بخشی از مقاله
خلاصه:
برخی از باکتریهای افزاینده رشد گیاه و ریزوبیومها، حاوی آنزیمی به نام ACC deaminase هستند. که موجب کاهش اتیلن ناشی از شرایط تنش خشکی در گیاه می شوند .تنش خشکی از عوامل مهم محدود کننده رشد گیاهان در ایران می باشد. تنش خشکی از عوامل مهم محدود کننده رشد غلات به ویژه گندم به شمار میآید طبق آمار کشاورزی ایران در سال 1389 بیش از 63 درصد زمینهای زیر کشت گندم در ایران به صورت دیم می باشند .درکشت های آبی نیزمعمولاً به علت کمبود منابع آبی، آب در حد بهینه، در اختیار گیاه قرار نمی گیرد .
لذا در بیشتر موارد گیاه با تنش خشکی روبرو است . با توجه به اهمیت و نقش مهم گندم در تغذیه مردم و با توجه به محدودیت منابع آبی در ایران ارائه راهکارهای لازم برای افزایش عملکرد گندم امری لازم و ضروری است . یکی از این راهکارها میتواند استفاده از کودهای زیستی که دارای باکتریهای افزاینده رشد گیاه بوده و استفاده از کود فسفره است.
در این پژوهش سعی شده تا به روابط بین کود زیستی، خشکی و رشد گندم پرداخته شود. نتایج نشان میدهند که باکتری Sinorhizobium meliloti توانایی تولید آنزیمACC deaminase را داراست که می تواند در افزایش تحمل تنش خشکی موثر باشد. می توان نتیجه گیری نمود که شرایط تنشی مختلف از جمله تنش رطوبتی حاکم بر کشاورزی ایران موجب کاهش رشد و عمل کرد محصولات کشاورزی می شود،
مقدمه:
کودهای بیولوژیک در دهه گذشته به دلیل مصرف کودهای شیمیایی اثرات زیست محیطی متعددی از جمله انواع آلودگیهای آب وخاک و مشکلاتی در خصوص سلامتی انسان و دیگر موجودات زنده به وجود آمد. سیاست کشاورزی پایدار و توسعه پایدار کشاورزی، متخصصین را بر آن داشت که هر چه بیشتر از موجودات زنده خاک در جهت تأمین نیازهای غذایی گیاه کمک بگیرند و بدینسان بود که تولید کود بیولوژیک آغاز شد.
البته مصرف کودهای بیولوژیک قدمت بسیار طولانی دارد. تولیدکنندگان محصولات برای تقویت زمینهای کشاورزی، گیاه تیرهای به نام لگومینوز را کشت میکردند و معتقد بودند که با کشت آن حاصلخیزی خاک افزایش پیدا می کند. در نوشتههای تاریخی کاشت گیاه شبدر، باقلای مصری و ... برای تقویت خاکها گزارش شده است.آزمایش های متعدد نشان داده است باکتری های که توان تولید آنزیم ACC د آمیناز هستند می توانند گیاهان را در مقابل تنش های آلودگی، تنش خشکی، تنش کمبود مواد غذایی و تنش شوری محافظت کنند.
شکل :1 باکتری آزوسپیریلوم تثبیت کننده ازت در ریشه گندم را نشان می دهد.
کود بیولوژیک مواد نگهدارندهی میکرو ارگانیزمهای مفید خاک میباشند که به طور متراکم و با تعداد بسیار زیاد در یک محیط کشت تولید شدهاندمعمولاً. به صورت بستهبندی قابل مصرف در اراضی کشاورزیاند. هدف از مصرف کودهای بیولوژیک، تقویت حاصلخیزی خاک و تأمین نیازهای غذایی گیاه است، گر چه ممکن است اثرات مفید دیگری داشته باشند.
نخستین کود بیولوژیک با نام تجارتی نیتراژین تولید شد که در اواخر قرن نوزدهم مورد استفاده قرار گرفت . ارگانیزمهایی که در تولید کودهای بیولوژیک مورد استفاده قرار میگیرند عمدتاً از خاک جداسازی می شوند. در شرایط آزمایشگاه در محیطهای کشت مخصوص تکثیر و پرورش پیدا می کنند و بعد به صورت پودرهای بستهبندی شده و آماده، مصرف میشوند.
انواع کودهای بیولوژیک مهمترین کودهای بیولوژیک عبارتند از:
-1 تثبیت کننده ازت هوا
-2 قارچهای میکوریزی، که با ریشه بعضی از گیاهان ایجاد همزیستی کرده و اثرات مفیدی ایجاد میکند
-3 میکرو ارگانیزمهای حل کننده فسفات، که فسفات نا محلول خاک را به فسفر محلول و قابل جذب گیاه تبدیل میکنند
-4 اکسید کننده گوگرد - تیو باسیلوس - ، کودی که دارای باکتری تیو باسیلوس بوده و باعث اکسایش بیولوژیکی گوگرد میشود
-5 کرمهای خاکی، در تولید هوموس مورد استفاده قرار میگیرند و نوعی کود کمپوست به نام ورمی کمپوست1 تولید میکنند .
الف- تثبیت کنندههای ازت کار اصلی تثبیتکنندههای ازت، تثبیت ازت هوا و تبدیل آن به ازت معدنی قابل استفاده برای گیاه است. هوای اطراف ما 0/79 گاز ازت دارد ولی گیاهان قادر به استفاده از آن نیستند لذا این ازت باید به ازت معدنی تبدیل شود. تثبیت یا در کارخانههای کود سازی با صنعت پتروشیمی با هزینه و انرژی بسیار زیاد صورت میگیرد و یا بدون هزینه به وسیله موجودات ذرهبینی خاک که کار کارخانههای کود سازی را انجام می دهند، صورت میگیرد.
تثبیت ازت به سه صورت انجام میگیرد که به شرح ذیل است:
-1 آزاد یا غیر همزیست - ازتو باکتر - ؛ کود میکروبی که به این روش تهیه شده کود ازتو باکتری است و در شرایطی که کمبود آن وجود داشته باشد، به خاک اضافه میشود.
-2 همزیستی - ریزوبیوم - ؛ باکتری به نام ریزوبیوم روی ریشه گیاهان خانواده گلومینوز ایجاد غده یا گره میکند. گیاهانی مانند یونجه، شبدر، نخود، لوبیا، عدس و ماش تثبیت کننده های مهم ازت به روش همزیستی میباشند. باکتری ریزوبیوم در داخل غده یا گره تولید شده بر روی ریشه گیاه، ازت هوا را میگیرد و آن را تثبیت و به NH3 تبدیل میکند NH3 .تولیدی، هم مورد استفاده خود باکتری و هم مورد استفاده گیاه میزبان قرار می گیرد. مقدار تثبیت به روش همزیستی بسته به نوع باکتری و گیاه میزبان دارد. به طور متوسط از این طرق، تثبیت ازت میتواند بین 200 تا 300 کیلوگرم در هکتار، انجام پذیرد. شکل شماره 2 تفکیک بارندگی را در کشور های متعدد را نشان می دهد.
-3 همیاری - ازوسپیریلیوم - ؛ باکتری به نام ازوسپیریلیوم به صورت همیاری با ریشه گیاهان خانواده غلات مثل گندم، ازت هوا را تثبیت میکند. اهمیت تثبیت ازت در این است که بدون آلودگی زیست محیطی، بدون نیاز به صرف هزینه و انرژی میتوانیم کود ازته داشته باشیم. کود ازته تقویت خوبی برای حاصلخیزی خاک به شمار میرود و لذا با توجه به مشکلاتی که کودهای شیمیایی دارند، امروزه مصرف کودهای بیولوژیک مورد توجه خاص قرار گرفتهاند. کودهای زیستی اشاره به کود هایی دارند که در وحله اول دارای نژاد هایی از ریز موجودات به تعداد کافی هستند که برای افزایش باردهی گیاه زراعی بکار می روند.
از اشکال مختلف انها مانند نیتراجین ,ازتوباکترین ,فسفوباکترین ,و جلبک های سبز آبی در کشاورزی مدرن به طور گسترده استفاده می شود.جهت تثبیت ازت هوا یا حل نمودن عناصر غذایی گیاه مثل فسفات ها یا برای تحریک رشد گیاه با سنتز مواد تقویت کننده رشد این نوع کود ها کاربرد دارند.برخی گونه ها ی آنها موجب توقف رشد ریزموجودات ساپروفیتی و بیماریزا موجود در نزدیک سیستم ریشه گیاهان زراعی شده و از این طریق سبب کاهش خسارت بیماری های گیاهی می شوند.کود نیتراجین یک کود پیتی ,لیگنیتی یا با زمینه خاکی است که دارای نژاد های موثر رایزوبیوم ویژه گیاهان زراعی لگومینوزه می باشد. شکل 1 سلول باکتری تثبیت کننده ازت در گندم را نشان میدهد.
ازتوباکترین کود دارای سلول هایAzotobacter Chroococcum رشد یافته در محیط کشت آگار است.
هردو کود در تامین ازت گیاهان زراعی کاربرد دارند.فسفوباکترین ,کشت باکتری حل کننده فسفات - Bacillus - megaterium ,جذب شده روی کائولینیت ,در تامین فسفر گیاهان زراعی کاربرد دارد. این نوع کود ها به علت پائین بودن هزینه , کاربرد آسان و بی ضرر بودن برای خاک و گیاهان زراعی روز به روزمورد توجه بیشتر کشاورزان قرار می گیرد.
Mayak و همکارانش در سال 2004 نشان دادند که باکتری Achromobacter توانایی تولید انزیم ACC است که رشد را در شرایط شوری و خشکی و سایر استرس های محیطی کنترل می کند.
ورمی کمپوست یک نوع کود بیولوژیک:
تولیدورمی کمپوست، تکنولوژِی استفاده از انواع خاصی از کرمهای خاکی است که به دلیل توان رشد و تکثیر بسیار سریع پتانسیل قابل توجهی برای تبدیل مواد آلی به یک کود بیولوژِک با کیفیت ممتاز را دارند. عبور آرام، مداوم و مکرر این مواد از مسیر دستگاه گوارش کرم خاکی و آغشته کردن این مواد به انواع ترشحات سیستم گوارشی مانند ذرات کلسیم و آنزیمها و متابولیتهای مختلف میکروارگانیسمهای دستگاه گوارشی و بالاخره ایجاد شرایط مناسب برای سنتز اسیدهای هومیک در مجموع مخلوطی را تولید می کند که خصوصیاتی کاملا متفاوت با مواد فرو برده شده پیدا کرده است.
