بخشی از مقاله
مقدمه
فسفر بعد از نیتروژن دومین عنصر محدود کننده رشد گیاهان بوده و جزء عناصر ضروری برای رشد و توسعه گیاهان است که حدود % 0/2 از وزن گیاه را تشکیل می دهد . - Keneni, 2010 - بسیاری از خاکهای ایران از نظر فسفر دچار کمبود یا در شرایط بحرانی قرار دارند عنصر فسفر به طور معمول در زمینهای کشاورزی ایران - به مقدار 10 تن در سال در اراضی کرج - از سال 1946 به کار برده شده است. مصرف سالیانه کودهای فسفاته در ایران در حال حاضر در حدود 750 هزار تن می باشد که در حدود 250 هزار تن آن تولید داخل بوده و مابقی وارداتی است . - Besharati et al., 2001 - کودهای فسفره همچون منو سوپر فسفات، دی آمونیوم فسفات و سوپرفسفات تریپل برای محصولات مختلف همچون گندم، جو و ذرت به کار میرود و این قابلیت را دارند که فسفر مورد نیاز گیاه را سریعاٌ تأمین نمایند . - Mohammady Aria et al., 2009 -
اما قیمت بالای این گونه کودها، افراد بسیاری در کشورهای مختلف همچون ایران را به استفاده مستقیم از خاک فسفات ترغیب نموده است . - Besharati et al., 2001 - البته مصرف مستقیم خاک فسفات رایج نمی باشد زیرا حلالیت آن در خاک-های آهکی بسیار پایین است. در این راستا استفاده از فناوریهای جدید در زمینه استفاده از کودهای زیستی بویژه به منظور مدیریت در موضوع فسفر خاک اهمیت زیادی دارد. استفاده از میکروارگانیسمهای خاک زی که توانایی انحلال فسفاتهای نا محلول و تبدیل آن به فرمهای محلول را دارند یکی از راههای موثر برای افزایش قابلیت جذب فسفر در خاکهای قلیایی است . - Attoe & Olsen, 1966 -
انحلال طبیعی فسفاتهای نامحلول معدنی مشخصهی بارزی است که بسیاری از میکروارگانیسمهای موجود در خاک از خود نشان می دهند - که این ریز موجودات به عنوان PSM معرفی گردیدهاند - . در سالهای اخیر با افزایش توجهات به کشاورزی پایدار، روشهای زیستی مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. یکی از انواع روش-های زیستی، افزایش قابلیت جذب فسفر از خاک فسفات استفاده از میکروارگانیسمهای حل کننده فسفات 1 - PSM - است . - Goldstein et al., 1986 - میکروارگانیسمهای حل کننده فسفر در خاک بسیار متنوع بوده که باکتریهای حل کننده فسفات - PSB - 2 جزء مهمترین آنها محسوب میشود.
نقش باکتریها در انحلال فسفاتهای نامحلول معدنی و تبدیل آن به فرم قابل دسترس برای گیاهان به خوبی شناخته شده است. استفاده از PSBها برای تلقیح گیاهان زراعی در طول چند دههی اخیر مورد توجه قرار گرفته است. تلقیح گیاهان با PSBها منجر به بهبود رشد، عملکرد و جذب فسفر در محصولات مختلف شده است. میکروارگانیسمهای حل کننده فسفات جداسازی شده از یک منطقه همواره عملکرد یکسان و ثابتی در نواحی دیگر نشان نمیدهند و این به دلیل سازگاری ضعیف آنها با دیگر خاکها یا اقلیمهاست - Vikram et al., . - 2007 هدف از انجام تحقیق حاضر جداسازی باکتریهای حل کننده فسفات بومی خاک دو منطقه متفاوت در ایران بود تا تأثیر آنها بر روی حل کنندگی فسفر نامحلول و تبدیل آن به فرم محلول بررسی گردد.
مواد و روشها
نمونههای خاک از دو منطقه کردان و گنبد انتخاب شدند. باکتریهای حل کننده فسفات از دو نمونه خاک بر طبق روش Sperber در گروه مهندسی علوم خاک دانشگاه تهران مورد جداسازی قرار گرفتند. کلنیهای باکتری که هالهی شفاف روی محیط کشت از خود نشان دادند خالص سازی شده و از آنها زیر کشت تهیه گردید و برای مطالعات بعدی نگهداری شدند. برای کدبندی ایزولهها از حروف الفبا و عدد استفاده شد که حرف الفبا نشان دهنده خاک و اعداد نشان دهنده شماره باکتری بود.
بر اساس میزان قطر هاله به کلنی باکتری بر روی محیط کشت جامد اسپربر معدنی 9 ایزوله ی برتر PSB برای آزمایشات بعدی انتخاب شد. آزمایش مربوط به انکوباسیون باکتریها، با تیمارهای ذیل مورد انجام قرار گرفت. دو محیط کشت اسپربر مایع با دو منبع مختلف فسفر تهیه گردید که میزان فسفر اضافه شده به این محیط کشتها به ترتیب 250 میلی گرم در لیتر تری کلسیم فسفات و 288/5 میلی گرم در لیتر خاک فسفات - با میزان P یکسان - بود. 50 میلی لیتر از هر محیط کشت اسپربر مایع در ارلنهای 250 میلی لیتری پخش گردید. و به عنوان تیمارهای مختلف به کار برده شد. آزمایش در 3 تکرار انجام گرفت. - لازم به ذکر است مقادیر ذکر شده فوق به صورت یکسان تأمین کننده یون فسفر هستند -
ارلن ها در دمای 121 درجه فشار 15 psi به مدت 20 دقیقه استریل شدند. سپس سوسپانسیون هر یک از باکتری ها با غلظت 108 واحد کلونی و مقدار 100 میکرولیتر به ارلنها اضافه و نمونهها به مدت 15 روز در دمای 27 درجه سلسیوس انکوبه و با سرعت 138 دور در دقیقه تکان داده شدند. پس از 5، 10 و 15 روز، از ارلنها نمونه برداری گردید. به مدت 10 دقیقه در دور 10000 rpm سانتریفیوژ شده و سپس محلول رویی جداسازی و pH نمونهها به وسیله دستگاه pH متر اندازه گیری شد. پس از آن 10 میلی لیتر از محلول رویی با 10 میلیلیتر معرف آمونیوم مولیبدات وانادات مخلوط و با آب مقطر به حجم 50 میلی لیتر رسانده شد و پس از 20 دقیقه، شدت جذب نور با استفاده از روش طیف سنجی در طول موج 430 نانومتر قرائت شد. مقدار فسفر محلول در محیط کشت در مقایسه با منحنی استاندارد محاسبه شد.
نتایج و بحث
باکتریهای حل کننده فسفات معدنی در هر دو خاک وجود داشتند اگر چه از نظر تعداد - بر حسب واحد تشکیل شده کلنی در هر گرم خاک - و نیز کارایی هر سویه طبق مشاهده هاله شفاف اطراف کلنی با هم متفاوت بودند.از این ایزولههای جدا شده از هر دو خاک تعداد 9 سویه کارآمد PSB برای مطالعات بعدی انتخاب شدند. نتایج آزمایش انحلال تری کلسیم فسفات توسط ایزولههای منتخب و تغییرات pH مرتبط با آنها در محیط کشت در جدول 3 آورده شده است. نتایج بیانگر آن است که PSBهای جدا شده از منطقه کردان بیشتر از گنبد در انحلال فسفات تر کلسیم کارآمد و توانا بودند.
تمام ایزولههای باکتری به طور معنی داری - P 0.01 - مقادیر بیشتری از تری کلسیم فسفات را نسبت به شاهد تلقیح نشده حل کردند. بیشترین مقدار انحلال برای باکتری - 28.46 mg - K15 و بعد از آن - 28.12 mg - G54 در یک دوره 15 روزه انکوباسیون گزارش گردید. همچنین همان طور که در جدول 2 مشاهده میشود همبستگی معکوسی ما بین مقادیر فسفر حل شده و کاهش pH در محیط کشتها مشاهده گردید.در مورد خاک فسفات توفوردی یزد نیز انحلال فسفات قابل توجهی - P 0.01 - نسبت به شاهد منفی توسط ایزولهها مشاهده گردید که مقدار فسفر حل شده و تغییرات pH محیط کشت مربوط در جدول 3 آورده شده است.
