مسحوق بروبيوتيك Bacillus pumilus

Bacillus pumilus مسحوق بروبيوتيك للزراعة وتربية الأحياء المائية

ملخص

Bacillus pumilus عبارة عن مستحضر ميكروبي مكون للأبواغ يتم إنتاجه من خلال التخمير السائل المغمور ويستخدم في المنتجات الميكروبية الزراعية والأسمدة الحيوية ومعالجة البذور والتركيبات الميكروبية المرتبطة بالنباتات ومنتجات إدارة المياه في تربية الأحياء المائية. يتم توفير الدرجات الزراعية التجارية بشكل عام على شكل مساحيق حرة التدفق ذات لون أبيض مصفر إلى أصفر فاتح بأعداد صالحة تتراوح من 1×10⁸ إلى 1×10¹¹ CFU/g.

تعد قدرة Bacillus pumilus على تكوين أبواغ داخلية مقاومة سمة مهمة للتركيب الزراعي. توفر الجراثيم قدرًا أكبر من التحمل للتجفيف والتعرض المؤقت للحرارة والنقل والتخزين طويل الأمد مقارنة بالعديد من الخلايا البكتيرية النباتية. عادةً ما يتم التحكم في الرطوبة بما لا يزيد عن 8% لدعم استقرار العد القابل للحياة أثناء التخزين.

في التطبيقات الزراعية، يمكن لسلالات Bacillus pumilus المختارة استعمار البيئات المرتبطة بالجذور والمشاركة في التفاعلات الميكروبية داخل منطقة الجذور. تنتج سلالات معينة إنزيمات أو مستقلبات خارج الخلية مرتبطة بالمنافسة ضد الفطريات والبكتيريا المرتبطة بالنباتات. وهذا يجعل الكائنات الحية الدقيقة ذات صلة بتركيبات حماية النباتات البيولوجية وبرامج صحة التربة المتكاملة.

يمكن أيضًا دمج Bacillus pumilus في معالجة البذور وتطبيقات منطقة الجذر. إن إنشاء كائنات دقيقة قابلة للحياة بالقرب من الجذور النامية قد يدعم التوازن الميكروبي في منطقة الجذور وإنشاء النبات في ظل ظروف بيئية مناسبة.

وفي تربية الأحياء المائية، يمكن إدراج سلالات مختارة في المستحضرات الميكروبية المركبة المخصصة لإدارة المواد العضوية وبرامج جودة المياه. يعتمد الأداء بشدة على هوية السلالة، والعدد القابل للحياة، والظروف البيئية، والصياغة، وطريقة التطبيق.

المواصفات الفنية

الخصائص الوظيفية والصياغة

تنتج Bacillus pumilus أبواغًا داخلية مقاومة تدعم الاستقرار أثناء التجفيف والتخزين وعمليات صياغة زراعية مختارة. هذه الخاصية تجعل الكائنات الحية الدقيقة مناسبة للمساحيق الميكروبية الجافة والأسمدة الحيوية ومنتجات معالجة البذور والتركيبات الميكروبية المركبة.

يعتمد تحمل الحرارة على السلالة، ونسبة الجراثيم، ونظام الناقل، ودرجة الحرارة، والرطوبة، ومدة التعرض. ولذلك لا ينبغي تفسير خصائص تكوين الجراثيم على أنها مقاومة غير محدودة لمعالجة درجات الحرارة العالية.

تظهر سلالات مختارة من Bacillus pumilus القدرة على الاستقرار في البيئات المرتبطة بالنباتات، بما في ذلك منطقة الجذور. يسمح استعمار منطقة ريزوسفير للكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة بالتفاعل مع الجذور والمجموعات الميكروبية المحيطة.

قد تنتج سلالات معينة إنزيمات خارج الخلية ومستقلبات ثانوية مرتبطة بالمنافسة الميكروبية. تكون هذه الخصائص ذات صلة عند تقييم Bacillus pumilus لتركيبات حماية النباتات البيولوجية. الأداء العدائي خاص بالسلالة، وينبغي تأكيد فعاليته ضد مسببات الأمراض النباتية الفردية تجريبيا.

بالنسبة للتركيبات الزراعية المركبة، يمكن دمج Bacillus pumilus مع أنواع Bacillus المتوافقة، أو الكائنات الحية الدقيقة المفيدة، أو المواد الدبالية، أو الأحماض الأمينية، أو الإنزيمات، أو حاملات الأسمدة المناسبة. يجب إجراء اختبار التوافق والعمر الافتراضي لأن الرطوبة ودرجة الحموضة والأملاح والمبيدات الحشرية ومكونات التركيبة الأخرى يمكن أن تؤثر على قابلية الميكروبات للحياة.

سياق التطبيق

الأسمدة الحيوية

يمكن دمج Bacillus pumilus في الأسمدة الميكروبية، والأسمدة الحيوية الوظيفية، ومنتجات الأسمدة العضوية، والمستحضرات الميكروبية للتربة.

بعد التطبيق في ظل ظروف مواتية، يمكن للجراثيم القابلة للحياة أن تنبت وتشارك في العمليات البيولوجية داخل التربة والجذور الأرضية. يمكن لهذه التفاعلات أن تدعم النشاط الميكروبي حول جذور المحاصيل.

ويعتمد الأداء الميداني الفعلي على أنواع المحاصيل، ودرجة حموضة التربة، والرطوبة، ودرجة الحرارة، والمواد العضوية، وإدارة الأسمدة، ومعدل التطبيق، وخصائص السلالة الميكروبية المحددة.

إدارة البيئة الدقيقة للتربة

يمكن استخدام مستحضرات Bacillus pumilus الزراعية كجزء من البرامج المخصصة لإدارة البيئة البيولوجية المحيطة بجذور النباتات.

قد يتفاعل الكائن الحي مع المجموعات الميكروبية الأصلية بعد استقراره في منطقة الجذور. ومع ذلك، تتأثر الظروف الميكروبية للتربة بعوامل عديدة، بما في ذلك التاريخ المحصولي، واستخدام الأسمدة، والري، والمبيدات الحشرية، والمواد العضوية، والملوحة، والخصائص الفيزيائية للتربة.

ولذلك ينبغي دمج التلقيح الميكروبي مع الممارسات المناسبة لإدارة التربة والمحاصيل.

وقاية النباتات البيولوجية

تعتبر سلالات Bacillus pumilus المختارة ذات صلة بمنتجات وقاية النباتات البيولوجية لأنها قد تظهر نشاطًا عدائيًا ضد بعض الفطريات والبكتيريا المرتبطة بالنباتات.

تشمل الآليات المحتملة التنافس على العناصر الغذائية والمنافذ البيئية، واستعمار منطقة الجذور، ونشاط الإنزيم خارج الخلية، وإنتاج مستقلبات خاصة بسلالة معينة.

وينبغي أن تستند ادعاءات السيطرة على الأمراض إلى السلالة التجارية الفعلية، وليس إلى هوية الأنواع وحدها. يجب أن تحتوي المنتجات الموضوعة لتقليل ضغط الأمراض التي تنتقل عن طريق التربة على بيانات مناسبة عن الفعالية المختبرية أو الدفيئة أو الحقلية وأن تتوافق مع لوائح حماية النباتات البيولوجية المعمول بها.

معالجة البذور

يمكن دمج Bacillus pumilus في تركيبات معالجة البذور وطلاء البذور المناسبة لوضع الكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة بالقرب من الجذور الناشئة.

يمكن لهذا التطبيق تسهيل التفاعل المبكر بين السلالة الميكروبية وجذور الشتلات وبيئة التربة المحيطة.

يجب اختبار التوافق مع طلاء البوليمرات والمبيدات الحشرية والأسمدة ومكونات معالجة البذور الأخرى. يمكن أن تؤثر درجة حرارة التجفيف ومدة التخزين أيضًا على عدد البذور المعالجة.

تطبيقات منطقة الجذر

يمكن تطبيق Bacillus pumilus من خلال دمج التربة، أو غمر الجذور، أو أنظمة الري، أو طرق توصيل منطقة الجذر الأخرى اعتمادًا على التركيبة.

يمكن للسلالات ذات خصائص استعمار الجذور المناسبة أن تنشأ حول جذور النباتات في ظل ظروف بيئية مواتية.

ترتبط تطبيقات منطقة الجذر بشكل خاص بإنتاج المشاتل، وإنشاء عمليات زرع الأعضاء، وزراعة الدفيئة، وأنظمة إدارة المحاصيل المكثفة.

التطبيقات الورقية

يمكن تصميم بعض التركيبات الزراعية التي تحتوي على Bacillus pumilus للاستخدام الورقي.

يمكن أن يتأثر البقاء على أسطح الأوراق بالأشعة فوق البنفسجية، ودرجة الحرارة، والرطوبة، وهطول الأمطار، والمواد المضافة للتركيبة، والتفاعلات مع المبيدات الحشرية.

عندما يكون المقصود هو إدارة الأمراض الورقية أو مقاومة الإجهاد، يجب دعم التركيبة والسلالة المحددة ببيانات التطبيق المقابلة.

إدارة إجهاد المحاصيل

يمكن تقييم سلالات Bacillus pumilus المختارة كمكونات للبرامج الميكروبية التي تهدف إلى دعم النباتات تحت الضغط البيئي.

تعتبر استجابات النبات للجفاف أو الملوحة أو درجة الحرارة أو إجهاد الزرع أو الظروف المعاكسة الأخرى معقدة وتعتمد على فسيولوجيا المحاصيل والعوامل البيئية.

ولذلك ينبغي أن تستند المطالبات المتعلقة بمقاومة الإجهاد المعززة إلى أدلة خاصة بالمحاصيل والسلالات بدلاً من الخصائص العامة للأنواع.

إدارة مياه تربية الأحياء المائية

يمكن دمج Bacillus pumilus في المنتجات الميكروبية المركبة لأحواض تربية الأحياء المائية وأنظمة الاستزراع المكثف.

في ظل الظروف المناسبة، قد يشارك التمثيل الغذائي الميكروبي في تحويل بعض المخلفات العضوية القابلة للتحلل الحيوي ودعم إدارة الأحمال العضوية في بيئة الاستزراع.

ويعتمد أداء إدارة المياه على الأكسجين المذاب، ودرجة الحرارة، ودرجة الحموضة، والملوحة، وكثافة التخزين، وكثافة التغذية، والحمل العضوي، والبيئة الميكروبية، واستراتيجية التطبيق. وينبغي استخدام المنتجات الميكروبية كجزء من برنامج متكامل لإدارة تربية الأحياء المائية وليس كوسيلة كيميائية مباشرة لمعالجة المياه.

التكوين والتوحيد

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

يمكن توحيد المنتجات الزراعية التجارية بأعداد صالحة تتراوح من 1×10⁸ إلى 1×10¹¹ CFU/g. يتم التحكم في الرطوبة عادةً بما لا يزيد عن 8% لدعم الاستقرار الجسدي والميكروبيولوجي.

يجب قياس العدد القابل للحياة باستخدام طريقة ميكروبيولوجية مناسبة والتعبير عنه بوحدات تشكيل مستعمرة لكل جرام. قد يوفر عدد الجراثيم أو النسبة المئوية للجراثيم معلومات إضافية عندما تكون مقاومة المعالجة واستقرار التخزين على المدى الطويل من متطلبات الصياغة المهمة.

يمكن أن تشمل مراقبة الجودة تحديد السلالة، والعدد القابل للحياة، والرطوبة، والنقاء الميكروبيولوجي، والمظهر، وغيرها من المعلمات الخاصة بالتطبيق. يجب تأكيد نتائج الاختبار الخاصة بالدفعة من خلال شهادة التحليل.

يجب تخزين المنتج في عبوات محكمة الغلق تحت ظروف باردة وجافة ومحمي من أشعة الشمس المباشرة. يجب تجنب التعرض لفترات طويلة لدرجة الحرارة المرتفعة والرطوبة الزائدة لتقليل فقدان الكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة.

يعتمد التصنيف التنظيمي على الاستخدام المقصود والسوق المستهدف. قد يكون للأسمدة الحيوية، واللقاحات الميكروبية، ومنتجات وقاية النباتات البيولوجية، ومعالجة البذور، والمستحضرات الميكروبية لتربية الأحياء المائية متطلبات مختلفة من حيث التسجيل، وتحديد السلالة، ووضع العلامات، والعدد القابل للحياة، والفعالية.