחות תלויה במיקרואורגניזם, בזן, בניסוח, ביבול, בקצב היישום ובתנאי השימוש. פעל תמיד לפי תווית המוצר.

 

5. האם ניתן לערבב סוכני בקרה ביולוגית מיקרוביאליים עם חומרי הדברה כימיים?

חלקם יכולים, אבל התאימות משתנה באופן משמעותי. קוטלי פטריות, קוטלי חיידקים וחומרי חיטוי מסוימים עשויים להפחית את הכדאיות או את פעילות החיידקים. בצע תמיד בדיקת תאימות ופעל לפי המלצות יצרן המוצר.

 

6. כמה זמן לוקח לחומרים ביולוגיים מיקרוביאליים לעבוד?

זמן התגובה תלוי במיקרואורגניזם, במזיק או בפתוגן היעד, בתנאי הסביבה ובשיטת היישום. מוצרים מסוימים דורשים מספר ימים או יישומים חוזרים על מנת להשיג דיכוי ביולוגי יעיל.

 

7. האם ניתן להשתמש בחומרים ביולוגיים מיקרוביאליים בחקלאות אורגנית?

חלק ממוצרי הגנת הצומח המיקרוביאליים מאושרים לייצור אורגני, אך הזכאות תלויה במיקרואורגניזם, בניסוח, בתקן הסמכה ובמדינה. על המגדלים לאמת את דרישות ההסמכה האורגניות הרלוונטיות לפני השימוש.