ریزوبیوم‌ها و نقش آنها در مدیریت نیتروژن اراضی کشاورزی زیر کشت لگوم‌ها

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسنده

استادیار پژوهش مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

ریزبیوم­ها از مهمترین باکتری­های خاکزی هستند که با گیاهان خانواده لگومینوز رابطه همزیستی تثبیت کنندگی نیتروژن مولکولی هوا را دارند. سالانه حدود 30 تا 40 میلیون تن نیتروژن توسط سیستم همزیستی تثبیت می­شود. متوسط مقدار تثبیت نیتروژن در لگوم­ها حدود 200 تا 300 کیلوگرم نیتروژندر هکتار در سال می­باشد.لگوم­ها نقش مهمی در تغذیه و تأمین پروتئین انسان و دام دارند. بیشترین سطح زیر کشت حبوبات در ایران مربوط به استان لرستان است و حدود 60 درصد از حبوبات درچهار استان لرستان، فارس،خوزستان و آذربایجان­شرقی تولید می­شود. آذربایجانشرقی و غربی بیشترین سطح زیر کشت لگوم­های علوفه­ای را دارا هستند. پژوهش­ها نشان داده است تناوب کشت با لگوم­ها و همچنین استفاده از آنها به عنوان کود سبز اثرات قابل توجهی در افزایش نیتروژن خاک دارد. از عوامل محدود کننده تثبیت نیتروژن می­توان به عدم کارایی باکتری بومی در تثبیت نیتروژن، شوری، اسیدیته، کمبود و سمیت عناصر، دما و رطوبت خاک اشاره نمود. بررسی وضعیت ریزوبیوم­های بومی همزیست با لگوم­های مورد نظر و ضرورت تلقیح و مطالعه امکان کشت لگوم­های جدید با توان تثبیت بالا در مناطق مورد نظر و یا در تناوب با سایر محصولات از مهمترین پیشنهادات در این زمینه است. عملیاتی نمودن راهکارهای ارائه شده در این مقاله به همراه آموزش و ترویج پیشرفت­های اخیر در این زمینه برای آگاهی دادن در جهت فواید و مزایای کود سبز و کشت لگوم به عنوان رهیافتی امیدوارانه در نظر گرفته می­شود

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The role of Rhizobium in Nitrogen Management in Agricultural Lands under Legumes Cultivation

نویسنده [English]

  • h kh
چکیده [English]

Rhizobia are one of the most important soil bacteria that have a symbiosis nitrogen fixation relation with legumes. The average amounts of fixed nitrogen in legumes are about 200-300 Kg N.ha-1. It is fixed annually 30-40 million tones of nitrogen by symbiosis systems. Legumes have important roles in feeding and protein needs of human and livestock. The largest areas under grain legumes cultivation in Iran belongs to Lorestan province. About 60 percent of grain legumes are produced in Fars, Lorestan, Khuzestan and Azerbayjan-Sharghi provinces. The largest areas under forage legumes cultivation in Iran belongs to Azerbayjan-Sharghi and Azerbayjan-Sharghi provinces. The researches revealed that rotation with legumes and using them as green fertilizers have significant effects on increasing of soil nitrogen. Low efficiency of native bacteria in nitrogen fixation, salinity, acidity, temperature and humidity, toxicity and deficiency of elements, are the most important limiting factors of nitrogen fixation. The best recommendations are evaluation of native symbiotic Rhizobia and necessity of inoculation and study of possibility of new legumes cultivation with high rating in fixation or with rotation of other crops. Utilization the guidelines presented in this paper along with education and extension of recent development for awareness of benefits and advantages of green manures and legumes cultivation is a hopefully approach.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nitrogen fixation
  • Biofertilizer
  • Rotation
  1. اسدی رحمانی، ه. 1384. کاهش مصرف کودهای ازتی از طریق افزایش پتانسیل تثبیت زیستی ازت در مناطق زیر کشت لوبیا. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، نشریه شماره 1227، مؤسسه تحقیقات خاک و آّب.
  2. افشاری م. و م.ح. ارزانش. 1385. بررسی درجه کارایی باکتری­های بومی bv. viciae Rhizobium leguminosarum همزیست با عدس در خاک­های استان اردبیل. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، نشریه شماره 1274، مؤسسه تحقیقات خاک و آّب.
  3. افشاری، م. 1391. بررسی کارایی مایه تلقیح های مختلف برای افزایش تثبیت نیتروژن و عملکرد سویا. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، نشریه شماره 1734، مؤسسه تحقیقات خاک و آّب.
  4. انصاری، م.ح.، ح.ح. شریف آزاد، ه. اسدی رحمانی، ع. حسینی. 1388. بررسی تاثیر کاربرد سویه­های همزیست لوبیا بر رشد و عملکرد دو رقم لوبیا در منطقه کرج. پژوهش­های زراعت در پژوهش و سازندگی، 82: 10-1.
  5. بی نام. 1392. آمارنامه کشاورزی جلد اول محصولات زراعی سال زراعی 90- 1389. مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات، 123صفحه.
  6. خسروی، ه.، ک. خاوازی و ک.  میرزا شاهی. 1380. استفاده از مایه تلقیح باقلا به جای کود شیمیایی اوره در منطقه صفی آباد دزفول. مجله خاک و آب، 12: 162ـ 146.
  7. خسروی، ه. و م.ر. رمضانپور. 1383. بررسی کارایی چند مایه تلقیح ریزوبیوم بر رشد باقلا در مازندران. مجله علوم خاک و آب، 18(2): 167-161.
  8. خسروی ه.، میرزاشاهی ک.، رمضانپور م.، کلهر م.، میررسولی ا.، 1394. بررسی اثربخشی برخی از جدایه­های ریزوبیوم بومی بر عملکرد باقلا در ایران. نشریه زیست شناسی خاک،جلد  3 شماره 1 : صفحات 91-83.
  9. راعی، ی.، م. صدقی، ر. سید شریفی. 1378. آثار تلقیح برادی ریزوبیوم، کاربرد اوره و وجین علف هرز بر روند رشد و سرعت پر شدن دانه سویا. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 43 (الف): 91-81.
  10. رجالی، ف. و ن. صالح راستین. 1375. بررسی تغییرات جمعیت ریزوبیوم تریفولی و نیاز به تلقیح آن در چند ایستگاه زیر تناوب برنج-شبدر در استان مازندران. پنجمین کنگره علوم خاک ایران، 13-10 شهوریور 1375 کرج، ایران.
  11. طاهرخانی، م.، ق. نور محمدی، م.ج. میرهادی، ح. شریف آباد، ا. شیرانی راد. 1388. ارزیابی تاثیر تلقیح سویه­های مختلف باکتری Rhizobium leguminosarumbv. Phaseoliدر تثبیت نیتروژن در ارقام مختلف لوبیا. مجله دانش نوین کشاورزی، 14: 36-23.
  12. سیستانی، ه. 1371. طرح بررسی تاثیر باکتری ریزوبیوم ملیلوتی بر روی عملکرد محصول یونجه. نشریه شماره 848، مؤسسه تحقیقات خاک و آب. 23 صفحه.
  13. عبدی، س. م. تاجبخش. ب. عبدالهی مند ولکانی، م.ح. رسولی صدقیانی.1391. بررسی اثرکود سبز بر میزان ماده آلی و نیتروژن خاک. مجله دانش زراعت، سال پنجم، شماره 7: 144-127.
  14. فلاح، ا.، م. مظاهری، ع. گرامی. 1379. مقایسه شبدر برسیم و کود ازت در عملکرد برنج. دومین همایش ملی استفاده بهینه از کود و سم در کشاورزی، بهمن 1379- کرج.
 
15.        Baddeley, J.A., S. Jones, C.F.E. Topp, C.A. Watson, J. Helming, F.L. Stoddard. 2014. Biological nitrogen fixation (BNF) in Europe. Legume Futures Report1.5. Available from www.legumefutures.de.
16.        Burkert, A., M. Bagayoko, S. Alvey and A. Bationo .2001. Causes  of  legume-rotation  effects  in  increasing  cereal  yields  across  the Sudanian, Sahelian and Guinean zone of West Africa.W. J. Horst et al. (Eds), Plant nutrition. Food Security and Sustainability of Agro-ecosystems. Pp. 972~973.
17.        Dixon, R.O.D., and C.T. Wheeler, 1986. Nitrogen Fixation in Plants. Chapman and Hall, New York.
18.        Garrity, G.M., J.A. Bell, T. Lilburn. 2005.  Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 2nd edn, vol. 2 (The Proteobacteria), New York: Springer.
19.        Herridge D.F., M.B Peoples, D.F. Robert and M. Boddey. 2008. Global inputs of biological nitrogen fixation in agricultural systems. Plant and Soil, 311:1–18.
20.        Odhiambo, J.J.O., B.O. John Ogola and T. Madzivhandila. 2010. Effect of green manure legume - maize rotation onmaize grain yield and weed infestation levels. African Journal of Agricultural Research, 5(8): 618-625.
21.        Peoples M.B., A.M. Bowman, R.R. Gault, D.F. Herridge, M.H. McCallum, K.M. McCormick, R.M. Norton, I.J. Rochester, G.J. Scammell, G.D. Schwenke. 2001. Factors regulating the contributions of fixed nitrogen by pasture and crop legumes to different farming systems of eastern Australia. Plant and Soil, 228: 29–41.
22.        Rweyemamu, C.L. and Z.P. Kondra. 1989. Nitrogen fixation in fababean (viciafaba L.) and its economic benefit in central Alberta, Canada. FABIS-Newsletter (ICARDA). 25: 14-18.
23.        Spaink H.P., A. Kondorosi, P.J.J. Hooykaas. 1998. The Rhizobiaceae (Molecular biology of model plant- associated bacteria). Kluwer academic publishers. Netherlands, 566 p.
24.        Steven-son, F.J. 1982. Nitrogen in agricultural soils. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, U.S.A., 940 p.
25.        Willems, A. 2006. The taxonomy of Rhizobia: an overview. Plant and Soil, 287:3–14.
26.        Zahran, H.H. (1999). Rhizobium-legume symbiosis and nitrogen fixation under severe conditions and in an arid climate. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 63(4): 968-989.