وبلاگ

طی چند دهه اخیر به علت افزایش جمعیت و تقاضای روزافزون برای مواد غذایی، مصرف کود های شیمیایی به منظور افزایش مقدار تولید در واحد سطح به شدت افزایش یافته است. استفاده از کودهای شیمیایی فسفاته تاریخچه دیرینه ای دارد و به انقلاب سبز و معرفی کودهای شیمیایی بر می گردد(ساریخانی و همکاران 1389، 13).‏‏‏ مصرف بی رویه کودهای شیمیایی موجب عدم تعادل عناصر و مواد غذایی موجود در خاک، کاهش بازده محصولات کشاورزی و به خطر افتادن سلامت انسان ها و دیگر موجودات زنده خواهد شد. نیاز به جایگزینی مناسب برای کودهای شیمیایی زمانی احساس می شود که بدانیم علاوه بر آسیب های زیست محیطی ناشی از کاربرد کودهای شیمیایی، محدود بودن منابع، افزایش قیمت تمام شده و تثبیت شدن قسمت اعظمی از کودهای فسفاته مصرفی به شکل غیرقابل استفاده برای گیاه نیز پیامدهای استفاده از این کودهای شیمیایی هستند(ساریخانی و همکاران 1389، 13).

ضرورت یافتن جایگزینی مناسب برای رهاسازی فسفات تجمع یافته در خاک زمانی بیشتر احساس می شود که  بر این امر واقف گردیم که منابع فسفات موجود در خاک  قابلیت تامین فسفات مورد نیاز گیاهان برای تولید بهینه تا صد سال را دارا می باشد. بنابراین کافی است که این منبع عظیم فسفر را به صورت قابل جذب و استفاده برای گیاه تبدیل نمود (Bashan 1998, 16). به همین علت امروزه استفاده از کودهای بیولوژیک مورد توجه قرار گرفته است که مکانیسم عمل آنها قابلیت جذب عناصر غذایی گیاه در خاک را افزایش می‏دهد. باکتری­ های حل کننده فسفات برای افزایش فراهمی فسفر مورد نیاز گیاه کارآمد به نظر       می رسند (Bashan 1998, 16). فسفر در خاک‌ها به دو شکل آلی و معدنی  وجود دارد اما غلظت فسفات محلول در خاک معمولاً خیلی پایین است (Bashan 1998, 16). قسمت اعظم میکرو ‏‏ارگانیسم‏های محلول کننده فسفات در ریزوسفر گیاهان متمرکز شده‌اند. میکروب‏های خاک توانایی تبدیل اشکال نامحلول فسفر به اشکال محلول را دارند. ترکیبات آلی و معدنی خارج شده از ریشه، باعث افزایش جمعیت میکروبی در اطراف ریشه می‌گردند . با توجه به اینکه میکروارگانیسم‏های محلول کننده فسفات در خاک به طور طبیعی وجود دارند و موجب افزایش فسفر قابل دسترس و تحریک رشد گیاه می‌شوند، اما تعداد آن‌ ها در خاک به اندازه کافی نیست تا با سایر میکروارگانیسم‏هایی که در ریزوسفر قرار دارند رقابت کنند. بنابراین تلقیح گیاهان با میکروارگانیسم‏های محلول کننده فسفات اثرات مفیدی دارد. باکتری­ های حل کننده فسفات طی سه مکانیسم تولید اسیدهای آلی، کلات کردن و واکنش های تبادل لیگاند موجب انحلال ترکیبات نامحلول فسفات می‏شوند. طی فرایند انحلال بخشی از فسفر محلول، توسط باکتری حل کننده فسفات استفاده می‏شود اما از آنجائیکه مقدار فسفر حل شده بیش از نیاز باکتری‏ها است لذا این مقدار آزاد می‏تواند در اختیار گیاه قرار گیرد. اغلب خاک‏های ایران دارای آهک و گچ بوده و این امر می‏تواند موجب تثبیت فسفر شود. در نتیجه فسفر جذب ذرات کلوئیدی خاک شده و از دسترس گیاه خارج می شود. بنابراین در غالب خاک‌ها از نظر مقدار فسفر کل مشکل وجود

 ندارد، بلکه مشکل، در دسترس قرار گرفتن آن می‌باشد. فسفر جذب عناصری مانند Ca2+، Fe3+  و Al3+ شده و باعث تشکیل ترکیبات نامحلول می‌گردد (Bhattacharyya and Jha 2012, 28).

[1]PGPR یا باکتری های تحریک کننده رشد گیاه، گروهی از باکتری‏های ریزوسفر هستند که به طور مستقیم (انحلال فسفات، تولید هورمون­ها…) و غیر مستقیم (تولید کاتالاز، سیانید هیدروژن و….) موجب افزایش رشد گیاه می شوند. با توجه به طیف گسترده اثرات مثبت برخی از باکتری­ های سودمند از قبیل تولید سیدروفور، تولید هورمون­ها و ویژگی بیوکنترلی آنها بر ضد قارچها و عوامل بیماریزا، متمرکز شدن بر تحقیقاتی که منجر به حصول چنین میکروارگانیسم های چند منظوره ای باشد بسیار مثمر ثمر خواهد بود، زیرا کودهای زیستی تلقیحات میکروبی هستند که علاوه بر افزایش جذب عناصر غذایی، موجب افزایش رشد گیاه می‏شوند، بنابراین با کاربرد سویه های PGPR  می‏توان چندین هدف را به طور همزمان دنبال کرد ((Boraste 2009, 1; Saharan and Nehra 2011, 21.

استفاده از ماده حامل مناسب در تولید یک کود زیستی با کیفیت بسیار مهم و ضروری است. ذغال­سنگ نارس[2]، ذغال­سنگ قهوه­ای[3]، چارکل[4]، گل یا لجن فشرده، کودهای مزرعه­ای و مخلوط خاک­ها می­توانند به عنوان یک حامل مناسب استفاده شوند. ذغال سنگ طبیعی و ذغال سنگ قهوه ای حامل­های بهتری برای کودهای زیستی هستند. الحاق میکروارگانیسم به ماده حامل باید به گونه ای باشد که قابل حمل و لمس راحت و تجزیه طولانی باشد و کمترین اثر را روی کود زیستی بگذارد. بر طبق تحقیقات هوبن[5] و سوماسه گاران[6] یک ماده حامل خوب برای تلقیح بذر، باید ارزان و به راحتی در دسترس باشد، علاوه بر این نباید برای سویه های باکتریایی و گیاه سمی باشد زیرا حامل می تواند روی بذر اثر بگذارد. همچنین حامل باید ظرفیت جذب رطوبت خوبی داشته باشد و به خوبی به بذر متصل شود و در نهایت حامل باید ظرفیت بافری و pH مناسبی داشته باشد و به راحتی بتوان آن را با اشعه گاما یا اتوکلاو استریلیزه کرد (Boraste 2009, 1).

باتوجه به اینکه در خاک های آهکی ایران که در اقلیم های خشک و نیمه خشک تحول پیدا کرده اند، وجود pH بالا، درصد زیاد کربنات کلسیم، کمی مواد آلی و خشکی خاک باعث شده اند که جذب فسفر کمتر از مقدار لازم برای تامین رشد بهینه اکثر محصولات کشاورزی باشد. لذا هدف از این پژوهش بررسی تاثیر   spp.  Streptomyces جدا شده از خاک بر انحلال فسفات به منظور تولید کود زیستی فسفاته می باشد.

2-1- روابط میكروارگانیسم با ریشه گیاهان

میكروارگانیسم های خاك ارتباط های گسترده و متنوعی با ریشه گیاهان عالی دارند كه مهمترین آنها عبارتند از:

1- همزیستی: به شكل ارتباط های میكوریزی و تشکیل گرهک در گیاهان خانواده لگومینوز میباشد.

2- انگلی: دراین حالت ارگانیسم­های انگل به صورت غیراختصاصی تا بسیار اختصاصی عمل می كنند.

3- روابط تقریباً نامشخص كه در ریزوسفر و سطح ریشه گیاه وجود دارد.

خاك غنی از میكروارگانیسم هایی است كه از لحاظ شكل، ساختار و نقش متفاوت هستند. از طرف دیگر خاك محیطی است كه درآن بخش های زیرزمینی گیاه گسترش و استقرار می یابد. تراكم ریشه گیاهان عالی در خاك زیاد است. وقتی ریشه درخاك رشد می كند، شرایط خاك مجاور ریشه به طرق مختلف به طور قابل ملاحظه ای تغییر می كند. وقتی محیط كوچك خاك مجاور ریشه ها تغییر می یابد، این تغییرات روی میكروارگانیسم های خاكزی موجود دراین منطقه اثر می گذارند. گیاهان به طور ذاتی فاقد سیستم دفعی مشخصی بوده و بسیاری از تركیبات به شكل مواد زائد از قسمت های مختلف اندام های گیاه آزاد می شوند. سطح ریشه یكی از این مناطقی است كه از آنجا تركیبات ناخواسته و به طور مستمر از گیاه تراوش می شوند و در مجاور سطح ریشه تجمع می یابند. موادی كه به این صورت از ریشه ها آزاد می شوند، ترشحات نامیده می شوند. تركیبات آلی و معدنی خارج شده از ریشه، باعث افزایش جمعیت میكروبی در منطقه اطراف ریشه ها می گردند. علاوه بر ترشحات، سلولهای جدا شده از ریشه كه عمدتاً از كلاهك جوان در حال رشد ریشه مشتق می شوند، انرژی اضافی را برای توسعه جمعیت میكروبی فراهم می كنند (Brahmaprakash and Sahu 2012, 92).

[1] Plant growth promoting rhizobacteria

[2] Peat soil

[3] Lignite

[4] Charcoal

[5] Hoben

[6] Somasegaran