Các cơ chế phát triển của thực vật khác nhau giữa các loài và các chủng; vì vậy, thông thường, không có một cơ chế nào chịu trách nhiệm cho việc thúc đẩy tăng trưởng thực vật. PGPR tăng cường sinh trưởng cây trồng hoặc bằng cách làm theo cơ chế trực tiếp hoặc gián tiếp hoặc kết hợp cả hai tương ứng với sản xuất siderophore, cố định đạm, hòa tan lân, kỹ thuật rhizosphere, sản xuất 1-aminocyclopropane-1- carboxylate deaminase, cảm biến đại biểu (QS) tín hiệu nhiễu và ức chế sinh học, sản xuất phytohormone, hoạt động kháng khuẩn, và sản xuất hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Thực vật và sự xâm chiếm của vi khuẩn đã sinh sống trong hàng triệu năm. Chúng sống và thúc đẩy sự phát triển khỏe mạnh của thực vật. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc cố định nitơ (N), hòa tan kali, cô lập sắt (Fe), và hòa tan phốt phát (P)
Cơ chế cố định nitơ
Nitơ là chất dinh dưỡng quan trọng cần thiết cho sự phát triển của thực vật, và nitrogenase (NIF) là những chất đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp N (NH4+) cho cây thông qua quá trình cố định nitơ sinh học. Nitrogenase bao gồm các gen cấu trúc tham gia vào quá trình khởi động protein Fe, sinh tổng hợp đồng yếu tố molypden, các gen điều hòa và cung cấp điện tử cho quá trình tổng hợp và chức năng của enzym. Gen cố định quan trọng nhất, NIF thường hiện diện trong một cụm có kích thước khoảng 20 – 24 kb với 07 operon mã hóa 20 protein khác nhau. Các vi khuẩn cố định đạm thường được phân loại là (a) vi khuẩn cộng sinh cố định N2 như Rhizobium, Bradyrhizobium, Siborhizobium, Mesorhizobium, Azoarcus, Azotobacter và (b) vi khuẩn không cộng sinh cố định đạm N2 các loài Azospirillum, Diazotrophicus, Gluconacetobacter, Burkholderia, Acetobacter và Enterobacter.
Sự hòa tan photphat và kali
Các cơ chế hòa tan photphat bao gồm việc giải phóng các chất tạo phức hoặc hòa tan khoáng chất như proton axit hữu cơ, anion, CO2, ion hydroxy là các tế bào phụ, giải phóng các enzym ngoại bào và sự thoái hóa cơ chất phóng. Các loài Bacillus, Burkholderia, Microbacterium, Rhizobium, Enterobacter, Rhodococcus, Beijerinckia, Arthrobacter, Serratia, Erwinia, Flavobacterium và Pseudomonas được ghi nhận là chất hòa tan phốt phát. Các thành viên của Pseudomonas, Paenibacillus, Burkholderia, Acidithiobacillus ferrooxidans, Bacillus edaphicus và Bacillus mucilaginosus là kali tiêu chuẩn (K) chất hòa tan. Các nhóm vi khuẩn này chuyển đổi dạng K không hòa tan trong đất thành dạng hòa tan, thông qua các phản ứng hóa học khác nhau như phản ứng trao đổi, chelat hóa và axit hóa.
Cô lập sắt (Siderophore)
Sắt là nguyên tố thiết yếu và đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình sinh lý khác nhau như tổng hợp DNA, hô hấp và quang hợp cùng với các yếu tố chính của nhiều enzym và cụm Fe – S, nhưng sự sẵn có của Fe hòa tan bị hạn chế vì khả năng hòa tan thấp ở pH trung tính. Vi sinh vật tiết ra các hợp chất chelat sắt có ái lực cao trong môi trường Fe thấp, gọi các tế bào phụ là tác nhân tạo ra chelat sắt mạnh. Đây là tan trong nước, các tế bào phụ ngoại bào và nội bào có ái lực lớn hơn với Fe được tổng hợp bởi hầu hết các vi sinh vật dưới giới hạn sắt. Các tế bào phụ sinh ra bởi cùng một chi là tương đồng, trong khi những tế bào khác có thể sử dụng tế bào thân do vi khuẩn Rhizobacteria khác thuộc các chi khác nhau tạo ra là các tế bào phụ dị hợp. Ở những vi khuẩn Rhizobacteria này, Phức hợp Fe3+ siderophore được khử thành Fe2+ và được giải phóng thêm vào tế bào tử siderophore qua liên kết màng trong và màng ngoài. Các tế bào phụ bị phá hủy / tái chế trong quá trình này. Các vi sinh vật tạo ra các tế bào phụ cũng có vai trò chính trong việc ngăn chặn bệnh của bệnh truyền qua đất, đặc biệt là đối với bệnh héo Fusarium do tác động của sự cạnh tranh sắt qua trung gian bên bờ cũng như gây ra sự đề kháng toàn thân ở thực vật.
Điều chỉnh mức phytohormone
các hormone điều hòa tăng trưởng thực vật được gọi là phytohormone, cụ thể là indole acetic acid (IAA), ethylene, cytokinins và gibberellins. Sản xuất auxin được thực hiện qua trung gian của con đường phụ thuộc tryptophan (Trp) và không phụ thuộc vào Trp. Một số lợi ích đã được ghi nhận cho axit axetic indol, tức là, quy định trong phân chia tế bào thực vật và sự khác biệt; tác dụng kích thích sự nảy mầm của hạt và củ; sự phát triển của rễ và xylem; quản lý sự phát triển sinh dưỡng; hình thành rễ bên và gốc ngẫu nhiên; hiệu quả phản ứng với ánh sáng, trọng lực, và huỳnh quang; ảnh hưởng đến quá trình quang hợp; sự hình thành sắc tố; sinh tổng hợp các chất chuyển hóa khác nhau; và khả năng chống lại các căng thẳng sinh học / phi sinh học. Ethylene cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại stress nhiệt. Các cytokinin là những chất điều hòa chính trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Chúng tăng mức độ nội sinh của chúng thông qua hấp thu và tăng cường sinh tổng hợp. Các gibberellin là các axit cacboxylic diterpepoid bốn vòng, và một số ít trong số chúng có chức năng như các hormone tăng trưởng ở thực vật bậc cao, trong đó GA1 và GA4 là những chất chiếm ưu thế. Chúng là những quầy hiệu quả để nảy mầm hạt giống, mở rộng lá, thân kéo dài, và phát triển trái cây. Các thành viên của các chi Azotobacter, Pantoea, Rhodospirillum và Paenibacillus là những nhà sản xuất cytokinin và gibberellin hiệu quả.
(Trích nguồn: Phân bón sinh học cho nông nghiệp bền vững và môi trường – Tác giả: TS. Nguyễn Thị Ngọc Trúc)
Quý khách hàng quan tâm đến sản phẩm đạm hữu cơ Hươu Xanh có thể đặt mua ngay tại đây hoặc liên hệ hotline 0358782777 để được tư vấn về sản phẩm một cách chu đáo nhất!
