1-3- ترشحات ریشه6
1-4- ریزوسفر6
1-4-1 جمعیت میکروبی در ریزوسفر7
1-4-2 عوامل مؤثر بر میکروارگانیسم ها در منطقه ریشه8
1-5- اهمیت فسفر برای موجودات زنده9
1-5-1 اشکال مختلف فسفر در طبیعت9
1-5-2 تغییر و تبدیلات میکروبی فسفر در طبیعت10
1-5-3 میکروارگانیسم های ریزوسفر و انحلال فسفات12
1-5-4 مکانیسم های انحلال فسفر توسط میکروارگانیسم ها12
1-6- اثر میکروارگانیسم های ریزوسفری بر گیاهان14
1-7- کودهای کشاورزی17
1-7-1 مقایسه انواع مختلف کودها17
1-7-2 کود زیستی (Biofertilizer)18
1-7-3 دسته بندی کودهای زیستی19
1-7-4 اثرات سوء کودهای شیمیایی19
1-7-5 دلایل اهمیت استفاده از کودهای زیستی20
1-7-5-1 اهمیت کودهای بیولوژیک در سلامتی انسان21
1-8- پیشینه استفاده از کودهای زیستی22
1-9- جایگاه تولید کودهای زیستی در ایران و جهان23
1-10- تولید کودهای زیستی25
1-10-1 ویژگی ماده حامل26
1-11- کودهای زیستی باکتریایی27
1-12- کودهای زیستی فسفاته28
1-13- لیگنیت29
1-14- ویژگی های گیاه تربچه30
1-14-1 خصوصیات گیاه شناسی30
1-14-2 شرایط اقلیمی31
1-14-3 کشت تربچه33
1-15- اهداف تحقیق34
1-16- فرضیه های تحقیق34
فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1- پیشینه تحقیق36
2-2- هدف پژوهش40
فصل سوم: روش اجرای تحقیق
3-1- تهیه کشت جوان و اطمینان از خالص بودن سویه نگهداری شده42
3-1-1 رنگ آمیزی گرم42
3-1-2 تکنیک کاور اسلیپ42
3-2- پیش تست سویه مورد نظر برای اطمینان مجدد از انحلال فسفات در مقیاس آزمایشگاهی43
3-3- ارزیابی به کارگیری افزودنیهای لازم برای افزایش بقا سویه مورد نظر نسبت به تنش های محیطی مشتمل بر خشکی، شوری، دما، UV، pH44
3-3-1 آماده سازی ماده حامل جهت تلقیح با باکتری44
3-3-2 اعمال تنش های محیطی بر روی تیمارها45
3-3-2-1 محیط کشت استارچ کازئین آگار46
3-3-2-2 محلول کدورت سنجی مک فارلند46
3-3-2-3 محلول رقیق کننده47
3-4- اعمال بهترین تیمار به گلدان ها و بررسی پایداری باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه47
3-4-1 روش کشت گلدانی تربچه47
3-5- تاثیر سطوح مختلف تلقیح بر روی بقاء در سطح بذر تربچه48
3-6- تاثیر سطوح مختلف تلقیح به کار برده شده در جذب فسفات توسط گیاه تربچه48
3-6-1 اندازه گیری غلظت فسفر گیاه تربچه48
3-6-2 روش ساخت معرف وانادات – مولیبدات49
3-6-3 روش تهیه محلول های استاندارد فسفر و رسم منحنی استاندارد49
3-7- بررسی بقاء باکتری در حامل‏های مختلف50
3-8- نگهداری سویه مورد نظر برای مطالعات بعدی50
3-8-1 محیط کشت نوترینت براث (Nutrient Broth)51
3-8-2 محیط کشت TSA51

3-9- نتایج آنالیز خاک گلدان قبل از آزمون و پس از آزمون52
3-10- تجزیه وتحلیل آماری داده ها52
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده‏ها
4-1- تهیه محیط کشت تازه و اطمینان از خالص بودن سویه نگهداری شده54
4-2- پیش تست سویه مورد نظر برای اطمینان مجدد از انحلال فسفات54
4-3- تاثیر مواد حامل بر بقاء سویه باکتری55
4-3-1 تاثیر تنش دمایی بر افزایش بقاء باکتری در فرمول55
4-3-2 تاثیر تنش شوری بر افزایش بقاء باکتری در فرمول65
4-3-3 تاثیر تنش خشکی بر افزایش بقا باکتری در فرمول73
4-3-4 تاثیر تنش PH بر افزایش بقا باکتری در فرمول76
4-3-5 تاثیر تنش UV بر افزایش بقا باکتری در فرمول84
4-4- اعمال بهترین تیمار به گلدان و بررسی پایداری باکتری در ریزوسفر گیاه89
4-6- تاثیر سطوح مختلف تلقیح به کار برده شده در جذب فسفات توسط گیاه و نتایج آنالیز فسفات خاک گلدان‏ها و آنالیز فسفات گیاه96
4-7- بررسی بقاء باکتری در حامل‏های مختلف103
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری111
5-2- پیشنهادات119
منابع و مآخذ121
فهرست منابع فارسی121
فهرست منابع انگلیسی123
چکیده انگلیسی126
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول 1-1- فهرستی از کودهای زیستی فسفاته داخل کشور25
جدول 2-1- درجه حرارت های مورد نیاز گیاه تربچه32
جدول 3-1- ترکیبات محیط کشت PVK43
جدول 3-2- ترکیبات محیط کشت استارچ کازئین آگار46
جدول 3-3- ترکیبات سرم فیزیولوژی47
جدول 3-4- ترکیبات محیط کشت نوترینت براث51
جدول 3-5- نتایج آنالیز مینرالوژی و تجزیه سرندی خاک52
جدول 3-6- توزیع اندازه ذرات خاک52
جدول 4-1- میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف دمایی (درجه سانتیگراد)55
جدول 4-2- میانگین بقاء باکتری در زمان‏ (روز شمارش)55
جدول 4-3- میانگین بقاء باکتری در رقت‏های مختلف55
جدول 4-4- تجزیه واریانس سطوح مختلف دما بر بقاء باکتری56
جدول 4-5- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنی‏ها بر بقاء باکتری56
جدول 4-6- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری56
جدول 4-7- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف دما به روش دانکن (? < 0.05)57
جدول 4-8- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف دما به روش دانکن (? <0.05)57
جدول 4-9- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن (? <0.05)57
جدول 4-10- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در تنش دمایی58
جدول 4-11- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری58
جدول 4-12- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن (? <0.05)59
جدول 4-13- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای دما، رقت، زمان شمارش کلنی‏ها و مواد حامل فرموله شده60
جدول 4-14- میزان معنی داری فاکورهای دما (Temperature)، رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنی‏ها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری در تنش دمایی62
جدول 4-15- میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف شوری65
جدول 4-16- میانگین بقاء باکتری در زمان‏ (روز شمارش)65
جدول 4-17- میانگین بقاء باکتری در رقت‏های مختلف65
جدول 4-18- تجزیه واریانس سطوح مختلف شوری بر بقاء باکتری66
جدول 4-19- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنی‏ها بر بقاء باکتری66
جدول 4-20- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری66
جدول 4-21- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف شوری به روش دانکن (? <0.05)66
جدول 4-22- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف زمان به روش دانکن (? <0.05)67
جدول 4-23- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن (? <0.05)67
جدول 4-24- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در تنش شوری67
جدول 4-25- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری تحت تنش شوری68
جدول 4-26- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن در تنش شوری(?<0.05)68
جدول 4-27- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای شوری، رقت، زمان شمارش کلنی‏ها و مواد حامل فرموله شده69
جدول 4-28- میزان معنی داری فاکورهای شوری (Salinity)، رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنی‏ها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری در تنش شوری71
جدول 4-29- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف خشکی و مواد حامل به روش دانکن (? <0.05) 72
جدول 4-30- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در تنش خشکی73
جدول 4-31- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری در تنش خشکی به روش دانکن (? <0.05)73
جدول 4-32- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای خشکی و مواد حامل فرموله شده73
جدول 4-33- میزان معنی داری فاکورهای خشکی و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری75
جدول 4-34- تجزیه واریانس سطوح مختلف pH بر بقاء باکتری76
جدول 4-35- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنی‏ها بر بقاء باکتری76
جدول 4-36- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری77
جدول 4-37- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف pH به روش دانکن (? <0.05)77
جدول 4-38- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف زمان به روش دانکن تحت تاثیر تنش pH (? <0.05)77
جدول 4-39- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن تحت تاثیر تنش pH(? <0.05)78
جدول 4-40- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده تحت تاثیر تنش pH78
جدول 4-41- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری78
جدول 4-42- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن (? <0.05)79
جدول 4-43- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای pH ، رقت، زمان شمارش کلنی‏ها و مواد حامل فرموله شده80
جدول 4-44- میزان معنی داری فاکورهای pH ، رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنی‏ها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری82
جدول 4-45- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنی‏ها بر بقاء باکتری در تنش uv84
جدول 4-46- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری در تنش uv84
جدول 4-47- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف uv به روش دانکن (? <0.05)85
جدول 4-48- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن تحت تنش uv (? <0.05)85
جدول 4-49- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده تحت تنش uv86

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

جدول 4-50- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری تحت تنش uv86
جدول 4-51- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن تحت تنش uv (? <0.05)86
جدول 4-52- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای uv، رقت، زمان شمارش کلنی‏ها و مواد حامل فرموله شده87
جدول 4-53- میزان معنی داری فاکورهای uv، رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنی‏ها (min) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری88
جدول 4-54- میانگین بقاء باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه بر اساس مواد حامل فرموله شده90
جدول 4-55- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه90
جدول 4-56- مقایسه میانگین بقاء باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه به روش دانکن (? <0.05)91
جدول 4-57- میانگین بقاء باکتری در مواد حامل مختلف تلقیح شده به بذر92
جدول 4-58- میانگین بقاء باکتری در زمان‏ (روز شمارش)92
جدول 4-59- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن (? <0.05)93
جدول 4-60- مقایسه میانگین بقاء باکتری در حامل های مختلف به روش دانکن (? <0.05)93
جدول 4-61- میانگین بقاء باکتری در مواد حامل فرموله شده و زمان شمارش کلنی‏ها94
جدول 4-62- میزان معنی داری فاکورهای زمان شمارش کلنی‏ها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری94
جدول 4-63- میزان معنی داری فاکورهای طول برگ (Leaf Lenght)، وزن خشک (Dry Weight) ، وزن تر (Fersh Weight) ، فسفات خاک (Soil Phosphate) و فسفات گیاه (Plant Phosphate)بر بقاء باکتری96
جدول 4-64- مقایسه میانگین طول برگ در حامل های مختلف به روش دانکن (? <0.05)97
جدول 4-65- مقایسه میانگین وزن خشک در حامل های مختلف به روش دانکن (? <0.05)97
جدول 4-66- مقایسه میانگین وزن تر در حامل های مختلف به روش دانکن (? <0.05)98
جدول 4-67- مقایسه میانگین فسفات خاک در حامل های مختلف به روش دانکن (? <0.05)98
جدول 4-68- مقایسه میانگین فسفات گیاه در حامل های مختلف به روش دانکن (? <0.05)99
جدول 4-69- میانگین بقاء باکتری در زمان‏ (روز شمارش) در دوره 3 ماهه103
جدول 4-70- میانگین بقاء باکتری در رقت‏های مختلف در دوره 3 ماهه103
جدول 4-71- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنی‏ها بر بقاء باکتری در دوره 3 ماهه104
جدول 4-72- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری در دوره 3 ماهه104
جدول 4-73- مقایسه میانگین بقاء باکتری در حامل‏های مختلف در زمان های شمارش مختلف به روش دانکن (? <0.05)104
جدول 4-74- مقایسه میانگین رقت بر بقاء باکتری به روش دانکن در دوره 3 ماهه (? <0.05)105
جدول 4-75- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در دوره 3 ماهه105
جدول 4-77- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن (? <0.05)106
جدول 4-78- میانگین بقاء باکتری در مواد حامل فرموله شده، رقت و زمان شمارش کلنی‏ها107
جدول 4-79- میزان معنی داری فاکورهای رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنی‏ها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری108
فهرست نمودارها
عنوان شماره صفحه
نمودار 3-1- منحنی استاندارد فسفر(گیاه)50
نمودار 4-1- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور زمان شمارش کلنی‏ها (روز)63
نمودار 4-2- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور دما (درجه سانتیگراد)63
نمودار 4-3- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور رقت64
نمودار 4-4- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور شوری (درصد)72
نمودار 4-5- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور زمان شمارش کلنی‏ها (روز) تحت تنش شوری72
نمودار 4-6- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور رقت تحت تنش شوری73
نمودار 4-7- تاثیر سطوح مختلف خشکی و ماده حامل بر بقاء باکتری در فرمول76
نمودار 4-8- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور pH83
نمودار4 -9- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور زمان شمارش کلنی‏ها (روز) تحت تنش pH83
نمودار 4-10- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور رقت تحت تنش pH84
نمودار 4-11- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور زمان شمارش کلنی‏ها (دقیقه) تحت تنش uv88
نمودار 4-12- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور رقت تحت تنش uv89
نمودار 4-14- بقا باکتری در سطوح مختلف تلقیح95
نمودار 4-15- اندازه طول برگ در تیمارها99
نمودار 4-16- وزن خشک گیاه در تیمارها100
نمودار 4-17- وزن تر گیاه در تیمارها100
نمودار 4-18- آنالیز فسفات خاک گلدان ها در تیمارها101
نمودار 4-19- آنالیز فسفات گیاه در تیمارها101
نمودار 4-21- بقا باکتری در حامل‏ و رقت‏های مختلف در مدت 90 روز108
نمودار 4-22- بقا باکتری در حامل‏های مختلف در مدت 90 روز109
نمودار 4-23- بقا باکتری درمدت زمان 90 روز‏ و رقت‏های مختلف109
فهرست شکل ها
عنوان شماره صفحه
شکل 1-1- تغییر و تبدیلات فسفر خاک توسط باکتری ها11
شکل 1-2- مکانیسم های انحلال فسفات توسط باکتری14
شکل 1-3- تاثیر باکتری های حل کننده فسفات روی گیاهان16
شکل 1-4- لیگنیت30
شکل 1-5- گیاه تربچه31
شکل 1-6- تربچه نقلی یا چهار فصل34
شکل 3-1- تیمارهای فرموله شده از لیگنیت، سویا، خاک فسفات44
شکل 4-1- کشت تازه از سویه روی محیط pvk54
شکل 4-2-کشت روی محیط pvk54
شکل 4-3- مقایسه ظاهری تیمار فرمول با کنترل90
شکل 4-4- تیمارهای بکارگرفته شده در گلدان ها در هفته اول و دوم102
شکل 4-5- مقایسه ظاهری تیمارها با کنترل102
چکیده
مصرف بی رویه کودهای شیمیایی موجب عدم تعادل عناصر و مواد غذایی موجود در خاک، کاهش بازده محصولات کشاورزی و به خطر افتادن سلامت انسانها و دیگر موجودات زنده شده است. به همین علت امروزه استفاده از کودهای زیستی مورد توجه قرار گرفته است. باکتریهای حل کننده فسفات برای افزایش فراهمی فسفر مورد نیاز گیاه کارآمد به نظر می رسند. با توجه به اینکه اغلب خاک های ایران آهکی بوده و در اقلیم‏های خشک و نیمه خشک هستند، وجود pH بالا، درصد زیاد کربنات کلسیم، کمبود مواد آلی و خشکی خاک باعث شده اند که جذب فسفر کمتر از مقدار لازم برای تامین رشد بهینه اغلب محصولات کشاورزی باشد، لذا هدف از این پژوهش بررسی تاثیر spp. Streptomyces جدا شده از خاک بر انحلال فسفات به منظور تولید کود زیستی فسفاته می باشد. جهت حداکثر افزایش بقاء باکتری در ماده حامل از سطوح تلقیح مختلفی که شامل لیگنیت و مواد تکمیلی پودر سویا و خاک فسفاته با نسبتهای مشخص بود استفاده شد و این مواد حامل تلقیح شده تحت تنشهای دما، شوری، خشکی، pH و uv قرار گرفتند همچنین کلیه مواد حامل ساخته و تلقیح شده بطور جداگانه در یک بازه زمانی 90 روز از لحاظ بررسی بقاء باکتری سنجیده شدند. بهترین فرمول به دست آمده از تنشها در گلدان به کارگیری شد. همچنین تیمارهای دیگری نیز از لیگنیت با سطوح مختلف ساخته و با باکتری و بذر تربچه تلقیح شد و بقاء باکتری در بازه 24 ساعته اندازه گیری شد و بعد از آن در گلدان به کار گرفته شدند. با توجه به نتایج به دست آمده بهترین فرمول به دست آمده از تنشها و بازه زمانی 90 روز، فرمول لیگنیت + خاک فسفات 2% + سویا 1% تعیین شد و بعد از بکارگیری در گلدان بهترین نتیجه را نسبت به سایر مواد حامل و کنترل نشان داد و پارامترهای رشد گیاه تربچه و جذب فسفات گیاه را بهتر از تمامی مواد حامل و کنترل افزایش داده است. از بین تیمارهای ساخته شده و تلقیح شده به بذر تیمار شامل 200 گرم حامل + خاک مزرعه بهترین نتایج را نشان داد و بعد از به کارگیری تیمارها در گلدان نیز تیمار شامل 200 گرم حامل + خاک مزرعه بهترین نتیجه را نشان داد. این فرمول بهترین نتیجه را در پارامترهای رشد گیاه تربچه و جذب فسفات گیاه نسبت به سایر تیمارها نشان داد. در یک نتیجه گیری کلی، فرمول لیگنیت + خاک فسفات 2% + سویا 1% به عنوان فرمول نهایی و اصلی برای به کارگیری در آزمایشات بعدی و مقیاس مزرعه پیشنهاد می‏گردد.
کلید واژگان: باکتری‏های حل کننده فسفات،spp. Streptomyces ، کود زیستی فسفاته، لیگنیت، پودر سویا، گیاه تربچه
فصل اول:
کلیات تحقیق
1-1- مقدمه
طی چند دهه اخیر به علت افزایش جمعیت و تقاضای روزافزون برای مواد غذایی، مصرف کود های شیمیایی به منظور افزایش مقدار تولید در واحد سطح به شدت افزایش یافته است. استفاده از کودهای شیمیایی فسفاته تاریخچه دیرینه ای دارد و به انقلاب سبز و معرفی کودهای شیمیایی بر می گردد(ساریخانی و همکاران 1389، 13).‏‏‏ مصرف بی رویه کودهای شیمیایی موجب عدم تعادل عناصر و مواد غذایی موجود در خاک، کاهش بازده محصولات کشاورزی و به خطر افتادن سلامت انسان ها و دیگر موجودات زنده خواهد شد. نیاز به جایگزینی مناسب برای کودهای شیمیایی زمانی احساس می شود که بدانیم علاوه بر آسیب های زیست محیطی ناشی از کاربرد کودهای شیمیایی، محدود بودن منابع، افزایش قیمت تمام شده و تثبیت شدن قسمت اعظمی از کودهای فسفاته مصرفی به شکل غیرقابل استفاده برای گیاه نیز پیامدهای استفاده از این کودهای شیمیایی هستند(ساریخانی و همکاران 1389، 13).
ضرورت یافتن جایگزینی مناسب برای رهاسازی فسفات تجمع یافته در خاک زمانی بیشتر احساس می شود که بر این امر واقف گردیم که منابع فسفات موجود در خاک قابلیت تامین فسفات مورد نیاز گیاهان برای تولید بهینه تا صد سال را دارا می باشد. بنابراین کافی است که این منبع عظیم فسفر را به صورت قابل جذب و استفاده برای گیاه تبدیل نمود (Bashan 1998, 16). به همین علت امروزه استفاده از کودهای بیولوژیک مورد توجه قرار گرفته است که مکانیسم عمل آنها قابلیت جذب عناصر غذایی گیاه در خاک را افزایش می‏دهد. باکتریهای حل کننده فسفات برای افزایش فراهمی فسفر مورد نیاز گیاه کارآمد به نظر می رسند (Bashan 1998, 16). فسفر در خاک‌ها به دو شکل آلی و معدنی وجود دارد اما غلظت فسفات محلول در خاک معمولاً خیلی پایین است (Bashan 1998, 16). قسمت اعظم میکرو ‏‏ارگانیسم‏های محلول کننده فسفات در ریزوسفر گیاهان متمرکز شده‌اند. میکروب‏های خاک توانایی تبدیل اشکال نامحلول فسفر به اشکال محلول را دارند. ترکیبات آلی و معدنی خارج شده از ریشه، باعث افزایش جمعیت میکروبی در اطراف ریشه می‌گردند . با توجه به اینکه میکروارگانیسم‏های محلول کننده فسفات در خاک به طور طبیعی وجود دارند و موجب افزایش فسفر قابل دسترس و تحریک رشد گیاه می‌شوند، اما تعداد آن‌ها در خاک به اندازه کافی نیست تا با سایر میکروارگانیسم‏هایی که در ریزوسفر قرار دارند رقابت کنند. بنابراین تلقیح گیاهان با میکروارگانیسم‏های محلول کننده فسفات اثرات مفیدی دارد. باکتریهای حل کننده فسفات طی سه مکانیسم تولید اسیدهای آلی، کلات کردن و واکنش های تبادل لیگاند موجب انحلال ترکیبات نامحلول فسفات می‏شوند. طی فرآیند انحلال بخشی از فسفر محلول، توسط باکتری حل کننده فسفات استفاده می‏شود اما از آنجائیکه مقدار فسفر حل شده بیش از نیاز باکتری‏ها است لذا این مقدار آزاد می‏تواند در اختیار گیاه قرار گیرد. اغلب خاک‏های ایران دارای آهک و گچ بوده و این امر می‏تواند موجب تثبیت فسفر شود. در نتیجه فسفر جذب ذرات کلوئیدی خاک شده و از دسترس گیاه خارج می شود. بنابراین در غالب خاک‌ها از نظر مقدار فسفر کل مشکل وجود ندارد، بلکه مشکل، در دسترس قرار گرفتن آن می‌باشد. فسفر جذب عناصری مانند Ca2+، Fe3+ و Al3+ شده و باعث تشکیل ترکیبات نامحلول می‌گردد (Bhattacharyya and Jha 2012, 28).
1PGPR یا باکتری های تحریک کننده رشد گیاه، گروهی از باکتری‏های ریزوسفر هستند که به طور مستقیم (انحلال فسفات، تولید هورمونها…) و غیر مستقیم (تولید کاتالاز، سیانید هیدروژن و….) موجب افزایش رشد گیاه می شوند. با توجه به طیف گسترده اثرات مثبت برخی از باکتریهای سودمند از قبیل تولید سیدروفور، تولید هورمونها و ویژگی بیوکنترلی آنها بر ضد قارچها و عوامل بیماریزا، متمرکز شدن بر تحقیقاتی که منجر به حصول چنین میکروارگانیسم های چند منظوره ای باشد بسیار مثمر ثمر خواهد بود، زیرا کودهای زیستی تلقیحات میکروبی هستند که علاوه بر افزایش جذب عناصر غذایی، موجب افزایش رشد گیاه می‏شوند، بنابراین با کاربرد سویه های PGPR می‏توان چندین هدف را به طور همزمان دنبال کرد ((Boraste 2009, 1; Saharan and Nehra 2011, 21.
استفاده از ماده حامل مناسب در تولید یک کود زیستی با کیفیت بسیار مهم و ضروری است. ذغالسنگ نارس2، ذغالسنگ قهوهای3، چارکل4، گل یا لجن فشرده، کودهای مزرعهای و مخلوط خاکها میتوانند به عنوان یک حامل مناسب استفاده شوند. ذغال سنگ طبیعی و ذغال سنگ قهوه ای حاملهای بهتری برای کودهای زیستی هستند. الحاق میکروارگانیسم به ماده حامل باید به گونه ای باشد که قابل حمل و لمس راحت و تجزیه طولانی باشد و کمترین اثر را روی کود زیستی بگذارد. بر طبق تحقیقات هوبن5 و سوماسه گاران6 یک ماده حامل خوب برای تلقیح بذر، باید ارزان و به راحتی در دسترس باشد، علاوه بر این نباید برای سویه های باکتریایی و گیاه سمی باشد زیرا حامل می تواند روی بذر اثر بگذارد. همچنین حامل باید ظرفیت جذب رطوبت خوبی داشته باشد و به خوبی به بذر متصل شود و در نهایت حامل باید ظرفیت بافری و pH مناسبی داشته باشد و به راحتی بتوان آن را با اشعه گاما یا اتوکلاو استریلیزه کرد (Boraste 2009, 1).
باتوجه به اینکه در خاک های آهکی ایران که در اقلیم های خشک و نیمه خشک تحول پیدا کرده اند، وجود pH بالا، درصد زیاد کربنات کلسیم، کمی مواد آلی و خشکی خاک باعث شده اند که جذب فسفر کمتر از مقدار لازم برای تامین رشد بهینه اکثر محصولات کشاورزی باشد. لذا هدف از این پژوهش بررسی تاثیر spp. Streptomyces جدا شده از خاک بر انحلال فسفات به منظور تولید کود زیستی فسفاته می باشد.
1-2- روابط میکروارگانیسم با ریشه گیاهان
میکروارگانیسم های خاک ارتباط های گسترده و متنوعی با ریشه گیاهان عالی دارند که مهمترین آنها عبارتند از:
1. همزیستی: به شکل ارتباط های میکوریزی و تشکیل گرهک در گیاهان خانواده لگومینوز میباشد.
2. انگلی: دراین حالت ارگانیسمهای انگل به صورت غیراختصاصی تا بسیار اختصاصی عمل می کنند.
3. روابط تقریباً نامشخص که در ریزوسفر و سطح ریشه گیاه وجود دارد.
خاک غنی از میکروارگانیسم هایی است که از لحاظ شکل، ساختار و نقش متفاوت هستند. از طرف دیگر خاک محیطی است که درآن بخش های زیرزمینی گیاه گسترش و استقرار می یابد. تراکم ریشه گیاهان عالی در خاک زیاد است. وقتی ریشه درخاک رشد می کند، شرایط خاک مجاور ریشه به طرق مختلف به طور قابل ملاحظه ای تغییر می کند. وقتی محیط کوچک خاک مجاور ریشه ها تغییر می یابد، این تغییرات روی میکروارگانیسم های خاکزی موجود دراین منطقه اثر می گذارند. گیاهان به طور ذاتی فاقد سیستم دفعی مشخصی بوده و بسیاری از ترکیبات به شکل مواد زائد از قسمت های مختلف اندام های گیاه آزاد می شوند. سطح ریشه یکی از این مناطقی است که از آنجا ترکیبات ناخواسته و به طور مستمر از گیاه تراوش می شوند و در مجاور سطح ریشه تجمع می یابند. موادی که به این صورت از ریشه ها آزاد می شوند، ترشحات نامیده می شوند. ترکیبات آلی و معدنی خارج شده از ریشه، باعث افزایش جمعیت میکروبی در منطقه اطراف ریشه ها می گردند. علاوه بر ترشحات، سلولهای جدا شده از ریشه که عمدتاً از کلاهک جوان در حال رشد ریشه مشتق می شوند، انرژی اضافی را برای توسعه جمعیت میکروبی فراهم می کنند (Brahmaprakash and Sahu 2012, 92).
1-3- ترشحات ریشه
تقریباً تمام ترکیبات شیمیایی موجود در گیاه می توانند از ریشه خارج شوند. مواد خارج شده از ریشه ها براساس نحوه ی ورودشان به خاک به چهارگروه تقسیم بندی می شوند:
1- ترشحات محلول درآب یا تراوشات ریشه : نظیر قندها، اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی، هورمونها و ویتامین ها که بدون مصرف انرژی متابولیک از ریشه ها خارج و وارد خاک می شوند.
2- ترشحات ریشه: نظیر پلیمرهای کربوهیدرات ها و آنزیم ها که برای خارج شدن از ریشه به فرآیندهای متابولیک وابسته هستند.
3- سلول های مرده ریشه: شامل سلولهای مرده بافت ریشه که به صورت پوست اندازی ریشه وارد خاک می شوند. به صورت دیواره سلول ها، سلول های پوست ریشه و گاهی نیز به صورت کل ریشه مشاهده می شوند.
4- استیلن و دی اکسیدکربن
تمام انواع مواد خارج شده از ریشه ها در این چهار گروه جای دارند. چون میکروارگانیسم های بسیاری از این مواد به عنوان منبع کربن به سرعت استفاده می کنند لذا جهت تعیین مقدار مواد خارج شده از ریشه ها علاوه بر توده زنده میکروبی، مقدار دی اکسیدکربن حاصل از تنفس آنها را نیز باید اندازه گرفت. اصطلاح ته نشست های ریشه7 برای توصیف تمام مواد آزاد شده از ریشه گیاه استفاده می شود که براساس سن گیاه و موقعیت ریشه نوع و مقدار ته نشست های ریشه متفاوت هستند(Brahmaprakash and Sahu 2012, 92, Topre et al 2011, 3).
1-4- ریزوسفر
منطقه خاصی از خاک اطراف ریشه ها که تحت تأثیر ترشحات ریشه قرار دارد ریزوسفر نامیده می شود. واژه ریزوسفر اولین بار در سال 1904 توسط هیلتنر توصیف شد. او منطقه اطراف ریشه ها که حداکثر فعالیت و توسعه میکروبی را دارا می باشد به عنوان ریزوسفر معرفی کرد. با افزایش آگاهی و اطلاعات، اصطلاحات و واژگان متنوعی توسط محققین مختلف معرفی و توصیف شدند. واژه هایی نظیر هیستوسفر8،ریزوسفر9‌و ادافوسفر10 و ریزوسفر داخلی و خارجی نیز عنوان شدند. واژه ی دیگری به نام ریزوپلان11 نیز توسط کلارک در سال 1949 پیشنهاد شد که در واقع سطح خارجی ریشه گیاهان هستند که درتماس نزدیک با ذرات معدنی خاک و ذرات موادآلی می باشند. منطقه ریزوسفر بسیار باریک بوده و دامنه و وسعت آن از گیاهی به گیاه دیگر متفاوت است. علاوه بر سن، وضعیت متابولیک گیاه و خواص خاک نیز بر ضخامت منطقه ریزوسفر تأثیر دارند. بررسی ها نشان داده اند که تعداد و فعالیت میکروارگانیسمهای ریزوسفری، هنگامی که رشد و توسعه رویشی گیاهان حداکثر است به نقطه اوج خود می رسد. روشهای مطالعه میکروفلور ریزوسفر متعدد هستند. چهار روش مهم مطالعه شامل روش رقیق سازی پلیت، روش لام مدفون رزی و کلودنی، روش مشاهده مستقیم و روش اثرگذاری روی لام می باشند (Deshmukh et al 2007, 23; Walpola and Yoon 2012, 6).
1-4-1 جمعیت میکروبی در ریزوسفر
جمعیت میکروبی عظیمی در سطوح ریشه ها، ریشه های موئین و اطراف آنها وجود دارد. باکتری ها به صورت کلی و زنجیره هایی از سلولهای انفرادی درسطوح ریشه ها و خاک ریزوسفری یافت می شوند. اگرچه قارچهای رشته ای و اکتینومیست ها در ریزوسفر مشاهده می شوند. اما تعداد آنها خیلی زیاد نیست. از میان پرتوزوئرها، تاژکداران و مژک داران بزرگ در لایه های آب موجود در سطح ریشه های موئین و بافت های اپیدرمی گیاه به وفور یافت می شوند. به طورکلی باکتری های گرم منفی بدون اسپور در خاک ریزوسفر توسعه زیادی دارند. بررسی های انجام شده درمورد ریزوسفر گیاهان نشان می دهند که میکروارگانیسم های متحرک و حاوی رنگدانه، آمونیفیکاتورها، دنیتریفیکاتورها، تجزیه کننده های ژلاتین، هوازی های تجزیه کننده سلولز و همچنین میکروارگانیسم هایی که در محیط گلوکز – پپتون، واکنش اسیدی یا قلیایی ایجاد می کنند، تعدادشان در ریزوسفر بیشتر از خاک های غیرریزوسفری است. درحالیکه ارگانیسم های تولیدکننده نیترات، بی هوازی های تجزیه کننده سلولز و بی هوازی های تثبیت کننده نیتروژن فراوانی کمتری در ریزوسفر دارند. شدت رقابت میکروبی در منطقه ریزوسفر بسیار بالاست. علت این امر تراکم زیاد باکتری ها در منطقه ریزوسفر است که به 109 سلول در هر گرم خاک میرسد. به دلیل جمعیت باکتریایی زیاد در منطقه ریزوسفر و رقابت موجود درآنجا، میکروارگانیسم های سریع الرشد نسبت به سایر انواع بیشتر سود برده و با موفقیت با انواع دیگر رقابت می کنند. به علاوه گونه های که از نظر بیوشیمیایی فعال تر هستند، در منطقه ریزوسفر بیشتر و بهتر از شرایط موجود بهره می برند. لذا شدت فعالیت های بیوشیمیایی در منطقه ریزوسفر بیشتر از خاک غیرریزوسفری می باشد. باکتریهای مختلف، نیازهای تعذیه ای متفاوتی دارند به همین دلیل گونه های باکتریایی خاصی در ریزوسفر حضور دارند. ترشحات ریشه غنی از برخی از اسیدهای آمینه هستند. درصورت وجود اسیدآمینه در مقادیر زیاد در ریزوسفر، حضور باکتری درآن منطقه به کیفیت و کمیت اسیدآمینه مربوط می باشد و نوع و تعداد اسیدآمینه تعیین کننده ترکیب نسبی گونه های مختلف خواهد بود. با افزایش سن ریشه میکروفلور ریزوسفر تغییر می کند. این تغییرات باتوجه به نوع ماده غذایی موجود در منطقه ریشه در سنین مختلف رخ می دهند. در ریشه های جوان، ترشحات ریشه نقش مهمی در تنظیم میکروفلور ریزوسفر دارند درحالیکه در ریزوسفر ریشه های پیرتر، بافت و سلولهای مرده ریشه، عامل اثر ریزوسفر بر قارچ ها محسوب می شوند. نقاط مختلف ریشه، نقش تغذیه ای متفاوتی داشته و موادی که دراختیار میکروب های ریزوسفری قرار می دهند یکسان نیست. باتوجه به این مسئله، محیط ریزوسفر در نقاط مختلف ریشه، از نقطه ای به نقطه ی دیگر متفاوت خواهدبود و قسمت های مختلف ریشه مانند نوک ریشه، تاج ریشه و… حاوی انواع مختلف میکروفلور می باشند(Deshmukh et al 2007, 9; Rodriguez and Fraga 1999, 17) .
1-4-2 عوامل مؤثر بر میکروارگانیسم ها در منطقه ریشه
کلونیزاسیون12 ریشه توسط میکروارگانیسم ها تحت تأثیر عوامل زیر قرار می گیرد:
الف- نوع خاک: بافت خاک و غلظت یون هیدروژن (pH خاک) تراکم و تنوع میکروارگانیسم های ریزوسفری را تحت تأثیر قرار می دهند. به طور کلی فراوانی قارچ ها در خاک های اسیدی بیشتر است. باکتری ها، اکتینومیست ها و جلبک ها pH قلیایی را ترجیح می دهند باوجود این استثناعاتی نیز وجود دارد. خاک های رسی دارای تهویه خوب و حاوی مقادیر کافی ماده آلی، برای اکثر میکروارگانیسم ها مناسب است.

دسته بندی : پایان نامه ها

پاسخ دهید