لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 6
مقدمه:
بروز مشکلات اقتصادی و زیست محیطی ناشی از مصرف بی رویه کودهای شیمیایی و نیز توجه به قابلیت‌های ذاتی بسیار جالب و متنوع موجودات خاکزی و به ویژه میکروارگانیسم‌ها موجب گردیده که یکی از مهمترین و کاربردی ترین زمینه‌های مورد تحقیق در مطالعات علمی روز، تلاش برای تولید کودهای زیستی باشد. کودهای زیستی به مواد حاصلخیز کننده‌ای اطلاق می‌شود که حاوی تعداد کافی از یک یا چند گونه از ارگانیسم‌های مفید خاکزی هستند که روی مواد نگهدارنده مناسبی عرضه می‌شوند. این‌اصطلاح گاهی برای موادی که فقط حاوی فراورده‌های این موجودات هستند نیز بکار برده می‌شود. کودهای زیستی یا بیولوژیک بصورت مایه تلقیح میکروبی، برای تامین یک یا چند عنصر غذایی مورد نیاز گیاه، نیز تعریف می‌شوند. این مواد بصورت تلقیح با بذر، خاک و یا کودهای آلی (کمپوست) مصرف می‌شوند.
الف) تثبیت بیولوژیکی ازت:
باسابقه‌ترین و در حال حاضر رایج‌ترین انواع کودهای زیستی، مربوط به باکتری‌های تثبیت کننده ازت است که از بین آنها انواعی که توان برقراری ارتباطهای همزیستی با گیاهان را دارند به دلیل کارایی بیشتر درجذب مقدار قابل توجهی ازت مولکولی، کاربرد وسیع‌تری پیدا کرده‌اند. در سطح جهانی، مجموع مقدار ازتی که از طریق این همزیستی به خاک اضافه می‌شود حدود 70 تا 85 میلیون تن در سال برآورد شده‌است. به عبارت دیگر، حدود 65 درصد کل ازت مصرفی در کشاورزی از طریق تثبیت بیولوژیکی صورت می‌گیرد و این امر در تولید محصولات زراعی در کشاورزی پایدار حائز اهمیت است. یعنی این‌همزیستی دارای پتانسیل لازم برای پایداری خاک است که می‌تواند در رفع کمبود دو نیاز اساسی خاک یعنی ماده آلی و ازت کاملا موثر باشد. در چند دهه اخیر با توجه به افزایش جمعیت و تقاضای روزافزون‌برای موادغذایی، از کودهای شیمیایی به عنوان ابزاری برای نیل به حداکثر تولید در واحد سطح استفاده بی‌رویه شده که از جمله زیان‌ها و پیامدهای آن علاوه بر اتلاف سرمایه و خسارات مالی، شامل آلودگی‌منابع آبی و خاکی، بر هم خوردن تعادل عناصر غذایی در خاک، کاهش بازده محصولات کشاورزی در اثر کمبود یا سمی بودن بعضی عناصر، تجمع مواد آلاینده (نظیر نیترات) در اندام‌های مصرفی محصولات‌زراعی و به طور کلی به خطر افتادن حیات و سلامتی انسان‌ها و سایر موجودات زنده بوده است. بروز مشکلات اقتصادی و زیست محیطی ناشی از اتلاف کودهای شیمیایی ازته (در نتیجه فرایندهایی چون تصاعد آمونیاک، دنیتریفیکاسیون و آبشویی نیترات) نیز ایجاب نموده که در سال‌های اخیر سیستم‌های بیولوژیک تثبیت کننده ازت به عنوان بخشی از برنامه‌های کشاورزی پایدار جایگزین کودهای شیمیایی‌گردد. رایج‌ترین این سیستم‌ها را همزیستی ریزوبیوم - لگومینوز تشکیل می‌دهد. امروزه رایج‌ترین کودهای میکروبی عرضه شده در سطح وسیع تجارتی مربوط به باکتری‌های تثبیت کننده ازت و مهمترین‌انواع مورد توجه برای استفاده‌های عملی شامل ریزوبیوم‌ها در همزیستی با لگومینوزها، فرانکیا با انواعی از گیاهان چوبی غیر لگومینوز، آزوسپیریلوم برای غلات و سیانو باکترها به حالت آزاد و یا همزیست باآزولا برای شالیزارهاست. نقش ریزوبیوم‌ها در ارتقای سطح حاصلخیزی خاک بیش از یک قرن است که مورد توجه بوده و امتیاز این باکتری بر سایر دی ازوتروفها، انجام تثبیت ازت با پتانسیل بسیار زیاد (درمواردی حدود 800 کیلو گرم در هکتار در سال) در حالت همزیستی با خانواده بقولات، به عنوان یکی از وسیع‌ترین خانواده سلسله‌های گیاهی است. بخش عمده بررسی‌ها و پژوهش‌های علمی دربیوتکنولوژی خاک نیز بر روی این باکتری صورت گرفته که از نظر تنوع متابولیک، فیزیولوژیک و اکولوژیک در بین سایر باکتری‌ها بسیار جالب و شگفت‌انگیز است. گرچه توان تثبیت بیولوژیکی ازت مولکولی،خصوصیت مشترک همه باکتری‌های ریزوبیوم است اما در بین سویه‌ها از نظر کارایی و راندمان تثبیت ازت (یعنی مقدار ازت تثبیت شده بازا هر واحد انرژی دریافتی از گیاه میزبان) تفاوت قابل ملاحظه‌ای وجوددارد. توان مقاومت در برابر تنش‌های محیطی (مانند شوری، خشکی، دما، آلودگی خاک با سموم و فلزات سنگین) نیز در سویه‌های ریزوبیوم متفاوت است و این مشخصات عمومی و خصیصه‌های حیاتی‌بایستی در انتخاب سویه مورد نظر برای استفاده در شرایط خاص مورد توجه قرار گیرد. یکی از استفاده‌های علمی از این موجودات خاکزی تولید تجارتی مایه تلقیح ریزوبیوم و تلقیح آن به خاک و یا بذربقولات می‌باشد که در بعضی کشورها مرسوم شده است. تولید مایه تلقیح ریزوبیومی در طی چند مرحله اساسی زیر صورت می‌گیرد: 1 -جمع آوری و تفکیک سویه‌های جداسازی شده: یکی ازضروری‌ترین مشخصه‌ها که باید به عنوان یک معیار اصلی مبنای انتخاب قرار گیرد، توان رقابت آن با سویه‌های ضعیف و کم تاثیر بومی خاک است تا مایه تلقیح تهیه شده از آن بتواند ارزش کاربرد در سطح‌مزارع را داشته باشد، بنابراین تفکیک سویه‌های ریزوبیومی یکی از اساسی‌ترین مراحل تولید مایه تلقیح بوده و در این رابطه از روش‌های آنتی‌بیوتیکی، سرولوژیکی، ریزوبیوفاژ، و ژنتیکی استفاده می‌شود.روش ژنتیکی نسبت به سایر روش‌ها از دقت و کارایی بیشتری برخوردار است و به عنوان مثال، روش تجزیه پروفیل پلاسمیدPPA) ) به عنوان بهترین و سریع‌ترین روش تفکیک سویه‌های سینوریزوبیوم‌ملیلوتی توصیه شده است. (پلاسمیدها در داخل سلول باکتری حامل مواد ژنتیکی بوده و بسیاری از ژن‌های ضروری برای رشد باکتری در شرایط نامساعد محیطی توسط پلاسمیدها حمل می‌شوند.) لازم به‌ذکر است که گرچه تلاش‌های زیادی در سال‌های اخیر جهت اصلاح ژنتیکی سویه‌های ریزوبیوم انجام شده ولی اکثر دست آوردهای مهندسی ژنتیک به دلیل ناتوانی در رقابت با سویه‌های بومی خاک، درشرایط مزرعه چندان موفق نبوده و بنابراین بخش مهمی از برنامه‌های تحقیقاتی در جهت شناخت بیولوژی ریزوسفر و فاکتورهای موثر بر کلنیزاسیون ریشه متمرکز شده و بخش دیگری نیز در جهت اصلاح‌ژنتیکی گیاه میزبان برای یافتن ژنوتیپ‌های با پتانسیل سمبیوتیک بالاتر و تعیین روش‌های زراعی مناسب به منظور افزایش کارایی سیستم همزیستی برنامه‌ریزی شده‌اند. 2 -تکثیر و تولید توده سلولی: این مرحله‌یکی از پرهزینه‌ترین قسمت‌های تولید اینگونه فرآورده‌های میکروبی می‌باشد، به طوری که در بسیاری از کشورهای تولید کننده مایه تلقیح، از مواد زائد و فرآورده‌های فرعی کارخانجات صنایع غذایی به عنوان‌محیط کشت و تکثیر باکتری استفاده می‌شود (شرکت آمریکاییLipha Tech یک مایه تلقیح مایع تولید می‌نماید که بدلیل جنبه‌های اقتصادی، فرمولاسیون آن تا کنون مخفی مانده ولی توانایی حفظ جمعیت‌باکتری در فاز ثابت رشد را دارد). در ایران به منظور قطع واردات و تولید مایه تلقیح سویا، چند ماده ارزان قیمت جهت بررسی توان تکثیر باکتری انتخاب و مورد آزمایش قرار گرفته که در این میان رقت 20% عصاره جوMalt exrxct ) ) توانایی افزایش جمعیت باکتری را دارد. 3 -تهیه حامل مناسب: حامل باکتری به مواد جامد، مایع یا نیمه جامدی اطلاق می‌شود که قادر به حفظ جمعیت مشخصی از باکتری مورد نظر در مدت‌معین و به تعداد قابل قبولی باشد. بنابراین مهمترین ویژگی یک حامل توانایی حفظ جمعیت مناسبی از باکتری در فاصله زمانی تولید تا مصرف آن در مزرعه می‌باشد. در بسیاری از کشورهای پیشرفته مانندامریکا، کانادا، روسیه و استرالیا از پیت به عنوان حامل استفاده می‌شود که متاسفانه در ایران معادن قابل بهره‌برداری ندارد و به همین دلیل همواره مایه تلقیح سویا از خارج تهیه می‌شود. نتایج آزمایشات انجام‌شده با کمپوست باگاس، کمپوست فیلتر کیک، ذغال سنگ، بنتونیت و ورمیکولیت خام نشان داده که تیمار کمپوست باگاس می‌تواند به عنوان حامل جهت مایه تلقیح سویا استفاده شود. از جمله سیستم‌های‌همزیستی ریزوبیوم - لگومینوز که در ایران بیشتر مورد تحقیق و بررسی بوده و می‌توان به آن اشاره کرد، همزیستی گیاه سویا با باکتری برادی ریزوبیوم ژاپونیکوم Bradyrhizobium japonicum))،همزیستی گیاه یونجه با باکتری سینوریزوبیوم ملیلوتی Sinorhizobium meliloti))، همزیستی گیاه شبدر با باکتری ریزوبیوم تریفولی Rhizobium trifoli)) و همزیستی لوبیا و نخود با باکتری‌ریزوبیوم لگومینوزاروم Rhizobium legumiosarom)) است. این سیستم‌های همزیستی می‌توانند علاوه بر تامین نیاز ازتی گیاه میزبان، در افزایش حاصلخیزی خاک‌های زیر کشت و یا تهیه بخشی ازازت مورد نیاز گیاهان در تناوب زراعی بسیار موثر باشند. نکته مهم در برقراری این همزیستی‌ها انتخاب موثرترین باکتری می‌باشد که بتواند در شرایط خاک مورد نظر
مشکلات اقتصادی و زیست محیطی