1-2-2-2 کودهای بیولوژیک

رابطه کشاورزی پایدار با کودهای زیستی

The relation of sustainable agriculture to bio-fertilizers

98-5-34

رابطه کشاورزی پایدار با کودهای زیستی
گردآوری: مهندس هانیه محمودی‌هاشمی

فرسایش حاصلخیزی خاک‌ها ناشی از کشت‌های فشرده، فرسایش شدید خاک‌های زراعی، گسترش دامنه شوری خاک‌ها، کاهش سطح آب‌های زیرزمینی، جنگل‌زدایی، آلودگی منابع زیست‌محیطی و … همگی دورنمایی چندان امیدبخش را در جهت افزایش تولید محصولات غذایی، برای تأمین نیاز بشر در آینده نشان نمی‌دهد.
با مرور اجمالی تاریخ سیاسی صد سال گذشته متوجه می‌شویم که همواره صاحبان غذا در جهان از آن به عنوان اهرم فشار و عامل اصلی تحمیل خواسته‌های خود به ملت‌های تحت ظلم استفاده کرده‌اند. قطعاً این روند در آینده هم ادامه خواهد داشت؛ طوری که جنگ در هزاره جدید، جنگ توپ و تانک نخواهد بود، بلکه جنگ آب، غذا و اطلاعات برای تأمین آنهاست.
وقتی کشور هندوستان مجبور شد دو میلیون تن غله از آمریکا وارد کند، جواهر لعل نهرو در یکی از سخنرانی‌هایش گفت:‌ ما در اندیشه‌ایم که از خارج کمک بگیریم و برای من بسیار زجرآور و حقارت‌آمیز و چقدر خطرناک است که ملتی در ضروریات اولیه حیات خویش به کشورهای بیگانه وابسته باشد. فقط زمانی می‌توانیم به پیشرفت و توسعه فکر کنیم که از نظر مواد غذایی خودکفا باشیم؛ در غیر این صورت، فشار مضاعفی بر ما وارد خواهد شد و همواره در گرفتاری و مصیبت همراه با حقارت خواهیم ماند. (shama1997)
بی‌شک توافقات دهه‌های اخیر در زمینه تجارت بین‌المللی و در چارچوب سازمان تجارت جهانی (WTO) و گات، نه‌تنها سیاست‌های برون‌مرزی مربوط به روابط تجاری کشورهای جهان را هدف گرفته است، بلکه در حوزه سیاست‌های داخلی کشورها هم تأثیرگذار خواهد بود. در این ارتباط، مشخصاً کشورهایی با قدرت تولید بیشتر، براساس منافع سیاسی و اقتصادی خود، جهت‌گیری‌ها را تعیین خواهند کرد.
یکی از پایه‌های تأمین امنیت غذایی، افزایش سطح تولید برنج به عنوان دومین منبع غذایی مردم بعد از گندم در کشور است. مؤلفه‌های افزایش تولید در کشور عبارتند از:
1ـ افزایش سطح زیرکشت
2ـ افزایش تولید در واحد سطح از طریق معرفی ارقام پرمحصول
3ـ کاهش اثر تنش‌ها
در ارتباط با افزایش سطح زیرکشت باید گفت بررسی‌های سازمان خواروبار جهانی نشان می‌دهد که قاره آسیا با داشتن 31 درصد اراضی قابل کشت جهان، 58 درصد کل جمعیت دنیا را در خود جای داده است. تراکم جمعیت در اراضی کشاورزی برای آفریقا یک نفر، برای آمریکای جنوبی 5/0 نفر و برای ایران و اروپا در حدود 4 نفر در هر هکتار است. به عبارت دیگر، علیرغم وسعت زیاد کشور به دلیل محدودیت‌هایی مثل کوهستانی بودن، شوری خاک و … میزان اراضی قابل کشت در کشور بسیار محدود است (نفیسی 1378) و علاوه بر آن، براساس برنامه در ایران 1400 به علت محدودیت منابع آب، توسعه سطح زیرکشت برنج با محدودیت روبه‌رو و با توجه به این برنامه که در آن اهداف بخش کشاورزی تا سال 1400 مشخص گردیده، توسعه سطح زیرکشت برنج در 16 استان برنج‌خیز کشور محدود می‌شود.
در ارتباط با مؤلفه دوم یا افزایش تولید در واحد سطح، باید به این واقعیت اذعان کرد که در سال‌های بعد از انقلاب سبز و معرفی ارقام پرمحصول، بسیاری از ژن‌های اصلی کنترل‌کننده صفات مؤثر در افزایش عملکرد در برنامه‌های دورگ‌گیری به کار گرفته شده‌اند و از پتانسیل آنها به خوبی استفاده شده است. معرفی ارقام پاکوتاه اصلاح‌شده که نسبتاً به بیماری‌ها و آفات مقاوم هستند با قابلیت بالای کودپذیری، شاهدی بر این مدعاست. امروزه به‌نژادگران برای اصلاح و افزایش بیشتر عملکرد با صفاتی که با چند ژن (پلی‌ژن‌هایی با آثار فرعی و جزیی) کنترل می‌شوند،‌ سروکار خواهند داشت که وراثت این صفات پیچیده، انتقال بسیار مشکل و بازده نهایی آنها نسبتاً کم خواهد بود
(نعمت‌زاده، 1375).
در خصوص سومین مؤلفه افزایش تولید باید گفت که کاهش اثر تنش‌ها خود به چند بخش تقسیم می‌شود و همه این بخش‌ها شامل عواملی هستند که باعث می‌شوند تا تولید گیاه از پتانسیل تولید آن کمتر باشد. مؤلفه ضایعات در تولیدات کشاورزی را به طور ساده می‌توان به دو بخش زیر تقسیم کرد:
الف ـ تنش‌های زنده شامل خسارت آفات، بیماری‌ها و علف‌های هرز
ب ـ تنش‌های غیرزنده یا محیطی، شامل تنش‌های عناصر غذایی (کمبودها و مسمومیت‌ها) عوامل اقلیمی (خشکی، گرما، سرما) و شوری
با در نظر گرفتن موارد فوق‌الذکر مشخص می‌شود که با توجه به مؤلفه‌های کاهش اثر تنش‌ها و سرمایه‌گذاری در زمینه روش‌های نوین، برای دستیابی به پتانسیل‌های موجود گیاهان زراعی، بدون افزایش تهدید منابع زیست محیطی غیرتجدید شونده یا سخت تجدیدشونده، می‌توان امید داشت که گام‌های مؤثری در نیل به خودکفایی در سطح ملی برداشته شود.

انقلاب سبز و تولید برنج
در نیمه دوم دهه 1960 با روند افزایش جمعیت به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه، بسیاری از کشورهای جهان با بحران غذا روبه‌رو بودند که به منظور حل معضل غذا در این کشورها،‌ متخصصان علوم کشاورزی در سازمان‌های بین‌المللی به دنبال سال‌ها تحقیق و فعالیت، به معرفی ارقام پرمحصول غلات اقدام کردند که این کار باعث ایجاد جهشی در سطح تولید جهانی غلات شد و کشورهایی مانند هند که تا قبل از معرفی ارقام پرمحصول غلات از واردکنندگان عمده برنج بودند، بعد از چند سال به خودکفایی در تولید برنج رسیدند. اهمیت معرفی ارقام پرمحصول غلات در مسیر حل بحران جهانی غذا به حدی بود که جامعه جهانی برای این موفقیت نام انقلاب سبز را برگزید.
فقط در یک دهه در کشورهای در حال توسعه، بیشتر از نیمی از سطح زیرکشت ذرت و یک‌سوم از سطح زیرکشت برنج به ارقام پرمحصول اختصاص یافت. هند که در سال 1966 دومین واردکننده بزرگ غله در جهان بود، در پایان دهه 1970 به خودکفایی کامل رسید و در بعضی مناطق آسیا که منابع آب اجازه می‌داد، کوتاه‌کردن دوره رشد در ارقام جدید برنج، برداشت دو یا سه محصول در سال را ممکن کرد.
دستاوردهای انقلاب سبز به‌خصوص برای بعضی کشورهای در حال توسعه، خیره‌کننده بود. افزایش تولید که از دستاوردهای مهم انقلاب سبز محسوب می‌شد، نیاز به سرمایه‌گذاری عظیمی در بخش نهاده‌های تولید به خصوص برای تولید کود داشت. چون فناوری تولید و توزیع کودهای شیمیایی و همچنین سایر نهاده‌ها به طور عمده در اختیار کشورهای توسعه‌یافته و شرکت‌های چندملیتی بود، نهایتاً باز هم تولید محصولات کشاورزی از این جهت به کشورهای توسعه‌یافته وابستگی یافت. از طرف دیگر، در نتیجه کشت ارقام پرمحصول، نیاز به مصرف کودهای شیمیایی افزایش پیدا کرد و روند جهانی مصرف کودهای شیمیایی در دهه 1960 مقارن با معرفی ارقام پرمحصول غلات، سیر صعودی یافت (نمودار 1). از طرفی افزایش مصرف کودهای شیمیایی باعث ایجاد فشار بر منابع زیست‌محیطی شد؛ طوری که به منظور تعدیل آثار سوء مصرف کودهای شیمیایی و سایر آلاینده‌ها، سیستم‌های پایدار در تولید محصولات کشاورزی و کشاورزی ارگانیک مورد توجه متخصصان و سیاست‌ گذاران بخش کشاورزی قرار گرفت.

2ـ سیستم‌های کشاورزی پایدار
به طور ساده سیستم‌های کشاورزی پایدار را می‌توان به صورت زیر تعریف کرد:‌ تولید و بهره‌برداری مداوم از یک زیست‌بوم زراعی، به نحوی که منابع پایه تولید حفظ شود (1991،Willer). علیرغم تصور عمومی، توسعه یکی از فاکتورهای اساسی در مفاهیم پایداری است؛ طوری که باید نه‌تنها برای حفظ منابع موجود، بلکه برای افزایش سطح تولید و تأمین نیازهای روزافزون جامعه بشری آن را ارتقا داد (علیزاده، 1373).
سیستم‌های کشاورزی پایدار،‌کشاورزی آلی (OA) یا کشاورزی بیولوژیک (BA) هم نامیده می‌شوند. وزارت کشاورزی ایالات متحده، کشاورزی ارگانیک یا کشاورزی بیولوژیک را به صورت زیر تعریف کرده است (آستارایی و کوچکی،1375).
کشاورزی ارگانیک، یک سیستم تولید است که از مصرف کودهای مصنوعی، آفتکش‌ها و تنظیم‌کننده‌های رشد و افزودنی‌های خوراک دام، اجتناب می‌ورزد. در سیستم‌های کشاورزی ارگانیک جهت حفظ (کیفیت) حاصلخیزی خاک و آب زراعی از بقایای گیاهی، کودهای دامی، استفاده از بقولات در تناوب، کود سبز، پسمانده‌های آلی خارج از مزرعه و تغذیه بیولوژیک استفاده می‌شود.
در ماداگاسکار، صدها کشاورز در زراعت برنج از روش‌های کشاورزی ارگانیک استفاده می‌کنند. این کشاورزان با کاربرد روش‌هایی از قبیل استفاده از کمپوست و مدیریت تلفیقی مزرعه، شامل مدیریت تلفیقی تغذیه (INM)و مدیریت تلفیقی آفات (IPM) موفق شده‌اند تا محصول برنج خود را از 2 به 8 تن در هکتار افزایش دهند (2000Basilio).
با توجه به تاریخچه کشاورزی ارگانیک و استفاده گسترده از آن در دنیای کنونی، اهمیت استفاده از این روش در کشور ما نیز به صورت گسترده‌تر احساس می‌شود. تولید غذا با کیفیت بالا، افزایش حاصلخیزی خاک، جلوگیری از آلودگی محیط‌زیست (آلودگی آب و خاک)،‌ جلوگیری از تجمع مواد سمی در گیاهان و به تبع آن در مواد غذایی مورد مصرف انسان و در نتیجه مسمومیت انسان در درازمدت، همراهی و همگامی با طبیعت و چرخه‌های زیستی عناصر مهم مانند کربن، نیتروژن، فسفر، گوگرد و … از اهداف اصلی در کشاورزی ارگانیک است. اصول کشاورزی ارگانیک را می‌توان به عناوین زیر
خلاصه کرد:
1ـ حفظ ارزش و کیفیت خاک در درازمدت به کمک روش‌های تناوب، کشت مخلوط و …
2ـ کنترل بیولوژیک علف‌های هرز، بیماری‌ها و آفات با استفاده از روش‌هایی همچون استفاده از دشمنان طبیعی، واریته‌های مقاوم، عقیم‌سازی آفات و …
3ـ‌ به کار بردن انواع کودهای زیستی (بیولوژیک). کودهای زیستی شامل یک یا چند گونه از ارگانیسم‌های مفید خاکزی هستند که قادرند در تأمین عناصر غذایی گیاه نقش مهمی را بازی کنند. به بیان دیگر، عناصر موردنیاز گیاه شامل نیتروژن، فسفر،‌ پتاسیم و … را به فرم قابل استفاده در اختیار گیاهان قرار می‌دهند. انواع کودهای زیستی شامل
موارد زیرند:
1ـ باکتری‌های همزیست تثبیت‌کننده نیتروژن (Rhizobium) و باکتری‌های آزاد تثبیت‌کننده نیتروژن (Azospirillium) و (Azotobacter) و باکتری‌های همیار تثبیت‌کننده نیتروژن Azotobacter chroococcum
یکی از کارآمدترین باکتری‌های تثبیت کننده، نیتروژن است. «ازتوباکتر» یک باکتری آزادزی، غیرهمزیست، هوازی و تثبیت کننده نیتروژن است که در منطقه ریزوسفر (اطراف ریشه) بسیاری از گیاهان یافت می‌شود. جمعیت این باکتری در خاک متفاوت است، اما به‌ندرت به 100 تا 1000 در هر گرم خاک می‌رسد. همچنین این باکتری، ‌چندین ماه تحریک‌کننده رشد مانند اندول‌استیک اسید،‌ جیبرلین، ویتامین‌های گروه ب و مواد ضدقارچی را تولید می‌کند. باکتری مذکور قادر به تثبیت سالانه 20 تا 25 کیلوگرم نیتروژن در هکتار است که معادل بیش از 100کیلوگرم ازت شیمیایی در هکتار در هر سال است. از مزایای دیگر این باکتری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1ـ افزایش حداکثر 40 درصد محصول غلات؛
2ـ بهبود جوانه زنی دانه
3ـ کاهش مصرف کودهای شیمیایی تا
25 درصد
4ـ تولید مواد تحریک کننده رشد
5 ـ کنترل بیماری‌های گیاهی
این باکتری را می‌توان به عنوان کود بیولوژیک در غلات و محصول باغی شامل گل و سبزیجات به کار برد.

Azospirillum
یک باکتری مارپیچی‌شکل تثبیت‌کننده نیتروژن و برای خاک و ریشه بسیار مفید است. این میکروارگانیسم یک باکتری همزیست تثبیت‌کننده ازت است که در خاک اطراف و سطح ریشه یافت شده و هنگامی که به خاک افزوده می‌شود، میلیون‌ها بار تکثیر شده و می‌تواند 20 تا 40 کیلوگرم نیتروژن را در هر هکتار تثبیت کند. همچنین این باکتری قادر به تولید مواد تحریک‌کننده رشد مانند اندول استیک اسید، ‌جیبرلین، سیتوکینین و ویتامین‌هاست که به واسطه آنها موجب ازدیاد و گسترش ریشه می‌شود. این باکتری موجب افزایش انشعاب‌های ریشه می‌شود در نتیجه، میزان جذب آب و مواد معدنی را توسط آن افزایش می‌دهد. مواد تحریک‌کننده رشد گیاهان مانند پنتوتنیک اسید، تیامین و نیاسین به مقدار زیاد توسط این باکتری تولید می‌شود. این مواد موجب بهبود رشد و افزایش بازدهی گیاه می‌شود. از مزایای دیگر این باکتری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1ـ تثبیت 25 تا 30 درصد نیتروژن مورد نیاز گیاهان
2ـ افزایش تحمل گیاه نسبت به خشکی هنگام کاهش بارندگی
3ـ کاهش مصرف کودهای نیتروژنه شیمیایی به میزان 30 درصد
4ـ ازدیاد تارهای کشنده و انشعابات ریشه
5 ـ افزایش جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم و عناصر کمیاب
مهم‌ترین گونه آزوسپیریلو، «Azospinilum lipoferum» می‌باشد که گونه‌های دیگر آن شامل Azospirilum Azospinilum amazonense, Azospinilum halopraererene و irakense Azospirilum هستند.
2ـ جلبک (جلبک‌های سبز، آبی یا BGA به همراه Azolla)
3ـ میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات
میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات به صورت ساپروفیت در منطقه ریشه (ریز و سفر) فعالیت می‌کنند و با مصرف ترشحات، ‌ریشه ترکیبات نامحلول فسفات (مانند تری‌کلسیم فسفات) را به صورت محلول قابل جذب گیاه درمی‌آورند.
این میکروارگانیسم‌ها با تولید و ترشح اسیدهای عالی اعم از مالیک، سوکسینیک، پروپیونیک لاکتیک، سیتریک، کتوگلونیک، در حلالیت فسفات‌های معدنی و کم‌محلول مؤثرند و به علاوه بسیاری از آنها با تولید آنزیم فسفاتاز، آزاد شدن فسفر از ترکیبات آلی فسفردار را موجب می‌شوند.
در روسیه کود بیولوژیکی تجاری تحت عنوان فسفر باکتریل، برای اولین‌بار با مخلوط‌کردن گونه Megateriam Bacillus واریته Phosphaticum تهیه شد که به دلیل تأثیر آن در افزایش عملکرد به میزان 5 تا 10 درصد در مقایسه با گیاه شاهد، به طور گسترده‌ای در این کشور و کشورهای اروپای شرقی مورد استفاده قرار گرفت.
در دهه‌های اخیر، قارچ‌ها نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند و کودهای میکروبی مانند میکروفوس با مخلوطی از میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات تهیه می‌شوند. باکتری‌های مورد استفاده از دو جنس باسیلوس (Bacillus)، پسودوموناس (Pseudomonas) و آسپرژیلوس (Aspergileus) انتخاب شده‌اند.
در هند برای استفاده از منابع فسفاتی موجود در کشور (سنگ فسفات) این میکروارگانیسم‌ها مورد توجه قرار گرفته. نتایج بررسی‌ها حاکی از وجود رابطه سینرژیستی بین این میکروارگانیسم‌ها و قارچ‌های میکوریزی است؛ طوری که تلقیح همزمان آنها به گیاه، افزایش جذب فسفر و رشد بهتر آن را در پی داشته است. به باکتری‌ها، قارچ‌ها و اکتینومیست‌هایی که قادر به محلول‌کردن فرم نامحلول فسفات باشند میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات گویند. فسفر یک ماده غذایی اصلی برای گیاهان است که موجب رشد بهتر و مقاومت گیاه به بیماری‌ها می‌شود، فسفر به تشکیل ریشه و رشد گیاه کمک می‌کند. گیاهان فقط از
10 تا 15 درصد فسفات موجود استفاده می‌کنند.
85 تا 90 درصد فسفات به شکل نامحلول در خاک
باقی می‌ماند.
میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات مانند Bacilus Coagulans با ترشح اسیدهای آلی، این ماده نامحلول و غیرقابل دسترس را به فرم محلول و قابل دسترس برای گیاه تبدیل می‌کنند که به این ترتیب، کودهای فسفاته موجود در خاک برای گیاه قابل استفاده می‌شود؛ بنابراین میکروارگانیسم‌های حل کننده فسفات می‌توانند کارآیی کودهای فسفاته به کار رفته را افزایش دهند و میکروارگانیسم‌های حل کننده فسفات می‌توانند سبب افزایش 5 تا
25 درصدی بازده محصول شوند.
باکتری‌های حل‌کننده فسفات شامل,«pseudomonas striata»,«Acetobacter diazotrophicus» «Bacilus polymyxa»,«Bacilus subtilis»,« Bacilus megatherium Agrobacterium sp»
و … هستند.
Pseudomonas باکتری مهم خاک است که قادر به محلول‌ کردن فسفات نامحلول است و می‌تواند به عنوان Promoting Rhizobacteria (PGPR) Plant Growth عمل کند؛ (مانند Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas Putida)
قارچ‌های حل‌کننده فسفات شامل
«Penicilium digitatum»،«Penicilium bilagi»،(Saccharomyces sp)،«yeast»، «Aspergilusawamon»
و … هستند.
اکتینومیست‌های حل‌کننده فسفات نیز شامل «sp Nocardia» و «Streptomyces sp» هستند.

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن