م حامل + خاک مزرعه بهترین نتایج را نشان داد و بعد از به کارگیری تیمارها در گلدان نیز تیمار شامل 200 گرم حامل + خاک مزرعه بهترین نتیجه را نشان داد. این فرمول بهترین نتیجه را در پارامترهای رشد گیاه تربچه و جذب فسفات گیاه نسبت به سایر تیمارها نشان داد. در یک نتیجه گیری کلی، فرمول لیگنیت + خاک فسفات 2% + سویا 1% به عنوان فرمول نهایی و اصلی برای به کارگیری در آزمایشات بعدی و مقیاس مزرعه پیشنهاد می‏گردد.
کلید واژگان: باکتری‏های حل کننده فسفات،spp. Streptomyces ، کود زیستی فسفاته، لیگنیت، پودر سویا، گیاه تربچه
فصل اول:
کلیات تحقیق
1-1- مقدمه
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. باکتریهای 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 آن‌ها 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. باکتریهای حل کننده فسفات طی سه مکانیسم تولید اسیدهای آلی، کلات کردن و واکنش های تبادل لیگاند موجب انحلال ترکیبات نامحلول فسفات می‏شوند. طی فرآیند 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).
1PGPR 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 باکتریهای 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 نارس2، ذغالسنگ قهوهای3، چارکل4، 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 هوبن5 و سوماسه گاران6 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.
1-2- روابط میکروارگانیسم با ریشه گیاهان
میکروارگانیسم های خاک ارتباط های گسترده و متنوعی با ریشه گیاهان عالی دارند که مهمترین آنها عبارتند از:
1. همزیستی: به شکل ارتباط های میکوریزی و تشکیل گرهک در گیاهان خانواده لگومینوز میباشد.
2. انگلی: دراین حالت ارگانیسمهای انگل به صورت غیراختصاصی تا بسیار اختصاصی عمل می کنند.
3. روابط تقریباً نامشخص که در ریزوسفر و سطح ریشه گیاه وجود دارد.
خاک غنی از میکروارگانیسم هایی است که از لحاظ شکل، ساختار و نقش متفاوت هستند. از طرف دیگر خاک محیطی است که درآن بخش های زیرزمینی گیاه گسترش و استقرار می یابد. تراکم ریشه گیاهان عالی در خاک زیاد است. وقتی ریشه درخاک رشد می کند، شرایط خاک مجاور ریشه به طرق مختلف به طور قابل ملاحظه ای تغییر می کند. وقتی محیط کوچک خاک مجاور ریشه ها تغییر می یابد، این تغییرات روی میکروارگانیسم های خاکزی موجود دراین منطقه اثر می گذارند. گیاهان به طور ذاتی فاقد سیستم دفعی مشخصی بوده و بسیاری از ترکیبات به شکل مواد زائد از قسمت های مختلف اندام های گیاه آزاد می شوند. سطح ریشه یکی از این مناطقی است که از آنجا ترکیبات ناخواسته و به طور مستمر از گیاه تراوش می شوند و در مجاور سطح ریشه تجمع می یابند. موادی که به این صورت از ریشه ها آزاد می شوند، ترشحات نامیده می شوند. ترکیبات آلی و معدنی خارج شده از ریشه، باعث افزایش جمعیت میکروبی در منطقه اطراف ریشه ها می گردند. علاوه بر ترشحات، سلولهای جدا شده از ریشه که عمدتاً از کلاهک جوان در حال رشد ریشه مشتق می شوند، انرژی اضافی را برای توسعه جمعیت میکروبی فراهم می کنند (Brahmaprakash and Sahu 2012, 92).
1-3- ترشحات ریشه
تقریباً تمام ترکیبات شیمیایی موجود در گیاه می توانند از ریشه خارج شوند. مواد خارج شده از ریشه ها براساس نحوه ی ورودشان به خاک به چهارگروه تقسیم بندی می شوند:
1- ترشحات محلول درآب یا تراوشات ریشه : نظیر قندها، اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی، هورمونها و ویتامین ها که بدون مصرف انرژی متابولیک از ریشه ها خارج و وارد خاک می شوند.
2- ترشحات ریشه: نظیر پلیمرها