کود زیستی

تعریف:

کود زیستی اصطلاحی است که می توان آن را به طرق مختلف تفسیر کرد. یافتن تعاریفی که کودهای زیستی را به عنوان عصاره جلبک دریایی، زباله های شهری، مخلوط های میکروبی با ترکیبات ناشناس یا محصولات کود معدنی غنی شده با ترکیبات آلی مشخص کند، دشوار نیست. جالب توجه است که مقالات تحقیقاتی علمی تفسیر بسیار گسترده ای از این اصطلاح ارائه می دهند که همه چیز را از کودهای سبز تا کودهای حیوانی گرفته تا عصاره های گیاهی نشان می دهد.

از نقطه نظر علمی کود زیستی یک میکروارگانیسم منفرد است که خواص تقویت رشد گیاه را اعمال می کند، اما در زمینه زراعی این اصطلاح به محصولی مربوط می شود که متشکل از سویه(های) مفید است، که برای جابه جایی مواد مغذی مفید هستند، شامل یک حامل است که ویژگی هایی که اجازه ذخیره آن را در زمان مشخص شده توسط تولید کننده فراهم می کند و آماده برای استفاده موثر در خاک یا گیاه است. در این زاویه، کود زیستی همچنین می‌تواند امکان افزودن موادی را نیز فراهم کند که به بهبود فعالیت میکروارگانیسم‌ها کمک می‌کنند. اصطلاح "کود زیستی" نباید تنها با عباراتی مانند کود گیاهی یا حیوانی، کودهای مخلوط یا کودهایی که به ترکیبات معدنی و آلی اشاره دارند، استفاده شود، بلکه با محرک های زیستی مشتق شده از میکروارگانیسم ها (محصولات مبتنی بر سلول های میکروبی مرده یا عصاره های با منشا میکروبی) به جای یکدیگر هم استفاده شود. نقش اصلی کاربرد کودهای زیستی، ترویج رشد گیاه بدون عوارض جانبی زیان‌آور برای محیط زیست و افزایش عملکرد برداشت است.

بنابراین، کود زیستی برای گردش مواد مغذی در زیست کره حیاتی است و مسیر عمده تحویل مواد مغذی به گیاهان است. محصولات کود زیستی معمولا بر اساس میکروارگانیسم های محرک رشد گیاه (PGPM) هستند.

مزایای کود زیستی عبارتند از:

  1. اینها ابزاری برای تثبیت مواد غذایی موجود در خاک هستند.
  2. از آنجایی که یک کود زیستی از نظر فنی حاوی یک موجود زنده است، می تواند به صورت همزیستی با ریشه های گیاه مرتبط باشد.
  3. میکروارگانیسم ها می توانند به آسانی و ایمن مواد آلی پیچیده را به ترکیبات ساده تبدیل کنند تا به راحتی توسط گیاهان جذب شوند.
  4. پمیکروارگانیسم ها به مدت طولانی عمل می کنند و باعث بهبود حاصلخیزی خاک می شوند.
  5. زیستگاه طبیعی خاک را حفظ می کند.
  6. عملکرد محصول را 20 تا 30 درصد افزایش می دهد و جایگزین مواد شیمیایی N و P می شود و در نتیجه رشد گیاه را تحریک می کند.
  7. همچنین می تواند در برابر خشکسالی و برخی بیماری های منتقله از خاک محافظت کند.

برخی از گروه‌های مهم کودهای زیستی عبارتند از: کود میکروبی حاوی میکروارگانیسم‌های زنده که وقتی روی گیاه، بذر یا خاک استفاده می‌شود، منطقه خاک یا داخل گیاه را مستعمره کرده و مستقیماً بر ترشحات ریشه و میکروارگانیسم‌های مرتبط (ریزوسفر) تأثیر می‌گذارد. این امر با افزایش عرضه یا در دسترس بودن مواد مغذی اولیه به گیاه، رشد را تحت تأثیر قرار می دهد. آنها همچنین نقش بسیار مهمی در تجزیه مواد آلی، تولید هورمون های گیاهی و افزایش سنتز آنزیم در گیاهان دارند.

میکروب های مورد استفاده برای کود زیستی باید عبارتند از:

  • میکروارگانیسم های 100% آلی و بسیار پیچیده،
  • تحریک رشد گیاه با افزایش خواص تعادل میکروبی خاک،
  • به طور طبیعی، بی ضرر و قابل استفاده در کشاورزی،
  • تایید شده توسط تکنیک های شناسایی DNA به عنوان مواد فعال در ترکیب چند میکروبی،
  • بهبود دهنده های خاک سازگار با محیط زیست.

میکروارگانیسم های مورد استفاده در کنترل زیستی و کود زیستی:

ریزوباکتری های محرک رشد گیاه (PGPR)

رایج ترین کودهای زیستی و عوامل کنترل زیستی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند متعلق به گروهی هستند که به عنوان ریزوباکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) شناخته می شوند. ریزوباکتری های محرک رشد گیاه ریزوسفر بسیاری از گونه های گیاهی را مستعمره می کند، جایی که اثرات مفیدی برای میزبان ایجاد می کند، به عنوان مثال، افزایش رشد گیاه و کاهش حساسیت به بیماری های ناشی از پاتوژن های گیاهی، مانند نماتدها، قارچ ها، باکتری ها و ویروس ها. اکثر شناخته شده ترین PGPR متعلق به جنس های Alcaligenes، Arthrobacter، Azospirillum، Azotobacter، Bacillus، Burkholderia، Enterobacter، Klebsiella، Pseudomonas، Rhizobium و Serratia هستند. از مزایای PGPR می توان به افزایش سرعت جوانه زنی بذر، رشد ریشه، عملکرد، سطح برگ، محتوای کلروفیل، جذب مواد مغذی، محتوای پروتئین، فعالیت هیدرولیکی، تحمل به تنش غیر زنده، وزن اندام هوایی و ریشه و تاخیر در پیری اشاره کرد.

بنابراین، PGPR اغلب به عنوان کودهای زیستی استفاده می شود. به عنوان مثال، Azotobacter chroococcum و A. vinelandii به عنوان کود نیتروژن در سراسر جهان استفاده می شوند. سویه های باسیلوس مگاتریوم، B. amyloliquefaciens و Pseudomonas fluorescens برای باروری و حاصلخیزی فسفر استفاده می شوند. محصولات کود زیستی بر پایه Frateuria aurantia برای تامین مواد غذایی پتاسیم برای محصولات زراعی وجود دارد. برای باروری روی، گوگرد و سیلیکات، سویه هایی مانند تیوباسیلوس تیواکسیدانس، دلفیا اسیدوورانس و باسیلوس وجود دارند که عمدتا در آسیا استفاده می شوند. علاوه بر این، بیش از 10 محصول با مکانیسم نامشخص (به غیر از "تقویت رشد گیاه") وجود دارند که از 1 تا 30 سویه PGPR تشکیل شده اند.

ریزوبیا

ریزوبیا یکی از قدیمی‌ترین ابزارهای کشاورزی است، زیرا تولید صنعتی ریزوبیا از اواخر قرن نوزدهم آغاز شد. جنس های آلفا پروتئوبیوم تثبیت کننده نیتروژن Agrobacterium، Allorhizobium، Azorhizobium، Bradyrhizobium، Mesorhizobium، Rhizobium، Sinorhizobium، Devosia، Methylobacterium، Ochrobactrum، و Phyllobeta-provideum، و همچنین قارچ های پروتئوبیوم Burkholderia و Cupriavidus می توانند نودل هایی را با گیاهان لگوم به عنوان گیاه میزبان تشکیل دهند. در حالی که استفاده کشاورزی آنها محدود به گیاهان زراعی حبوبات است، آنها مسئول تثبیت 200 تا 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار / محصول هستند. علاوه بر این، همزیستی سیانوباکتری تثبیت کننده نیتروژن با آزولا به طور گسترده ای به عنوان کود سبز در کشت برنج استفاده می شود.

قارچ مایکوریزا

علاوه بر PGPR، قارچ‌های میکوریزی از پرمصرف‌ترین کودهای زیستی در سطح جهان هستند. آنها سیستم ریشه گیاه میزبان را گسترش می دهند و به گیاهان زراعی در جذب آب و مواد مغذی به ویژه فسفر کمک می کنند، استرس غیر زیستی را کاهش می دهند؛ و در کنترل زیستی در برابر پاتوژن های آسیب رسان ریشه از جنس های Fusarium، Pythium و Phytophthora و همچنین نماتدها عمل می کند. قارچ‌های میکوریزی می‌توانند با افزایش محتوای آنتی‌اکسیدانی و ویتامین‌های قسمت‌های خوراکی، خواص کیفی غذایی گیاهان زراعی را بهبود بخشند. به عنوان مثال، هیف ها می توانند باعث درهم تنیدگی ذرات خاک با یکدیگر برای ایجاد کلاندانه ها شوند. رایج‌ترین نوع مورد استفاده برای بهبود محصولات کشاورزی، قارچ‌های میکوریزی آربوسکولا (AMF ) هستند که به سلول‌های قشر ریشه گیاه میزبان نفوذ می‌کنند و ساختارهای بسیار منشعب، آربوسکول‌ها را تشکیل می‌دهند.

قارچ های اندوفیت

قارچ های اندوفیت بدون تخریب یا تولید موادی که باعث عفونت سلول میزبان می شود در بافت های گیاهی ساکن می شوند. تکامل همزمان آنها به این معنی است که اندوفیت ها ترکیبات مشابه یا مشابهی با ترکیباتی که از گیاه منشا می گیرند تولید می کنند. بیشتر قارچ‌های اندوفیت متعلق به آسکومیکوتا هستند و به صورت همزیستی در برگ‌ها، میوه‌ها، گل‌ها و ساقه‌های گیاهان زندگی می‌کنند و هیچ نشانه‌ای از حضور آنها وجود ندارد. قارچ های اندوفیت قادر به تخریب مواد گیاهی هستند.

صرف نظر از اثرات مثبت متعدد بر گیاهان و پتانسیل در هر دو کنترل زیستی و باروری زیستی، قارچ های اندوفیت به ندرت به عنوان ابزار بیوتکنولوژیکی در کشاورزی توسعه یافته اند. یکی از امیدوارکننده‌ترین و بهترین اندوفیت‌های مورد مطالعه، Piriformospora indica است که ریشه‌های گیاهان زراعی مانند جو و ذرت را مستعمره می‌کند. این قارچ می تواند جذب فسفر و گوگرد را تقویت کند، تولید زیست توده را افزایش دهد و گلدهی زودرس و تولید بذر را تقویت کند. P. indica به گیاه میزبان کمک می کند تا بر تنش های غیرزیستی مانند تنش های آب، دما و نمک غلبه کند و باعث مقاومت گیاه در برابر سموم، فلزات سنگین، حشرات و عوامل بیماری زا می شود. این قارچ در نیمکره جنوبی رشد می کند، به طوریکه DNAو mRNA P. indica تنها برای حداکثر 15 ماه در خاک انگلستان شناسایی شد. به طور کلی، اثرات P. indica به طور کامل در 150 گونه مختلف گیاهی مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفته است.

قارچ های ریزوسفری

همچنین چندین قارچ مرتبط با خاک در کشاورزی برای افزایش سلامت و تناسب محصول استفاده می شوند. به عنوان مثال، Penicillium bilaiae یک قارچ ریزوسفری است که مانند قارچ های میکوریز به گیاه در جذب فسفات کمک می کند. اعضای ریزوسفریک و اپی فیتیک Trichoderma spp در بسیاری از محصولات به دلیل توانایی آنها در کاهش تنش غیرزیستی و زیستی روی گیاهان میزبان استفاده می شوند، به عنوان مثال با کنترل بسیاری از پاتوژن های گیاهی و نماتدها.