وبلاگ

Panteoa agglomerans
Psuedomonas putida

 

 

 

۷

 

–

 

مؤسسه تحقیقات خاک و آب

 

قارچ میکروریزی VA

 

 

 

بیوسوپر یا سوپرفسفات بیولوژیکی (شامل سنگ آپاتیت، گوگرد و باکتری های اکسیدکننده گوگرد از جنس تیوباسیلوس می باشد) یا در برخی موارد بیوفسفات طلائی (به ترتیب سنگ فسفات، گوگرد، ماده آلی بعلاوه مایه تلقیح تیوباسیلوس که همراه با عنصر روی می باشد) اطلاق می شود (ساریخانی، م، و همکاران، ۱۳۸۹)(Sethi and Adhikary 2012, 11).
۱-۱۰- تولید کودهای زیستی
تبدیل عناصر غذایی به مواد غذایی قابل استفاده توسط گیاه توسط میکروارگانیسم ها انجام می شود. اگر چه تنش های محیطی بلند مدت همچون خشکی، افزایش دما، یخبندان و غرقاب بودن زمین برای مدت طولانی و همچنین استفاده بی رویه از کود های شیمیایی و عدم حضور گیاه میزبان مناسب به مدت طولانی سبب کاهش جمعیت میکروارگانیسم های مفید خاک آن منطقه می شود، اما می توان شرایط را به گونه ای تحت کنترل قرار داد که جمعیت این گروه از میکروارگانیسم ها در خاک افزایش یافته و بتوان از آنها برای تولید کود های زیستی استفاده کرد (Muraleedharan et al 2010, 60). برای تولید کودهای زیستی موارد مختلفی قابل بررسی و توجه هستند. در این فرایند مواردی چون منحنی رشد میکروب ها، نوع میکروب، شرایط بهینه برای آن و فرمولاسیون^[۱۸] تلقیح دارای اهمیت هستند. فرمولاسیون تلقیح، روش کاربرد و ذخیره سازی محصولات از جمله موارد ضروری برای تولید یک محصول زیستی می باشند.

تولید کودهای زیستی به طور معمول شامل ۶ مرحله زیر می باشد:

 

 

• انتخاب میکروارگانیسم های فعال

 

 

 

• جداسازی و انتخاب میکروب های هدف

 

 

 

• انتخاب روش و ماده حامل

 

 

 

• انتخاب روش انتشار

 

 

 

• امتحان نمونه اصلی

 

 

 

• امتحان در مقیاس بزرگتر

 

 

علاوه بر مراحل فوق بسته بندی و تجزیه مناسب از جمله موارد طی شده در تولید یک کود زیستی می‏باشند.
ابتدا میکروارگانیسم فعال باید جداسازی شود. به عنوان مثال می خواهیم باکتری های تولید کننده اسید آلی یا تثبیت کننده نیتروژن را بدست آوریم. بنابراین جداسازی میکروب هدف از محیط زیست آن صورت می‏گیرد. معمولا میکروارگانیسم ها از ریشه گیاهان (در ناحیه ریزوسفر) جدا می شوند. بعد از جدا کردن ارگانیسم و رشد کردن آن روی پلیت، بهترین کاندیدهای انتخابی در فلاسک های متحرک کشت داده می‏شوند. تولید کود زیستی نیازمند تعیین یک ماده حامل مناسب است، انتخاب روش پخش و انتشار نیز مهم است برای این امر باید شرایط بهینه میکروب را بدست آوریم. این مسئله می تواند با بررسی منحنی رشد میکروارگانیسم و بررسی پارامترها و شرایط مختلف بدست آید. سپس پروتوتیپ در اشکال مختلف ساخته شده و در مقیاس وسیع بررسی می شود و تاثیرات آن آنالیز می شود (Nepolean 2012, 1).
۱-۱۰-۱ ویژگی ماده حامل^[۱۹]
استفاده از ماده حامل مناسب در تولید یک کود زیستی باکیفیت بسیار مهم و ضروری است. ذغال سنگ نارس، ذغال سنگ قهوه ای، چارکل، گل یا لجن فشرده، کودهای مزرعه ای و مخلوط خاک ها می توانند به عنوان یک حامل مناسب استفاده شوند. ذغال سنگ طبیعی و ذغال سنگ قهوه ای حامل های بهتری برای کودهای زیستی هستند.در انتخاب حامل چند نکته باید رعایت شود: قیمت ارزان، قابل دسترس بودن، بیشتراز ماده آلی تشکیل شده باشد، سمی و شیمیایی نباشد، ظرفیت جذب آب آن بالای ۵۰% باشد، آسان بودن فرایند، شکنندگی و آسیب پذیری.
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. استرلیزاسیون ماده ی حامل نیز ضروری است به این دلیل که تعداد زیادی از باکتری های تلقیح شده روی حامل قرار بگیرند. تابش پرتو گاما و اتوکلاو به عنوان یک روش مناسب استریلزاسیون می تواند مورد بررسی قرار گیرد. همان طور که عنوان شد انواع مختلفی از مواد می توانند به عنوان حامل برای بذر یا تلقیحات خاک مورد استفاده قرار گیرند. بر طبق تحقیقات هوبن و سوماسه گاران ، 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 pH خوبی داشته باشد و به راحتی بتوان آن را با اشعه گاما یا اتوکلاو استریلیزه کرد(Rai 2006, 13).
۱-۱۱- کودهای زیستی باکتریایی
ارگانیسم هایی که به طور معمول برای تولید کودهای زیستی استفاده می شوند شامل باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و باکتری های حل کننده فسفات و باکتری های حل کننده پتاسیم می باشند. خیلی از باکتری های به کار برده شده برای تولید کودهای زیستی روابط تنگاتنگی با ریشه گیاهان دارند. Rhizobium یک رابطه همزیستی با ریشه گیاهان نخود دارد و Rhizobacteria روی سطح ریشه یا در ریزوسفر خاک زیست می‏کنند. میکروارگانیسم های حل کننده فسفات باکتری ها و قارچ هایی هستند که موجب انحلال فسفات در خاک می شوند این میکروارگانیسم ها به علت توانایی تولید اسیدهای آلی و به دنبال آن کاهش pH خاک، اشکال نامحلول فسفات را به اشکال محلول تبدیل می کنند. باکتری هایی که به طور معمول برای تولید کود زیستی استفاده می شوند به صورت زیر می باشند :

 

 

• باکتری های تثبیت کننده نیتروژن که زندگی آزاد دارند شامل: الف. بی هوازی های اجباری مثل Clostridium pasteurianum ب. هوازی های اجباری مثل: Azotobacter ج. بیهوازی های اختیاری و باکتری های فتوسنتتیک مثلRhodobacter د. سیانو باکتری ها و متانوژن ها

 

 

 

• باکتری های حل کننده پتاسیم مثل: Bacillus musilginous

 

 

 

• باکتری های حل کننده فسفات مثل:Pseudomonas straita, Bacillus megaterium, B.circulans, B.subtilis (Rai 2006, 14).

 

 

۱-۱۲- کودهای زیستی فسفاته
اگر چه یکی از راه های برطرف ساختن نیاز فسفر گیاهان استفاده از کودهای شیمیایی است و لیکن محدود بودن این منابع ،افزایش قیمت تمام شده آن و مخاطرات زیست محیطی ناشی از کاربرد آنها و تثبیت شدن قسمت اعظم کود شیمیایی مصرفی به شکل غیرقابل استفاده برای گیاه، توجه به کودهای زیستی را ایجاب می‏کند.نگاهی به طبیعت و سازوکارهایی که اتخاذ نموده است ما را به مدیریت بهتر رهنمون خواهد شد، سازوکارهایی چون سازگاریهای گیاهان و راهکارهای مختلف در جذب فسفات تا دخالت میکروفلور خاک و ریزوسفر در تأمین فسفات خاک از این نمونه هستند.درطبیعت گروهی از میکروارگانیسمهای حل کننده فسقات وجود دارندکه با رهاسازی تدریجی فسفر و تبدیل آن به شکل قابل جذب گیاه نیاز به کودهای شیمیایی فسفاته را کاهش می دهد.جداسازی میکروارگانیسم های حل کننده فسفات و استفاده از آنها به عنوان کود به عنوان راهکاری برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی و بنابراین کاهش آلودگی محیط زیست به شمار می رود.
کود های زیستی فسفاته در دو بخش قابل پیگیری می باشند:

 

 

• باکتری های حل کننده فسفات

 

 

 

• قارچها (که مهمترین آنها مایکوریز می باشد)

 

 

از مهمترین میکروارگانیسم های که در تولید کود میکروبی فسفاته مورد استفاده قرار می گیرند، می توان قارچ های جنس Aspergilus , Penicilium و باکتری های جنس Bacillus ,Pseudomonas را نام برد (ساریخانی و همکاران ۱۳۸۹، ۴۵؛ Rai 2006, 15).
کودها به تنهایی نقش اساسی را در تولید غذای حاصل از کشاورزی در ایران ایفا می نمایند. فسفر مهمترین ماده غذایی برای گیاهان پس از نیتروژن می باشد و نقش کلیدی را در رشد و تولید سبزیجات دارد و گزارش شده است که جزء مواد ضروری اما نادر در خاک برای رشد گیاهان است. بر طبق گزارشات جدید، بیشتر کود فسفاته موجود در خاک (فسفات محلول) در خاک باقی می ماند و غیر قابل دسترس برای گیاه می‏باشد. متوسط بازدهی سودمند کود فسفاته برای گیاهان با اضافه کردن مقدار ۲۵-۱۵% به خاک حاصل می‏شود، نیمه عمر کود فسفاته به کار رفته در خاک بستگی به میزان ذخیره آن در کل فسفات خاک دارد اما در بیشتر خاکها نامحلول یا به ندرت محلول می‏باشد. فرم غیر محلول فسفر می‏تواند توسط میکروارگانیسم‏های حل کننده فسفات قابل دسترس گیاهان قرار گیرد. میکروارگانیسم‏های حل کننده فسفات قادرند تری کلسیم فسفات محلول و آلومینیوم و فسفات آهن را به خوبی از خاک‏های فسفاته و فسفات محلول در آب جدا کرده و در اختیار گیاه قرار دهند. تلقیح میکروارگانیسم‏های حل کننده فسفات باعث افزایش فسفات و افزایش چند برابری محصولات در مزارع می‏شود. استفاده بجا و مناسب از میکروارگانیسم‏های حل کننده فسفات و کودهای زیستی فسفاته باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. اگر چه موفقیت تلقیح میکروبی به چندین عامل وابسته است از جمله کیفیت تلقیح مورد نظر، اثر بخشی سویه مورد نظر، ماندگاری و بقای آن در مواد حامل، روش تلقیح، ماندگاری در روی بذر و توانایی حفظ و بقاء و عملکرد درست در ریزوسفر خاک. تلقیح های میکروبی به روش‏های مختلفی برای افزایش محصولات به کار می‏روند اما تلقیح بذر یا دانه ها بهترین، آسان‏ترین و موثرترین روش می‏باشد که حتی با مقادیر خیلی کم نیز قابل تلقیح می باشد. مقدار بذری که برای تلقیح استفاده می شود بستگی به سایز بذر و مقدار تلقیح مورد نظر دارد، بطور مثال افزایش تعداد ریزوبیوم برای هر بذر بوسیله تلقیح، باعث افزایش پیوسته جوانه زنی و افزایش محصول به بیشتر از ۲۵% شده است، اگر چه که این مهم جز بوسیله فسفات محلول موجود در خاک میسر نمی باشد. برای دستیابی به محصول بیشتر چند فاکتور مهم باید مورد توجه قرار گیرد: ۱- سطوح تلقیح ۲- بقای میکروارگانیسم حل کننده فسفات در سطوح ماده حامل ۳- فعال بودن میکروارگانیسم حل کننده فسفات در خاک و در اختیار گیاه قرار دادن فسفات خاک (ساریخانی و همکاران ۱۳۸۹، ۴۶؛ Rai 2006, 17; Singh et al 2012, 3).
۱-۱۳- لیگنیت
زغال سنگ لیگنیت با نام زغال سنگ قهوه ای نرم نیز شناخته می شود. این نوع زغال سنگ در مرحله پس از تورب زایی به وجود می آید. اصولأ لیگنیت ها درجه زغال شدگی پایینی دارند و هنوز مقداری از بقایای مواد چوبی، برگ و پوست گیاهان را در آن ها می توان یافت. رنگ زغال سنگ لیگنیت، سیاه متمایل به قهوه ای تا سیاه، متخلخل و چگالی آن حدود ۵/۱ است. بافت متخلخل لیگنیت شبیه زغال های چوب خشک است. برخی از آنها بافت سست و رشته ای و برخی دیگر نیز بافت متراکم و شبیه خاک دارند. در این نوع زغال سنگ ها مقدار متوسط کربن ۷۵-۸۰ درصد، میزان متوسط اکسیژن حدود ۱۰-۱۵ درصد و مقدار متوسط هیدروژن حدود ۵-۷ درصد است. ارزش حرارتی آنها کم و حدود ۶۰۰۰ کیلو کالری است. به این دلیل مثل زغال سنگ های نوع تورب ارزش صنعتی ندارند. رطوبت لیگنیت ها از زغال سنگ های نوع بیتومینه نیز بیشتر است و به حدود ۳۵-۷۵ درصد میرسد و به همین دلیل در هنگام سوختن دود زیاد تولید می کنند. مواد فرار آنها نسبتأ زیاد است و گاهی به حدود ۴۰-۵۵ درصد نیز می رسد. در ابتدا به نظر می رسد که زغال سنگ و لیگنیت در برابر تشکیل کلنی میکروبی مقاوم اند، از این رو در شرایط عادی نمی توان انتظار داشت که رشد وسیعی از میکروب ها را روی قطعه زغال سنگ در مجاورت هوا یا زغال سنگ که از معادن به دست می آید، مشاهده کرد. ولی هنگامی که شرایط برای میکروب ها بهبود یابد، مثلا وجود آب، املاح کانی یا با افزودن منابع کربن و نیتروژن می توان رشد فراتری از قارچ ها و میکروب ها را به دست آورد (Ramirez and Mellado 2005, 72).
شکل ۱-۴- لیگنیت
۱-۱۴- ویژگی های گیاه تربچه
۱-۱۴-۱ خصوصیات گیاه شناسی
نام علمی تربچه Raphanus sativus.L جزء تیره چلیپاییان می باشد، تربچه گیاهی است یکساله که در مناطق سردسیری در طول بهار وتابستان رشد می‏کند و ریشه آن متورم می‏گردد که قابل برداشت است. در ابتدای رشد گیاه، ریشه بسیار ترد و شکننده است ولی بتدریج که ریشه مسن شد، از کیفیت آن کاسته می‏شود و به اصطلاح پوک می‏گردد. ریشه تربچه تا عمق ۳۰ الی۴۰ سانتی متری خاک توسعه می یابد طول قسمت خوراکی ریشه که متورم می گردد بین ۵ تا۱۰ سانتی متر متغیر است که این موضوع به رقم آن بستگی دارد .ریشه متورم آن دارای رنگهای سفید، سفید مایل به قرمز، قرمز یکدست، قرمز مایل به بنفش می‏باشد، تربچه وقتی وارد دوره گلدهی می‏شود تمام مواد غذایی اندوخته شده در ریشه آن به مصرف رشد زایشی می رسد و دیگر قابل استفاده به صورت یک سبزی نخواهد بود. بطور کلی دو نوع ترب وجود دارد:
۱- ترب سیاه که معمولا در پائیز برداشت می شود.