نقش میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاه در افزایش جذب عناصر غذایی و کاهش مصرف کودهای شیمیایی
سمیه رحیمی کلده و سلیمان قاسمی
دپارتمان مارکتینگ و تحقیق و توسعه پروبیوتیک¬های گیاهی

مقدمه

استفاده از کودهای شیمیایی یکی از رایج‌ترین روش‌ها در توسعه کشاورزی امروزی به شمار می‌رود (da Costa et al., 2013). با این حال، استفاده مداوم و بلندمدت از این کودها پیامدهای پیش‌بینی‌نشده متعددی به همراه داشته است. به‌عنوان مثال، رابطه بین هزینه و بهره‌وری به‌صورت خطی افزایش نمی‌یابد و این امر منجر به اتلاف گسترده منابع معدنی می‌شود. علاوه بر این، میلیون‌ها تن از عناصر شیمیایی که سالانه به خاک اضافه می‌شوند توسط گیاهان جذب نمی‌شوند؛ به‌طوری‌که گزارش شده است تا حدود 50 درصد نیتروژن و 90 درصد فسفر از مزارع شسته شده و وارد جو یا منابع آبی می‌شوند که این موضوع موجب انتشار گازهای گلخانه‌ای، یوتریفیکاسیون در اکوسیستم‌های آبی و شور شدن خاک می‌شود (Simpson et al., 2011). همچنین مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی باعث کاهش ایمنی و کیفیت مواد غذایی، از جمله تجمع نیترات در محصولات گیاهی می‌شود. در مقابل، مطالعات متعدد نشان داده‌اند که کشاورزی ارگانیک که استفاده از کودهای شیمیایی را به‌طور کامل ممنوع می‌کند، می‌تواند به‌عنوان یک جایگزین مناسب، اثرات منفی این کودها را کاهش دهد (Luthria et al., 2010).

رویکرد دیگر برای حل مشکلات زیست‌محیطی کشاورزی، مدیریت تلفیقی تغذیه گیاه است که هدف آن حذف کامل کودهای شیمیایی نیست، بلکه کاهش مصرف آن‌ها از طریق استفاده از تلقیح میکروبی است. مطالعات پیشین نشان داده‌اند که ناکارآمدی کودهای شیمیایی می‌تواند با استفاده از میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاه (PGPM) کاهش یابد؛ این میکروارگانیسم‌ها قادر هستند کارایی جذب مواد غذایی و رشد گیاه را افزایش داده و مصرف کود را تا حدود ۵۰ درصد بدون کاهش عملکرد در مقایسه با تیمارهای کاملاً کوددهی‌شده کاهش دهند (Hayat et al., 2020). این میکروارگانیسم‌ها اثرات مثبت قابل توجهی بر رشد و توسعه گیاه دارند و بسیاری از جنس‌های میکروبی آن‌ها در کشاورزی تجاری مورد استفاده قرار گرفته‌اند (Huang et al., 2011).

در میان میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاه، جنس‌های Trichoderma، Bacillus، Pseudomonas،Azotobacter وAzospirillum از مهم‌ترین و پرکاربردترین عوامل زیستی به شمار می‌روند که هر یک از طریق مکانیسم‌های اختصاصی و گاه مکمل، موجب افزایش فراهمی عناصر غذایی، توسعه سیستم ریشه­ای، بهبود جذب عناصر پرمصرف و کم‌مصرف و کاهش وابستگی گیاه به کودهای شیمیایی می‌شوند. مطالعات متعددی نقش باکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR) را در کاهش مصرف کودهای شیمیایی و افزایش کارایی جذب عناصر غذایی تأیید کرده‌اند. وانگ و همکاران (2020) گزارش کردند که استفاده از مجموعه‌ای از باکتری‌های محرک رشد گیاه با افزایش فراهمی نیتروژن، فسفر و پتاسیم در خاک و بهبود جذب این عناصر توسط گندم، امکان کاهش 25 درصدی مصرف کود شیمیایی را بدون افت رشد و عملکرد گندم فراهم می‌کند. همچنین در تحقیقاتی دیگرنشان داده شد که باکتریB.velezensis از طریق بهبود ساختار جامعه میکروبی خاک، افزایش فعالیت آنزیم‌های مرتبط با چرخه کربن و نیتروژن، کاهش تلفات نیتروژن و افزایش کارایی استفاده از عناصر غذایی، نقش مهمی در کاهش وابستگی به کودهای شیمیایی و ارتقای سلامت خاک ایفا می‌کند (Zhang et al., 2026; Hou et al., 2026).

در مطالعات مرتبط با باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن نیز نتایج مشابهی گزارش شده است. بر اساس تحقیق انجام شده نشان داده شده است که تلقیح با باکتریA. chroococcum موجب افزایش جذب نیتروژن و عملکرد بادام‌زمینی شده و امکان کاهش 50 درصدی مصرف کود NPK را بدون کاهش عملکرد فراهم می‌کند (Hindersah et al., 2024). همچنین کاربرد این باکتری با اثر بر افزایش جذب نیتروژن و بهبود رشد آفتابگردان، کارایی مصرف کودهای نیتروژنی را حتی در شرایط تنش شوری افزایش می‌دهد (Aljanabi, 2021). از سوی دیگر، A. brasilense با تثبیت زیستی نیتروژن، تولید فیتوهورمون‌ها، توسعه سیستم ریشه و افزایش جذب عناصر غذایی، امکان کاهش مصرف کود نیتروژنی را بدون افت عملکرد در ذرت و نیشکر فراهم می‌کند (Condori et al., 2024; de Souza et al., 2025).

علاوه بر این، مطالعات انجام‌شده روی گونه‌هایPseudomonas نشان داده‌اند که این باکتری‌ها از طریق تثبیت نیتروژن، حل‌کنندگی فسفر، پتاسیم و افزایش جذب روی، تولید سیدروفورها و فیتوهورمون‌ها، تشکیل بیوفیلم و بهبود جذب عناصر غذایی، نقش مؤثری در افزایش کارایی مصرف کودهای شیمیایی دارند(Singh et al., 2022). همچنین نشان داده شده است که تلقیح P. aeruginosa LES4همراه با مصرف 50 درصد کود شیمیایی، عملکردی معادل مصرف کامل کود ایجاد کرده و حتی موجب افزایش عملکرد روغن و پروتئین دانه شد (Kumar et al., 2009).

ازاین‌رو، مقاله حاضر با هدف بررسی و مقایسه مهم‌ترین میکروارگانیسم‌های مفید خاک از نظر مکانیسم‌های عملکرد، نقش آن‌ها در بهبود جذب عناصر غذایی، افزایش کارایی مصرف کود و ظرفیت کاهش مصرف کودهای شیمیایی تدوین شده است. همچنین تلاش شده است با تلفیق یافته‌های پژوهش‌های داخلی و بین‌المللی، تصویری جامع از نقش این میکروارگانیسم‌ها در توسعه سامانه‌های تغذیه‌ای پایدار و مدیریت زیستی حاصلخیزی خاک ارائه شود.

مکانیسم عمل میکروارگانیسم­ های محرک رشد گیاهی

1- تریکودرما  (Trichoderma spp.)

قارچ‌های جنسTrichoderma از مهم‌ترین میکروارگانیسم‌های مفید خاک به شمار می‌روند که علاوه بر نقش شناخته‌شده در کنترل زیستی عوامل بیماری‌زای خاکزاد، در بهبود تغذیه گیاه و افزایش کارایی مصرف عناصر غذایی نیز نقش مؤثری دارند. این قارچ‌ها با کلونیزه کردن ریزوسفر ریشه، از طریق مجموعه‌ای از مکانیسم‌های زیستی و بیوشیمیایی، شرایط مناسب‌تری را برای جذب عناصر غذایی فراهم می‌کنند.مهم‌ترین مکانیسم عملکرد تریکودرما، حل‌کنندگی فسفر نامحلول است. بخش قابل توجهی از فسفر موجود در خاک به‌صورت ترکیبات معدنی نامحلول مانند فسفات‌های کلسیم، آهن و آلومینیوم وجود دارد که برای گیاه قابل استفاده نیست. گونه‌های مختلفTrichoderma با ترشح اسیدهای آلی مانند اسید گلوکونیک، اسید سیتریک و اسید اگزالیک و همچنین تولید آنزیم‌های فسفاتاز، این ترکیبات را به فرم‌های محلول تبدیل کرده و فراهمی فسفر را در ناحیه ریشه افزایش می‌دهند. از دیگر مکانیسم‌های مهم این قارچ، تولید ترکیبات محرک رشد گیاه به‌ویژه اکسین‌ها و سایر تنظیم‌کننده‌های رشد است. این ترکیبات با تحریک تقسیم و طویل شدن سلول‌های ریشه، موجب افزایش طول، حجم و انشعاب سیستم ریشه‌ای می‌شوند. توسعه بیشتر ریشه، سطح تماس گیاه با خاک را افزایش داده و جذب عناصر پرمصرف و ریزمغذی‌هایی مانند آهن، روی و منگنز را بهبود می‌بخشد. تریکودرما همچنین با ترشح سیدروفورهای قارچی و سایر متابولیت‌های آلی، قابلیت دسترسی عناصر کم‌مصرف، به‌ویژه آهن، را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، تولید آنزیم‌هایی مانند کیتیناز، گلوکاناز و سلولاز و نیز رقابت برای فضا و مواد غذایی با عوامل بیماری‌زای خاک، موجب کاهش خسارت ناشی از عوامل بیماری­زای خاکزاد و حفظ سلامت سیستم ریشه‌ای می‌شود؛ عاملی که به‌طور غیرمستقیم جذب عناصر غذایی را افزایش می‌دهد. از دیگر ویژگی‌های مهم تریکودرما، القای مقاومت سیستمیک گیاه و افزایش تحمل به تنش‌های خشکی، شوری و تنش اکسیداتیو است. مطالعات مختلف نشان داده‌اند که استفاده ازT. harzianum می‌تواند بسته به نوع گیاه، ویژگی‌های خاک و سویه مورد استفاده، امکان کاهش ۳۰تا ۵۰ درصدی مصرف کودهای فسفاته و حدود ۲۵درصدی مصرف کودهای شیمیاییNPK را بدون کاهش معنی‌دار عملکرد فراهم سازد. بنابراین، این قارچ یکی از مؤثرترین عوامل زیستی در افزایش کارایی مصرف کود و توسعه سامانه‌های تغذیه‌ای پایدار محسوب می‌شود (Song et al., 2023).

2-باسیلوس  (Bacillus spp.)

باکتری‌های جنسBacillus از مهم‌ترین باکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR) محسوب می‌شوند که به دلیل توانایی تشکیل اندوسپور، مقاومت بالایی در برابر شرایط نامساعد محیطی داشته و از پرکاربردترین میکروارگانیسم‌ها در تولید کودهای زیستی تجاری به شمار می‌روند. گونه‌هایی نظیر B. subtilis،B. megaterium وB. amyloliquefaciens نقش مهمی در افزایش جذب عناصر غذایی، بهبود رشد گیاه و کاهش مصرف کودهای شیمیایی ایفا می‌کنند. مهم‌ترین مکانیسم عملکرد باسیلوس‌ها، حل‌سازی فسفات‌های نامحلول است. این باکتری‌ها با ترشح اسیدهای آلی مانند اسید گلوکونیک و اسید سیتریک،pH  ناحیه ریزوسفر را کاهش داده و فسفات‌های معدنی را به فرم قابل جذب تبدیل می‌کنند. برخی گونه‌ها همچنین توانایی آزادسازی پتاسیم از کانی‌های سیلیکاته را داشته و در افزایش فراهمی پتاسیم نیز مؤثر هستند. باسیلوس‌ها با تولید سیدروفورها، جذب آهن را افزایش داده و از رقابت عوامل بیماری‌زا برای این عنصر جلوگیری می‌کنند. علاوه بر این، سنتز فیتوهورمون‌هایی مانند اکسین، جیبرلین و سیتوکینین موجب تحریک رشد و انشعاب ریشه شده و ظرفیت جذب آب و عناصر غذایی را افزایش می‌دهد. تولید آنزیم‌های هیدرولیتیک و ترکیبات ضدقارچی مانند Surfactin،Iturin  و Fengycin نیز نقش مهمی در کنترل عوامل بیماری‌زای خاک و حفظ سلامت ریشه دارد. همچنین این باکتری ها توانایی تولید آنزیم ACC دآمیناز را دارند که سبب بروز مقاومت در گیاه در برابر تنش های غیرزنده مانند خشکی و شوری می شود. مطالعات متعدد نشان داده‌اند که استفاده از گونه‌های مختلف باسیلوس موجب افزایش جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن و روی شده و کارایی مصرف کود را بهبود می‌بخشد. بر اساس نتایج پژوهشAdesemoye  و همکاران (2009) و سایر مطالعات، استفاده از کودهای زیستی حاوی باکتری باسیلوس یا قارچ‌های میکوریزا می‌تواند امکان کاهش حدود ۲۵درصدی مصرف کودهایNPKو در برخی شرایط ۳۰تا ۵۰ درصدی کودهای فسفاته را بدون افت معنی‌دار عملکرد فراهم کند.

۳- سودوموناس  (Pseudomonas spp.)

باکتری‌های جنس Pseudomonas، به‌ویژه گونه P. fluorescens، از مهم‌ترین باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد گیاه هستند که علاوه بر بهبود تغذیه گیاه، در کنترل زیستی بیماری‌های گیاهی نیز نقش مؤثری دارند. توانایی بالای این باکتری‌ها در تولید متابولیت‌های زیستی، آن‌ها را به یکی از اجزای اصلی بسیاری از کودهای زیستی تبدیل کرده است.اصلی‌ترین مکانیسم عملکرد سودوموناس‌ها، تولید سیدروفور با میل ترکیبی بالا نسبت به آهن است. این ترکیبات، آهن نامحلول موجود در خاک را به فرم قابل جذب تبدیل کرده و ضمن افزایش تغذیه آهن در گیاه، دسترسی عوامل بیماری‌زا به این عنصر را نیز محدود می‌کنند. سودوموناس‌ها همچنین با ترشح اسیدهای آلی و آنزیم‌های فسفاتاز، فسفر تثبیت‌شده در خاک را آزاد کرده و قابلیت جذب آن را افزایش می‌دهند. از دیگر مکانیسم‌های مهم این باکتری‌ها می‌توان به تولید اکسین، جیبرلین، سیتوکینین، آنزیم ACC deaminase و متابولیت‌های ضدباکتری و ضدقارچ اشاره کرد. این ترکیبات ضمن افزایش رشد ریشه و بهبود جذب عناصر غذایی، موجب افزایش تحمل گیاه به تنش‌های خشکی، شوری و عوامل بیماری‌زا می‌شوند. مطالعهJohn  و همکاران (2017) نشان داد که تلقیحP. fluorescens همراه با ۵۰درصد کودNPKتوانست عملکردی مشابه تیمار دارای ۱۰۰ درصد کود شیمیایی ایجاد کند. همچنین افزایش معنی‌دار رشد ریشه، تعداد برگ، وزن تر گیاه و افزایش نیتروژن و فسفر قابل جذب خاک در این پژوهش گزارش شد. براین اساس، سودوموناس‌ها می‌توانند بسته به شرایط زراعی، امکان ۲۰تا ۳۰ درصد و در برخی شرایط تا ۵۰درصد کاهش مصرف کودهای شیمیایی را فراهم سازند.

4- ازتوباکتر  (Azotobacter spp.)

Azotobacter از مهم‌ترین باکتری‌های آزادزی تثبیت‌کننده نیتروژن است که بدون ایجاد همزیستی اختصاصی با گیاه، قادر به تبدیل نیتروژن اتمسفری به آمونیاک و تأمین بخشی از نیاز نیتروژنی گیاه است. این ویژگی، ازتوباکتر را به یکی از مهم‌ترین اجزای کودهای زیستی نیتروژنی تبدیل کرده است.مکانیسم اصلی عملکرد این باکتری، تثبیت زیستی نیتروژن توسط آنزیم نیتروژناز است. علاوه براین، ازتوباکتر مقادیر قابل توجهی اکسین، جیبرلین، سیتوکینین، اسیدهای آمینه، ویتامین‌های گروه B و پلی‌ساکاریدهای خارج سلولی تولید می‌کند که موجب افزایش رشد ریشه، بهبود ساختمان خاک و افزایش جذب عناصر غذایی می‌شوند. این باکتری همچنین با افزایش فعالیت میکروبی خاک، معدنی شدن مواد آلی و افزایش دسترسی عناصر غذایی، نقش مهمی در بهبود حاصلخیزی زیستی خاک ایفا می‌کند. در بسیاری از پژوهش‌ها، افزایش جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم در گیاهان تلقیح‌شده با ازتوباکتر گزارش شده است. مطالعات نشان داده‌اند که استفاده از گونه‌های مختلفAzotobacter می‌تواند امکان ۲۰تا ۲۵ درصد و در برخی شرایط تا ۳۰درصد کاهش مصرف کودهای نیتروژنی را بدون کاهش عملکرد فراهم سازد. همچنین در برخی پژوهش‌ها افزایش جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم به ترتیب تا ۳۷، ۸۹و ۲۸ درصد گزارش شده است که نشان‌دهنده نقش مؤثر این باکتری در ارتقای کارایی مصرف عناصر غذایی است (Aljanabi, 2021).

 ۵-آزوسپیریلوم  (Azospirillum spp.)

باکتری‌های جنسAzospirillum از مهم‌ترین میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاهان غیرلگومینوز، به‌ویژه غلات، محسوب می‌شوند. این باکتری‌ها در ناحیه ریزوسفر مستقر شده و با برقراری ارتباط نزدیک با ریشه، نقش مهمی در افزایش رشد گیاه و بهبود تغذیه معدنی ایفا می‌کنند. مهم‌ترین مکانیسم عملکرد آزوسپیریلوم، تثبیت زیستی نیتروژن و تولید مقادیر قابل توجهی اکسین، به‌ویژه اسید ایندول استیک  (IAA) است. این ترکیبات موجب افزایش طول و انشعاب ریشه، تشکیل ریشه‌های جانبی و افزایش سطح تماس ریشه با خاک می‌شوند که در نهایت جذب آب و عناصر غذایی را بهبود می‌بخشد. آزوسپیریلوم علاوه بر تثبیت نیتروژن، با تولید سیدروفورها، آنزیم ACC deaminase و سایر متابولیت‌های زیستی، موجب افزایش جذب عناصر پرمصرف و ریزمغذی‌ها و افزایش تحمل گیاه نسبت به تنش‌های خشکی و شوری می‌شود. این ویژگی‌ها سبب شده است که آزوسپیریلوم یکی از موفق‌ترین کودهای زیستی در کشت غلات باشد. براساس مطالعات مروری و پژوهش‌های مزرعه‌ای، تلقیح بذر یا خاک با گونه‌های مختلفAzospirillum می‌تواند بسته به شرایط اقلیمی، نوع خاک و گیاه میزبان، امکان ۲۵تا ۵۰ درصد کاهش مصرف کودهای نیتروژنی را بدون افت معنی‌دار عملکرد فراهم سازد. ازاین‌رو، این باکتری یکی از مؤثرترین گزینه‌ها برای افزایش کارایی مصرف نیتروژن و توسعه سامانه‌های کشاورزی پایدار به شمار می‌رود (Fukami et al., 2018; Steenhoudt and Vanderleyden, 2000).

شرکت فن­آوری زیستی طبیعت­گرا (بایوران) در راستای توسعه کشاورزی پایدار در کشور و به‌منظور بهبود عملکرد گیاهان همراه با کاهش مصرف کودهای شیمیایی، گروهی از کودهای زیستی حاوی میکروارگانیسم‌های مفید نامبرده در بالا را تولید می­کند. این نهاده‌های زیستی (تریکوران­پی، پروبیو 96، بایوگارد، بایوفارم، فسفاته­به­رشد) با بهره‌گیری از توانایی میکروارگانیسم‌های معرفی‌شده، می‌توانند نقش مؤثری در افزایش دسترسی گیاه به عناصر غذایی، بهبود جذب عناصر و کاهش وابستگی به نهاده‌های شیمیایی ایفا کنند. در ادامه، برخی از پژوهش‌های انجام‌شده در زمینه ارزیابی اثرات این نهاده‌ها بر بهبود جذب عناصر غذایی و کاهش مصرف کودهای شیمیایی بررسی خواهد شد.

بهبود جذب عناصر غذایی در نتیجه کاربرد کودهای زیستی بایوران

براساس تحقیقات انجام شده توسط Shabani و همکاران (2021)، به دنبال کاربرد کود زیستی پروبیو 96 در کشت بدون خاک کاهو لولوروسا رقم کنکورد، کاهش مصرف کود فسفره از 50 میلی­گرم بر لیتر به 5/37 میلی­گرم بر لیتر یعنی کاهش مصرف 25 درصدی کودهای فسفره نه تنها سبب افزایش نرخ فتوسنتز که سبب افزایش عملکرد نیز می­شود. این مسئله اهمیت کاربرد کودهای زیستی را در کاهش مصرف ترکیبات شیمیایی نشان می­دهد. همچنین بنابر نتایج به­دست آمده در این تحقیق، استفاده از این کود زیستی با وجود کاهش 50 درصدی مصرف کودهای فسفره سبب بروز بالاترین جذب فسفر در بافت­های ریشه و ساقه شد. Shabani و همکاران (2021) در تحقیقی دیگر، نتایج مشابهی را در رابطه با کود زیستی تریکوران­پی به دست آوردند. براساس یافته­های نامبردگان، کاربرد کود زیستی تریکوران ­پی در شرایط کشت شناور کاهو لولوروسا سبب افزایش معنی­دار غلظت فسفر و پتاسیم برگ کاهو به ترتیب به میزان 114% و 51% در مقایسه با تیمارهای بدون تلقیح با تریکوران­پی می­شود. از دیگر نتایج به دست آمده توسط نامبردگان این است که در گیاهان تلقیح شده با قارچ تریکودرما علیرغم کاهش 50 درصدی نسبت محلول غذایی، اختلاف معنی­داری در جذب عناصر در برگ­های کاهو لولوروسا در قیاس با تیمار کامل محلول غذایی (100 درصد) مشاهده نشد. این نتایج توسط سایر محققین در رابطه با کود زیستی بایوفارم نیز نشان داده شده است، به­طوری­که کاربرد کود زیستی بایوفارم همراه با کودهای شیمیایی سولفات­آهن و روی سبب افزایش نیتروژن و فسفر در دسترس خاک پس از برداشت کلزا، افزایش غلظت نیتروژن، فسفر، پتاسیم و روی برگ کلزا، افزایش نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه کلزا در مقایسه با تیمار شاهد و سایر تیمارهای موردمطالعه شد. افزایش جذب سه عنصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم در تیمار مربوطه تا حد زیادی به توانایی باکتری­های موجود در کود زیستی بایوفارم مرتبط است چرا که این باکتری­ها، توانایی تثبیت نیتروژن و حل­کنندگی فسفر و پتاسیم را دارند. همچنین کاربرد کود زیستی بایوفارم همراه با سولفات­آهن و روی سبب کاهش pH و EC خاک پس از تیمار کمپوست شد. کاهش این دو فاکتور اساسی در خاک در تیمارهای کمپوست و کود زیستی بایوفارم می­تواند به ترتیب به دلیل وجود اسیدهای آلی و توانایی تولید اسیدهای آلی در این دو تیمار باشد (Adim et al., 2022).

نتیجه‌گیری

با توجه به افزایش جمعیت، محدودیت منابع طبیعی و پیامدهای زیست‌محیطی ناشی از مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی، توسعه راهکارهای نوین و پایدار برای مدیریت تغذیه گیاه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یافته‌های این مقاله نشان می‌دهد که میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاه، از جمله Trichoderma spp.، Bacillus spp.، Pseudomonas spp.،Azotobacter spp. و Azospirillum spp.، از طریق مکانیسم‌های متنوع و مکمل نظیر تثبیت زیستی نیتروژن، حل­کنندگی فسفر و پتاسیم، تولید سیدروفورها، سنتز فیتوهورمون‌ها، توسعه سیستم ریشه­ای، تولید آنزیم‌های مؤثر و القای مقاومت سیستمیک، نقش مهمی در افزایش فراهمی و جذب عناصر غذایی، بهبود رشد گیاه و ارتقای حاصلخیزی زیستی خاک ایفا می‌کنند.

بررسی مطالعات مختلف نشان داد که استفاده از این میکروارگانیسم‌ها، بسته به نوع گیاه، ویژگی‌های خاک، شرایط اقلیمی، سویه میکروبی و روش کاربرد، می‌تواند بدون کاهش معنی‌دار عملکرد، امکان کاهش حدود ۲۰تا ۵۰ درصدی مصرف برخی کودهای شیمیایی، به‌ویژه کودهای نیتروژنی و فسفاته، را فراهم سازد. در میان میکروارگانیسم‌های بررسی‌شده، گونه‌هایAzospirillum و Azotobacter بیشترین نقش را در کاهش نیاز به کودهای نیتروژنی از طریق تثبیت زیستی نیتروژن ایفا می‌کنند، در حالی که Trichoderma،Bacillus وPseudomonas با افزایش فراهمی فسفر، آهن و سایر عناصر کم‌مصرف، کارایی مصرف کودها را بهبود می‌بخشند. همچنین، استفاده هم‌زمان از چند میکروارگانیسم، به دلیل هم‌افزایی مکانیسم‌های عملکرد، در بسیاری از پژوهش‌ها نتایج مطلوب‌تری نسبت به کاربرد هر میکروارگانیسم به‌تنهایی نشان داده است.

با وجود نتایج امیدوارکننده، کارایی این میکروارگانیسم‌ها تحت­تأثیر عواملی مانند خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، شرایط آب‌وهوایی، رقم گیاه، مدیریت زراعی و سازگاری سویه‌های میکروبی قرار دارد؛ بنابراین نمی‌توان یک میزان ثابت برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی در تمامی شرایط ارائه کرد. ازاین‌رو، انتخاب سویه‌های بومی سازگار با شرایط هر منطقه، بهینه‌سازی روش‌های تلقیح و توسعه فرمولاسیون‌های پایدار کودهای زیستی، از مهم‌ترین پیش‌نیازهای افزایش موفقیت این فناوری در مزارع محسوب می‌شود.

در مجموع، به‌کارگیری میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاه را می‌توان یکی از مؤثرترین راهکارهای مدیریت تلفیقی تغذیه گیاه و کشاورزی پایدار دانست. بهره‌گیری هدفمند از این میکروارگانیسم‌ها علاوه بر کاهش وابستگی به کودهای شیمیایی، موجب افزایش کارایی مصرف عناصر غذایی، حفظ حاصلخیزی و تنوع زیستی خاک، کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و ارتقای پایداری تولید محصولات کشاورزی خواهد شد. از این‌رو، گسترش تحقیقات کاربردی، توسعه فناوری تولید کودهای زیستی و انتقال این یافته‌ها به بخش اجرا، می‌تواند نقش مهمی در تحقق اهداف کشاورزی پایدار و امنیت غذایی ایفا کند.

منابع

• Adesemoye AO, Torbert HA. and Kloepper JW. 2009. Plant growth-promoting rhizobacteria allow reduced application rates of chemical fertilizers. Microbial Ecology, 58(4), 921-929.
• Adim Gh, Malekzadeh E, Dordipour E, Kiani F, Mokhtarpour H. and Moazemi S. 2022. Evaluation of the integrated effect of chemical and bio-organic fertilizers on yield and yield components of rapeseed. Agricultural Engineering, 45 (2), 119-135.

تصویر شماره 3

تصویر شماره 2

تصویر شماره 1