مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

چکیده... ..10

مقدمه.... .....13

فصل اول:کلیات ... ...15

1-كشاورزي پايدار . . .....16

1-1كودهاي بيولوژيك.... ..18

1-2استفاده از ميكرو‌ارگانيزم‌ها به عنوان كود بيولوژيك.... ...19

1-3-انواع كودهاي بيولوژيك. ....20

2-اهميت گندم......... ..20

2-1-تاريخچه و پيدايش گندم.... 2

2-2-وضعيت كشت گندم در جهان.. ...22

2-3-وضعيت كشت گندم در ايران.... ..24

2-4-وضعيت كشت گندم در استان تهران.. ....25

2-5-شرايط آب‌وهوايي گندم... ...26

2-6-مرفولوژي گندم.. .....27

2-6-1-ريشه............................................................................27

2-6-2-ساقه............................................................................28

2-6-3-پنجه.............................................................................29

2-6-4-برگ............................................................................30

2-6-5-گل‌آذين.........................................................................31

2-6-6-دانه.............................................................................32

2-7-عوامل محيطي مؤثر بر رشدونمو گندم.....................................33

2-7-1خاك...............................................................................33

2-7-2-رطوبت.........................................................................34

2-7-3-حرارت.........................................................................35

2-7-4-نور............................................................................36

2-7-4-1-طول روز..................................................................36

2-7-4-2-شدت نور..................................................................36

2-8-عملكرد دانه گندم و عوامل مؤثر بر آن....................................36

فصل دوم:بررسی منابع...............................................................42

1-نیتروژن در طبیعت..................................................................43

2-شکلهای نیتروژن در خاک........................................................44

2-1-نیتروژن معدنی خاک............................................................45

2-2- نیتروژن آلی خاک.............................................................45

3-نقش نيتروژن در گياه..............................................................45

4-چرخه نيتروژن......................................................................46

4-1راههايي كه نيتروژن در دسترس گياه قرار مي‌گيرد

و يا به خاك اضافه مي‌شود. .........................................................47

4-1-1معدني شدن نيتروژن خاك....................................................47

4-1-2وارد شدن نيتروژن از اتمسفر به خاك.....................................48

4-1-3-كاربرد كودهاي شيميايي ازته...............................................49

4-1-4-تثبيت نيتروژن به روش بيولوژيك..........................................50

4-2-راههايي كه نيتروژن از دسترس گياه و يا از خاك خارج مي‌شود........51

4-2-1-غير متحرك شدن (متوقف شدن يا آلي شدن ) نيتروژن................51

4-2-2-نيترات زدايي.....................................................................52

4-2-3-جذب نیتروژن بوسيله گياهان.................................................54

4-2-4-آبشويي نیتروژن.................................................................55

4-2-5-تلفات نیتروژن به صورت آمونياك...........................................55

4-2-6-تلفات نیتروژن از طريق فرسايش...........................................56

5-سيستمهاي بيولوژيك تثبيت كننده نيتروژن.....................................56

5-1تثبيت نیتروژن به روش همزيستي.............................................57

5-1-1همزيستي باكتريهاي ريزوبيوم و گياهان خانواده لگومينوز...........57

5-1-2-همزيستي ريزوبيوم با گياهان غير لگوم..................................59

5-1-3-همزيستي اكتينوريزي.........................................................59

5-1-4-همزيستي سيانوباكتريها و گياهان.........................................60

5-1-4-1-همزيستي سيانوباكتري آنابنا و آزولا..................................61

5-1-4-2-همزيستي نوسترك و آنابنا باسيكادها...................................62

5-1-4-3-همزيستي سيانوباكتري نوسترك و گانرا...............................62

5-1-5-همزيستي سيانوباكتريها و دياتومه‌ها......................................63

5-1-6-همزيستي سيانوباكتريها و بريوفيتها......................................63

5-1-7-همزيستي سيانوباكترها و قارچها (تشكيل گلسنگ)....................65

5-2-تثبيت نیتروژن به روش آزاد....................................................65

5-2-1-باكتريهاي هتروتروف باكتريهاي بيهوازي...............................66

5-2-1-1-باکتریهای بی هوازی......................................................66

5-2-1-2-باكتريهاي بيهوازي اختياري.............................................67

5-2-1-3-باكتريهاي هوازي...........................................................67

5-2-1-4-سيانوباكتريها................................................................68

5-2-2-فتواتوتروف‌هاي آزادزي......................................................69

5-2-2-1-باكتريهاي فتوسنتز كننده..................................................69

5-3-تثبيت نیتروژن به روش همياري..............................................71

5-3-1-تعريف همياري................................................................71

5-3-2-دلايل تثبيت نیتروژن به روش همياري...................................72

5-3-3-همياريهاي فيلوسفري........................................................72

5-3-4-همياريهاي ريزوسفري....................................................................73

6-بيوشيمي تثبيت نیتروژن مولكولي..............................................................73

6-1ساختار آنزيم نيتروژناز و نحوه تامين انرژي

مورد نياز براي تثبيت ازت مولكولي................................................................74

6-2كارايي.....................................................................................................77

6-3-توليد هيدروژن و خروج آن.......................................................................81

7-همياري باكتريهاي جنس آزوسپيريلوم با گياهان...............................................83

7-1اكولوژي آزوسپيريلوم................................................................................83

7-2گياهان ميزبان..........................................................................................84

7-3-طبقه‌بندي..............................................................................................84

7-4-مشخصات باکتری....................................................................................85

7-5-تثبيت نیتروژن وابسته به هيدروژن..............................................................88

7-6-احياي نيترات (نيترات زدايي).....................................................................88

7-7-عوامل موثر در اشغال ريشه توسط آزوسپيريلوم و تاثير آن بر رشد گياه...............89

7-8-توليد ساخت.مان كيست مانند......................................................................90

7-9-توليد سيدروفور......................................................................................91

7-10توليد مواد كشنده باكتريها........................................................................92

7-11جذب سطحي باكتريها به ذرات خاك............................................................92

7-12-توليد فيتوهورمونها و ديگر مواد تحريك كننده رشد گياه.................................93

7-13-تغيير در فيزيولوژي و موروفولوژي ريشه..................................................93

7-14-نقشهاي احتمالي موسيژل.......................................................................94

7-15-مكانيزمهاي جذب آزوسپيريلوم بطرف ريشه................................................94

7-16-شيميوتاكتيك (كموتاكتيك )......................................................................95

7-17مراحل اشغال ريشه توسط آزوسپيريلوم.......................................................97

7-17-1-اتصال باكتريها به پوست ريشه............................................................97

7-17-2-اشغال بافت ريشه.............................................................................98

7-18-تاثير آزوسپيريلوم در عملكرد گياهان مختلف..............................................98

8-نيتروژن -15..........................................................................................105

فصل سوم:موادو روشها................................................................................110

1-مواد مورد آزمایش....................................................................................111

1-1تهيه ماده تلقيح......................................................................................111

1-2-بررسي روابط همزيستي سويه‌هاي مخالف باکتری آزوسپریلوم با ارقام مختلف گندم با استفاده از ايزوتوپ15N در شرايط گلخانه........................................................112

1-2-1-زمان و محل اجراي آزمايش................................................................112

1-2-2-خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك مورد استفاده....................................112

1-2-3-دماي گلخانه...................................................................................113

1-2-4-مشخصات ارقام گندم مورد استفاده......................................................114

1-2-4-1-رقم طبسي..................................................................................114

1-2-4-2-رقم مهدوي.................................................................................114

1-2-4-3-رقم موتانت طبسي.........................................................................115

1-2-5-مشخصات طرح آزمايشي.....................................................................116

1-2-6-مشخصات فاكتورهاي آزمايش..............................................................116

1-2-7-عمليات كاشت و داشت.......................................................................116

1-2-8-كاربرد ایزوتوپ پایدار نیتروژن-15......................................................117

1-2-9-صفات اندازه‌گيري شده......................................................................120

1-2-10-محاسبات آماري.............................................................................121

1-3-ارزيابي كارآيي سويه‌های باکتری آزوسپریلوم با ارقام بومي، اصلاح شده و لاين موتانت گندم و تأثير كاربرد آنها بر عملكرد و برخي از صفات زراعي گندم در شرايط آب‌وهوايي كرج...........................................................................................121

1-3-1-خصوصيات اقليمي منطقه...................................................................121

1-3-2-مشخصات اقليمي محل اجراي آزمايش در سال زراعي 83-1382................122

1-3-3-خصوصيات. فيزيكي و شيميايي خاك محل آزمايش....................................123

1-3-4-مشخصات ارقام مورد استفاده .............................................................123

1-3-5-مشخصات طرح آزمایشی...................................................................123

1-3-6- مشخصات فاكتورهاي آزمايش...........................................................123

1-3-6-1-آزوسپریلوم...............................................................................123

1-3-7-عمليات زراعي..............................................................................124

1-3-7-1-عمليات كاشت............................................................................124

1-3-7-2-علميات داشت............................................................................125

1-3-7-3-عمليات برداشت..........................................................................125

1-3-7-4-صفات اندازه‌گيري شده.................................................................126

فصل چهارم:نتایج و بحث...........................................................................130

گلخانه....................................................................................................131

1-ارتفاع گياه...........................................................................................132

2-طول سنبله...........................................................................................135

3-تعداد پنجه گياه.......................................................................................138

4-سطح برگ پرچم....................................................................................141

5-وزن خشك اندام هوايي............................................................................144

6-تعداد سنبله در گياه.................................................................................147

7-درصد تثبیت بیولوژیک نیتروژن................................................................151

مزرعه..............................................................................................154

8-ارتفاع گیاه......................................................................................155

9-طول سنبله......................................................................................158

10تعداد پنجه در گياه............................................................................161

11-سطح برگ پرچم.............................................................................163

12-تعداد سنبله درواحد سطح..................................................................167

13-تعداد دانه در سنبله...........................................................................170

14-عملكرد دانه....................................................................................173

15-بيوماس..........................................................................................177

16-شاخص برداشت...............................................................................181

17-وزن هزاردانه..................................................................................184

18-جذب نیتروژن...................................................................................186

پیوست..................................................................................................190

منابع....................................................................................................191

...

 

 

 

 

 

 

 

 

شکر و سپاس فراوان خدای را که به انسان قدرت تفکر عطا نمود و قران را روشنی بخش و هدایت گر راه انسان قرار داد و به انسان ارج نهاد .

بدین وسیله از زحمات دلسوزانه و راهنماییهای ارزنده اساتید و دوستان گرانقدر که بدون کمک آنها انجام این امر غیر ممکن می نمود،تشکر و سپاسگزاری می نمایم:

 

-جناب آقای دکتر محمدرضا اردکانی، استاد راهنمای محترم که به واقع اگر لطف و کمک ایشان نبود انجام این مهم محقق نمی شد.

-.جناب دکتر فرامرز مجد، استاد راهنمای محترم.

-جناب دکتر هادی اسدی رحمانی، استاد مشاور محترم که در طول دوره راهنماییهای دوستانه ایشان شامل حالم شد.

-جناب مهندس نصرا...ثاقب،استاد مشاور محترم.

که همواره از محضر علم و معرفت این بزرگان بهره ها برده ام و در طول اجرا و نگارش این تحقیق از محضرشان کسب فیض نموده و همواره مرهون الطاف بی شائبه این عزیزان بوده ام.

-جناب دکتر ضرغامی،ریاست محترم گروه کارشناسی ارشد زراعت،

که راهنماییها و ارشادات ایشان روشنی بخش دوران تحصیلات تکمیلی ام بود.

-جناب مهندس موسوی و مهندس تیموری،که راهنمایی و کمک این بزرگواران بسیار راهگشا بود.

جناب آقای شفیعی،دوست بزرگوارم که از تجربیات ایشان بسیار بهره بردم.

و

-جناب مهندس علی ملک ثابت،دوست و برادرم که در مرحله مرحله این پایان نامه پشتیبان و همراهم بود.نهایت قدردانی و سپاسگزاری می نمایم.

چکیده:

 

آزوسپریلوم به دلیل توان تثبیت نیتروژن مولکولی در ارتباط همیاری با گیاهان مهم زراعی مانند انواع غلات و همینطور تولید هورمونهای محرک رشد گیاه در سالهای اخیر به عنوان یک کود بیولوژیک مورد توجه قرار گرفته است.به همین دلیل تحقیق در مورد میزان فعالیت سویه های باکتری با ارقام مختلف گندم هدف این بررسی قرار گرفت:

به منظور تثبیت بیولوژیک نیتروژن در اثر همیاری سویه های آزوسپریلوم با ارقام مختلف گندم،دو آزمایش در سه بخش آزمایشگاه، گلخانه و مزرعه طی مدت دو سال پژوهش انجام گردید

الف)جداسازی،تکثیرو تولید مایه تلقیح سویه های آزوسپریلوم در شرایط آزمایشگاه

ب)بررسی کارایی تعدادی از سویه های باکتری آزوسپریلوم با ارقام طبسی،مهدوی و لاین موتانت طبسی گندم با استفاده از تکنیکN15

ج) بررسی کارایی تعدادی از سویه های باکتری آزوسپریلوم و تاثیر کاربرد آنها بر عملکرد و برخی صفات زراعی در سه رقم طبسی،مهدوی و لاین موتانت طبسی گندم.

الف)در این تحقیق 80 نمونه خاک ریزوسفری و غیر ریزوسفری ار اراضی تحت کشت گیاهان مختلف زراعی تهیه گردید و برای جداسازی آزوسپریلوم ابتدا رقتهای خاک در محیط نیمه جامد اکن کشت داده شدند و بر روی محیط RC کلونیهای ریز قرمز رنگ به عنوان آزوسپریلوم خالص سازی شده اند و تحت آزمایشهای ترشح هورمون اکسین و توان حل کنندگی فسفر آلی و معدنی قرار گرفتند.

ب) دو فاکتور،آزوسپریلوم در 5 سطح شامل یک سطح عدم کاربرد باکتری و 4 سطح کاربرد سویه های مختلف Az.21 ,Az.31 ,Az.52 ,Az.54 و گندم در سه سطح بومی،اصلاح شده و لاین موتانت بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کرتهای کاملا تصادفی در 4 تکرار در شرایط گلخانه بررسی گردید.

به منظور بررسی تثبیت نیتروژن از ایزوتوپ پایدار 15N استفاده شد.

نتایج حاصله نشان داد که بین سویه های مختلف آزوسپریلوم و هم بین ارقام مختلف گندم از نظر تاثیر بر سطح برگ پرچم.وزن خشک اندام هوایی،تعداد سنبله ،طول سنبله و Ndfa اختلاف معنی داری در سطح 1% وجود دارد.در بین ازقام مختلف گندم ارتفاع گیاه در سطح 5%معنی دار و تعداد پنجه معنی دار نشده است و همچنین در بین سویه های آزوسپریلومی ارتفاع گیاه معنی دار نگردیده است.

ارقام گندم به دلیل اختلاف فاحش ژنتیکی و نیز سویه های آزوسپریلومی به دلیل تفاوتهای برقراری همیاری با هم اختلافاتی را دارند.

بهترین رقم و بهترین باکتری در اکثر صفات مورد بررسی لاین موتانت و Az.21 بوده است.

ج) دو فاکتور،آزوسپریلوم در 5 سطح شامل یک سطح عدم کاربرد باکتری و 4 سطح کاربرد سویه های مختلف Az.21 ,Az.31 ,Az.52 ,Az.54 و گندم در سه سطح بومی،اصلاح شده و لاین موتانت بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کرتهای کامل تصادفی در 4 تکرار در شرایط گلخانه بررسی گردید.

بین کاربرد ارقام مختلف گندم و سویه های مختلف آزوسپریلوم در تمامی صفات زراعی بجز تعداد پنجه در سطح 1% اختلاف معنی داری مشاهده شد.

بهترین رقم و بهترین باکتری در اکثر صفات مورد بررسی لاین موتانت و AZ.21 بوده است.

بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده از کلیه آزمایشات انجام شده فوق می توان چنین اظهار داشت که کاربرد آزوسپریلوم می تواند بسیار مفید در عملکرد و جذب عناصر غذایی و نیز نقش مهمی در کاهش کودهای شیمیایی داشته باشد.البته باید در گزینش سویه های آزوسپریلوم دقت لازم مبذول شود زیرا بین سوشها اختلاف معنی داری از نظر برقراری همیاری وجود دارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه:

گرچه استفاده از کودهای بیولوژیک در کشاورزی از قدمت بسیار زیادی برخوردار است و در گذشته نه چندان دور تمام مواد غذایی مورد مصرف انسان با استفاده از چنین منابع ارزشمندی تولید می شده است ولی بهره برداری علمی از اینگونه منابع سابقه چندانی ندارد.اگرچه کاربرد کودهای بیولوژیک به علل مختلف در طی چند دهه گذشته کاهش یافته است ولی امروزه با توجه به مشکلاتی که مصرف بی رویه کودهای شیمیایی پدید آورده است،استفاده از آنها در کشاورزی مجددا مطرح شده است.بدون تردید کاربرد کودهای بیولوژیک علاوه بر اثرات مثبتی که بر کلیه خصوصیات خاک دارد،از جنبه اقتصادی،زیست محیطی و اجتماعی نیز مثمرثمر واقع شده و می تواند به عنوان جایگزینی مناسب و مطلوب برای کودهای شیمیایی باشد.در حال حاضر نگرشهای جدیدی که در ارتباط با کشاورزی تحت عنوان کشاورزی پایدار،ارگانیک و بیولوژیک مطرح می باشد به بهره برداری از چنین منابعی استوار است.(25)

مصرف کود شیمیایی ازته برای افزایش تولید محصول تا آینده ای قابل پیش بینی ادامه خواهد داشت،ولی باید در جهت استفاده بیشتر از تثبیت بیولوژیک نیتروژن توسط میکروارگانیزمها نیز توجه بیشتری معطوف شود.

باکتری جنس Azospirillum که یکی از مهمترین باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن می باشد،با گیاهان تک لپه مختلفی از جمله گندم،برنج،ذرت،ارزن،چاودار و گراسهای علفی مانند پنجه مرغی،کالارگراس قادر به ایجاد همیاری است.(5و2و3ارزانش)نتیجه این همیاری علاوه بر تثبیت نیتروژن مولکولی،تولید موادی چون سیدروفور،باکتری کشها و فیتوهورمونها می باشد که ماحصل ترشح تمام موارد ذکر شده افزایش توان جذب عناصر غذایی،توسعه سیستم ریشه ای و در نهایت افزایش عملکرد می باشد.(10و4و6) تلقیح گیاهان با آزوسپریلوم علاوه بر 35-5 درصد افزایش عملکرد باعث کاهش مصرف کود ازته نیز می شود.(7)تلقیح گیاه با این باکتری باعث افزایش طول ریشه های فرعی و تارهای کشنده،ارتفاع گیاه و همچنین جذب عناصر غذایی می شود.(8)

از طرفی نیز گندم به عنوان مهمترین گیاه زراعی در کشور ما و در دنیا محسوب می شود.از مجموع 27/10میلیون هکتار اراضی سالانه در سال 1379، حدود 01/7 میلیون هکتار معادل 27/68 درصد به سطح غلات اختصاص داشته است.محصول گندم با 75/72 درصد رتبه اول را دارا می باشد.

لذا در این تحقیق تثبیت بیولوژیک نیتروژن در اثر همیاری سویه های مختلف باکتری آزوسپریلوم با ارقام بومی،اصلاح شده و لاین موتانت با استفاده از تکنیک ایزوتوپ پایدار 15N بررسی شد.

 

   

فصل اول:

 

 

کلیات

 

1-كشاورزي پايدار:

تاكنون تعاريف بسيار متعددي توسط دانشمندان مختلف براي كشاورزي پايدار[1] ارائه شده است ولي به طور خلاصه مي‌توان گفت كشاورزي پايدار را چنين تعريف نمود كه عبارت است از نوعي سيستم كشاورزي كه در آن با بكاربردن حداقل نهاده‌ها و عوامل مصنوعي و شيميايي خارجي، بتوان عملكرد مطلوبي بدست آورد به نحوي كه حداقل تأثير سوء بر روي محيط‌زيست گذاشته شود. انجمن علوم زراعي آمريكا نيز در سال 1988 تعريفي را براي كشاورزي پايدار ارائه كرده است كه كاربرد زيادي دارد. طبق اين تعريف كشاورزي پايدار در درازمدت كيفيت محيط و منابع طبيعي را ارتقاء مي‌دهد، غذا و پوشاك انسان را تأمين مي‌كند، از نظر اقتصادي پوياست و همچنين كيفيت زندگي كشاورز و كل جامعه را افزايش مي‌دهد. در واقع يك سيستم پايدار كشاورزي مي‌بايست از نظر اكولوژيكي مطلوب، از نظر اقتصادي سودمند و از نظر اجتماعي موردقبول باشد. در اين نوع كشاورزي تأكيد بر روي حداكثر رساندن توليد نبوده بلكه بهينه بودن استفاده از پايدار نمودن توليد در يك دوره طولاني مدنظر مي‌باشد (1)

كشاورزي اصلي‌ترين فعاليت اقتصادي كشورهاي فقير دنياست و پايداري اين بخش براي توسعه كلي آنها حياتي به شمار مي‌رود. سياستهاي مناسب كشاورزي در ارتباط با تحقيق و تكنولوژي نقش مهمي در حفاظت و اصلاح توسعه كشاورزي پايدار مي‌تواند ايفا كند (19)طي چند دهه اخير ضرورت استفاده از ارقام پرمحصول، نياز به كودهاي شيميايي جهت تقويت خاك و نيز سموم شيميايي جهت مبارزه با آفات را افزايش داده است، به طوري كه امروز كليه جنبه‌هاي توليدات كشاورزي به طور فرآيندي به تزريق انرژي‌هاي كمكي وابسته شده است‌(19). بدون ترديد اين انرژي‌ها به طور نامحدود تأمين‌پذير نخواهند بود، و ادامه تأمين آنها در سطح فعلي نيز ميسر نيست و از طرفي به علت آلودگي محيط‌زيست و همچنين افزايش قيمت اين نهاده‌ها و بهره‌برداري از انرژي‌هاي به اصطلاح دروني به جاي اتكاء به نهاده‌هاي خارجي از اولويت خاصي برخوردار بود (17) و براي افزايش كارآيي يا بايد نهاده‌هاي ورودي مانند كود، علف‌كش، حشره‌كش، عمليات تهيه زمين و غيره را كاهش داد يا عملكرد زراعي را بالا برد(18).

افزايش عملكرد محصولات كشاورزي در طي سه دهه گذشته با تخريب محيط‌زيست و پيدايش مشكلاتي مانند فرسايش خاك، آلودگي ناشي از كودهاي شيميايي و آفت‌كشها، خسارت به منابع آبي و كاهش تنوع زيستي گياهي و جانوري در دنيا و كشور ما همراه بوده است (25). بنابراين نظام زراعي كشاورزي كم‌نهاده (LISA) به عنوان يك هدف جهت دستيابي به ماكزيمم توليد در يك دوره كوتاه‌مدت همانند نظامهاي متداول نيست بلكه هدف آن دست‌يابي به يك سطح ثباتي از توليد براي درازمدت و سازگاري محيطي به نهاده‌هاي كم‌انرژي و مقادير كمي مواد شيميايي هست(26).

در اكوسيستم‌هاي طبيعي، بخش قابل توجهي از انرژي رايج در آن اكوسيستم در مسير زنجيره‌ ريزه‌خواري و با كمك ميكروارگانيسم‌هاي خاك جريان دارد ولي در نظامهاي كشاورزي فشرده به دليل اتكاي كامل به نهاده‌هاي شيميايي از يك طرف و برداشت كليه اندامهاي گياهي از طرف ديگر، جمعيت اين موجودات در خاك به شدت كاهش يافته و به اين جهت براي حفظ حداكثر توليد، بر مصرف كودهاي شيميايي روز‌به‌روز افزوده مي‌شود(19).

 

 

1-1- كودهاي بيولوژيك:

در خصوص عوامل مؤثر در برقراري پايداري در سيستم‌هاي زراعي، يكي از مهمترين مواردي كه امروزه از جايگاه ويژه‌اي برخوردار گشته و تحقيقات زيادي نيز بر روي آن انجام گيرد، استفاده از برخي از ميكروارگانيسم‌هاي مفيد است كه هم‌زيستي آنها با گياهان تأمين‌كنندة عناصر غذائي و رشد بهتر آنها مي‌باشد كه اصطلاحاً به آنها كودهاي بيولوژيك گفته مي‌شود. گرچه استفاده از كودهاي بيولوژيك در كشاورزي از قدمت بسيار زيادي برخوردار است و در گذشتة‌ نه چندان دور تمام مواد غذائي مورد مصرف انسان با استفاده از چنين منابع ارزشمندي توليد مي‌شده است ولي بهره‌برداري علمي از اين‌گونه منابع سابقه چنداني ندارد. اگرچه كاربرد كودهاي بيولوژيك به علل مختلف طي چند دهه گذشته كاهش يافته است ولي امروزه با توجه به مشكلاتي كه مصرف بي‌رويه كودهاي شيميايي بوجود آورده است، استفاده از آنها در كشاورزي مجدداً مطرح شده است. بدون ترديد كاربرد كودهاي بيولوژيك علاوه بر اثرات مثبتي كه بر كليه خصوصيات خاك دارد، از جنبه‌هاي اقتصادي، زيست‌محيطي و اجتماعي نيز مثمرثمر واقع شده و مي‌تواند به عنوان جايگزيني مناسب و مطلوب براي كودهاي شيميايي باشد. در حال حاضر نگرشهاي جديدي كه در رابطه با كشاورزي تحت عنوان كشاورزي ارگانيك، بيولوژيك و يا پايدار مطرح مي‌باشد، بر بهره‌برداري از چنين منابعي استوار است.

كودهاي بيولوژيك منحصراً به مواد آلي حاصل از كودهاي دامي، بقاياي گياهي و غيره اطلاق نمي‌شود بلكه توليدات حاصل از فعاليت ميكروارگانيسم‌هاي كود در ارتباط تثبيت نيتروژن و يا فراهمي فسفر و يا عناصر غذائي در خاك فعاليت مي‌كنند را نيز شامل‌ مي‌شود (1)

 

1-2. استفاده از ميكرو‌ارگانيزم‌ها به عنوان كود بيولوژيك:

كودهاي بيولوژيك يا كودهاي ميكروبي شامل موادي هستند (جامد، مايع يا نيمه‌جامد) كه حاوي يك يا چندگونه ميكروارگانيزم خاص بوده كه از طريق تأمين بخشي از يك عنصر موردنياز گياه كمك مي‌كند. ميكروارگانيزم‌هاي مورد استفاده براي تهيه كودهاي بيولوژيك از خاك منشاء مي‌گيرند و در اغلب خاكها حضور فعال دارند. معهذا در بسياري موارد كميت و كيفيت آنها در حد مطلوب نيست و به همين دليل استفاده از مايه تلقيح آنها ضرورت پيدا مي‌كند. در اين قبيل كودهاي ميكروبي تراكم جمعيت سلولي در حدي است كه مي‌تواند تا بيش از يك ميليون سلول زنده را براي هر دانه تلقيح شده با آن فراهم كند در حالي كه به طور طبيعي چنين تعدادي به خصوص در حوزه فعاليت سيستم ريشه‌اي گياه، حضور ندارند. عوامل زير مي‌تواند موجب تشديد كمبود يا دليل نبودن ارگانيزم موردنظر درخاكهاي يك منطقه باشند: (1).

الف- تنشهاي محيطي بلندمدت مانند خشكي، غرقاب، حرارت زياد و يخبندان.

ب- استفاده زياد و مكرر از سموم شيميايي به منظور مبارزه با بيماريها.

ج- در مورد انواع همزيست با گياهان، عدم حضور گياه ميزبان مناسب به مدت طولاني و يا وارد كردن گونه واريتة‌ خاص از يك گياه غيربومي.

 

اولين مرحله توليد هر مايه تلقيح، جمع‌آوري و بررسي سويه‌هاي مختلف به منظور انتخاب انواعي است كه بالاترين پتانسيل را از نظر انجام فرآيند موردنظر و در ضمن بهترين توان تحمل را به شرايط اقليم و خاك مورد استفاده و همين‌طور بيشترين سازگاري را با گونه و واريته گياه زير كشت در آن منطقه داشته باشد. مرحله بعد، تكثير سويه انتخاب‌شده روي محيط غذائي اختصاصي و سپس نگهداري روي يك ماده حامل[2] مناسب است كه قادر به حفظ و نگهداري آن از زمان توليد تا هنگام مصرف (معمولاً حدود يك‌سال)، به طور زنده و فعال به تعدادي در حد استانداردهاي تعيين شده (حداقل تا سلول زنده در هر گرم از ماده حامل) باشد. (10)

1-3- انواع كودهاي بيولوژيك:

رايج‌ترين اين كودها با استفاده از ارگانيزم‌هاي مربوط به گروه‌هاي زير تهيه مي‌شود (10)

الف- قارچ‌هاي ميكوريزا

ب- باكتريهاي تثبيت‌كننده نيتروژن مولكولي (دي‌ازوتروف)[3]

ج- ميكروارگانيزم‌هاي حل‌كننده فسفات.

د- باكتريهاي ريزوسفري محرك رشد گياه

ه- ميكروارگانيزم‌هاي تبديل‌كنندة مواد آلي زائد به كمپوست.

و- كرمهاي خاكي توليدكننده ورمي كمپوست.

 

2-اهميت گندم:

 

غلات از اولين غذاهاي شناخته‌شده بشر بوده كه از زمانهاي بسيار دور تاكنون همواره نقش مهمي در اقتصاد و تغذيه مردم دنيا داشته است و به همين علت سمبل غلات يعني گندم و نان حاصل از آن همواره در ميان مذاهب و فرهنگهاي كشورهاي دنيا مقام والا و ارزنده‌اي داشته و خواهد داشت (28)

حدود 60 درصد سطح مزارع جهان را غلات تشكيل مي‌دهند كه از اين مقدار 33 درصد به كشت گندم اختصاص دارد. گندم اصلي‌ترين منبع كالري و پروتئين انسان مي‌باشد، و ويژگي مهم اين گياه قابليت كشت در شرايط متنوع آب و هوائي است. گفته مي‌شود كه در دنياي امروز توليد گندم همپايه توليد نفت محسوب مي‌شود و كاربردي استراتژيك دارد (13و28)

در دنياي امروز، گندم، محصول عمده غذايي به شمار مي‌رود، با وجود توليد مقادير متنابهي گندم و با توجه به ذخيره‌سازي اين محصول، بازهم در جهان فقر غذايي مشاهده مي‌شود. موادغذائي حاصل از گياهان به ترتيب بيش از 80 و 90 درصد كالري مصرفي در دنيا و ايران را تأمين مي‌كنند كه در كشور ما حدود 64 درصد آن از غلات بدست مي‌آيد (13)

 

 

[1] Sustainable Agriculture

[2] Carrier

[3] Diazotrophs