درخششی در عرصه کشاورزی

همچنین مصرف بی‌‌رویه کودهای شیمیایی موجب عدم تعادل عناصر و مواد غذایی موجود در خاک، کاهش بازده محصولات کشاورزی و به خطر افتادن سلامت انسان‌ها و دیگر موجودات زنده خواهد شد. به همین علت امروزه استفاده از انواعی از کودهای بیولوژیک با منشاء باکتری، قارچ، جلبک یا دیگر موجودات خاکزی مورد توجه قرار گرفته است که مکانیسم عمل آنها قابلیت جذب عناصر غذایی گیاه در خاک را افزایش می‌دهد. کودهای بیولوژیک نه‌تنها از مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی فراوانی برخوردارند، بلکه علاوه بر ایجاد و حفظ پایداری منابع موجود در خاک، توان تولید در بلندمدت را افزایش و آلودگی‌های زیست‌محیطی را کاهش دهند.

مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی سبب تخریب ساختمان خاک‌های زراعی و آلودگی محیط زیست خواهد شد. باقیمانده این مواد در محصولات کشاورزی نیز سلامت مصرف‌کنندگان را در معرض خطر قرار می‌دهد. با توجه به اهمیت این موضوع مطالعات بسیار زیادی درباره حل مشکلاتی ناشی از مصرف کودهای شیمیایی انجام شده است که نتایج به دست آمده از آنها نشان می‌دهد مصرف کودهای بیولوژیک به همراه مصرف بهینه کودهای شیمیایی بهترین راه برای کاهش پیامدهای ناشی از مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی است. کودهای بیولوژیک یا کودهای زیستی حاوی باکتری‌ها و قارچ‌های مفیدی هستند که برای اهداف خاصی از آنها استفاده می‌شود. تثبیت ازت موجود در خاک، رهاسازی یون‌های فسفات، آهن، پتاسیم و... از ترکیبات نامحلول کودهای بیولوژیک یکی از مهم‌‌ترین ویژگی‌های این نوع کودهاست. این باکتری‌ها در اطراف ریشه گیاه مستقر شده و جذب عناصر غذایی در گیاه را افزایش می‌دهند. این کودها منشاء طبیعی دارند و معمولا از خاک تهیه می‌شوند، بنابراین سبب بهبود ساختمان خاک، افزایش محصول و کاهش آلودگی ناشی از مصرف کودهای شیمیایی و در نتیجه کاهش بیماری‌ها خواهند شد. با توجه به سازگاری میکروارگانیسم‌ها با شرایط محیط و اقلیمی زیستگاه اصلی آنها، تولید کود بیولوژیک از باکتری‌های غیربومی که از مناطقی با ویژگی‌های اقلیمی متفاوت نسبت به شرایط داخلی کشور به دست آمده‌اند از کارایی مطلوبی برخوردار نخواهد بود؛ بنابراین استفاده از باکتری‌های بومی که با شرایط زیستی کشور سازگار هستند در تولید کودهای بیولوژیک مناسب‌تر خواهد بود. تولید محصولات غذایی با کیفیت که محصول کودهای بیولوژیک است نه تنها سبب رضایت خاطر مصرف‌کنندگان خواهد شد، بلکه سلامت آنها را نیز تضمین خواهد کرد. باتوجه به آنچه گفته شد می‌توان نتیجه گرفت مصرف کودهای بیولوژیک نه‌تنها نیازهای گیاه را بخوبی تامین خواهد کرد، بلکه سبب بهبود کیفیت محصولات کشاورزی و در نتیجه سلامت مصرف‌کنندگان خواهد شد.

کودهای زیستی

به طور کلی، کودهای زیستی به مواد حاصلخیزکننده‌ای گفته می‌شود که شامل تعدادکافی از یک یا چند گونه از ارگانیسم‌های مفید خاکزی هستند که در بستری از مواد نگهدارنده قرار دارند. به عبارت دیگر این نوع کودها که حاوی گونه‌های میکروبی موثر برای تامین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه هستند، بازده تولید در واحد سطح را افزایش می‌دهند. میکرو ارگانیسم‌های موجود در کودهای زیستی عناصر غذایی را به مواد غذایی قابل استفاده برای گیاه تبدیل می‌کنند. تبدیل این عناصر به مواد غذایی مورد نیاز گیاه فرآیند بیولوژیکی است که توسط این میکروارگانیسم‌ها انجام می‌‌شود. اگرچه تنش‌های محیطی بلندمدت همچون خشکی، افزایش دما، یخبندان و غرقاب بودن زمین برای مدت زمان طولانی و همچنین استفاده بی‌رویه از سموم شیمیایی و عدم حضور گیاه میزبان مناسب به مدت طولانی سبب کاهش جمعیت میکروارگانیسم‌های مفید در خاک آن منطقه می‌شود، اما می‌توان شرایط را به گونه‌ای تحت کنترل قرار داد که جمعیت این گروه از میکروارگانیسم‌ها در خاک افزایش یافته و بتوان از آنها برای تولید کودهای زیستی استفاده کرد. با توجه به نوع میکروارگانیسم‌هایی که از آنها برای تولید کودهای بیولوژیک استفاده می‌شود کودهای زیستی را در گروه‌های کودهای بیولوژیک باکتریایی، قارچی، جلبکی واکتینومیست‌ها طبقه‌بندی می‌کنند؛ در حالی که چگونگی عملکرد هر یک از میکروارگانیسم‌ها نیز متفاوت است. تثبیت‌کننده‌های ازت مولکولی یکی از رایج‌ترین انواع کودهای زیستی هستند. مکانیسم عمل میکروارگانیسم‌های موجود در این نوع کود سبب افزایش ازت موجود در خاک می‌شود. قارچ‌های مایکوریزا یکی از دیگر انواع کودهای زیستی هستند. این قارچ‌ها با ریشه برخی از انواع گیاهان همزیستی کرده و تغییرات مفیدی را ایجاد می‌کنند که سبب افزایش جذب مواد غذایی از ریشه گیاه خواهد شد. میکروارگانیسم‌های حل کننده فسفات نیز فسفات نامحلول خاک را به فسفر محلول و قابل جذب توسط گیاه تبدیل می‌کنند. باکتری‌های ریزوسفر نیز یکی از انواع کودهای زیستی هستند که محرک رشد گیاه هستند. علاوه بر این برخی از میکروارگانیسم‌ها نیز مواد آلی زاید خاک را به کمپوست تبدیل می‌کنند که به عنوان یک منبع غذایی مفید مورد استفاده گیاه قرار می‌گیرد. برخی از کرم‌های خاکی که در تولید هرموس از آنها استفاده می‌شود نیز نوعی کود زیستی محسوب می‌شوند که نوعی کود کمپوست به نام روی کمپوست تولید می‌کنند. باکتری‌های تثبیت‌کننده ازت از رایج‌ترین کودهای میکروبی عرضه شده در سطح وسیع تجاری هستند و معمولا در تحقیقات علمی برای بررسی تاثیر کودهای زیستی از ریزوپیوم‌ها در همزیستی با لگومینوزها استفاده می‌ شود.

این در حالی است که در همزیستی با گیاهان چوبی غیرلگومینوز استفاده از فرانکیا به عنوان یک نوع کود بیولوژیک تهیه شده از اکتینومیست‌ها بیشترین کارایی را داشته و در مورد غلات نیز استفاده از آزوسمرپلوم مرسوم است. بررسی‌های انجام شده حاکی از آن است که در شالیزارها بهتر است از میلوباکترها به حالت آزاد یا همزیستی، آزولا به عنوان یک کود بیولوژیک مناسب برای افزایش عملکرد در واحد سطح استفاده شود. جالب است بدانید بیش از 83درصد از گیاهان دو لپه‌ای و حدود 79 درصد از گیاهان تک‌لپه‌ای قادر به تشکیل سیستم مایکوریزایی و تولید کود بیولوژیک قارچی هستند و تنها تعداد محدودی از گیاهان زراعی فاقد این توانایی هستند.

تثبیت‌کننده‌های ازت

در دهه گذشته مصرف کودهای شیمیایی، اثرات و پیامدهای زیست محیطی نامطلوبی نظیر آلودگی آب و خاک و همچنین بروز مشکلاتی در خصوص وضعیت سلامت انسان‌ها و دیگر موجودات زنده را به همراه داشته است. بنابراین به نظر می‌رسد برای دستیابی به توسعه پایدار در کشاورزی و تحقق اهداف و سیاست‌های پیش‌بینی شده در راستای دستیابی به کشاورزی پایدار استفاده از راهکاری مناسب برای تامین نیازهای غذایی گیاه به کمک موجودات زنده ساکن خاک ضروری خواهد بود که استفاده از کودهای بیولوژیک می‌تواند راهکار موثری برای این کار باشد. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد مصرف کودهای بیولوژیک در کشاورزی قدمتی بسیار طولانی دارد. در گذشته تولیدکنندگان محصولات کشاورزی برای تقویت زمین‌های کشاورزی، گیاهی از تیره لگومینوز را کشت می‌کردند و بر این باور بودندکه با کشت این گیاه میزان حاصلخیزی خاک افزایش پیدا می‌کند.

در بسیاری از نوشته‌های تاریخی نیزکاشت گیاهانی نظیر شبدر و باقلای مصری به عنوان تقویت‌کننده خاک مورد تایید قرار گرفته است. در حقیقت کود بیولوژیک ماده نگهدارنده میکروارگانیسم‌های مفید خاک است که به صورت متراکم و به تعداد بسیار زیاد در یک محیط کشت تولید شده است. این نوع کود معمولا به صورت بسته‌بندی شده در اراضی کشاورزی مورد استفاده قرار می‌‌گیرد. اگرچه هدف اصلی از مصرف کودهای بیولوژیک، تقویت حاصلخیزی خاک و تامین نیازهای غذایی گیاه است، امابدون تردید استفاده از این نوع کود می‌تواند اثرات مطلوبی برای گیاه و خاک به همراه داشته باشد. نخستین کود بیولوژیک در اواخر قرن نوزدهم و با نام تجاری نیتراژین تولید و به بازار عرضه شد و پس از آن به ترتیب کودهای بیولوژیک دیگری نیز ساخته شدند. ارگانیسم‌هایی که در تولید کودهای بیولوژیک از آنها استفاده می‌شود معمولا از خاک گرفته شده و پس از تکثیر و پرورش در شرایط آزمایشگاه و در محیط‌های کشت مخصوص به صورت پودرهای بسته‌بندی شده و آماده مصرف می‌شوند. کود بیولوژیک از توباکتر یکی از بهترین و موثرترین کودهای بیولوژیک تامین‌کننده نیازهای طبیعی گیاهان زراعی، سبزی و صیفی و درختان میوه است.

این کود با تثبیت ازت هوا و در انتقال آن به سیستم رشد گیاه موجب ایجاد تعادل در جذب مواد اصلی مورد نیاز گیاه می‌شود و با ترشح هورمون رشد اکسین، رشد و توسعه ریشه و قسمت‌های هوایی گیاه را افزایش داده و در نتیجه موجب افزایش میزان محصول در واحد سطح می‌شود. علاوه بر این، باکتری‌های موجود در کودهای بیولوژیک از توباکتر با ترشح انواع آنتی بیوتیک‌ها، سمانیدهیدروژن و سیوروفور از تهاجم بسیاری از عوامل بیماریزای خاکزی به ریشه گیاه جلوگیری می‌کنند. کار اصلی تثبیت‌کننده‌های ازت، تثبیت ازت هوا و تبدیل آن به ازت معدنی قابل استفاده برای گیاه است. در هوای اطراف ما 79 درصد گاز ازت وجود دارد که گیاهان قادر به استفاده از آن نیستند و به همین علت باید این ازت را به ازت معدنی تبدیل کرد. اگر تثبیت ازت موجود در هوا در کارخانه‌های تهیه کودهای شیمیایی انجام شود نه تنها به هزینه و انرژی بسیاری نیاز خواهد داشت، بلکه پیامدهای زیست‌محیطی نامطلوبی را نیز به همراه می‌آورد. اما اگر تثبیت ازت به کمک موجودات ذره‌بینی موجود در خاک و با مکانیسم مشابه عملکرد کارخانه‌های تهیه کودهای شیمیایی انجام شود، علاوه بر کاهش هزینه‌ها میزان کیفیت محصول نیز افزایش خواهد یافت. هدف از اجرای این طرح که با همکاری و مشارکت سازمان گسترش صنایع و معادن انجام شده است، تولید و عرضه کود بیولوژیک با منشأ ازتوباکتر است که سبب افزایش جمعیت موجودات زنده خاک، تحریک ریشه، افزایش مقاومت گیاه به بیماری‌های گیاهی، افزایش محصول‌دهی و همچنین صرفه‌جویی اقتصادی خواهد شد. کود بیولوژیک ازتوباکتر در این روش، از تلقیح ازتوباکتر کروکوکوم تهیه می‌شود که این باکتری علاوه بر تثبیت ازت از طریق تولید هورمون‌های رشد گیاه و تولید مواد ضد قارچی کنترل‌کننده فعالیت قارچ‌های بیماری‌زا، موجب رشد گیاه و حفظ سلامت آن می‌شود.

این طرح با ظرفیت تولید سالانه 900 تن و براساس دانش فنی داخلی اجرا شده است. علاوه بر این طراحی بیورآکتورها و دیگر تجهیزات خط تولید نیز به صورت ابتکاری و توسط مجری طرح انجام شده و تمامی ماشین‌آلات مورد نیاز در داخل کشور ساخته شده‌اند. فعالیت انجام شده به دلیل فناوری به کار گرفته شده و راندمان بالا از ارزش قابل توجهی در سطح بین‌المللی برخوردار است. اجرای این طرح سبب افزایش تجربیات نیروی انسانی فعال در عملیات اجرایی شده و به این ترتیب متخصصان داخلی از تجربیات منحصر به فردی برخوردار شده‌اند که در صورت فراهم بودن شرایط مناسب، انتقال این تجربیات در سطح ملی و بین‌المللی نیز امکان‌پذیر خواهد بود.

باکتری‌های سبز

باکتری‌های سبز یکی از بهترین و موثرترین باکتری‌های گونه باکتری ازتوباکتر کروکوکوم هستند که از میان 63 گونه مختلف از این باکتری انتخاب شده‌اند. برای انتخاب باکتری‌های سبز از میان گونه‌های مختلف این باکتری آزمایش‌های متعددی در شرایط آزمایشگاهی، گلخانه و مزارع و با همکاری زیست‌شناسان انجام شده است. این باکتری به طور متوسط 30 تا 35 کیلوگرم از ازت‌جوی در هر هکتار از خاک زراعی را تثبیت می‌کند. این باکتری برای تثبیت 30 کیلوگرم ازت در هر هکتار باید حدود هزار کیلوگرم ماده آلی را اکسید کند و به همین دلیل برای بهبود عملکرد باکتری‌های سبز در خاک باید مقداری کود آلی به خاک اضافه کرد.

فرانک فراهانی جم