آشنایی با کودهای زیستی باکتریایی

کودهای زیستی باکتریایی

کودهای زیستی با منشاء باکتریایی مانند ریزوبیوم، آزوسپیریلوم، ازتوباکتر و سودوموناس جزء پرکاربردترین کودهای زیستی در جهان می‌باشند.

باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد گیاه، به گروهی از باکتری‎های ریزوسفر و یا به عبارتی باکتری‎های همیار اطلاق می‌شود که ممکن است به حالت آزاد نیز در خاک حضور داشته باشند و با استفاده از یک یا چند مکانیسم خاص موجب بهبود شاخص‌های رشد و نمو گیاهی می‌گردند.

تاثیر باکتری‌های محرک رشد بر گیاه به عوامل متعددی در اکوسیستم‌های کشاورزی بستگی دارد. در این میان ویژگی‌های خاک مانند بافت خاک، pH، رطوبت، سطح حاصلخیزی و همچنین شرایط آب و هوایی نقش بسیار مهمی در کلونیزه شدن ریشه توسط این باکتری‌ها ایفا می‌کنند.

شکل 1- آشنایی با مهمترین و پرکاربردترین کودهای زیستی باکتریایی

اثرات باکتری‎های محرک رشد گیاه

این باکتری‌ها به دلیل در دسترس قرار دادن عناصر غذایی برای گیاه سودمند می‌باشند. پس از تلقیح، به دلیل تولید هورمون‌های محرک رشد گیاه باعث:

1. افزایش قابل توجه رشد در گیاهان تلقیح شده
2. کاهش برخی بیماری‌های گیاهی
3. تولید هورمون‌های محرک رشد گیاه که نتیجه آن بهبود جذب آب و عناصر غذایی توسط گیاه است.
4. تحریک ژن‌های دفاعی گیاه برای فعال نمودن مکانسیم‌های دفاعی
5. تولید برخی ترکیب‌های آنتی‌بیوتیک مانند باکتریوسین‌ها برای حذف عوامل بیماری‌زا

از سوی دیگر تاثیر مثبت تلقیح بذر گیاهان مختلف با باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد گیاه بر جنبه‌های مختلف رشد و نمو آن‌ها، از جمله قابلیت جوانه‌زنی بذر و بنیه گیاهچه بررسی و مورد تایید قرار گرفته است.

سازوکار باکتری‌های محرک رشد گیاه

مهمترین سازوکارهای تاثیر باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد گیاه عبارتند از: فراهمی زیستی عناصر معدنی با تثبیت زیستی نیتروژن و محلول کردن فسفر و پتاسیم، مهار زیستی عوامل بیماری‌زا با تولید پادزی‌های زیستی و تولید مواد تنظیم‌کننده رشد گیاه به ویژه اکسین‌ها، جیبرلین‌ها و سیتوکینین‌ها.

زمان و نحوه مصرف

کودهای زیستی باکتریایی به صورت بذرمال و یا همراه با آب آبیاری در دوره‌های مختلف رشدی گیاه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مهمترین و پرکاربردترین کودهای زیستی باکتریایی

ریزوبیوم (Rhizobium)

این باکتری بر روی ریشه گیاهان خانواده حبوبات ایجاد غده یا گره می‌کند. گیاهانی مانند یونجه، شبدر، نخود، لوبیا، عدس و ماش تثبیت کننده‌های مهم ازت به روش همزیستی می‌باشند. باکتری ریزوبیوم در داخل غده یا گره تولید شده بر روی ریشه گیاه، ازت هوا را می‌گیرد و آن را تثبیت و به آمونیوم تبدیل می‌کند، آمونیوم تولیدی، هم مورد استفاده خود باکتری و هم استفاده گیاه میزبان قرار می‌گیرد. مقدار تثبیت به روش همزیستی بسته به نوع باکتری و گیاه میزبان دارد.

شکل 2- ریزوبیوم روی ریشه لگوم‌ها

ازتوباکتر(Azotobacter)

ازتوباکتر معمولا به حالت آزاد در سطح خاک و همچنین در قسمت ریزوسفر گیاهان مختلف وجود دارند، با افزایش عمق خاک جمعیت ازتوباکترها کاهش پیدا می‌کند. درجه حرارت مناسب برای فعالیت این میکروارگانیزم‌ها بین 30-20 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. به دلیل هوازی بودن ازتوباکتر، این میکروارگانیزم‌ها شرایط بی‌هوازی را نمی‌توانند تحمل کنند. بهترین رطوبت برای فعالیت این باکتری رطوبتی در حد ظرفیت مزرعه می‌باشد. به همین دلیل سلول‌های ازتوباکتر در سطح ریشه حضور ندارند ولی در منطقه ریزوسفر به وفور یافت می‌شوند.

ازتوباکتر علاوه بر تثبیت زیستی نیتروژن، از طریق افزایش تحرک و قابلیت جذب عناصر غذایی و به ویژه تولید هورمون‌های رشد گیاهی موجب بهبود شرایط تغذیه و رشد گیاه می‌شود. به علاوه این باکتری، با تولید آنتی‌بیوتیک، از رشد بعضی قارچ‌ها مانند فوزاریوم جلوگیری می‌کند.

شکل 3- باکتری ازتوباکتر

آزوسپیریلوم (Azospirillum)

این باکتری جزء باکترهای گِرم منفی، خمیده و هوازی می‌باشد که هم به صورت آزاد و هم به صورت همیار در گیاهان مختلف تثبیت نیتروژن انجام می‌دهد. این باکتری‌ها نه تنها خود تثبیت نیتروژن را انجام می‌دهند، بلکه قادرند با تثبیت کننده‌های دیگر نظیر آزوموناس و ازتوباکترها همیار شوند. اهمیت تثبیت نیتروژن توسط این باکتری در این است که بدون آلودگی زیست محیطی، بدون نیاز به صرف هزینه و انرژی میتوان ازت مورد نیاز را در گیاه فراهم ساخت.

شکل 4- باکتری آزوسپیریلوم

سودوموناس (Pseudomonas)

خانواده سودوموناس گروه مهمی از باکتری‌های گِرم منفی هستند. اعضاء این گروه به فراوانی در محیط‌های طبیعی مانند آب، خاک و حتی همراه با گیاهان و حیوانات به صورت میکروفلور نرمال و یا به عنوان عامل بیماری‌زا یافت می‌شوند. سودوموناس‌ها بدلیل فعالیت هوازی، نقش مهمی در چرخه کربن دارند.

سودوموناس‌ها با استقرار در ریشه گیاهان از راه‌های مختلفی رشد آن‌ها را تحریک می‌نمایند. این گونه‌ها از نظر تولید مواد تحریک کننده رشد گیاهی، افزایش رشد گیاهان را باعث می‌شوند. این باکتری‌ها با مکانیسم‌های مختلفی نظیر هورمون‌های گیاهی و سیدروفورها، کنترل عوامل بیماری‌زای خاکزاد و ایجاد مقاومت سیستمیک در گیاهان سبب تحریک و تقویت رشد گیاه می‌شوند.

در میان باکترهای محرک رشد گیاه، سودوموناس‌ها به دلیل توانایی در تولید دامنه وسیعی از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاه، ترکیب آهن و جذب کلات‌کننده آهن، تولید اسیدهای آلی از قبیل اسید سوکسینیک و لاکتیک و در نهایت کنترل زیستی عوامل بیماری‌زای گیاهی دارای اهمیت فراوان می‌باشند.

شکل 5- باکتری سودوموناس