دانلود پایان نامه

i and Sasson, 2004). در کشت مخلوط معمولا لگومها با تثبیت نیتروژن آن را برای جزء غله در مخلوط فراهم میکنند (Oswald et al., 2002).
غلات یکی از اجزای مهم و اساسی در سیستمهای چند کشتی محسوب میگردد، به طوریکه بیش از 95 درصد سورگوم و 100 درصد ارزن در هند به صورت مخلوط کشت میشوند. در این زمینه Khoze Mary (2005) بیان کردند که کشت مخلوط غلات و لگومها میتواند نقش مهمی در تولید پایدار غذا در کشورهای در حال توسعه و همچنین کشورهای توسعه یافته داشته باشد، مخصوصا مناطقی که با محدودیت آب روبرو هستند. دلایل استفاده از گراسها به شکل علوفه میتوان به علت سهولت استقرار، کیفیت غذایی بالا در مرحله رشد رویشی، پوشش سطح خاک در زمستان و همچنین عملکرد بالای علوفه گراسها بویژه در مناطق نیمه خشک باشد. دلایل استفاده از لگومها، کیفیت بالای علوفه در طول فصل رشد و سازگاری با شرایط آب و هوایی مختلف میباشد (Agegnnehu et al., 2006).

2-3-1 – کاربرد کودهای شیمیایی و بیولوژیک در کشاورزی
امروزه مصرف کودهای آلی به علل مختلفی از رواج چندانی برخوردار نیست و عمده نیاز غذایی گیاهان زراعی از طریق کودهای شیمیایی تامین میشود (Aggelides and Londra, 2000). در سال 1961 حدود 100 میلیون تن کود شیمیایی در جهان و در سطحی معادل 1/4 میلیارد هکتار (حدود دو برابر قاره اقیانوسیه) مورد استفاده قرار گرفت. در حالی که این رقم در سال 1998 معادل 365 میلیون تن افزایش یافته است و در 50 سال اخیر با رشد بیسابقهای روبرو شده است و هر ساله نیز انواع جدیدتری از کودهای شیمیایی با فرمولاسیونها و درصد متفاوت عناصر غذایی معرفی و وارد بازار میشوند (Adeniyan and Ojeniyi, 2003). جمعیت دنیا هر ساله افزایش مییابد و پیش بینی گردیده تا سال 2025 میلادی بالغ بر یازده میلیارد نفر شود (Anonymous, 2010)، این امر سبب فشار هر چه بیشتر بر اراضی کشاورزی به منظور تولید بیشتر محصولات کشاورزی شده است. تا حدود سال 1900، در جهان و به ویژه در ایالات متحده آمریکا تقاضا برای افزایش تولیدات کشاورزی اغلب با به زیر کشت بردن اراضی جدید تامین میشد. البته این روش نیز دوام چندانی نداشت، زیرا زمینهای جدید بایستی با از بین بردن جنگلها و مراتع به وجود میآمدند که خود مخالفین سرسختی داشت. بنابراین ایده افزایش تولید در واحد سطح با کاربرد کودهای شیمیایی بیشتر قوت گرفت که این امر نیز به نوبه خود مشکلات دیگری را در عرصه محیط زیست ایجاد نمود (Atiyeh and Lee, 2002; Albiach et al., 2001). استفاده از ریز جانداران خاکزی به منظور افزایش رشد و تولید گیاهان از قرن بیستم میلادی، ابتدا در آمریکا و روسیه و سپس در کشورهای دیگر آغاز شد. در ابتدا به دلیل اثرات سریع و آنی کودهای شیمیایی، سهولت در کاربرد و قیمت ارزان آنها سبب شد که کودهای بیولوژیک مورد استقبال قرار نگیرند و برای مدتهای مدید به فراموشی سپرده شوند (Ratti et al., 2001).
در دو و سه دهه اخیر به دلیل آشکار شدن اثرات سوء مصرف بی رویه کودهای شیمیایی و قیمت رو به تزاید آنها، مجددا استفاده از کودهای بیولوژیک در کشاورزی مطرح شده است. از آنجا که کودهای شیمیایی نیازهای غذایی محصولات را در کوتاه مدت فراهم میسازند، زارعین حاصلخیزی دراز مدت خاک و فرآیندهای کنترل کننده آن را به فراموشی سپردهاند و این مسئله بازدهی دراز مدت زمینهای کشاورزی را به خطر انداخته، تا جاییکه تعدادی از پژوهشگران معتقدند که حاصلخیزی خاک را تنها با عرضه مواد آلی مانند کودهای کمپوست میتوان حفظ و تجدید کرد (Sharma, 2002). توسعه یک سیستم پیشرفته کشاورزی نه فقط به افزایش بازده، بلکه به مدیریت صحیح چرخه عناصر غذایی برای حفظ و بقای خود وابسته است. این سیستم پیشرفته عمدتا به استفاده از منابع آلی و بیولوژیک وابسته است و از نهادههای مصنوعی مانند کود شیمیایی نیز در حد بهینه بهره میگیرد (Albiach et al., 2001; Samarbakhsh et al., 2009 ).

2-3-2 -کودهای بیولوژیک
بطورکلی هر مادهای که حاوی ریز موجوداتی باشد که هرگاه با بذر آغشته شده و یا روی سطوح گیاهی مورد استفاده و یا با خاک مخلوط شود، بتواند با افزایش فراهمی عناصر غذایی و یا سایر اثرات مفید، باعث تحریک رشد گیاه میزبان شود، کود بیولوژیک نامیده میشود ((Gutierrez et al., 2008; Saleque et al., (2004 ;(Whipps, (2001). میکروارگانیسمهای زیادی در محیط رشد ریشه (ریزوسفر) وجود دارند که ریشه گیاهان با این میکروارگانیسمها کنش متقابل دارند (Villegas and Fortin, 2002; Vessey, 2003).
کودهای بیولوژیک در مقایسه با مواد شیمیایی مزیتهای قابل توجهی دارند، از آن جمله این که در چرخه غذایی تولید مواد سمی و میکروبی (مانند نیترات) نمینمایند، باعث اصلاح خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک میشوند و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و از دیدگاه زیست محیطی قابل پذیرش هستند (Wu et al., 2005). مشخص شده است که این باکتری ها علاوه بر کمک به جذب عنصری خاص، موجب جذب سایر عناصر، کاهش بیماریها و بهبود ساختمان خاک و در نتیجه تحریک رشد و افزایش کمی و کیفی محصول می گردند (Rokhzadi et al., 2004). بدین لحاظ این باکتریها از نظر علمی، محرک یا بهبود دهنده رشد گیاهان4 نامیده می‌شوند. البته استفاده از کودهای بیولوژیک دارای مشکلاتی مثل عدم سهولت در استفاده و عدم پاسخ سریع و اقتصادی، حساسیت موجودات زنده به شرایط محیطی، پیچیدگی روابط بین میکروارگانیسمها و واکنشهای آنتاگونیسمی نیز میباشد (Chaykovskaya et al., 2001).
امروزه کودهای بیولوژیک به عنوان جایگزینی برای کودهای شیمیایی با هدف افزایش باروری خاک و تولید محصولات در کشاورزی پایدار محسوب میشوند (Welbaum et al., 2004) و نگر
شهای جدیدی که در ارتباط با کشاورزی تحت عنوان کشاورزی پایدار، ارگانیک و بیولوژیک مطرح میباشد، به بهرهبرداری از چنین منابعی استوار است. آسیبهای زیست محیطی، تغییر ساختار شیمیایی، ‌فیزیکی و زیستی خاک و مشکلات بهداشتی سبب بازگشت به کودهای آلی با تغییراتی در قالب کشاورزی آلی یا ارگانیک گردید (Anu et al., 2001). کودهای زیستی، متشکل از میکروارگانیسم های مفیدی هستند که هر یک به منظور خاصی (رها سازی فسفات، پتاسیم و آهن و یا تثبیت نیتروژن) تولید می‌شوند که معمولاً در اطراف ریشه مستقرند و گیاه را در جذب عناصر یاری میکنند. نظر به اینکه منشأ این باکتری ها از خاک است، استفاده از کودهای زیستی را باید احیای فلور طبیعی خاک و مسیری برای رسیدن به کشاورزی پایدار دانست (Wu et al., 2005).
در سیستمهای کشاورزی پایدار استفاده از منابع تجدیدپذیری که حداکثر محاسن اکولوژیکی و حداقل مضرات زیست محیطی را دارا باشد، امری ضروری است (Wu et al., 2005). همچنین در مدیریت اگرواکولوژیکی لازم است تا تلفات نیتروژن از طریق آبشویی، تبخیر، فرسایش و برداشت همراه محصول به حداقل برسد (Vessey and Heisinger, 2001). کودهای شیمیایی عناصر خاصی را برای گیاه تامین میکنند و در جذب سایر عناصر ایجاد اختلال مینمایند و این موضوع تعادل غذایی را در گیاه به هم میزند، بنابراین کودهای بیولوژیک میتوانند باعث حل این مشکلات شوند (Ehteshami et al., 2007).

مطلب مرتبط :   پایان نامه با موضوعرضایتمندی مشتری، رضایتمندی، ارزش درک شده، همبستگی پیرسون

2-3-3 – باکتریهای حل کننده فسفات
فسفر یکی از سه عنصر پر مصرف و ضروری گیاه است که یک جزء ساختمانی تعدادی از ترکیبات حیاتی از قبیل ملکول‌های انتقال‌دهنده انرژی، ADP (آدنوزین دی فسفات) و ATP (آدنوزین تری فسفات) و ترکیبات سیستم انتقال اطلاعات ژنتیکی مثل DNA و RNA و فسفو‌لیپیدهای موجود در غشاء سلولی است. کمبود فسفر نه تنها به شدت در میزان رشد تأثیر دارد، بلکه روی تشکیل میوه و بذر و کیفیت آن‌ها نیز بسیار مؤثر است (De Freitas, 2000). در عین حال این عنصر در خاک تحرک کمی دارد و علاوه بر این توسط برخی یونها مانند کلسیم، آهن، مولیبدن و آلومینیوم تثبیت و از دسترس گیاه خارج میشود (Chen, 2006; Choi et al., 2003). بیشتر خاکها مقادیر کافی از عنصر فسفر را دارند، ولی حدود 1/0 درصد آن برای گیاه قابل دسترس میباشد. بنابراین کارایی مصرف این عنصر پایین است. از این رو کاربرد میکروارگانیسمهای حل کننده فسفات روشی برای استفاده از این فسفر غیر قابل دسترس میباشد (El-Habbasha et al., 2007; Fankem et al., 2006 ). این ریز موجودات در چرخه زیست- زمین- شیمیایی فسفر در اکوسیستمهای طبیعی و کشاورزی نقش مهمی را ایفا میکنند. اساس کار این باکتریها اسیدی کردن خاک، واکنشهای تبادلی و تولید ترکیبات پلی مریک میباشد. بنابراین کاربرد باکتریهای حل کننده فسفات میتواند هزینههای مصرف کودهای فسفاته را در کشاورزی کاهش دهد. کاربرد این ریز جانداران مانند تریکودرما، آسپرژیلوس، سودوموناس، باسیلوس، اگروباکتریوم، انتروباکتر و گلوموس در اطراف ریشه یا همراه کودها میتواند از نظر حل کردن فسفر، تحریک رشد گیاه و حفاظت گیاه در مقابل عفونت پاتوژنها مفید باشد (Yadav and Dwivedi, 2000).
2-3-4 -کود فسفر زیستی
نیاز گیاهان به فسفر بیش از 20 درصد فسفری است که به خاک داده می شود، بنابراین بهبود پتانسیل گیاه جهت کارایی بالاتر فسفر ضروری می باشد. تثبیت این عنصر به وسیله آلومینیوم و آهن در خاکهای خنثی تا اسیدی سبب کاهش جذب فسفر توسط گیاهان میگردد و به کارگیری عملیات مدیریتی مناسب برای بهبود کارآیی مصرف فسفر در تولید محصولات زراعی اجتناب ناپذیر است (کافی و همکاران، 1388).
در کشاورزی متداول از کودهای فسفاته شیمیایی برای رفع کمبود خاک استفاده می‌شود، ولی در عمل درصد بالایی از کودهای مصرفی با یونهای خاک ترکیب و به صورت غیر محلول و غیر قابل جذب برای گیاه در می‌آیند (Rokhzadi et al., 2004). میکروارگانیزمهای ریزوسفری میتوانند، بر میزان انحلال فسفر و جذب آن توسط گیاه تأثیر گذار باشند. در اتحاد جماهیر شوروی سابق کود بیولوژیک تجاری تحت نام فسفو باکترین برای اولین بار با مخلوط کردن باکتریهای باسیلوس مگاتریکوم و سودوموناس فسفاتیکوم تهیه و عملکرد را 5 تا 10 درصد نسبت به شاهد، افزایش داد (Rokhzadi et al., 2004).
کود زیستی فسفاته بارور 2، حاصل تحقیق پژوهشگران جهاد دانشگاهی تهران میباشد که در فرمولاسیون آن باکتریهای ترشح کننده اسید و آنزیم های فسفاتاز وجود دارد. نتایج کاربرد آن در نقاط مختلف کشور روی گیاهان مختلف زراعی، حاکی از افزایش بالای 10 درصدی عملکرد میباشد. توانایی حل کنندگی فسفات بالا، سازگاری اقلیمی، حفظ خصوصیات ژنتیکی، کلنی شدن با ریزوسفر گیاه، پایداری در هنگام انبارداری، روش مصرف آسان، حمل و نقل ارزان، سازگاری با کودها و سموم شیمیایی، کاهش آلودگیهای زیست محیطی و کاهش مصرف کود شیمیایی فسفاته از جمله خصوصیات کود فسفری بارور 2 میباشند (حسین زاده، 1384).

مطلب مرتبط :   پایان نامه ارشد درموردزنان مسلمان، احساس حقارت، عقده حقارت، جنس مخالف

2-3-5 – اهمیت و نقش کود زیستی فسفر
باکتریهای پیش برنده رشد گیاه بدلیل تأثیر روی شرایط خاک برای رشد گیاه اهمیت دارند .(Yazdani et al., 2009) میکروارگانیسمهای حل کننده فسفات به گروهی از میکروارگانیسمهای خاک اشاره دارد که به عنوان ترکیبی از چرخه فسفر میتوانند شکلی از شکل غیر قابل جذب فسفر را به وسیله مکانیسمهای مختلف جایگزین نمایند (Salih et al., 1989). مقدار زیادی از فسفر بعد از کاربرد در خاک پس از مدت کوتاهی غیر فعال میشود که تشکیل باندهای قوی بین فسفر با کلسیم و منیزیم در خاکهای با pH آهکی و همان باندها با آهن و آلومینیم
در خاک های با pH اسیدی میدهد. افزایش در تعداد و تنوع میکروارگانیسمهای خاک سبب افزایش در تعداد و تنوع اسیدهای آلی میشود، که باعث تبدیل ترکیبات نامحلول فسفات به ترکیبات محلول میگردد (Arpana et al., 2002). جمعیت میکروبی بر باروری خاک از طریق فرآیندهایی از قبیل تجزیه، معدنی شدن، ذخیره و رها سازی مواد غذایی تأثیر میگذارند. میکروارگانیسمها قابلیت دسترسی به فسفر را بوسیله معدنی کردن فسفر آلی در خاک و بوسیله محلولیت فسفر رسوب شده در خاک افزایش میدهند (Chen, 2006; Peix et al., 2005). کاربرد کود زیستی اغلب فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی در خاک را بهبود میبخشد. با کاهش مصرف کودهای شیمیایی میزان عناصر سنگین (کادمیوم، نیترات) که باعث ایجاد تنش در گیاهان می شوند کاهش می یابند (.(EL- Habbasha et al., 2007 استفاده از کود زیستی فسفات، میزان pH و میزان فسفر قابل دسترس در خاک را برای گیاه افزایش میدهد (Sahin et al., 2004).

2-3-6 – مکانیسم عمل باکتریهای محرک رشد گیاه
یکی از مباحث بسیار مهم در کاربرد باکتریهای محرک رشد گیاه5 به عنوان کودهای بیولوژیک مکانیسم عمل این ریز موجودات است. اغلب مطالعات انجام شده در ارتباط با این باکتریها مرتبط با نتایج حاصل از کاربرد آنها بوده و مقالات بسیار کمی در زمینه مکانیسم عمل این ترکیبات وجود دارد. به عنوان مثال تحقیقات Li et al., 2000; Glick, 1995; Wang, 2000; Saleh et al., 2001 در ارتباط با نقش آمینوسیکلوپروپان 1- کربوکسیلات تولید شده توسط باکتریهای محرک رشد گیاه، نمونههایی از موارد نادر تحقیق در زمینه مکانیسم عمل این ریز موجودات میباشند. بسیاری از باکتری های محرک رشد حاوی آنزیمی به نام 1- آمینو سیکلوپروپان1- کربوکسیلات دآمیناز Acc deaminase هستند که قادر است ACC (1- آمینو سیکلوپروپان -1- کربوکسیلات) که پیش ماده مستقیم اتیلن در گیاهان است را با آمونیوم و آلفاکتوبوتیرات تبدیل و از این طریق موجب کاهش اتیلن ناشی از تنش شود. در این فرایند آمونیوم به عنوان منبع نیتروژن برای باکتری ها استفاده می شود (خسروی و همکاران، 1388). باکتری های محرک رشد گیاه از طریق مکانیسم های متفاوتی رشد گیاه را تحت تأثیر قرار می دهند. از جمله این مکانیسم ها می توان به توانایی تولید هورمون ایندول استیک اسید یا IAA، جیبرلیک اسید، سیتوکینین، تثبیت غیر همزیستی نیتروژن، توانایی حل کنندگی فسفات های نامحلول و سایر عناصر غذایی، کنترل پاتوژن های گیاهی از طریق ایجاد رابطه آنتاگونیستی با آن ها که ممکن است بوسیله تولید آنتی بیوتیک، سیانید هیدروژن، کیتیناز و سیدروفورها باشد اشاره کرد (خسروی و همکاران، 1388).

2-3-6-1 – تثبیت بیولوژیکی نیتروژن
باکتریهای ریزوبیوم به علت توانایی آنها در تثبیت نیتروژن در لگومها، شناخته شدهترین باکتریهای محرک رشد گیاه هستند. در ارتباط با نقش و کارکرد این ریز موجودات مقالات منتشر شده است (Sessitsch et al., 2002; Schultze and Kondorosi, 1998).


دیدگاهتان را بنویسید