بخشی از مقاله
چکیده
ریزو باکتری های ارتقا دهنده رشد گیاه در خاک های کشاورزی قابل ردیابی هستند. این باکتری ها به طور طبیعی در خاک واقع شده اند و ساکن ریشه گیاهان هستند و از طرف دیگر ارتقا میزان رشد گیاهان را در پی دارند. تلقیح گونه های خاصی از این باکتری ها به بذر یا ریشه گیاهان زراعی افزایش رشد را سبب می شود. حضور این میکروب ها تاثیر مستقیمی را در رشد ریشه و ساقه دارد.
تلقیح موارد فوق به ریشهگیاهان زینتی، درختان جنگل، سبزیجات و محصولات کشاورزی ممکن است از جهات مختلفی تاثیر گذار باشد. در اوایل فصل رشد گیاهی، در مرحله جوانه زنی نهال، پایداری سلامت، قدرتمندی گیاه، افزایش رشد بوته، ارتفاع بوته، وزن، محتوای موادمغذی در بافت گیاهی، تولید شکوفه، محتوای کلروفیل، افزایش گره در حبوبات و .... نقش ریزوباکترها به اثبات رسیده است.
از جمله فواید دیگر تثبیت نیتروژن و تحویل ترکیبات نیتروژنه قابل مصرف به حبوبات، افزایش سایر مواد مغذی مثل فسفر ،گوگرد ،آهن و مس ،تولید هورمون های گیاهی و کمک در کنترل آفات را می توان اشاره نمود. لذا کاربرد ریزوباکترها بعنوان کودهای زیستی نه تنها احتیاج به کودهای شیمیایی مضر برای محیط زیست را مرتفع می سازد بلکه از فواید بیشمار دیگری نیز برخوردارند که در هیچ کود شیمیایی قابل رویت نمی باشد و بر این اساس یافت ریزوباکترهای جدید سازگار به شرایط آب و هوایی هر منطقه ضروری و اجتناب ناپذیر است.
مقدمه
گیاهانی که در خاک کشاورزی رشد می کنند تحت نفوذ تعدادی فاکتورهای حیاتی و غیر حیاتی می باشند. لایه نازکی از خاک که مستقیما ریشه گیاه احاطه می کند بسیار مهم و منطقه فعالی برای فعالیت ریشه و متابولیسم آن است که اصطلاحا تحت عنوان ریزوسفر خوانده می شود. ریزوسفر که اولین بار توسط هیلتنر معرفی شد برای توصیف منطقه ای محدود از خاک اطراف ریشه که در آن جمعیت میکروبی توسط فعالیت های ریشه تحریک می شوند استفاده شد
بعبارت دیگر خاک اطراف ریشه یک گیاه که در آن خواص فیزیکی و شیمیایی و بیولوژی با رشد و فعالیت ریشه تغییر کرده است ریزوسفر نامیده می شود . - 2 - تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها مانند باکتری ها، قارچ ها، تک یاخته ها و جلبک ها به صورت هم زیست در ریزوسفر وجود دارند که البته باکتری ها فراوان ترین آنها هستند.
گیاهان با باکتری هایی وارد همزیستی می شوند که به طرق مختلف به رشد آن ها کمک می نمایند . - 3 - از آن جایی که باکتری ها میکروارگانیسم های فراوان در ریزوسفر می باشند بنابراین احتمالا به خصوص با توجه به داد و ستد های مثبت با ریشه، فیزیولوژی گیاه را به میزان زیادی تحت تاثیر قرار می دهند
میکروارگانیسم ها براساس اثرشان بر روی گیاهان و راه تعامل شان با ریشه می توانند در ریزوسفر جهت رشد گیاهی مثمر ثمر واقع شوند. ریزوباکتری های ساکن ریشه گیاه با تاثیر مستقیم یا تاثیر غیر مستقیم بر گیاهان اثر می نمایند بنابراین باکتری ها ی فوق تحت عنوان ریزوباکترهای افزایش دهنده رشد نامیده می شوند
ریزوسفر به عنوان یک اکوسیستمی است که در عملکرد بیوسفر با اهمیت است. رابطه مثبت گونه های مختلف باکتری هایی مثل سودموناس، ازوسپریلیوم، ازتوباکتر، کلبسیلا، انتروباکتر، الکالیجنس، ارتروباکتر، سراشیا، باسیلوس، بورخولدریا برای افزایش رشد گیاه گزارش شده اند 9 - و - 12 و اخیرا چندین کود زیستی با کاربرد ریزوباکترها بصورت تجاری در دسترس قرار دارند که رشد گیاهی را از طریق ی ک یا چند مکانیسم ارتقاء می دهد. برخی از این موارد عبارتند از: سرکوب بیماری های عفونی گیاهی - بیوکنترل - ، بهبود کسب مواد غذایی - بیوفرتیلایزر - ، تولید هورمون گیاهی - بیورگولاتور - .
استفاده از ریزوباکتر ها برای کنترل بیولوژیکی بیماری های گیاهی بسیار موفق آمیز بوده است مثل ارگانیسم ها که توانایی مهار یا از بین بردن دیگر ارگانیسم های بیماری زا را دارند. باکتری هایی که بیشتر مورد مطالعه و گزارش در ارتباط با آنها ثبت شده است عبارتند از باسیلوس، استرپتومایسس، سودوموناس، بورخولدریا و آگروباکتریوم . این باکتری ها حداقل با یکی ازمکانیسم های سرکوب بیماری های گیاهی، القاء مقاومت سیستمیک، تولی د سیدروفورها و یا آنتی بیوتیک ها اثر خود اعمال می کنند. قرار گرفتن گیاه در معرض ریزوباکترهای افزایش دهنده رشد گیاهی، در صورتی که توسط ارگانیسم های بیماری زا مورد حمله قرار گرفته است باعث یک واکنش دفاعی توسط محصول می شود. سیدروفورهای تولید شده توسط این عوامل مفید عنصر مهمی مثل آهن را از ریزوسفر دریافت و در اختیار گیاه قرار میدهد. آنتی بیوتیک های تولید شده توسط این باکتری ها از رشد عوامل پاتوژن گیاهی جلوگیری می کنند.
باکتری های محلول کننده فسفات:
بهبود حاصلخیزی خاک یکی ازاستراتژی ها ی رایج برای افزایش محصولات کشاورزی است. تثبیت نیتروژن بیولوژیکی در افزایش باروری خاک بسیار مهم است علاوه بر تثبیت نیتروژن بیولوژیکی انحلال فسفات نیز به همان اندازه مهم می باشد. فسفر درشت مغذی ضروری برای رشد بیولوژیکی گیاهان است. میکروارگانیسم ها با یک سیستم بیولوژیکی فسفر معدنی نامحلول را محلول می کند و آن را در دسترس گیاهان قرار میدهند. توانایی برخی از میکروارگانیسم ها برای تبدیل فسفر نامحلول به یک فرم قابل دسترس نقش مهمی را در افزایش بازده محصول گیاهی دارا است
استفاده از باکتری های محلول کننده فسفات باعث افزایش جذب فسفر توسط گیاهان می شود 12 - و. - 13 در میان میکروب های طبیعی فراوان ساکن ریزوسفر، باکتری های محلول کننده فسفات از جمله مواردی هستند که امکان تهییه کودهای زیستی را محیا نموده اند که بعنوان راه حل جایگزین بیوتکنولوژی بجای کودهای شیمیایی را در کشاورزی پایدار فراهم کرده اند. این موجودات علاوه بر ارائه فسفر به گیاهان همچنین باعث تسهیل رشد گیاه توسط مکانیسم های دیگر نیز می شود. میکروارگانیسم های افزایش دهنده رشد گیاهی شامل باکتری ها و قارچ ها هستند که کار آمد ترین موارد متعلق به جنس های باسیلوس، ریزوبیوم، سودوموناس از باکتری ها و آسپرژیلوس و پنی سیلیوم از گروه قارچ ها است
بیشتر ترکیبات فسفره وقتی با اجزای خاک واکنش نشان می دهند در دسترس گیاه قرار نمی گیرند. بسیاری از میکرواگانیسم های خاک قادر به محلول کردن فسفر و در دسترس سازی آن می باشند. از جمله راه های محلول سازی می توان به فعالیت های متابولیک مثل تراوش اسید های آلی که به طور مستقیم باعث حل شدن فسفات می شود اشاره نمود. حدود 95درصد از باسیل گرم مثبت خاک متعلق به جنس باسیلوس هستند 16 - و17و18 و19و. - 20 نقش باکتری های ازتوباکتر وینلاندی و باسیلوس سرئوس در محلول سازی فسفات در محیط ازمایشگاه به اثبات رسیده است بنابراین پتانسیل بالای این باکتری ها در ابعاد درون تنی گیاهی نیز باید مد نظر قرار گیرد . - 21 - باسیلوس مگاتریوم در ریزوسفر چای قادر به حل نمودن فسفات است و به این ترتیب به رشد گیاه فوق کمک می کند
در تحقیقی ریزوبیوم لگومینوزاروم در غربالگری از 4800 باکتری جدا شده از خاک آزاد ریشه ،ریزوسفر و ریزوپلن جدا شده که نقش ویژه محلول سازی فسفات آن به اثبات رسیده است . - 22 - شناسایی و تعیین خصوصیات چنین باکتری هایی برای گسترش و ارتقاء رشد موثر گیاه انجام می شود. کاربرد باکتری های محلول کننده فسفات تا حدود %50 از نیاز گیاه ذرت به فسفر را مرتفع می سازند . - 23 - تلقیح چنین باکتری هایی با فسفر معدنی باعث افزایش بهره وری از کود های فسفر شده و باعث کاهش میزان فسفر مورد نیاز گیاه می شود. چنین میکروب هایی باعث افزایش رشد رویشی و کیفیت میوه نیز می شوند به انضمام اینکه باعث کاهش آلودگی محیط زیست نیز خواهند بود
نتیجه گیری:
باکتری های مفید خاک، ریزوباکترهای افزایش دهنده رشد گیاه هستند که یک گروه ناهمگن از باکتریهایی می باشند که می توانند در ریزوسفر حضور یابند، از طرف دیگر در سطح ریشه و در ارتباط با ریشه می توانند گستره و کیفیت رشد گیاه را به طور مستقیم یا غیر مستقیم بهبود بخشند. در چند دهه گذشته یک گروه متنوع از باکتری ها از جمله گونه ی سودوموناس، آزوسپریلیوم، ازتوباکتر، کلبسیلا، انتروباکتر، آلکالیژنز، آرتروباکتر، بورخولدریا، باسیلوس، ریزوبیوم و سراشیا گزارش شده اند که باعث افزایش رشد گیاه می شوند.
در روش مستقیم ای باکتری ها باعث افزایش مواد مورد نیاز گیاه می شوند و یا باعث تسهیل جذب برخی عناصر از محیط زیست می شوند. در روش غیر مستقیم، ریزوباکترها از اثرات زیان بار یک یا چند میکروارگانیسم فیتوپاتوژنیک جلوگیری می کنند. در برخی موارد نیز مکانیسم های مسبب رشد گیاهی به طور کامل شناخته شده نمی باشند. موارد مهم دیگر عبارتند از: توانایی تولی د یا تغییر غلظت تنظیم کننده های رشد گیاهی مانند ایندول استیک اسید، اسید جیبرلیک، سیتوکینین و اتیلن
تثبیت کننده های نیتروژن غیر هم زیست - 27 - ، مبارزه با برابر میکروارگانیسم های فیتوپاتوژنیک توسط تولید سیدروفورها - 28 - ، تولیدآنتی بیوتیک ها - 29 - و سیانید هیدروژن - 30 - ، انحلال فسفات معدنی و دیگرمواد معدنی از دیگر موارد مهم با اهمیت محسوب می گردند 31 - و . - 32 علاوه بر موارد ذکر شده برای افزایش رشد گیاهی، گونه ی باکتری مورد استفاده در کودهای زیستی باید در ریزوسفر انتخابی مناسب باشند یا به عبارت دیگر از سازگاری زیادی با محیط مورد مد نظر برخوردار باشند 33 - و 34 و. - 35 عوامل محیطی تاثیر گذار بر فعالیت ریزوباکتره عبارتند از شرایط آب وهوایی، ویژگی های خاک، ترکیب یا فلور میکروبی بومی خاک برای رسیدن به حداکثر رشد و ارتقاء تعامل بین ریزوباکتر و نهال .
هم اینک ضروری است که بیش از پیش توسعه گونه های کارامد در شرایط مزرعه مد نظر دانشمندان و محققین قرار گیرد. یکی از روش های کشف تنوع میکروبی خاک یافتن ریزوباکتر های سازگار با محیط خاص خاک است. درصورت درک دقیق از محیط پیچیده ریزوسفر و از مکانیسم های ریزوباکترها میتوان انتظار داشته باشیم که محصولات جدید میکروبی بیش از پیش در دسترس قرار گیرند. موفقیت این محصولات بر روی توانایی ما برای مدیریت ریزوسفر به منظور افزایش بقا و رقابت این میکروارگانیسمهای مفید بستگی دارد . - 36 - استفاده از چندین گونه تلقیحی ریزوباکتری با دانستن عملکرد آن ها باعث افزایش قدرت عمل میکروب های مورد استفاده در ای ن زمینه می شود
