مسحوق بروبيوتيك Bacillus velezensis

Bacillus velezensis مسحوق بروبيوتيك للزراعة والأسمدة الحيوية

ملخص

Bacillus velezensis عبارة عن مستحضر ميكروبي مكون للأبواغ يتم إنتاجه من خلال التخمير السائل المغمور ويستخدم بشكل أساسي في التركيبات الميكروبية الزراعية والأسمدة الحيوية ومعالجة البذور وأنظمة الحضانة ومنتجات وقاية النباتات البيولوجية. عادةً ما يتم توفير الدرجات التجارية كمساحيق حرة التدفق ذات اللون الأبيض الفاتح إلى الأصفر الفاتح بأعداد صالحة تتراوح من 1×10⁸ إلى 1×10¹¹ CFU/g.

تشكل الكائنات الحية الدقيقة أبواغًا داخلية مقاومة، والتي تدعم الاستقرار أثناء التجفيف والتخزين والنقل وعمليات الصياغة المختارة. يتم التحكم في الرطوبة بشكل عام بما لا يزيد عن 8% للمساعدة في الحفاظ على عدد قابل للحياة خلال مدة الصلاحية.

في التطبيقات الزراعية، تُستخدم سلالات Bacillus velezensis المختارة في تركيبات تهدف إلى دعم استعمار منطقة الجذور، والمنافسة الميكروبية، والنشاط البيولوجي لمنطقة الجذر، وتحويل مغذيات التربة. ترتبط سلالات معينة أيضًا بنشاط عدائي ضد الفطريات والبكتيريا المسببة للأمراض النباتية.

ويرتبط هذا النوع بشكل خاص بأنظمة حماية النباتات البيولوجية، لأن بعض السلالات يمكن أن تنتج إنزيمات خارج الخلية ومستقلبات ثانوية تشارك في التضاد الميكروبي. ومع ذلك، فإن الأداء ضد تعفن الجذور أو الذبول أو غيرها من الأمراض التي تنتقل عن طريق التربة يكون خاصًا بالسلالة ويجب دعمه ببيانات الفعالية المناسبة.

في تطبيقات الأسمدة الحيوية والمشاتل، يمكن دمج Bacillus velezensis في المنتجات الميكروبية المصممة لدعم نمو الجذور، والنشاط البيولوجي للتربة، والبيئة الدقيقة لجذور الجذور. تعتمد الاستجابة الزراعية الفعلية على السلالة، والمحصول، وبيئة التربة، ومعدل الاستخدام، والعدد القابل للحياة، والتركيبة.

لا ينبغي استخدام العدد القابل للتطبيق وحده كمؤشر وحيد لجودة المنتج. وينبغي أيضًا تقييم هوية السلالة، ونسبة الجراثيم، والنقاء الميكروبيولوجي، ونظام الناقل، واستقرار التخزين، وقدرة استعمار الجذور، والأداء الخاص بالتطبيق.

المواصفات الفنية

الخصائص الوظيفية والصياغة

تنتج Bacillus velezensis أبواغًا داخلية تتمتع بمقاومة قوية نسبيًا للضغوط البيئية. هذه الخاصية مفيدة في التركيبات الميكروبية الجافة لأن الجراثيم تتحمل بشكل عام الجفاف وإجهاد المعالجة المؤقت بشكل أفضل من الخلايا البكتيرية النباتية.

يعتمد الاستقرار الحراري والحمضي على السلالة والتركيبة المحددة. يمكن لعوامل مثل نسبة الجراثيم، وتكوين الناقل، والرطوبة، ودرجة الحرارة، ودرجة الحموضة، ووقت التعرض أن تؤثر على عدد الكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة التي يتم الاحتفاظ بها بعد المعالجة والتخزين.

يمكن لسلالات Bacillus velezensis المختارة استعمار جذور النبات والتنافس مع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى على العناصر الغذائية والمنافذ البيئية. تعد قدرة الاستعمار هذه أحد أسباب استخدام هذا النوع في المنتجات الميكروبية لمنطقة الجذر وأنظمة حماية النباتات البيولوجية.

تنتج سلالات معينة إنزيمات خارج الخلية ومستقلبات ثانوية مرتبطة بتفاعلات معادية ضد الفطريات والبكتيريا الحساسة. يمكن أن يختلف طيف النشاط بشكل كبير بين السلالات، لذلك يجب دعم الادعاء العدائي الواسع من خلال بيانات مختبرية أو دفيئة أو ميدانية خاصة بالسلالة.

في تركيبات الأسمدة الحيوية، قد تشارك Bacillus velezensis في العمليات الميكروبية المتعلقة بتحويل المغذيات والنشاط البيولوجي لمنطقة الجذر. ويمكن لهذه الوظائف أن تكمل برامج الأسمدة التقليدية ولكنها لا تحل محل التغذية المتوازنة للمحاصيل.

بالنسبة للمشاتل والزراعة المحمية، يمكن أن يكون الاستعمار المستقر لمنطقة الجذور ذا أهمية خاصة لأن ظروف منطقة الجذر تتم إدارتها بشكل أكثر كثافة وغالبًا ما يتم تطبيق التركيبات الميكروبية من خلال الري أو معالجة الركيزة أو برامج مرحلة الشتلات.

سياق التطبيق

وقاية النباتات البيولوجية

يمكن دمج سلالات Bacillus velezensis المختارة في المنتجات البيولوجية المخصصة لإدارة بعض الفطريات والبكتيريا المرتبطة بالنباتات.

تشمل الآليات المحتملة استعمار منطقة الجذور، والتنافس على العناصر الغذائية والفضاء، وإفراز الإنزيمات خارج الخلية، وإنتاج مستقلبات مضادة للميكروبات خاصة بالسلالة.

قد تساهم هذه الآليات في قمع مسببات الأمراض المرتبطة بالتربة في ظل ظروف مناسبة. ومع ذلك، يختلف أداء مكافحة الأمراض حسب السلالة، ومسببات الأمراض، والمحاصيل، وبيئة التربة، وبرنامج التطبيق.

عندما يتم تقديم مطالبات للسيطرة على تعفن الجذور أو الذبول أو أمراض النبات الأخرى، يجب أن يكون المنتج مدعومًا ببيانات الفعالية المناسبة وأن يتوافق مع لوائح المبيدات البيولوجية أو حماية النباتات المعمول بها.

برامج مكافحة تعفن الجذور والذبول

يمكن دمج Bacillus velezensis في برامج الإدارة المتكاملة لمنطقة الجذر حيث يشكل تعفن الجذور أو الذبول أو غيرها من الأمراض التي تنتقل عن طريق التربة مصدر قلق.

يمكن تطبيق الكائنات الحية الدقيقة من خلال معالجة التربة، أو غمر الجذور، أو تطبيق ركيزة الحضانة، أو معالجة البذور اعتمادًا على التركيبة.

وينبغي اعتباره أحد مكونات برنامج الإدارة المتكاملة للمحاصيل. وتظل تدابير الصرف الصحي، وإدارة الري، والأصناف المقاومة، وظروف التربة، وتناوب المحاصيل، وغير ذلك من تدابير إدارة الأمراض، تشكل أهمية كبيرة.

الأسمدة الحيوية الوظيفية

يمكن استخدام Bacillus velezensis في الأسمدة الحيوية الوظيفية، وتعديلات التربة الميكروبية، وتركيبات الأسمدة العضوية، والمنتجات البيولوجية المركبة.

في ظل ظروف مناسبة، قد تشارك الكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة في النشاط الميكروبي في منطقة الجذور وتحول المغذيات. يمكن لهذه العمليات أن تدعم التركيبات المصممة حول الوظيفة البيولوجية للتربة وكفاءة استخدام المغذيات.

يعتمد التأثير الزراعي النهائي على درجة حموضة التربة، والرطوبة، ودرجة الحرارة، والمواد العضوية، ونظام الأسمدة، وأنواع المحاصيل، والبيئة الميكروبية، والجرعة الميكروبية القابلة للحياة.

تركيبات نمو الجذر

يمكن استخدام المنتجات الزراعية التي تحتوي على Bacillus velezensis في تركيبات تهدف إلى دعم الظروف البيولوجية لمنطقة الجذر وتطور الجذور.

قد تنشأ سلالات مختارة تتمتع بقدرة جيدة على استعمار منطقة الجذور حول جذور النباتات وتتفاعل مع الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالجذر.

يجب تقييم استجابات نمو الجذور للمحصول المستهدف لأنها يمكن أن تختلف وفقًا للسلالة والتربة أو الركيزة وحالة المغذيات وطريقة التطبيق والظروف البيئية.

إدارة إجهاد المحاصيل

يمكن إدراج Bacillus velezensis في برامج إدارة المحاصيل الميكروبية المصممة لدعم وظيفة الجذور تحت الضغط البيئي.

لا ينبغي تقديم الكائنات الحية الدقيقة نفسها كعامل عالمي للتحكم في الإجهاد. تعتمد استجابات المحاصيل للجفاف أو الملوحة أو درجة الحرارة أو عدم توازن المغذيات أو ظروف الإجهاد الأخرى على عوامل فسيولوجية وبيئية متعددة.

ولذلك فإن أي ادعاء يتعلق بتحسين تحمل الإجهاد ينبغي أن يستند إلى التحقق المناسب الخاص بالمحاصيل والسلالات.

تطبيقات الحضانة

يمكن استخدام Bacillus velezensis في ركائز الحضانة، وعلاجات جذور الشتلات، وأنظمة زرع الأعضاء، وغيرها من تطبيقات المحاصيل في المراحل المبكرة.

يمكن أن يوفر استخدام الحضانة فرصة لإدخال الكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة في منطقة الجذر قبل عملية الزرع.

يجب إدارة ظروف التطبيق بعناية لأن بقايا المطهرات المفرطة، والمبيدات الحشرية غير المتوافقة، ودرجة الحموضة الشديدة، أو التخزين غير المناسب للركائز المعالجة يمكن أن تقلل من بقاء الميكروبات.

زراعة محمية

في البيوت الزجاجية وغيرها من أنظمة الزراعة المحمية، يمكن دمج Bacillus velezensis في البرامج الميكروبية لمنطقة الجذر من خلال الري بالتنقيط، أو معالجة الركيزة، أو تطبيق منطقة الجذر.

تسمح الزراعة المحمية بالتحكم الدقيق في الرطوبة ودرجة الحرارة والري والتغذية، ولكنها يمكن أن تخلق أيضًا ضغطًا مرضيًا مكثفًا في بيئة الجذر.

ولذلك، ينبغي دمج المنتجات الميكروبية مع ممارسات الصرف الصحي، والري، وإدارة المغذيات، وحماية المحاصيل، بدلاً من استخدامها كحل قائم بذاته.

تطبيقات طلاء البذور

يمكن دمج Bacillus velezensis في أنظمة طلاء البذور أو أنظمة معالجة البذور المناسبة.

الهدف هو وضع جراثيم قابلة للحياة بالقرب من منطقة الجذر النامية بحيث يمكن للكائنات الحية الدقيقة أن تستقر في ظل ظروف إنبات وتربة مواتية.

وينبغي اختبار التوافق مع معالجة البذور لأن طلاء البوليمرات، وظروف التجفيف، والمبيدات الحشرية، والأملاح، ومدة التخزين يمكن أن تؤثر على قابلية الميكروبات للحياة.

المنتجات الميكروبية المركبة

يمكن صياغة Bacillus velezensis مع أنواع Bacillus أخرى متوافقة، أو كائنات دقيقة مفيدة، أو إنزيمات، أو مواد الدبالية، أو الأحماض الأمينية، أو مواد حاملة مناسبة.

يمكن للتركيبات متعددة المكونات أن توفر وظائف تكميلية، ولكن يجب تقييم التوافق أثناء تطوير المنتج.

الرطوبة، وتكوين الناقل، والنشاط المائي، ودرجة الحموضة، ودرجة حرارة التخزين، والتفاعلات بين الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن تؤثر جميعها على استقرار العمر الافتراضي والعدد القابل للحياة.

التكوين والتوحيد

يتم إنتاج مسحوق Bacillus velezensis بشكل عام من خلال تخمير السائل المغمور متبوعًا بتركيز الكتلة الحيوية وتثبيتها وتجفيفها وصياغتها باستخدام حامل مناسب عند الحاجة.

يمكن توحيد الدرجات الزراعية التجارية من 1×10⁸ إلى 1×10¹¹ CFU/g، مع التحكم في الرطوبة عادةً بما لا يزيد عن 8%.

يجب تحديد العدد القابل للحياة باستخدام طريقة ميكروبيولوجية مناسبة والتعبير عنه بوحدات تشكيل مستعمرة لكل جرام. بالنسبة للمنتجات المصممة لفترة صلاحية طويلة أو استقرار المعالجة، يمكن أن يوفر عدد الجراثيم أو النسبة المئوية للجراثيم معلومات مفيدة إضافية.

قد تتضمن برامج مراقبة الجودة تحديد السلالة، والعدد القابل للحياة، والرطوبة، والنقاء الميكروبيولوجي، والمظهر، وغيرها من المعالم المطلوبة للتطبيق الزراعي المقصود. يجب تأكيد النتائج الخاصة بالدفعة من خلال شهادة التحليل.

يجب تخزين المنتج في عبوات محكمة الغلق في بيئة باردة وجافة ومحمي من أشعة الشمس المباشرة. يجب تجنب التعرض لفترات طويلة لدرجة الحرارة المرتفعة أو الرطوبة الزائدة لأن هذه الظروف قد تقلل من العدد القابل للحياة.

قد تندرج منتجات Bacillus velezensis المستخدمة كأسمدة حيوية أو لقاحات ميكروبية أو معالجات بذور أو منتجات وقاية النباتات البيولوجية ضمن فئات تنظيمية مختلفة. ولذلك ينبغي تأكيد هوية السلالة، والمطالبات المسموح بها، ومتطلبات العدد القابل للتطبيق، ووثائق الفعالية، ووضع العلامات، وحالة التسجيل وفقًا للسوق المستهدف والاستخدام المقصود.