کودهای زیستی فسفره و ضرورت توسعه آنها درکشور

چکیده

طبیعت خاكهاي کربناتی که بخش عمدهاي از اراضی زراعی و باغی کشورمان را نیز شامل می شود، باعث شده تا استفاده از کودهاي شیمیایی فسفره از کارآیی کمی در اینگونه اراضی برخوردار بوده و بدین دلیل کشاورزان براي حصول نتیجه مورد نظر هر ساله مقادیر متنابهی از این نهاده شیمیایی را به اراضی زیر کشت اضافه نمایند. محدودیت منابع فسفر در دنیا و قیمت روز افزون کودهاي فسفره، واردات آنها را به کشور با مشکل روبرو ساخته و مصرف بیرویه آنها در کشور آلودگیهاي زیست محیطی را به دنبال داشته است. چنانچه بتوان فسفر تجمع یافته در خاك را به فرم قابل استفاده گیاه تبدیل نمود، میتوان ضمن کاهش مصرف کودهاي فسفره رشد و عملکرد مناسب گیاهان را نیز تضمین نمود. گروهی از ریزجانداران خاکزي اعم از قارچها و باکتريها این توانایی را دارند که با استفاده از مکانیسمهاي ویژه اي در میکروسایتهاي خاك اطراف ریشه گیاهان، فسفر را از فاز تثبیت شده خارج نمایند. جداسازي، شناسایی، تکثیر و فرمولاسیون این ریزجانداران اساس و پایه تولید نوع جدیدي از کودهاي زیستی به نام کودهاي بیولوژیک فسفره را تشکیل داده است. در کشورهاي توسعه یافته هم اکنون این نوع فرآوردههاي زیستی از فرم تک کاربردي خارج شده و فرمولاسیونهاي جدید حاوي چند نوع ریزجاندار متفاوت با کاربردهاي مختلف از جمله تامین عناصر مورد نیاز گیاه به ویژه فسفر و افزایش مقاومت گیاه میزبان به انواع تنشهاي زنده و غیر زنده می باشد. سابقه استفاده از این نوع فرآوردههاي زیستی در کشور به یک دهه قبل بر میگردد. انواعی از ریزجانداران به کار گرفته شده در کشور شامل ریزجانداران اکسیدکننده گوگرد، ریزجانداران حل کننده فسفات و قارچهاي میکوریزي بودهاند. نتایج پژوهشهاي صورت گرفته در ارتباط با این نوع نهادههاي زیستی نشان داده است که دامنه تاثیر آنها بسته به نوع گیاه میزبان و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاك متفاوت بوده و کاربرد آنها توانسته است 25 تا 50 درصد از نیاز فسفره گیاه میزبان را تامین نمایند. حرکت به سمت استفاده از تکنولوژي هاي مدرن براي تولید این ریزجانداران و استفاده از فرمولاسیونهاي جدید میتواند ضمن افزایش زمینه کاربرد این ترکیبات زیستی در کشور، زمینه مناسبی را براي کاهش مصرف کودهاي شیمیایی فسفره فراهم آورد.

 

مقدمه

بیش از 2000 سال پیش کشاورزان به تاثیر مثبت ناشی از اضافه شدن مواد معدنی (خاکستر بقایاي گیاهی و آهک) به خاك در افزایش رشد گیاهان پی برده بودند، لیکن این مسئله که عناصر معدنی اضافه شده به خاك در نهایت به مصرف تغذیه گیاهان می رسد ، تنها قدمتی 150 ساله دارد. لیبیگ اولین کسی بود که به طور علمی به اهمیت عناصر معدنی در رشد و عملکرد گیاهان اشاره کرد. کارهاي صورت گرفته توسط وي، سایرین را بر آن داشت تا تغذیه گیاهان از عناصر معدنی را به طور علمی پیگیري کرده و در نهایت شاخه جدیدي در علوم به نام علم تغذیه گیاهی پایهگذاري شد.

متعاقب شناخت تاثیر عناصر معدنی در افزایش رشد و عملکرد گیاهان زراعی و باغی مصرف کودهاي شیمیایی حاوي این عناصر به شدت رو به افزایش گذاشت، به طوري که در اروپا مقادیر متنابهی از پتاسیم ، سوپر فسفات و نیتروژن معدنی به منظور افزایش رشد و عملکرد گیاهان زراعی و باغی به اراضی اضافه شد.

نتیجه به کارگیري این نهاده ها در کشاورزي تولید محصولات را به شکل چشم گیري افزایش داده و منجر به وقوع انقلاب سبز شد. انقلاب سبز در کشاورزي یکی از مهمترین دستاوردهاي بشر در قرن حاضر است . این انقلاب امنیت غذایی را در کشورهاي مختلف در پی داشت و باعث شد تا کشورهاي در حال توسعه که به دلیل جمعیت زیاد همواره با کمبود مواد غذایی روبرو بودند، بتوانند بخش اعظمی از مایحتاج خو د به مواد غذایی را تهیه نمایند.افزایش سطح تولید مواد غذایی به همراه توسعه بهداشت جهانی منجر به افزایش جمعیت بشر شده، به طوري که در اکثر کشورها تهیه غذاي کافی دوباره به چالش فراروي دولتها تبدیل شد.

لیزینگر در سال 1999 عنوان کرد که براي تهیه مواد غذایی به مقدار کافی در طی 20 سال آینده ، تولید محصولات کشاورزي باید تا 50 درصد افزایش یابد . بدیهی است با توجه به محدودیت اراضی قابل کشت این افزایش نیاز به تولیدات کشاورزي را باید از طریق افزایش تولید در واحد سطح پاسخ داد و این خود مصرف بیش از پیش کودهاي شیمیایی را در پی خواهد داشت.

مصرف کودهاي نیتروژنه در سال 2010 ، حدود 95/5 میلیون تن برآورده شده است . در مورد کودهاي فسفره به صورت P₂O₅ و پتاسه به صورت K2O میزان مصرف در سال 2010 بر طبق آمار FAO، به ترتیب 30/4 و 29/4 میلیون تن تخمین زده شده است.

اگرچه کاربرد کودهاي شیمیایی در ابتدا تاثیر به سزائی در افزایش عملکرد داشت، لیکن استفاده بیش از حد این نهادهها منجر به کاهش حاصلخیزي خاك شده و تخریب محیط زیست را در پی داشته است. علاوه بر این، کارآیی مصرف کودهاي شیمیایی هماکنون از لحاظ تئوري به بالاترین سطح خود رسیده است، بدین معنی که استفاده بیش از این از کودهاي شیمیایی به سختی می تواند عملکرد را افزایش دهد

از بین عناصر معدنی، کمبود دو عنصر نیتروژن و فسفر بیشترین محدودیت را براي رشد و عملکرد گیاهان ایجاد میکند. براي پاسخ به این نیاز، سالیانه بیش از 45 میلیارد دلار صرف تهیه و مصرف کودهاي شیمیایی نیتروژنه و بیش از چهار میلیارد دلار صرف مصرف کودهاي فسفره در جهان میشود. در کشور ایران نیز سالیانه متجاوز از سه میلیون تن کود مصرف می شود . قسمتی از کودهاي مصرفی در داخل کشور تولید و مابقی از کشورهاي دیگر وارد می شود. یکی از انواع کودهاي وارداتی کودهاي فسفره است.

میزان مصرف کودهاي فسفره در کشور حدود 700 هزار تن است که بخش اندکی از آن در داخل و سالیانه حدود 400 تا 500 هزار تن از این محصول شیمیایی از خارج وارد می شو د. براي تامین کل کود وارداتی، در سال 1392 بیش از 11 میلیون دلار ارز از کشور خارج شده است (سایت خبري افکار نیوز). این در حالی است که هر ساله بین 75 الی 90 درصد فسفر اضافه شده به خاك به دلیل آهکی بودن اکثر خاك ها ، وجود اسیدیته بالا، تنش خشکی، وجود بیکربنات در آب آبیاري و کمبود مواد آلی موجود در خاك و همچنین در اثر ترکیب با یونهاي کلسیم، آلومینیم و آهن در خاك به صورت رسوب در میآید و از حیز انتقاع براي گیاه خارج می شود. ادامه چنین روندي براي مصرف کودهاي فسفره علاوه بر اتلاف هزینه، تخریب و آلودگی منابع پایه، یعنی خاك و آب را در پی دارد.

از سوي دیگر، بیش از سه دهه از توجه جهانی به موضوع حفاظت محیط زیست و حدود دو دهه از مباحث پیرامون توسعه پایدار میگذرد. قبل از این ایام، در تمامی پروژههاي توسعه، صرفا دیدگاه اقتصادي و ایجاد درآمد و بازده اقتصادي بیشتر مدنظر بود. لیکن در دهه 1970 میلادي این ذهنیت در افکار سیاست گذاران و برنامه ریزان توسعه مطرح شد که این گونه روند رشد اقتصادي نهایتا منجر به تخریب محیط زیست، نابرابري اجتماعی و کاهش منابع پایه می شود و جبران این معضلات در دراز مدت موجب ضررهاي فراوان اقتصادي خواهد شد. بنابراین، اندیشمندان جهان تعریف جدیدي از توسعه را ارائه نمودند که از آن با عنوان توسعه پایدار یاد می شود. طبق تعریف سازمان ملل توسعه پایدار، آنگونه توسعه اي است که از نظر اقتصادي پویا و پربازده، از نظر زیست محیطی غیر مخرب ، از نظر اجتماع ی عادلانه و قابل قبول و از نظر فناوري متناسب و مطلوب باشد.

در زمینه کشاورزي نیز هم اکنون مفاهیم کشاورزي پایدار و سیستمهاي حداقل شخم و بدون شخم به تدریج جایگزین روشهاي رایج متکی بر حداکثر استفاده از کود و سم و منابع پایه (آ ب و خاك) و انرژي هاي تجدید ناپذیر شده است. به عبارت دیگر، دغدغه هم اکنون اندیشمندان جهانی ، تلاش در راستاي رسیدن به اصل زیستن در حد ظرفیت محیط زیست و حفاظت زمین ، آب و ذخایر ژنتیکی گیاهی، جانوري و ریزجانداران خاك است. در چنین سیستمی ، عناصر معدنی مورد نیاز گیاهان به مقدار مناسب و در زمان مطلوب در اختیار گیاه قرار گرفته و آلودگی منابع آب و خاك را نیز در پی نخواهد داشت . از مهمترین عناصر مورد نیاز گیاهان فسفر می باشد که کمبود آن کاهش رشد و عملکرد را به دنبال دارد. بر اساس تخمین هاي تئوري، میزان فسفر تجمع یافته در اراضی کشاورزي در صورت قابل جذب شدن گیاه می تواند نیاز گیاهان به فسفر را براي داشتن حداکثر عملکرد تا 100 سال آینده تضمین نماید.

از جمله راههاي عملی براي استفاده از فسفر تجمع پیدا کرده در اراضی، به کارگیري کودهاي زیستی فسفره میباشد. این نهاده هاي زیستی در واقع حاوي ریز جاندارانی هستند که از طریق فرآیندهاي ویژهاي میتوانند حلالیت ترکیبات فسفره رسوب کرده در خاك را افزایش داده و بدین صورت بخشی از فسفر مورد نیاز گیاه را تامین نمایند. این ریزجانداران به دو گروه باکتري ها و قارچ هاي حل کننده فسفات و قارچ هاي میکوریزي تقسیم می شوند.

 

نقش باکتري هاي حل کننده فسفات در افزایش انحلال فسفر، بهبود جذب فسفر و افزایش رشد گیاه

گزارش هاي متعددي وجود دارد که توانایی سویه هاي مختلف باکتریایی را براي انحلال فسفات هاي معدنی نامحلول همچون تريکلسیم فسفات، دي کلسیم فسفات، ديهیدروکسی آپاتیت و خاك فسفات، نشان می دهد. در میان انواع باکتري که توان حل فسفات آنها ثابت شده، میتوان جنس هاي فلاوباکتریوم، سودوموناس، باسیلوس، اگروباکتریوم، میکروکوکوس، انتروباکتر و همچنین جنسهاي مختلف باکتريهاي ریزوبیومی را نام برد.

مکانیسمهاي انحلال فسفات هاي معدنی نامحلول مورد مطالعه قرار گرفته است . تولید اسیدهاي آلی به وسیله باکتري هاي حل کننده فسفات هاي معدنی کاملاً ثابت شده است و به عنوان مکانیسم اصلی انحلال فسفات هاي معدنی به وسیله باکتري هاي خاك تشخیص داده شده است.

از میان اسیدهاي آلی، اسید گلوکونیک به عنوان یکی از مهمترین عوامل در انحلال فسفات ها ي معدنی محسوب می شود. تولید این اسید آلی به وسیله باکتريهاي حلکننده فسفات، متعلق به جنس هاي سودوموناس، ریزوبیوم، اروینیا و بورکولدریا گزارش شده است. اسیدهاي آلی تولید شده از دو طریق باعث افزایش فسفر قابل دسترس میشوند که یکی از طریق کاهش اسیدیته در منطقه ریزوسفر است و دیگري از طریق کلاته شدن یون آلومینیم در خاك هاي اسیدي و یون کلسیم در خاك هاي سدیمی است.

خاك حاوي طیف وسیعی از مواد آلی است که میتواند به عنوان یک منبع فسفر، در تغذیه و رشد گیاه نقش مهمی به عهده داشته باشد. براي اینکه فسفر آلی به فرم قابل جذب گیاه درآید باید ابتدا از طریق هیدرولیز مواد آلی به فرم معدنی تبدیل شود. انحلال فسفات هاي آلی، معدنی شدن فسفر آلی نیز نامیده می شود . معدنی شدن اغلب ترکیبات آلی فسفره به وسیله آنزیم هاي فسفاتاز انجام میپذیرد. وجود مقادیر قابل توجهی از آنزیم هاي فسفاتاز فعال و داراي منشا میکروبی در خاك گزارش شده است.

گرچه باکتري هاي حل کننده فسفات متعددي در خاك وجود دارند، ولی معمولا تعداد این باکتري ها در مقایسه با دیگر باکتريهاي معمول و مستقر در ریزوسفر گیاهان مختلف قابل توجه نمیباشد. بنابراین، مقدار فسفر آزاد شده به وسیله این باکتريها معمولا به اندازهاي نیست که افزایش کافی در رشد گیاهان ایجاد نماید. لذا، تلقیح گیاهان با یک باکتري خاص با جمعیت بسیار بیشتر از آنچه در خاك یافت می شود، لازم است تا سودمندي ناشی از خصوصیت انحلال فسفات آن باکتري در افزایش رشد و عملکرد محصول به طور معنی داري بروز نماید. محققین روسی در سال 1950 مایه تلقیح میکروبی به نام فسفو باکترین حاوي واریته فسفاتیکم باکتري باسیلوس مگاتریم را به عنوان یک حل کننده فسفات تولید نمودند.

این کود در سال 1958 تقریبا در 10 میلیون هکتار از اراضی کشور روسیه مورد استفاده قرار گرفت . همچنین نشان داده شد که حدود 50 تا 70 درصد از محصولات زراعی مختلف تلقیح شده با فسفوباکترین بهره مثبتی از تلقیح دریافت کرده و افزایش عملکرد حاصل شده حدود 10 تا 70 درصد گزارش شده است . بهترین نتایج مربوط به محصولات علوفه اي بوده اما غلات و سیب زمینی نیز عکس العمل مناسبی به فسفوباکترین نشان دادند. هم اکنون تولید صنعتی کودهاي زیستی، به صورت مخلوطی از چند نوع باکتري، که علاوه بر توانایی حل فسفات قادر به تحریک رشد گیاه و افزایش عملکرد می باشند، در حال توسعه است. مثال هایی براي این نوع توسعه یافتگی در تولید کود میکروبی مخلوط به نام فیلازونیتام است. این کود که حاوي باکتري باسیلوس مگاتریوم و ازتو باکتر کروکوکوم می باشد موجب افزایش جذب نیتروژن و فسفر در گیاهان می گردد.

 

مروري اجمالی بر برخی نتایج حاصل از به کارگیري ریزجانداران حل کننده فسفات در کشور

در ارتباط با به کارگیري ریزجانداران حل کننده فسفات در تامین فسفر مورد نیاز گیاهان تحقیقات متعددي در شرایط گلخانه و مزرعه صورت گرفته است که به برخی از آنها اشاره می شود.

آزمون هاي گلخانه اي صورت گرفته با گیاه ذرت نشان داده است که چنانچه به خاك فسفات، ریزجانداران حل کننده فسفات اضافه شده و همچنین از تیمار گوگرد و باکتري اکسید کننده گوگرد نیز استفاده شود، نتیجه حاصل از نظر وزن خشک تولیدي و جذب عناصر نیتروژن و فسفر، تفاوت معنی داري با استفاده از کود سوپر فسفات تریپل ندارد. افزودن ماده آلی به این ترکیب و ب ا استفاده از آب اسیدي که با استفاده از اسید سولفوریک pH آن به 5 تا 5/2 رسیده بود نیز در افزایش وزن خشک اندام هوایی گیاه ذرت و افزایش جذب فسفر در این گیاه موثر است. البته نوع ترکیب ماده آلی اضافه شده می تواند باعث افزایش و یا کاهش فعالیت ریز جانداران حل کننده فسفات شود.

استفاده از خاك فسفات ، مواد آلی ، گوگرد و تیوباسیلوس در مزرعه، علوفه تولیدي ذرت را به مقدار 84/6 تن در هکتار رسانید، در حالی که عملکرد حاصل از سوپر فسفات تریپل 76/7 در هکتار گزارش شده است. در آزمون مزرعه اي دیگر خاك فسفات به همراه باکتريهاي حل کننده فسفات و ماده آلی، عملکرد خشک ذرت، درصد کل ماده خشک در بوته ذرت، سرعت رشد گیاه و کار آیی زراعی نسبی ر ا، نسبت به تیمار 150 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل، افزایش داد.

استفاده از سطوح مختلف سوپر فسفات تریپل (120، 90، 60، 30، 0 کیلوگرم در هکتار) در کشت مزرعه اي گیاه جو و تلقیح با باکتريهاي حلکننده فسفات نشان داد که بالا ترین عملکرد وزن خشک گیاه در سطح 60 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل و تلقیح با باکتري به دست آمد ، در حالی که بالاترین وزن خشک دانه تولیدي در تیمار 30 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل و تلقیح با باکتري به دست آمد.

استفاده همزمان از ریزجانداران حلکننده فسفات و قارچهاي میکوریز آربسکولار در کشت مزرعه اي ذرت و در شرایط تنش رطوبتی نشان داد که در تیمارهاي تلقیح شده، عملکرد، اجزاء عم لکرد و جذب عناصر فسفر و نیتروژن افزایش یافته است. در کشت مزرعهاي کلزا نیز استفاده از خاك فسفات، ریزجانداران حل کننده فسفات، گوگرد ، تیوباسیلوس و ماده آلی به صورت یک تیمار ترکیبی باعث شد تا عملکرد گیاه تفاوت معنیداري با 80 کیلوگ رم در هکتار سوپرفسفات تریپل نداشته باشد در حالی که میزان روغن تولیدي در تیمار ترکیبی بیشتر از کود شیمیایی بود.

در سال ه اي اخیر در کشور ، کود میکروبی فسفاته گرانوله در سطحی محدود تولید و به کشاورزان عرضه شده است، لیکن علیرغم نیاز کشور به این فرآورده، تولید آن در کشور آنچنان که باید، مورد توجه و حمایت واقع نشده است.

 

اهمیت رابطه همزیستی میکوریزي و نقش آن در جذب عناصر غذایی

قارچ هاي میکوریزي از با اهمیت ترین ریز جانداران موجود در اغلب خاكهاي تخریب نشده می باشند، به طوري که بر طبق تخمین هاي موجود حدود 70 درصد از تودة زنده جامعه میکروبی خاك ها را میسلیوم این قارچها تشکیل می دهد.

مهمترین و معتبرترین تاثیر رابطه همزیستی میکوریز آربسکولار افزایش جذب عناصر معدنی و به ویژه فسفر در گیاه میزبان می باشد. این تاثیر به خصوص در اراضی که فسفر محلول در خاك کم بوده یا در اثر خشکی ضریب پخشیدگی عنصر فسفر بسیار کاهش یافته است مشهودتر می باشد.

اثر متقابل بین قارچ هاي میکوریز آربسکولار و باکتريهاي حل کننده فسفات، این توانایی را به گیاه می دهد که بتواند قسمتی از نیاز فسفره خود را از منابعی مثل خاك فسفات که در حالت معمول غیرقابل استفاده براي گیاه می باشد تأمین نماید. همچنین شواهدي از فعالیت آنزیم هاي فسفاتاز اسیدي و فسفاتاز قلیایی در قارچهاي میکوریز آربسکولار وجود دارد که نشان دهنده توانایی این قارچ ها در استفاده از منابع فسفره موجود در ترکیبات آلی می باشد. از طرف دیگر این قارچ ها با ترشح اسیدهاي آلی مثل اگزالاتها که میل ترکیبی بیشتري با Ca، Fe، Al نسبت به P دارند، باعث آزاد شدن فسفر از ترکیب با این عناصر شده و فسفر آزاد شده را جذب می نمایند. اگزالات ترشح شده نهایتاً توسط اکتینومیستها تجزیه شده و به Co₂ تبدیل می شوند . دي اکسید کربن حاصله از طریق کاهش pH در خاكهاي قلیایی مقدار بیشتري فسفر را از ترکیبات غیر محلول آن جدا کرده و به مصرف گیاه می رساند.

 

تهیه کود زیستی از قارچ هاي میکوریز

علی رغم تأثیرات شگرفی که قارچ هاي میکوریز آربسکولار در همزیستی با گیاهان میزبان از خود بروز می دهند، استفاده عملی از آنها در مقیاس وسیع و در اراضی کشاورزي همچنان به صورت یک معضل پا برجاست. چراکه این ریزجانداران برخلاف سایر ریز جانداران مفیدي که به صورت وسیع و با سهولت تولید و در اراضی کشاورزي مصرف می گردند (از جمله انواع ریزوبیوم ها، تیوباسیلوس ها، ازتوباکترها، استوباکترها، آزوسپریلوم ها و باکتريهاي محرك رشد) در محیط مصنوعی رشد نکرده و به دلیل طبیعت همزیست اجباري آنها با ریشه، تنها در مجاورت و حمایت ریشه قابل تکثیر می باشند.

این مسئله پژوهشگران را بر آن داشته است تا با استفاده از روشهاي ویژه (غیر از محیط هاي کشت مصنوعی) مایه تلقیح این قارچ ها را در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی تهیه نمایند. تاکنون سه روش ائروپونیک و کشت درونشیشه اي قارچ و ریشه گیاه میزبان بیشترین موفقیت را در پی داشته است. بررسی هاي اقتصادي صورت گرفته بر روي این سه روش تکثیر نشان می دهد کشت درون شیشه اي قارچ و ریشه گیاه میزبان از لحاظ تأمین امکانات و تجهیزات پایه و همچنین هزینه لازم براي افزایش حجم مایه تلقیح تولیدي نسبت به دو روش دیگر از مزیت قابل توجهی برخوردار می باشد. از طرف دیگر، پتانسیل بسیار خوب این روش براي تکثیر اسپورهاي عاري از آلودگی هاي جنبی، پژوهشگران را بر آن داشته تا از این روش ویژه به صورت وسیع در تحقیقات مدرن در زمینه هاي مختلف مربوط به قارچ هاي میکوریز آربسکولار استفاده نمایند.

تکثیر درون شیشه اي قارچ Glomus intraradices در بخش بیولوژي موسسه تحقیقات خاك و آب و با همکاري موسسه بین المللی TERI هندوستان با موفقیت انجام گرفت. از آنجا که اساس این روش بر تهیه ریشه هاي القایی حاصل از تلقیح باکتري Agrobacterium rhizogenes استوار می باشد، لذا به منظور بومی سازي این روش از بافته اي گیاهی مختلف براي تهیه ریشه هاي مورد نیاز استفاده گردید. با استفاده از ریشه هاي القایی تهیه شده در کشور دو قارچ Glomus intraradiced و Glomus etunicatum به صورت درون شیشه اي تکثیر گردیدند و بدین ترتیب امکان استفاده از مایه تلقیح قارچ هاي میکوریز آربسکولار به صورت تلقیح بذري و استفاده در کشت گیاهان زراعی امکانپذیر گردید.

 

مروري بر برخی نتایج حاصل از به کارگیري قارچ هاي میکوریزي در کشت گیاهان زراعی و باغی در کشور

نتایج تحقیقات گلخانه اي و مزرعه اي صورت گرفته نشان می دهد که در اکثر موارد تلقیح با قارچ هاي میکوریز ي عملکرد گیاهان را افزایش داده است و در بیشتر موارد حداقل تعدادي از شاخص هاي رشد گیاهان تلقیح شده نسبت به گیاهان تلقیح نشده افزایش معنی دار داشته اند. ملک ثابت و رجالی با انجام آزمون گلخانه اي نشان دادند که بین سه رقم طبسی، مهدوي و موتانت، لاین موتانت وابستگی بیشتري به همزیستی میکوریزي داشته و بالاترین درصد همزیستی را با قارچ Glomus etunicatum به خود اختصاص داده و قارچ G. etunicatum در همزیستی با لاین موتانت با بیشترین افزایش طول ریشه، وزن خشک ریشه، و درصد کلنیزاسیون باعث افزایش سطح جذب ریشه گردیده است. در تیمارهاي تلقیح شده با قارچ هاي میکوریزي، ارتفاع گیاه، قطر ساقه، سطح برگ پرچم، وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه افزایش یافته است.

رجالی با انجام آزمون گلخانه اي، تاثیر ده تیمار قارچی میکوریز آربسکولار را بر رشد گیاه گندم رقم پیشتاز مورد بررسی قرار داد. طبق نتایج گزارش شده، همزیستی خوبی بین تمام تیمارهاي قارچی با گیاه گندم بوجود آمد. افزایش درصد کلنیزاسیون ریشه از طریق جذب بهتر عناصر معدنی باعث افزایش رشد گیاه و افزایش وزن خشک ریشه و اندام هوایی گیاه گردید. همچنین نتایج این تحقیق به این نکته اشاره دارد که اگرچه گاهی مایه تلقیح هاي قارچی تک گونه اي نتیجه بهتري در افزایش رشد گیاه یا افزایش جذب عناصر معدنی داشته اند، لیکن در بسیاري از موارد مجموعه اي از چند گونه قارچ نتیجه موثرتري از خود نشان داده است.

رضوانی و همکاران تاثیر گونه هاي مختلف قارچ هاي میکوریزي را در رشد و جذب عناصر معدنی گیاه یونجه مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفته اند که از بین گونه هاي مختلف قارچ هاي میکوریزي، گونه G.mosseae توانسته است جذب و انتقال عناصر فسفر، روي و پتاسیم را در سطح معنیدار آماري در گیاه یونجه افزایش دهد. تلقیح گیاه یونجه یکساله Medicago scutellata با قارچ میکوریزي G.intraradices نیز توانسته است به طور معنی داري رشد رویشی اندام هوایی و ریشه این گیاه را افزایش دهد.

استفاده از مایه تلقیح قارچ هاي میکوریزي درکشت گندم و در شرایط مزرعه اي نشان داد که همزیستی میکوریزي از طریق افزایش کار آیی جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم و همچنین عناصر کم مصرف روي و مس توانسته است رشد و عملکرد گیاه گندم را افزایش دهد.

قارچ هاي میکوریزي آربسکولار در کشت ذرت در شرایط مزرعه اي عملکرد ماده خشک و غلظت فسفر را به ترتیب 4/9 و 28/8 درصد افزایش و غلظت مس و منگنز را به ترتیب به مقدار 14/9 و 9 درصد کاهش داد. همزیستی میکوریزي همچنین تاثیر معنی داري در اجزاء عملکرد ذرت علوفهاي یعنی شاخص هاي ردیف دانه در بلال، دانه در ردیف بلال، وزن بلال و عملکرد ماده خشک داشته است.

قارچهاي میکوریزي در کشت مزرعه اي ذرت توانسته اند ارتفاع گیاه، طول بلال، جذب پتاسیم، نیتروژن و فسفر و همچنین درصد کلنیزاسیون ریشه را در سطح معنی دار افزایش دهند.

استفاده از قارچهاي میکوریزي در کشت گیاه آفتابگردان در شرایط مزرعهاي نیز نشان داد این قارچ ها از طریق افزایش معنیدار قطر طبق و تعداد دانه در طبق ، عملکرد دانه را در مقایسه با تیمار شاهد افزایش داده است. مناسبترین و اقتصاديترین تیمار استفاده از تلقیح با قارچهاي میکوریزي و مصرف 50% کود فسفاته توصیه شده می باشد.

آزمون مزرعهاي دو ساله از کشت گیاه دارویی رازیانه نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته (105/6 سا نتی متر)، تعداد چتر در بوته (31 چتر)، وزن هزار دانه (3/35 گرم)، عملکرد بیولوژیک (3978 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد دانه (1047 کیلوگرم در هکتار) در تلقیح با مایکورایزا حاصل شد. در کشت شبدر نیز قارچ میکوریزي G.mosseae از طریق افزایش معنیدار جذب فسفر و نیتروژن توانست وزن علوفه تولیدي را افزایش دهد.

قارچ هاي میکوریزي از طریق مکانیسم هاي مختلفی حلالیت عناصر موجود در خاك را که در حالت عادي غیر قابل جذب براي گیاه میباش ند افزایش داده و با گسترده کردن شبکه هیف هاي خود در خاك ، سطح جذب ریشه گیاه را افزایش می دهند. بنابراین چنانچه مایه تلقیح قارچ هاي میکوریزي به درستی مورد استفاده قرار گیرند میتوان مصرف کودهاي شیمیاي و به ویژه کودهاي فسفره را کاهش داد. از طرف دیگر قارچ هاي میکوریزي سازگاري خوبی با ریزجانداران حل کننده فسفات و انواع باکتري هاي محرك رشد گیاه دارند که کاربرد آن ها به تدریج سطح حاصلخیزي خاك را افزایش داده و در چنین خاك هایی گیاهان به مقادیر کمتري از کودهاي شیمیایی نیاز دارند.

در دو آزمون مزرعه اي جداگانه تاثیر استفاده از مایه تلقیح ازتوباکتر و قارچ میکوریزي در سطوح مختلف کود فسفره از منبع سوپر فسفات تریپل و کود نیتروژنه از منبع اوره بر رشد و عملکرد ذرت علوفه اي بررسی شد . نتایج نشان داد که عملکرد گیاه در تیمار استفاده از مایه تلقیح قارچ هاي میکوریزي و مصرف 100 کیلوگرم در هکتار از سوپر فسفات تریپل معادل مصرف 200 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل به تنهایی می باشد. همچنین با استفاده از قارچ هاي میکوریزي و ازتوباکتر می توان بدون کاهش عملکرد ، مصرف کود اوره را نیز در کشت ذرت کاهش داد.

تلقیح دو گانه بذر گلرنگ بهاره با ازتوباکتر و مایکورایزا در سطوح مختلف فسفر و ازت نشان داد که از نظر تولید روغن می توان بدون کاهش عملکرد مصرف کودهاي شیمیایی را به میزان 25 تا 50 درصد کاهش داده و به جاي آن از مایه تلقیح هاي میکروبی استفاده نمود.

هم اکنون در کشور فقط یک شرکت کود زیستی حاوي قارچ هاي میکوریزي را به صورت محدود تولید و در اختیار متقاضیان قرارمیدهد.

 

نتیجه نهایی

مصرف غیر اصولی و غیر علمی کودهاي شیمیایی و به ویژه کودهاي فسفره، که بخش اعظمی از آنها وارداتی بوده و با خروج ارز تامین و توزیع می گردد، چیزي جز اتلاف هزینه از یک سو و از سوي دیگر تخریب و آلودگی منابع پایه یعنی خاك و آب نمی باشد. نتایج تحقیقات صورت گرفته در کشور که در این مقاله فقط به پارهاي از آنها اشاره گردید نشان می دهد خاك هاي کشور، مأمن ریزجاندارانی هستند که در صورت استفاده درست از آنها، این توانایی را دارند که با استفاده از مکانیسم هاي ویژهاي ذخائر فسفره تجمع پیدا کرده در خاك هاي آهکی کشور را به صورت فسفر قابل استفاده گیاه تبدیل نمایند و بدین صورت می توانند مصرف کودهاي فسفره را در کشور کاهش دهند.

نتایج بررسی هاي صورت گرفته نشان می دهد که ریزجانداران حل کننده فسفر و قارچ هاي میکوریزي چنانچه به صورت مایه تلقیح و به روش تلقیح بذري مورد استفاده قرار گیرند، می توانند بین 25 تا 50 درصد نیاز فسفره گیاه را در خاك هاي با فسفر کل بالا و فسفر قابل جذب پائین تامین نمایند. بنابراین توصیه می شود، مایه تلقیح این ریزجانداران به همراه 50 درصد کود شیمیایی فسفره توصیه شده توسط آزمون خاك مورد استفاده قرار گیرند.

البته گونه هاي مختلف ریزجانداران حل کننده فسفات و قارچهاي میکوریزیی توانایی متفاوتی در انحلال و جذب ترکیبات فسفره کم محلول دارند و معمولاً مشاهده شده است که استفاده از مایه تلقیح هاي حاوي چند ریزجاندار تاثیري به مراتب بهتر از به کارگیري فقط یک نوع ریزجاندار در پی دارد. اضافه کردن ماده آلی به خاك در هنگام استفاده از ریز جانداران معمولا باعث افزایش کارآیی آنها می شود که البته در بعضی از موارد، اضافه کردن ماده آلی از منابع به خصوصی، کاهش کارایی ریزجانداران حل کننده فسفات را در پی داشته است. ویژگی بسیار خوب ریزجانداران حل کننده فسفات، امکان استفاده همزمان آنها با قارچ هاي میکوریزي و ریز جانداران محرك رشد گیاه میباشد که بدین صورت نه تنها نیاز گیاه میزبان به فسفر بلکه سایر عناصر مورد نیاز گیاه نیز بدین صورت تامین شده و همزمان به دلیل تولید هورمون هاي محرك رشد، گیاه از رشد و توسعه بیشتري برخوردار خواهد بود.

در مواقعی که گیاه با تنش هاي محیطی به ویژه خشکی و شوري روبرو می باشد و در استفاده از کودهاي شیمیایی به دلیل تاثیر آن ها در افزایش فشار اسمزي محلول خاك و کاهش توانایی گیاه در جذب آب محدودیت وجود دارد، قارچ هاي میکوریز آربسکولار گزینه بسیار مناسبی می باشند.

قارچ هاي میکوریزي از طریق افزایش سطح جذب ریشه نه تنها توانایی گیاه میزبان را در جذب آب و عناصر معدنی افزایش میدهند بلکه با اصلاح ساختمان فیزیکی خاك، محیط مناسب تري را براي رشد و توسعه بستر ریش هاي گیاه میزبان به وجود می آورند و در نهایت مصرف کودهاي شیمیایی به ویژه کودهاي فسفره را کاهش می دهند.

قابلیت دیگر ریزجانداران حل کننده فسفات ، امکان استفاده از آنها با منابع خاك فسفات، گوگرد، مواد آلی و باکتري هاي تیوباسیلوس می باشد که منابع همگی آنها در داخل کشور موجود می باشد. بررسی هاي گلخانه اي و مزرع هاي صورت گرفته در داخل کشور نشان می دهد که استفاده از این منابع معدنی و آلی به همراه ریز جانداران حل کننده فسفات و تیوباسیلوس میتواند عمده نیاز گیاهان به فسفر را تامین نماید که این امر هم از نظر مسائل اقتصادي خروج ارز از کشور و هم از نظر فعال کردن بخش خصوصی در داخل کشور براي تولید این فرآورده هاي زیستی بسیار حائز اهمیت می باشد.

البته نباید تحقیقات وسیعتر در ارتباط با کارآیی این ریزجانداران به همراه منابع مختلف موادآلی و معدنی در خاكها و اقلیم هاي مختلف کشور را از نظر دور داشت.

 

چالشهاي پیش روي استفاده از کودهاي زیستی فسفره در کشور و راهکارهاي پیشنهادي

اولین و مهمترین چالش در این ارتباط اختصاص تمامی یارانه در نظر گرفته شده توسط دولت براي خرید و واردات کودهاي شیمیایی و عدم اختصاص حتی بخش کمی از این یارانه به خرید کودهاي زیستی می باشد. بدیهی است تا زمانی که وزارت جهاد کشاورزي حمایت عملی از تولید کودهاي زیستی را در دستور کار خود قرار ندهد این فرآورده هاي زیستی با ارزش، قدرت رقابت با رقیب شیمیایی خود را نداشته و جامعه کشاورزان از فواید آنها محروم خواهند بود . بنابراین اولین راهکار حمایت عملی از کودهاي زیستی تخصیص بخشی از یارانه کود هاي شیمیایی به انواع کودهاي زیستی و آلی خواهد بود.

عدم اطلاع کافی کارشناسان و کشاورزان از کارایی و فواید فرآورد ههاي زیستی و به ویژه انواع فسفاته. رفع این چالش همت بیشتر بخش ترویج وزارت جهاد کشاورزي را می طلبد تا از طریق برگزاري سخنرانی هاي ترویجی، چاپ و توزیع انواع کتابچه ها، نشریات و تعامل بیشتر با رسانه ملی ، اطلاعات کافی را در اختیار کشاورزان قرار دهد.

عدم وجود امکانات و تجهیزات لازم مطابق با تکنولوژي روز دنیا در بیشتر شرکت هاي خصوصی داخلی تولید کننده کودهاي زیستی فسفاته که بدون تردید در کیفیت فرآورده هاي تولیدي توسط آنها موثر می باشد. حمایت از شرکت هاي تولید کننده فرآورده هاي بیولوژیک در اصلاح و ارتقا سیستم هاي تولیدي آنها بسیار موثر خواهد بود.

عدم وجود قوانین مشخص و الزامآور در حمایت از حق مالکیت فرآوردههاي بیولوژیک فسفاته که توسط شرکت هاي داخلی تولید می گردد . بدیهی است دست یابی به یک ریزجاندار با صفات ویژه مناسب براي فرموله شدن به عنوان مایه تلقیح میکروارگانیسمهاي حل کننده فسفات، به صرف هزینه و زمان زیادي نیاز دارد . لیکن پس از وارد شدن آن فرآورده به بازار ممکن است میکروارگانیسم مربوطه توسط سایر شرکت ها جداس ازي و با نام جدید مورد استفاده قرار گیرد. ایجاد بستر و ساز و کارهاي لازم براي حفظ مالکیت، از جمله تدوین قوانین مربوطه، ضروري است.

عدم وجود گروههاي متخصص کنترل کیفی که فرآورده هاي شرکت هاي تولیدي را در زمان تولید، انبارداري، توزیع و مصرف کنترل کرده تا از رسیدن فرآورده با کیفیت به کشاورزان اطمینان حاصل گردد. تشکیل شرکت هاي خصوصی با نیروهاي متخصص و آموزش دیده همانند آنچه که هم اکنون براي کنترل محصولات ارگانیک موجود است از جمله راه کارهاي پیشنهادي میباشد. فعالیت نظام مند این شرکت ها میتواند در رفع این نقیصه بسیار موثر باشد.

علیرغم کارآیی بالایی که براي قارچهاي میکوریزي در این مقاله ذکر شد به دلیل مشکلات تکنیکی موجود، هنوز بخش خصوصی داخل کشور در زمینه تولید این فرآورده با ارزش فعال نگردیده و هم اکنون تنها یک شرکت با روش هاي ابتدایی به تولید کود زیستی میکوریزي مشغول می باشد. بدیهی است براي رفع این کاستی باید روش هاي مدرن تولید مایه تلقیح قارچ هاي میکوریزي از جمله روشهاي هیدروپونیک، آئروپونیک و کشت درون شیشه اي در اختیار بخش خصوصی گزارده شود تا نسبت به تولید این فرآورده اقدام گردد.

عدم وجود کلکیسون هاي معتبر داراي انواع ریز جانداران حل کننده فسفر و قارچ هاي میکوریزي در کشور که با کلکسیون هاي بین المللی در ارتباط بوده و بتواند بخش خصوصی را در تامین ریز جانداران مورد نیاز حمایت نماید. تاسیس و راه اندازي کلکسیون هاي مورد نیاز در موسسات تحقیقاتی ذیربط و به وجود آمدن راهکارهاي قانونی براي تعامل بیشتر موسسات تحقیقاتی با شرکت هاي تولید کننده داخلی میتواند گامی موثر در تولید کودهاي بیولوژیک فسفره در کشور باشد.

عدم وجود سیستم هاي مناسب براي حمل و نقل، انبارداري وتوزیع فر آوردهه اي زیستی در کشور. بدیهی است به دلیل حضور ریز جانداران زنده در مایه تلقیح هاي میکروبی، در صورت حمل و نقل و انبارداري نامناسب، به تدریج از جمعیت میکروبی وکار آیی این فرآورده ها کاسته می شود. تامین منابع مالی براي تجهیز انبارهاي موجود و ساخت انبارهاي استاندارد نگهداري کودهاي زیستی و انتقال و توزیع صحیح آنها از عوامل موثر در توسعه کودهاي زیستی در کشور می باشد.