فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:152
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته زیست شناسی (M.A)
گرایش: میکروبیولوژی
فهرست مطالب:
عنوان شماره صفحه
چکیده 1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1- مقدمه 3
1-2- روابط میکروارگانیسم با ریشه گیاهان 5
1-3- ترشحات ریشه 6
1-4- ریزوسفر 6
1-4-1 جمعیت میکروبی در ریزوسفر 7
1-4-2 عوامل مؤثر بر میکروارگانیسم ها در منطقه ریشه 8
1-5- اهمیت فسفر برای موجودات زنده 9
1-5-1 اشکال مختلف فسفر در طبیعت 9
1-5-2 تغییر و تبدیلات میکروبی فسفر در طبیعت 10
1-5-3 میکروارگانیسم های ریزوسفر و انحلال فسفات 12
1-5-4 مکانیسم های انحلال فسفر توسط میکروارگانیسم ها 12
1-6- اثر میکروارگانیسم های ریزوسفری بر گیاهان 14
1-7- کودهای کشاورزی 17
1-7-1 مقایسه انواع مختلف کودها 17
1-7-2 کود زیستی (Biofertilizer) 18
1-7-3 دسته بندی کودهای زیستی 19
1-7-4 اثرات سوء کودهای شیمیایی 19
1-7-5 دلایل اهمیت استفاده از کودهای زیستی 20
1-7-5-1 اهمیت کودهای بیولوژیک در سلامتی انسان 21
1-8- پیشینه استفاده از کودهای زیستی 22
1-9- جایگاه تولید کودهای زیستی در ایران و جهان 23
1-10- تولید کودهای زیستی 25
1-10-1 ویژگی ماده حامل 26
1-11- کودهای زیستی باکتریایی 27
1-12- کودهای زیستی فسفاته 28
1-13- لیگنیت 29
1-14- ویژگی های گیاه تربچه 30
1-14-1 خصوصیات گیاه شناسی 30
1-14-2 شرایط اقلیمی 31
1-14-3 کشت تربچه 33
1-15- اهداف تحقیق 34
1-16- فرضیه های تحقیق 34
فصل دوم: مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1- پیشینه تحقیق 36
2-2- هدف پژوهش 40
فصل سوم: روش اجرای تحقیق
3-1- تهیه کشت جوان و اطمینان از خالص بودن سویه نگهداری شده 42
3-1-1 رنگ آمیزی گرم 42
3-1-2 تکنیک کاور اسلیپ 42
3-2- پیش تست سویه مورد نظر برای اطمینان مجدد از انحلال فسفات در مقیاس آزمایشگاهی 43
3-3- ارزیابی به کارگیری افزودنی¬های لازم برای افزایش بقا سویه مورد نظر نسبت به تنش های محیطی مشتمل بر خشکی، شوری، دما، UV، pH 44
3-3-1 آماده سازی ماده حامل جهت تلقیح با باکتری 44
3-3-2 اعمال تنش های محیطی بر روی تیمارها 45
3-3-2-1 محیط کشت استارچ کازئین آگار 46
3-3-2-2 محلول کدورت سنجی مک فارلند 46
3-3-2-3 محلول رقیق کننده 47
3-4- اعمال بهترین تیمار به گلدان ها و بررسی پایداری باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه 47
3-4-1 روش کشت گلدانی تربچه 47
3-5- تاثیر سطوح مختلف تلقیح بر روی بقاء در سطح بذر تربچه 48
3-6- تاثیر سطوح مختلف تلقیح به کار برده شده در جذب فسفات توسط گیاه تربچه 48
3-6-1 اندازه گیری غلظت فسفر گیاه تربچه 48
3-6-2 روش ساخت معرف وانادات - مولیبدات 49
3-6-3 روش تهیه محلول های استاندارد فسفر و رسم منحنی استاندارد 49
3-7- بررسی بقاء باکتری در حاملهای مختلف 50
3-8- نگهداری سویه مورد نظر برای مطالعات بعدی 50
3-8-1 محیط کشت نوترینت براث (Nutrient Broth) 51
3-8-2 محیط کشت TSA 51
3-9- نتایج آنالیز خاک گلدان قبل از آزمون و پس از آزمون 52
3-10- تجزیه وتحلیل آماری داده ها 52
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل دادهها
4-1- تهیه محیط کشت تازه و اطمینان از خالص بودن سویه نگهداری شده 54
4-2- پیش تست سویه مورد نظر برای اطمینان مجدد از انحلال فسفات 54
4-3- تاثیر مواد حامل بر بقاء سویه باکتری 55
4-3-1 تاثیر تنش دمایی بر افزایش بقاء باکتری در فرمول 55
4-3-2 تاثیر تنش شوری بر افزایش بقاء باکتری در فرمول 65
4-3-3 تاثیر تنش خشکی بر افزایش بقا باکتری در فرمول 73
4-3-4 تاثیر تنش PH بر افزایش بقا باکتری در فرمول 76
4-3-5 تاثیر تنش UV بر افزایش بقا باکتری در فرمول 84
4-4- اعمال بهترین تیمار به گلدان و بررسی پایداری باکتری در ریزوسفر گیاه 89
4-6- تاثیر سطوح مختلف تلقیح به کار برده شده در جذب فسفات توسط گیاه و نتایج آنالیز فسفات خاک گلدانها و آنالیز فسفات گیاه 96
4-7- بررسی بقاء باکتری در حاملهای مختلف 103
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری 111
5-2- پیشنهادات 119
منابع و مآخذ 121
فهرست منابع فارسی 121
فهرست منابع انگلیسی 123
چکیده انگلیسی 126
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول 1-1- فهرستی از کودهای زیستی فسفاته داخل کشور 25
جدول 2-1- درجه حرارت های مورد نیاز گیاه تربچه 32
جدول 3-1- ترکیبات محیط کشت PVK 43
جدول 3-2- ترکیبات محیط کشت استارچ کازئین آگار 46
جدول 3-3- ترکیبات سرم فیزیولوژی 47
جدول 3-4- ترکیبات محیط کشت نوترینت براث 51
جدول 3-5- نتایج آنالیز مینرالوژی و تجزیه سرندی خاک 52
جدول 3-6- توزیع اندازه ذرات خاک 52
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 مختلف 55
جدول 4-4- تجزیه واریانس سطوح مختلف دما بر بقاء باکتری 56
جدول 4-5- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنیها بر بقاء باکتری 56
جدول 4-6- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری 56
جدول 4-7- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف دما به روش دانکن (α < 0.05) 57
جدول 4-8- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف دما به روش دانکن (α <0.05) 57
جدول 4-9- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن (α <0.05) 57
جدول 4-10- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در تنش دمایی 58
جدول 4-11- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری 58
جدول 4-12- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن (α <0.05) 59
جدول 4-13- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای دما، رقت، زمان شمارش کلنیها و مواد حامل فرموله شده 60
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 دمایی 62
جدول 4-15- میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف شوری 65
جدول 4-16- میانگین بقاء باکتری در زمان (روز شمارش) 65
جدول 4-17- میانگین بقاء باکتری در رقتهای مختلف 65
جدول 4-18- تجزیه واریانس سطوح مختلف شوری بر بقاء باکتری 66
جدول 4-19- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنیها بر بقاء باکتری 66
جدول 4-20- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری 66
جدول 4-21- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف شوری به روش دانکن (α <0.05) 66
جدول 4-22- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف زمان به روش دانکن (α <0.05) 67
جدول 4-23- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن (α <0.05) 67
جدول 4-24- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در تنش شوری 67
جدول 4-25- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری تحت تنش شوری 68
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 شده 69
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 شوری 71
جدول 4-29- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف خشکی و مواد حامل به روش دانکن (α <0.05) 72
جدول 4-30- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در تنش خشکی 73
جدول 4-31- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری در تنش خشکی به روش دانکن (α <0.05) 73
جدول 4-32- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای خشکی و مواد حامل فرموله شده 73
جدول 4-33- میزان معنی داری فاکورهای خشکی و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری 75
جدول 4-34- تجزیه واریانس سطوح مختلف pH بر بقاء باکتری 76
جدول 4-35- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنیها بر بقاء باکتری 76
جدول 4-36- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری 77
جدول 4-37- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف pH به روش دانکن (α <0.05) 77
جدول 4-38- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف زمان به روش دانکن تحت تاثیر تنش pH (α <0.05) 77
جدول 4-39- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن تحت تاثیر تنش pH(α <0.05) 78
جدول 4-40- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده تحت تاثیر تنش pH 78
جدول 4-41- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری 78
جدول 4-42- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن (α <0.05) 79
جدول 4-43- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای pH ، رقت، زمان شمارش کلنیها و مواد حامل فرموله شده 80
جدول 4-44- میزان معنی داری فاکورهای pH ، رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنیها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری 82
جدول 4-45- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنیها بر بقاء باکتری در تنش uv 84
جدول 4-46- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری در تنش uv 84
جدول 4-47- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف uv به روش دانکن (α <0.05) 85
جدول 4-48- مقایسه میانگین بقاء باکتری در سطوح مختلف رقت به روش دانکن تحت تنش uv (α <0.05) 85
جدول 4-49- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده تحت تنش uv 86
جدول 4-50- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری تحت تنش uv 86
جدول 4-51- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن تحت تنش uv (α <0.05) 86
جدول 4-52- میانگین بقاء باکتری بر اساس فاکتورهای uv، رقت، زمان شمارش کلنیها و مواد حامل فرموله شده 87
جدول 4-53- میزان معنی داری فاکورهای uv، رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنیها (min) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری 88
جدول 4-54- میانگین بقاء باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه بر اساس مواد حامل فرموله شده 90
جدول 4-55- تجزیه واریانس بین مواد حامل فرموله شده مختلف بر بقاء باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه 90
جدول 4-56- مقایسه میانگین بقاء باکتری در ریزوسفر گیاه تربچه به روش دانکن (α <0.05) 91
جدول 4-57- میانگین بقاء باکتری در مواد حامل مختلف تلقیح شده به بذر 92
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 (α <0.05) 93
جدول 4-60- مقایسه میانگین بقاء باکتری در حامل های مختلف به روش دانکن (α <0.05) 93
جدول 4-61- میانگین بقاء باکتری در مواد حامل فرموله شده و زمان شمارش کلنیها 94
جدول 4-62- میزان معنی داری فاکورهای زمان شمارش کلنیها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری 94
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 باکتری 96
جدول 4-64- مقایسه میانگین طول برگ در حامل های مختلف به روش دانکن (α <0.05) 97
جدول 4-65- مقایسه میانگین وزن خشک در حامل های مختلف به روش دانکن (α <0.05) 97
جدول 4-66- مقایسه میانگین وزن تر در حامل های مختلف به روش دانکن (α <0.05) 98
جدول 4-67- مقایسه میانگین فسفات خاک در حامل های مختلف به روش دانکن (α <0.05) 98
جدول 4-68- مقایسه میانگین فسفات گیاه در حامل های مختلف به روش دانکن (α <0.05) 99
جدول 4-69- میانگین بقاء باکتری در زمان (روز شمارش) در دوره 3 ماهه 103
جدول 4-70- میانگین بقاء باکتری در رقتهای مختلف در دوره 3 ماهه 103
جدول 4-71- تجزیه واریانس سطوح مختلف زمان شمارش کلنیها بر بقاء باکتری در دوره 3 ماهه 104
جدول 4-72- تجزیه واریانس سطوح مختلف رقت بر بقاء باکتری در دوره 3 ماهه 104
جدول 4-73- مقایسه میانگین بقاء باکتری در حاملهای مختلف در زمان های شمارش مختلف به روش دانکن (α <0.05) 104
جدول 4-74- مقایسه میانگین رقت بر بقاء باکتری به روش دانکن در دوره 3 ماهه (α <0.05) 105
جدول 4-75- میانگین بقاء باکتری بر اساس مواد حامل فرموله شده در دوره 3 ماهه 105
جدول 4-77- مقایسه میانگین تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری به روش دانکن (α <0.05) 106
جدول 4-78- میانگین بقاء باکتری در مواد حامل فرموله شده، رقت و زمان شمارش کلنیها 107
جدول 4-79- میزان معنی داری فاکورهای رقت (Dilution)، زمان شمارش کلنیها (Day) و مواد حامل فرموله شده (Carrier Materials) بر بقاء باکتری 108
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 رقت 64
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 شوری 72
نمودار 4-6- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور رقت تحت تنش شوری 73
نمودار 4-7- تاثیر سطوح مختلف خشکی و ماده حامل بر بقاء باکتری در فرمول 76
نمودار 4-8- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور pH 83
نمودار4 -9- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور زمان شمارش کلنیها (روز) تحت تنش pH 83
نمودار 4-10- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور رقت تحت تنش pH 84
نمودار 4-11- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور زمان شمارش کلنیها (دقیقه) تحت تنش uv 88
نمودار 4-12- تاثیر مواد حامل بر بقاء باکتری بر اساس فاکتور رقت تحت تنش uv 89
نمودار 4-14- بقا باکتری در سطوح مختلف تلقیح 95
نمودار 4-15- اندازه طول برگ در تیمارها 99
نمودار 4-16- وزن خشک گیاه در تیمارها 100
نمودار 4-17- وزن تر گیاه در تیمارها 100
نمودار 4-18- آنالیز فسفات خاک گلدان ها در تیمارها 101
نمودار 4-19- آنالیز فسفات گیاه در تیمارها 101
نمودار 4-21- بقا باکتری در حامل و رقتهای مختلف در مدت 90 روز 108
نمودار 4-22- بقا باکتری در حاملهای مختلف در مدت 90 روز 109
نمودار 4-23- بقا باکتری درمدت زمان 90 روز و رقتهای مختلف 109
فهرست شکل ها
عنوان شماره صفحه
شکل 1-1- تغییر و تبدیلات فسفر خاک توسط باکتری ها 11
شکل 1-2- مکانیسم های انحلال فسفات توسط باکتری 14
شکل 1-3- تاثیر باکتری های حل کننده فسفات روی گیاهان 16
شکل 1-4- لیگنیت 30
شکل 1-5- گیاه تربچه 31
شکل 1-6- تربچه نقلی یا چهار فصل 34
شکل 3-1- تیمارهای فرموله شده از لیگنیت، سویا، خاک فسفات 44
شکل 4-1- کشت تازه از سویه روی محیط pvk 54
شکل 4-2-کشت روی محیط pvk 54
شکل 4-3- مقایسه ظاهری تیمار فرمول با کنترل 90
شکل 4-4- تیمارهای بکارگرفته شده در گلدان ها در هفته اول و دوم 102
شکل 4-5- مقایسه ظاهری تیمارها با کنترل 102
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 انسان¬ها و دیگر موجودات زنده شده است. به همین علت امروزه استفاده از کودهای زیستی مورد توجه قرار گرفته است. باکتری¬های 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 تنش¬ها 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. باکتری¬های 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. باکتری¬های 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).
PGPR یا باکتری های تحریک کننده رشد گیاه، گروهی از باکتریهای ریزوسفر هستند که به طور مستقیم (انحلال فسفات، تولید هورمون¬ها...) و غیر مستقیم (تولید کاتالاز، سیانید هیدروژن و....) موجب افزایش رشد گیاه می شوند. با توجه به طیف گسترده اثرات مثبت برخی از باکتری¬های سودمند از قبیل تولید سیدروفور، تولید هورمون¬ها 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. ذغال¬سنگ نارس ، ذغال¬سنگ قهوه¬ای ، چارکل ، گل یا لجن فشرده، کودهای مزرعه¬ای و مخلوط خاک¬ها می¬توانند به عنوان یک حامل مناسب استفاده شوند. ذغال سنگ طبیعی و ذغال سنگ قهوه ای حامل¬های 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 هوبن و سوماسه گاران 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 ارگانیسم¬های 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).
پایان نامه بررسی تاثیرspp. Streptomyces جدا شده از خاک بر انحلال فسفات به منظور تولید کود زیستی فسفاته