کاربرد کودهای زیستی حاوی ریزجانداران آزادزی تثبیت کننده نیتروژن در کشاورزی

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسنده

عضو هیأت علمی مؤسسه تحقیقات خاک و آب

چکیده

تثبیت زیستی نیتروژن اتمسفری (N2) پدیده­ای انحصاری است که توسط گروه خاصی از ریزجانداران پروکاریوت به نام دی ازوتروف­ها و توسط سیستم آنزیمی نیتروژناژ آنها انجام می­شود. این گروه شامل باکتری­ها، اکتینومیست­ها و سیانوباکتری­ها می­باشند. سیستم­های تثبیت نیتروژن شامل همزیستی، همیاری و آزادزی می­باشند. در سیستم آزادزی، بدون نیاز به حمایت گیاه، تثبیت نیتروژنانجام می شود. ازتوباکتر به عنوان اولین دی­ازوتروف آزادزی بیش از یک قرن پیش کشف شد. حدود نیم قرن پیش این باکتری در کشاورزی به عنوان مایه تلقیح استفاده شد. امروزه در برخی کشورها مقادیر فراوانی از انواع باکتری­های دی­ازوتروف به عنوان مایه تلقیح مصرف می­شود. در ایران نیز چند سالی است تولید برخی از این فرآورده­ها آغاز شده است. حامل­های مناسب برای تهیه مایه تلقیح باکتری­های آزادزی شامل برخی مواد آلی و معدنی شامل تورب، پرلیت، زغال چوب، سبوس، ملاس نیشکر و سایر موارد مشابه می باشند. جمعیت موجود در مایه تلقیح معمولا به صورت تعداد ریزجانداران در میلی­لیتر یا گرم مایه تلقیح گزارش و برای مقدار معینی بذر یا در مقیاس هکتار توصیه می­شوند. کاربرد این مایه تلقیح­ها به صورت مصرف خاکی، بذر مال، آغشته کردن نهال، یا کاربرد در منطقه ریشه درخت می باشد. ایجاد رابطه همزیستی تثبیت نیتروژن در غیر لگوم ها بویژه در غلات مهمترین چشم انداز آینده در این زمینه است. انجام تحقیقات بنیادی بر روی تثبیت نیتروژن در غلات مهمترین پیشنهادی است که در این رابطه می توان ارائه نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Biofertilizers Containing Free-living Nitrogen Fixer Micro Organisms in Agriculture

نویسنده [English]

  • h kh
چکیده [English]

Atmospheric nitrogen fixation as an exclusive phenomenon is accomplished by nitrogenase enzyme of prokaryotic microorganisms namely diazotrophs including bacteria, actinomycets and cyanobacteria. Nitrogen fixation is accomplished as form of symbiotic, associative and free-living systems. In free-living systems nitrogen is fixed without the help of plants. Azotobacter, the first diazotroph was discovered over a century ago and application of it was started in agriculture about half a century ago. Nowadays, in some countries a large amount of diazotrophs are used as inoculums. In recent years, some companies produce diazotroph inoculums in Iran. Some kinds of organic and inorganic such as torb, perlite, and charcoal, bran and cane molasses are suitable for diazotroph inoculums careers. The population of inoculums is reported as number  of microorganisms per milliliter or gram of inoculums and recommended for a certain amount of seeds or in hectare. The diazotroph inoculums’ are used in form of soil or seed and seedless application or in rhizosphere of trees.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inoculum
  • Heterotroph
  • Autotroph
 
  1. خسروی ه. 1388. دستیابی به دانش فنی تولید کود بیولوژیک حاوی باکتری­های ازتوباکتر برای مزارع گندم. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشریه شماره 1450.
  2. خسروی ه.، ن.  صالح راستین و م. محمدی. 1377. اثر تلقیح ازتوباکتر کروکوکوم به عنوان یک کود بیولوژیک بر رشد و عملکرد گندم. مجله خاک و آب، 12(5): 8-1 .
  3. خسروی، ه. 1391. بررسی اثر بخشی مایه تلقیح BBP1 بر رشد و عملکرد ذرت به عنوان گیاه شاخص در مناطق مختلف ایران. مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشریه شماره 1743.
  4. خسروی، ه. 1392. بررسی اثر بخشی مایه تلقیح ازتوباکتر بر رشد و عملکرد گندم در مناطق مختلف ایران. مؤسسه تحقیقات خاک و آب. نشریه شماره 1793.
  5. خسروی ه. و ح. محمودی 1392. بررسی اثرات مایه تلقیح ازتوباکتر به همراه کود دامی بر رشد گندم دیم. نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار، 3(2): 219-205.
  6. رجایی، س.، ح. علیخانی و ف. رئیسی. 1386. اثر پتانسیل محرک رشد سویه های بومی ازتوباکتر کروکوکوم روی رشد، عملکرد و جذب عناصر غذایی گندم. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 41: 296-285.
  7. خسروی ه. و ح. محمدی. 1392. بررسی اثرات مایه تلقیح ازتوباکتر به همراه کود دامی بر رشد گندم دیم. نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار، 3(2): 219-205.
  8. ملکوتی، م.ج.؛ ف. رجالی؛ ک. خاوازی؛ ز. خوگر، ع.ا. شهابی؛ پ. کشاورز؛ ر. وکیل. 1383. بررسی نقش مایه­تلقیح ازتوباکتر (PGPR) در افزایش عملکرد گندم آبی و دیم در چند استان کشور، صفحات 167-159 از کتاب مجموعه مقالات "روش­های نوین تغذیه گندم" ملکوتی و همکاران. وزارت جهاد کشاورزی، دفتر طرح خودکفایی گندم،851 صفحه.
  9. Abd Al-Hadi H.S, M. A. Abd Al- Rahman, A. M. G. Zedan and S. F. M. El-Hafnawy.2013.     Effect of chemical mutagens on some bacteria and fungi strains to induce Para-Nodules in wheat plant. Alex. J. Agric. Res. 58(3): 209‐217.
  10. Burns, T.A., P.E. Bishop and W. Daniel. 1981.Enhancement nodulation of leguminous plant roots by  mixed cultures of Azotobacter vinelandii and Rhizobium. Plant and Soil, 62: 399-412.
  11. Beauty, P.H., and A.G., Good. 2011. Future prospects for cereals that fix nitrogen. Science 333, 416. DOI: 10.1126/science. 1209467.
  12. Dixon, R. O. D., and C. T. Wheeler, 1986. Nitrogen Fixation in Plants. Chapman and Hall, New York.
  13. Hasanudin, H. (2003). Increasing of the nutrient and uptake availability of N and P and through corn yield  of  inoculation of Mycorrhiza and Azotobacter on ultisol organic matter. Journal of Agriculture Sciences of Indonesia, 5(1): 83 – 89.
  14. Jarak, M., R. Protio, S. Jankovio and J. Colo. 2006. Response of wheat to Azotobacter-Actinomycet  inoculation and nitrogen fertilizers. Romanian Agriculture Research. 23: 37-41.
  15. Kennedy, I. R., A.T.M.A. Choudhury and M.L. Kecske´s. 2004. Non-symbiotic bacterial diazotrophs in crop-farming systems:can their potential for plant growth promotion be better exploited? Soil Biology & Biochemistry, 36: 1229–1244.
  16. Khosravi, H., S. M. Samar, E. Fallahi, H. Davoodi, M. Shahabian. 2009. Inoculation of 'Golden Delicious' Apple trees on M9 rootstock with Azotobacter improves nutrient uptake and growth indices. Journal of Plant Nutrition, 32: 946–953.
  17. Kumar, V. and N. Narula. 1999. Solubilization of inorganic phosphates and growth emergence of wheat as affected by Azotobacter chroococcum mutants. Biol. Fertil. Soils, 28: 201-305.
  18. Matthew, C.J., M.K. Bjorkman, M.K. David, A.M. Saito and P.J. Zehr. 2008. Regional distributions of nitrogen-fixing bacteria in the Pacific Ocean. Limnol. Oceanogr, 53: 63-77.
  19. Manske, G.G.B., A.B. Luttger, R.K. Behl and P.L.G. Vlek, 1995. Nutrient efficiency based on VA mycorrhiza (VAM) and total root length of wheat cultivars grown in India. Angew. Bot., 69: 108-110.
  20. Mohandas S. 1987. Field response of tomato (Lycopersicon esculentum Mill. ‘Pusa mycorrhizal fungi and rhizobium and their influence. In Mycorrhizae: biofertilizers National Conference on Mycorrhiza, pp: 212-215.
  21. Mustafa, Y., and S.B. Canbolat. 2006. Effect of plant growth-promoting bacteria and soil compaction on barley seedling growth, nutrient uptake, soil properties and rhizosphere microflora. Biology and Fertility of Soils, 42(4): 350-357.
  22. Reed, C.S., C.C. Cleaveland and A.R. Towsend. 2011. Functional ecology of free-living nitrogen fixation: A contemporary perspective. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst.42:489-512.
  23. Renato de Freitas, J. 2000. Yield and N assimilation of winter inoculated wheat rhizobacteria. Pedobiologia, 44: 97-104.
  24. Rai, S. N. and A. C. Gaur. 1988. Characterization of Azotobacter spp. and effect of Azotobacter and Azospirillum as inoculants on the yield and N-uptake of wheat crop. Plant and Soil, 109: 131-134.
  25. Ridge R.W., G.L. Bender and B.G. Rolfe. 1992. Nodule-like structures induced on the roots of wheat seedlings by the addition of the synthetic auxin 2, 4-Dichlorophenoxyacetic Acid and the effects of microorganisms. Australian Journal of Plant Physiology, 19(5): 481-492.
  26. Rohitashav-Singh, B.K., Sood, V.K. Sharma, and R. singh.1993. Response of forage maize (Zea mays L.) to Azotobacter inoculation and nitrogen. Indian Journal of Agronomy, 38:555-558.
  27. Rodelas, B. 1999. Influence of Rhizobium /Azotobacter combined inoculation on mineral composition of faba bean (vicia faba). Biology and Fertility of Soils, 29 (2): 165-169.
  28. Sharma, S.D. and V.P. Bhutani. 1998. Response of apple seedlings to VAM, Azotobacter and inorganic fertilizers. Horticulture J., 11(1): 1-8.
  29. Sprent, J. I. & P. Sprent.1990. Nitrogen fixing organisms: Pure and Applied Aspects, 2nd eds. London & New York: Chapman and Hall.
  30. Steven- son, F. J. 1982. Nitrogen in agricultural soils. American Society of     Agronomy, Madison, Wisconsin U.S.A., 940 p.
  31. Suba Rao, N.S. 1988. Biofertilizers in agriculture. Oxford and IBH Publishing Co., New Delhi, 208 p.
  32. Thompson, J. P. and V.B.D. Skerman. 1979. Azotobacteraceae: the taxonomy and ecology of the aerobic   nitrogen-fixing bacteria. Academic press, London
  33. Tilak, K.V.BR., C.S. Singh, N.K. Roy and N.S. Subba Rao. 1982. Azospirillum brasilense and Azotobacter inoculums effect on maize and sorghum. Soil Biology and Biochemistry, 14: 417-418.