کودهای زیستی
کودهای زیستی مواد نگهدارندهای با جمعیت زیاد یک یا چند موجود زنده مفید خاکزی و یا بصورت فرآورده متابولیک این موجودات می‌باشند که بیشتر به منظور تأمین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه و ایجاد شرایط مناسب جهت رشد و نمو تولید می‌شوند. بهطور معمول ارگان سم‌های مورد استفاده برای تولید کود زیستی از خاک منشاء می‌گیرند و در اغلب خاک‌های حضور دارند. در بسیاری از موارد کمیت و کیفیت آن‌ها در خاک‌های زراعی در حد مطلوب نیست و به همین دلیل استفاده از آن‌ها ضرورت دارد. در گذشته حضور اکثر این موجودات در خاک‌های زراعی زیاد بوده ولی به مرور زمان جمعیت آنان در خاک‌های تحت کشت به شدت کاهش یافته که از جمله دلایل آن، تنش‌های محیطی بلند مدت مانند خشکی، سرمای زیاد و طولانی، حرارت زیاد، یخ بندان و غيره می‌باشد. همچنين مصرف نامتعادل کودها و سموم شيميايی، زراعت تک کشتی و کشت گونه‌های غالب در منطقه، عدم حضور میزبان مناسب به مدت طولانی موجب بروز اين شرايط می‌شود.
مزایای استفاده از کودهای زیستی
1. جلوگیری از ایجاد آلودگی خاک و منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی ناشی از مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی
2. افزایش مقاومت گیاهان به تنش‌های محیطی نظیر خشکی، شوری و تراکم خاک
3. افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت خاک و بهبود وضعیت تهویه خاک
4. کمک به جذب اکثر عناصر غذایی از جمله ازت، فسفر، پتاسيم و همچنين عناصر غذايی کم‌مصرف
5. حفظ و توسعه باروری خاک به موازات افزایش حاصلخیزی آن
6. کمک به تولید محصولات سالم و ارگانیک
انواع کودهای زیستی
کودهای زیستی را میتوان در دسته‌های زیر طبقه بندی کرد:
- باکتری‌های تثبیت‌کننده ازت
- باکتری‌های حل‌کننده فسفات
- باکتری‌های اکسیدکننده گوگرد
- باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد گیاه
- قارچ‌های میکوریزا آربسکولار
- ریز موجودات تبدیل کننده مواد آلی زائد به کمپوست
- کرم‌های خاکی تولید کننده ورمی کمپوست
- مواد حاوی اسید هیومیک و اسید فولیک
- مواد حاوی اسیدهای آمینه و مواد آلی ارگانیک
قارچ‌های میکوریزا آربسکولار
ميكوريزا يك همزيستي بين ريشه‌ی گياه و قارچ است كه نقش مهمی در چرخه‌ی عناصر غذايي اكوسيستم و همچنين محافظت گياه در برابر تنش‌های محيطي به عهده دارد. در این همزيستي، قارچ كربن آلي و تركيبات ديگر را جهت رشد و نمو خود از ميزبان می‌گیرند و در مقابل بخشی از عناصر غذايي و آب مورد نياز ميزبان را تأمين می‌نمايد. اين ويژگي به خصوص در شرايط حاصلخيزي پایين خاك و تنش‌هاي محيطي، ارزش بالایي براي ميزبان دارد. اكثر خانواده‌هاي گياهي داراي همزيستي ميكوريزا هستند. قارچ‌های میکوریزا در مورد برخي از ميزبان‌ها به صورت ترجيحي عمل مي‌كنند و توانايي بيشتري برای تکثیر روی ميزبان‌هاي خاصي دارند. تحقيقات به عمل آمده نشان داده است كه همزيستي قارچ با ريشه‌ی گیاه سبب افزايش جذب فسفر، آهن، روي، مس و منگنز در گياه مي‌گردد. همچنین براساس تحقیقات انجام شده میکوریزا مي‌تواند جايگزين 30 تا 60 درصد كود فسفره گردد. نتايج آزمايش ديگری نيز نشان داد که استفاده از کودهای زيستی ميکوريزا و باکتری حل کننده فسفات ضمن آنکه سبب کاهش مصرف کود شيميايی فسفر به ميزان حداقل 50 درصد گرديد، موجب پايداری عملکرد نيز شد. قارچ‌های ميکوريزا در شرايط كمبود روي و مس جذب آن‌ها را توسط ميزبان افزايش مي‌دهد و به طوركلي در شرايط كمبود عناصر غذايي توانایی جذب گياه را بالا مي‌برند. شاید با توجه به شرایط اقلیمی کشور بتوان ادعا کرد که با مدیریت صحیح منابع آب و استفاده از روابط همزیستی میکوریزا به همراه ترکیبات زنده و غیرزنده میتوان شرایط مناسبی برای بیشینه جذب آب و عناصر غذایی در گیاه ایجاد نمود و اثرات زیان‌بار تنش خشکی را کاهش داد، بدون آنکه عملکرد کمی و کیفی گیاه کاهش پیدا کند. از سوی دیگر، در هزینه‌های مربوط به تأمین و توزیع کودهای شیمیایی صرفه‌جویی به عمل آمده و از اثرات سوء مصرف بی‌رویه آن‌ها نیز اجتناب نمود.
شکل1- همزيستی بين ريشه گياه و قارچ ميكوريزا
نقش قارچ‌های میکوریزا در جذب آب و مواد غذایی گیاهان
بدلیل آهکی بودن اکثر خاك‌های زیر کشت ذرت در ایران، فسفر با یون‌هاي کلسیم و منیزیم در خاك واکنش داده و از دسترس گیاه خارج می‌شود. از آنجا که فسفر عنصري ضروري و تجدیدنشدنی می‌باشد و بیشتر خاك‌ها با کمبود آن مواجهند، لذا کشاورزان از کودهاي فسفري شیمیایی جهت بالا بردن ميزان توليد محصولات کشاورزی استفاده می‌نمایند. بخش قابل توجهی از کودهاي شیمیایی مصرفی (75 تا 90 درصد فسفر اضافه شده به خاك) بسرعت تبدیل به فرم‌هاي غیرمحلول فسفر می‌گردد و در خاک تجمع می‌یابد. همین مسئله باعث مصرف بیشتر کودهاي فسفري می‌گردد که نه تنها هزینه بر است بلکه سبب تخریب محیط زیست نیز می‌گردد. چنانچه بتوان فسفر تجمع یافته در خاك را به فرم قابل استفاده گیاه تبدیل نمود، ضمن کاهش مصرف کودهاي فسفری میتوان رشد و عملکرد مناسب گیاهان را نیز تضمین کرد. پس بهبود کارایی فسفر و استفاده از آن توسط گیاهان به دلایل اقتصادی، انسانی و زیست محیطی بسیار مهم است. يکی از راهکارهاي جدید براي افزایش راندمان مصرف کود و جلوگیري از هدرروي کودهاي شیمیایی و همچنين برطرف نمودن اثرات مخرب ناشی از مصرف بی‌رویه این کودها و افزایش عملکرد محصولات کشاورزي، استفاده از ریزموجوداتی همچون قارچ‌های میکوریزا آربسکولار در مزارع کشاورزي می‌باشد. قارچ‌های میکوریزا آربسکولار قادرند با بسياري از گياهان رابطه‌ی همزيستي برقرار نمايند كه اين رابطه سبب افزايش رشد و نمو گياه ميزبان مي‌گردد. در اين همزيستي، قارچ كربن آلي و تركيبات ديگر را جهت رشد و نمو خود از گياه ميزبان می‌گیرد و در مقابل عناصر غذايي و آب مورد نياز گياه را تأمين مي‌نماید. اين ويژگي به خصوص در شرايط حاصلخيزي پایين خاك و تنش‌هاي محيطي، ارزش بالایي براي گياه ميزبان دارد. تحقيقات به عمل آمده نشان داده است كه همزيستي قارچ با ريشه‌ی گیاه سبب افزايش جذب فسفر، آهن، روي، مس و منگنز در گياه مي‌گردد. بنابراین تأمین عناصر معدنی مورد نیاز گیاه از طریق روش‌هاي تغذیه تلفیقی به معنی استفاده از منابع کودهای آلی، مقدار متناسب از کودهای شیمیایی و بکارگیری کودها یا مایه تلقیح‌های زیستی حاوی باکتري‌ها و قارچ‌ها، بهترین جایگزین براي مصرف کودهاي شیمیایی به تنهایی است.
در ريزوسفر گیاهان، انواع مختلفي از ریزموجودات خاك مانند قارچ‌هاي ميكوريزا آربسکولار وجود دارند كه مي‌توانند با ريشه‌ی گیاهان همزيستي دوجانبه ايجاد نمايند. گیاهانی که ريشه‌هاي مويين كمتري توليد مي‌كنند، رشد آن‌ها به شدت به قارچ‌هاي میکوریزا وابسته است. استفاده از قارچ‌های میکوریزا، وزن خشك كل، غلظت نيتروژن، پتاسيم و منيزيم را در گیاهان به شدت افزايش می‌دهند. تعداد زيادي از آزمايش‌های مزرعه‌اي و گلداني نشان داده‌اند كه قارچ‌هاي ميكوريزا مي‌توانند رشد و جذب عناصرغذايي، مقاومت به خشكي و شوري را بالا ببرند. با كاربرد مایه تلقیح قارچ‌های ميكوريزا، وزن خشك ريشه و ميزان غلظت فسفر در برگ ذرت افزايش مي‌يابد. میکوریزا با افزایش جذب فسفر توسط گیاه، اثرات منفی تنش شوری را کاهش می‌دهد، همچنین در گیاهان میکوریزايی شده غلظت پتاسیم نیز بیشتر از گیاهان میکوریزايی نشده مشاهده می‌شود و بدین ترتیب با افزایش نسبت پتاسیم به سدیم، همزیستی میکوریزا می‌تواند گیاه را در برابر اثرات منفی سدیم محافظت نماید. در گياهان ميكوريزي نسبت به گياهان غيرميكوريزي آب سريع‌تر جذب مي شود و همچنين پتانسيل آب خاك در اين گياهان سريع‌تر كاهش مي‌يابد. یكي از دلايل رشد بهتر گياهان ميكوريزي در خاك‌هاي خشك، توانايي اين گياهان در جذب آب موجود در خاك بعد از نقطه‌ی پژمردگي مي‌باشد.
نقش قارچ‌های میکوریزا در تشکیل و پایداری خاکدانه‌ها
قارچ‌های همزیست نقش مهمی را در تشکیل و پایداری خاک ایفاء نموده و کیفیت خاک را با تولید یک ماده قندی-پروتئینی خاص به نام گلومالین بهبود می‌بخشند. گلومالین‌ها می‌توانند به ذرات معدنی (شن، رس و نمک)( و یا ماده ارگانیک خاک بچسبند و تشکیل توده‌های گرانولی خاک یا خاکدانه‌ها را بدهند. نتایج تحقیقات نشان داده است که با کاربرد قارچ ميکوريزا، به خصوص در خاک‌های شور، پايداری خاکدانه‌ها افزايش می‌یابد و در نتیجه مصرف این قارچ‌ها کیفیت و ساير ويژگی‌های فیزيکی خاک نیز بهبود می‌یابد.
مکانیزم عمل در قارچ‌های میکوریزا
قارچ‌های میکوریزا به چندین روش در جذب آب و مواد غذایی گیاهان تأثیر می گذارند که مهمترین آن‌ها تولید ریشه‌های فراوان است که باعث می‌شود گیاه از حجم خاک بیشتری بهره مند گردد. این عمل نیز به نوبه خود باعث می‌شود گیاه از آب و مواد غذایی بیشتری بهره مند گردد.
روش‌های استفاده از مایه تلقیح قارچ‌های میکوریزا در گياه ذرت
مصرف ردیفی: برای استفاده از مایه تلقیح قارچ‌های میکوریزا در کشت گیاهان زراعی یا نشای پس از ایجاد ردیف‌های کشت، مایه تلقیح را در کف جوی‌های ایجاد شده همانند کودهای شیمیایی و زیر بذر اضافه کرده و با خاک می‌پوشانند.
تلقیح بذری: در روش تلقیح بذری، در مرحله اول بذور مورد نظر را با یک ماده چسباننده آغشته کرده، سپس مایه تلقیح قارچ را به آن اضافه و کاملا با هم مخلوط می‌نمایند به گونه‌ای که تمامی بذرها با یک لایه یکنواخت از مایه تلقیح پوشانده شود. در نهایت پس از خشک شدن رطوبت سطحی بذرهای تلقیح شده نسبت به کاشت آن‌ها اقدام می‌گردد.
استفاده همزمان از مایه تلقیح قارچ های میکوریزا با انواع آفتکش ها
امروزه در کشاورزی صنعتی ناچار به استفاده از انواع آفتکش‌ها به منظورحفظ گیاهان و افزایش عملکرد آن‌ها هستیم. ازطرف دیگر جزء مؤثر در نهاده‌های زیستی ازجمله مایه تلقیح قارچ‌های میکوریزا برخلاف نهاده‌های شیمیایی میکروارگانیسم هایی می باشند که ممکن است فعالیت آن ها تحت تأثیر انواع آفت کش ها قرار گیرد. لذا برای رسیدن به نتیجه مطلوب تأثیرات متقابل این دو جز و تأثیری که در نهایت بر روی ميزبان اعمال می‌نمایند می‌بایستی مورد بررسی قرار گیرد. از بین انواع آفتکش‌ها قارچکشها، بیشترین تأثیر را بر فعالیت قارچ‌های میکوریزا اعمال می‌نمایند.
بر اساس نتایج بدست آمده مصرف هوایی قارچکشهای تماسی در غلظت توصیه شده فاقد تأثیر منفی بر قارچ‌های میکوریزا مستقر در ریشه است چرا که در صورت وارد شدن آن‌ها در خاک مقدار موجود در حدی نخواهد بود که تأثیر منفی بر رابطه همزیستی میکوریزا داشته باشد.
استفاده از قارچکشهای تماسی به صورت تزریق در منطقه ریشه و بخصوص در قبل از زمان برقراری رابطه همزیستی ممکن است تأثیر ممانعت کننده بر فعالیت قارچ‌های میکوریزا داشته باشد. لیکن به تدریج با تجزیه آن‌ها در خاک و کم شدن غلظت قارچ‌کش باقی مانده، شبکه هیفی قارچ‌های میکوریزا خود را بازسازی می‌نماید. در این گونه موارد توصیه می‌شود استفاده از مایه تلقیح قارچ‌های میکوریزا و تزریق قارچکشهای تماسی در خاک با فاصله زمانی مناسب صورت گیرد.
مصرف هوایی یا خاکی قارچکشهای سیستمیک به دلیل تجمع قارچ‌کش در بافت ریشه به مدت سه هفته از مصرف قارچ‌کش مانع فعالیت قارچ‌های میکوریزا در بافت ریشه می‌شوند. قارچکشهایی که به صورت بذرمال استفاده می‌شوند به دلیل غلظت کم قارچ‌کش در ناحیه مجاور ریشه معمولا تأثیر منفی بر قارچ‌های میکوریزا ندارند.
توصیه‌های فنی هنگام استفاده از قارچ‌های میکوریزا
در صورت مصرف مایه تلقیح قارچ‌های میکوریزا و نیاز به استفاده از قارچکشها به موارد زیر توجه گردد.
1. مصرف هوایی قارچکشهای تماسی در هر دوره زمانی در صورت نیاز بلامانع است.
2. مصرف قارچکشهای سیستمیک و مایه تلقیح قارچ‌های میکوریزا با فاصله زمانی سه هفته‌ای صورت گیرد.
3. قارچکشهایی که به صورت پوشش بذری استفاده می‌شوند تأثیر منفی بر قارچ‌های میکوریزا ندارند.
4. تمامی قارچکشها تأثیر دائمی بر قارچ‌های بیمارگر هدف یا قارچ‌های میکوریزا ندارند. دامنه تأثیر آن‌ها بستگی به مواد تشکیل دهنده این ترکیبات و سرعت تجزیه آن‌ها در خاک دارد.