میکروارگانیسم های مفید در کشاورزی

میکروارگانیسم های مفید در کشاورزی: یکی از ارکان اصلی کشاورزی ارگانیک هستند.انواع مختلفی دارند مانند قارچ ها باکتری ها و نماتدها.
میکروارگانیسم ها در خاک به فراوانی یافت می شوند. و مسئول اصلی چرخه مواد و عناصر غذایی، حاصلخیزی خاک، بازیابی خاک، سلامت گیاه و اکوسیستم می باشند. میکروارگانیسم های مفید در چندین گروه قرار می گیرند: میکروارگانیسم های همزیست با گیاهان زراعی. (مانند ریزوبیا، قارچهای میکوریزا، اکتینومیست ها، و باکتری های دیازوتروفی). میکروارگانیسم هایی که میزان دسترسی به مواد غذایی و مواد معدنی را افزایش می دهند.

میکروارگانیسم هایی که هورمون های رشد گیاهی را تولید می کنند. و میکروارگانیسم هایی که دشمن آفات، انگل ها یا بیماری ها می باشند. که از آن ها بعنوان عوامل کنترل زیستی یاد می شود. بسیاری از این میکروارگانیسم ها بطور طبیعی در خاک وجود دارند. با این حال استفاده بی رویه از سموم و کودهای شیمیایی جمعیت آن ها را کاهش یا از بین برده است. به همین دلیل معمولأ جهت بکارگیری یک کاربرد ویژه از این میکروارگانیسم ها، به دو روش عمل می شود: تلقیح دوباره ان ها از طریق کودهای زیستی. استفاده از کودهایی که شرایط را برای رشد و تکثیر آن ها فراهم می کنند. یا تکنیک های کشاورزی که فعالیت و فروانی آن ها را افزایش می دهند. در ادامه به معرفی این میکروارگانیسم ها می پردازیم.

قارچ های میکوریزا

تقریبأ تمامی گیاهان می توانند رابطه همزیستی با درجات متفاوت وابستگی و مفید بودن، با قارچ های میکوریزا تشکیل دهند. در میان قارچ های همزیست مهمترین آن ها آربوسکولار میکوریزا (رابطه همزیستی با تعداد زیادی گیاهان زراعی) و اکتومیکوریزا (رابطه همزیستی تنها با گیاهان چوبی) می باشند.

مطالعات گسترده ای که برروی میکروارگانیسم های مفید در کشاورزی انجام شده اند نشان می دهند. که این قارچ ها میزان رشد و محصول را در گیاهان به میزان زیادی افزایش می دهند. ساختارهای رشته ای قارچ ها (هیف ها) گسترش زیادی پیدا می کنند. و دسترسی گیاه را به منابع دورتر از دسترس ریشه ها افزایش می دهند. مزیت دیگر همزیستی با این قارچ ها، ایجاد مقاومت در گیاه زراعی نسبت به عوامل بیماریزا، آلوده کننده هایی مانند ترکیبات شیمیایی، و مقاومت بیشتر به تنش های آبی، دمای بالا، pHهای نامتوازن خاک، و شوک پیوندی می باشد. با این حال، مشکل اصلی عدم استفاده از آن ها در سیستم های کشاورزی. به دلیل پروسه سخت تولید آن ها و نگهداری از آن ها تا زمان انتقال به خاک می باشد.

با این حال، مهمترین موارد استفاده از آن ها، شامل احیای خاک و زمین زراعی، و تلقیح نهال ها و بذرهای گیاهان قبل از کاشت در مزرعه می باشد. بنابراین به نظر می رسد ارزانترین شیوه به منظور تقویت حضور و عملکرد این قارچها فعالیت های کشاورزی، گردش زراعی، کاهش مصرف بی رویه کودهای شیمیایی. استفاده از اصلاح کننده های شرایط برپایه گیاهی خاک، توصیه می شوند.

ریزوبیا

این باکتری ها نقش مهمی در تثبیت نیتروژن از هوا دارند. و در بسیاری از موارد نشان داده شده است که سبب افزایش میزان تولید محصول می شوند. این باکتری ها ساختارهایی به نام گرهک، ایجاد می کنند. که می توانند سالانه چندصد تن نیتروژن در هکتار تثبیت کنند. بخش عمده ای از این نیتروژن پس از مرگ گیاه، به خاک تزریق می شوند. و نیاز گیاه به نیتروژن را به میزان زیادی کاهش می دهند. چراکه این ساختارها نیتروژن را به آهستگی رهاسازی می کنند. و به مرور نیاز گیاه را تأمین می کنند. ساختارهای گرهکی در گیاهانی تشکیل می شوند که لگوم ها خوانده می شوند.

هرچند این جزء مهم در کشاورزی ارگانیک مزیت های زیادی به همراه دارد. اما بنا به دلایلی استفاده گسترده از آن محدود شده است: استفاده از کودهای شیمیایی، عدم انگیزه کافی برای کشت لگوم ها، محدودیت های محیطی، سخت بودن فرایند تولید ماده اولیه و میزان درسترسی پایین، و فقدان زیرساختها و انگیزه های اقتصادی و سلامت عمومی.
با این حال، استفاده از تکنیک های زراعی به منظور تقویت این میکروارگانیسم ها و میزان نیتروژن تثبیت شده توسط آن ها، می تواند گام مهمی در بهبود رشد و میزان محصول و همچنین اثرات سلامتی باشد.

میکروارگانیسم های تثبیت کننده نیتروژن

یکی دیگر از میکروارگانیسم های مفید در کشاورزی تثبیت کننده های نیتروژن هستند. میکروارگانیسم های دیگری که تثبیت نیتروژن را طی همزیستی انجام می دهند. شامل اکتینومیست ها (فرانکیا) با تعداد زیادی از درخت ها و همچنین برخی گیاهان زراعی مانند سورگوم، و همزیستی بین باکتریهای دیازوتروف. (مانند ازتوباکتر، استوباکتر، آزوسپریلیوم و غیره) با گیاهان علفی می باشد. معمولأ این نوع همزیستی در احیای زمین های زراعی استفاده می شود. اما میزان کاربردهای آن ها جای زیادی برای توسعه دارد. از طرفی دیگر، باکتری های اندوفیت همزیست علاوه بر تثبیت نیتروژن، تعداد تارهای کشنده و شکل آن ها را بهبود می دهند. که به جذب میزان ماده غذایی بیشتر کمک می کند. از این میکروارگانیسم ها بطور گسترده ای برای گیاهان زراعی مانند ذرت، برنج، گندم، نیشکر و برنج استفاده می شود.، و میزان محصول به اندازه تا تقریبأ دو برابر افزایش می یابد. که به نوع گیاه زراعی و باکتری استفاده شده بستگی دارد.

دیگر باکتری های محرک رشد گیاهان

موجودات مفید دیگری وجود دارند که پیرامون ریشه زندگی می کنند. و بعنوان باکتری های محرک رشد گیاهان شناخته می شوند. این موجودات به روش هایی مانند تحریک مستقیم رشد (اثرات هورمونی). القای مقاومت سیستمی، تولید مواد معدنی، رقابت برای سوبسترا، فراهم ساختن شرایط مناسب رشد پیرامون ریشه.، سمیت زدایی از خاک های پیرامونی و تولید آنتی بیوتیک ها. و بطور شاخصی سیدروفورها، سبب افزایش رشد می شوند.

از جمله باکتری هایی که بعنوان محرک رشد در کشاورزی استفاده می شوند. می توان به سودومونادها (مانند سودوموناس فلوئورسنس)، باسیلوس ها (مانند باسیلوس سیرکولانس) و دیگر باکتری ها. مانند فلاووباکتریوم ها اشاره کرد. اینها جزو میکروارگانیسم های مفید در کشاورزی هستند. مهمترین این باکتری ها شامل اگروباکتریوم رادیوباکتر، باسیلوس سوبتیلیس و یک مجموعه از باکتری ها که YIB (باکتری های بهبوددهنده محصول) خوانده می شوند. که بطور گسترده ای در صنعت کشاورزی در چین کاربرد دارند. متأسفانه در مورد این باکتری ها، عدم وجود دانش کافی مانع اصلی استفاده از آن ها به منظور بهبود کشاورزی بوده است.

سیدروفورها

این ترکیبات ارگانیک اهمیت بالایی در جذب عناصر میکرو از خاک علی الخصوص آهن دارند. و می توانند برگ برنده میکروارگانیسم های محرک رشد گیاه به منظور تقویت رشد باشند. این مولکول های آلی تمایل بالایی برای آهن خاک دارند. و علاوه بر رشد گیاه، در افزایش مقاومت گیاه به عوامل بیماریزا نقش مهمی ایفا می کنند.

قارچ های کنترل زیستی

یکی از میکروارگانیسم های مفید در کشاورزی قارچ های کنترل زیستی هستند. بطور کلی مکانیسم عمل این میکروارگانیسم ها از طریق رابطه آنتاگونیستی.(ضد بودن) آن ها با عوامل بیماریزا می باشد. برخی میکروارگانیسم های قارچی بطور گسترده ای برای کنترل بیماری های قارچ های بیماریزا. و حشرات آفت استفاده می شوند. از جمله مهمترین آن ها سویه های ساپروفیت ریزوکتونیا، فوزاریوم، تریکودرما می باشند. که برای کنترل بیماری های ایجاد شده توسط گونه های خواهری بیماریزا مانند قارچ بیماریزای فوزاریومی استفاده می شوند. همچنین قارچ ها توانایی از بین بردن لارو برخی آفات را نیز دارند.

همچنین نشان داده شده است تقویت این گونه قارچ ها می تواند سبب کنترل نماتدهای انگل گیاهان شود. البته میزان این کنترل در برابر کودداروهایی مانند نماکوب. که برای از بین بردن نماتدهای بیماریزا استفاده می شود. بسیار کمتر است. با این حال استفاده از آن ها به دلیل قوانین سخت گیرانه و همچنین فناوری بالای تولید آن ها محدود است. بنابراین باز هم بهترین راه برای عمل، فراهم کردن شرایط بهتر برای زیست این میکروارگانیسم ها. در خاک های کنونی و عدم استفاده از سموم و کودهای شیمیایی به میزان بالا می باشد.

نماتدهای مفید در کشاورزی

نماتدها نیز جزو میکروارگانیسم های مفید در کشاورزی هستند. این دسته از نماتدها با رقابت با نماتدهای بیماریزا می توانند از افزایش جمعیت آن ها و ایجاد بیماری در گیاه جلوگیری کنند. همچنین برخی از نماتدهای مفید بطور موفقی برای کنترل آفات مختلف استفاده شده اند. دلیل موفقیت این فرایند، وجود بخشی از چرخه زندگی این آفات در خاک می باشد. در این زمینه کارهای زیاد و موفقی انجام شده است. که دلیل آن ها سهولت رشد دادن نماتدها در مقیاس بالا می باشد.
* نماتدها نیز بطور کلی به دو دسته نماتدهای مفید و نماتدهای بیماریزا تقسیم بندی می شوند. همانند حشراتی از جمله شته و تریپس که سبب آسیب می شوند. و حشراتی مانند زنبورعسل و کفشدوزک که اثرات مفید برای گیاه زراعی دارند.*

سخن آخر:

1. استفاده از تکنیک ها و کودهای ارگانیک با تقویت جمعیت میکروارگانیسم های مفید سبب کاهش قابل ملاحظه هزینه ها و افزایش تولید می شود، پس در استفاده از آن ها دقت کنیم و آگاهانه عمل کنیم.
2. افزایش دانش ما سبب انتخاب گزینه های بهتر با هزینه های کمتر به منظور افزایش بیشتر محصول می شود. پس در مطالعه و نشر مطالب کشاورزی کوشا باشیم.

نویسنده: دکتر احمدرضا نصیری