نقش باکتری های خاکزی، قارچ ها و جلبک ها

تعاریف کلی خاک و نحوه تشکیل آن:

بسیاری از لغات و الفاظی را که روزانه بر زبان می آوریـم می تـوان بـه طرق مختلف و با معانی گوناگون استـعمال نـمود.‍‍» خـاک « نیز از ایــــن قاعده مستثنی نمی باشد. به عبارت دیگر این لـغت بـه مـعنی کثیـف کردن نیز آورده شده اسـت. لفظ خـارجی خـاک یا Soil از زبـان فرانســوی و از ریشه لاتین Solum به معنی کف یا زمین مشتق شده است. 

به طور اعم لفظ خاک به مواد سطحی و خرد شده پوسته زمین اطلاق می‌ شود و بدین ترتیب از سنگهای محکم زیرین متمایز می گردد. از طرفـی، بسیاری از افراد خاک را به منزله وادی تلقی می نمایند که تغذیه و حمایت از گیاهان در حال رویش را عهده دار است. تعریف اخیر بسیار کلـی و جامع می باشد زیرا که علاوه بر خاک، سنگها، آب،‌ برف و حتی هوا نـیز قادر به حمایت از زندگی گیاهان می باشد. لفظ خاک ممکن است به موادی اطلاق شود که مخلوطی از مواد معدنی، مواد آلی، آب و هوا باشند. در این صورت حجمی که به وسیله هر یک از مواد فوق الذکر در شرایط ایده آل اشغال شده عبارت است از 45 درصد مواد معدنی، 5 درصد مواد آلی، 25 درصد آب و 25 درصد هوا. این نکته قابل توجه است که تقریبا نیمی از حجم کل خاک به وسیله خلل و فرج یا روزنه ها اشغال شده اسـت. نسبت و مقدار اجزای متشکله مزبور در دوران مختلف و همچنین از محلی به محل دیگر متغیر بوده و به خصوص میزان آب و هوا در خاک با یکدیگر رابطه معکوس دارند به نحوی که در اثر ورود آب به داخل خاک از مقدار هوای آن کاسته می گردد. از طرفی چنانکه آب موجود در خاک به وسیله زهکشی، تبخیر یا گیاهان خارج گردد گازها و هوا خلل و فرج تخلیه شده را پر می کنند. محتوا‍ مواد آلی یک خاک آلی از قبیل یک خاک ماک یا پیت نیز در مقایسه با یک خاک معدنی به مراتب بیـشتر است. به طور کلی سطح زمین از خاکهای گوناگون تشکیل یافته به نحوی که گوناگونی خاکی‌ ناشی از تحول آنها می باشد. خاکهای موجود در سطح کره زمین دائما در حال تغییر و تحول بوده و علاوه بر آن هر خاک از نقطه نظر زمین شناسی دارای دوران حیات مخصوص به خود می باشد. این حالت تغییر و تحول پذیری در تعریف خاک نیز گنجانیده شده و چنـین بیان شده است که « مشخصات خـاک در نتیـجه اثرات اقلیم و

                                                                                          3

موجودات زنده بر روی مواد اولیه بروز می نماید و اثرات مزبور نیز خود تابعی از پستی و بلندی یا شیب زمین بوده و در طی زمان ظاهر می گردند.»

در نتیجه عمل هوا دیدگی، سنگ بستر شکسته و خرد شده و مـواد اولیـه و سازنده خاک به وجود می آیند که به تدریج اثرات اقلیم، موجودات زنـــده، پستی و بلندی زمین و زمان در آنها ظاهر گـــشته و بدین وسیله خــاک به وجود می آید. هنـگامی که مواد اولـیه در معرض هوا قـرار می گــیرند و شرایط مساعـد باشد گیاهان فتوسـنتز کننده نیـز اسـتقرار پـیدا نــموده و در نتیجه رشد و نمو آنها بقایای مواد آلی تجمع حاصل می نماید.حیوانات، باکتریها و قارچها نیز به این جامعه بیولوژیکی پیوسته و از بقایای مواد آلی تغذیه می نمایند. از طرفی در اثر تجزیه مواد آلی عناصر غذایی موجود در آنها آزاد گردیده و مورد استفاده گیاهان قرار گرفته و یک دوره دیگر از فعالیتهای حیاتی آغاز می گردد. این نظریه که خاکهای کنونی دنیا در حال تحول بوده به تدریج به خاکهایی با خصوصیات کاملا متفاوت تبدیل می گردند کاملا تایید شده و بسیارمهم نیز می باشد. از طرفی چنین به نظر می رسد که برخی از خاکها به نهایی تکامل رسیده و از آن به بعد تغییرات آنها چندان محسوس نیست. از نقطه نظر تئوری تحول و گسترش خاکها تا زمانی ادامه می یابد که دیگر بعد از آن خاک قادر به حمایت از زندگی نباتات نمی باشد و این امر حتی در مورد خاکهای مناطق مرطوب که برای مدتهای طولانی به حال خود رها شده باشند نیز صادق است. در این گونه موارد عناصر غذایی موجود در کانیهای معدنی در اثر هوا دیدگی آزاد شده و به وسیله آب از خاک خارج گردیده و به اصطلاح، خاک کاملا تهی ازعناصر غذایی می گردد. چنین خاکی نیپ نامیده می شود که حاوی 60 درصد اکسید آهن بوده و وجود این مقدار اکسید آهن سبب گردهمایی و ثبات ذرات آن گردیده است. سنگ و مواد اصلی که خاک از آنها تشکیل شده دارای 6 درصداکسید منیزیم بوده است درحالی که مقدار اکسیدمنیزیم موجود در خاک بسیار جزئی می باشد.خوشبختانه مقدار این قبیل خاکها دردنیا چندان زیاد نیست وازطرفی اعمال فرسایش،رسوب گذاری،آتش فشان وسایر پدیده های ژئولوژیکی با چنان سرعتی به وقوع می پیوندند که درنتیجه پوسته زمین برای مدت طولانی پایدارباقی نمانده وفرصت کافی برای تشکیل چنین خاکهایی دست نمیدهد.( منبع 5و2و1 )

                                                                                         4

میکروب شناسی خاک

خاک مخلوط نسبتا پیچیده ای از مواد معدنی جامد (صخره ها و کانی ها)،

آب، هوا و جانداران و فرآورده های آنها می باشد. در مواد خاک تغییرات شیمیایی و فیزیکی متعددی رخ می دهد. فوقانی ترین لایه خاک از لحاظ حضور جانداران حائز اهمیت می باشد. بافت فیزیکی، ترکیب شیمیایی، منشا، عمق و حاصلخیزی این لایه فوق العاده متفاوت است.

جانداران خاک

خاک حاصلخیز دارای تعداد بیشماری جانداران میکروسکپی و ماکروسکپی است، نظیر نماند ها، حشرات، هزارپایان، عنکبوتیان، حلزون ها، کرم های خاکی، موش، خزندگان و ..... اکثر این جانداران از لحاظ جابجایی مکانیکی که در خاک ایجاد می کنند و بافت خاک را نرم و شل می سازند حائز اهمیت می باشند. بعلاوه،همه جانداران خاک خود به شکل مواد آلی خاک کمک می کنند و مواد زاید و لاشه آنها در خاک مدفون می گردد.

خاک همچنین دارای سیستم ریشه های گیاهان عالی و تعداد زیادی میکروب می باشد. 

بدون وجود میکروبها بویژه باکتریها خاک بزودی غیر قابل زندگی می گردد.باکتریها به طرق مختلف در خاک تاثیر می گذارند. عده زیادی مواد آلی را به مواد ساده تبدیل می کند و در این واکنش ها مواد غذائی در دسترس جانداران دیگر قرار می گیرد. برخی از آنها در تغییر و تبدیل ترکیبات ازت دار و گوگرد دار شرکت کرده و مواد قابل مصرف این عناصر را بطور دائم فراهم می سازند. 

میکروبهای خاک  

خاک یکی از مخازن عمده میکروبها محسوب می شود. خاک زراعی مرغوب به وسعت زمین فوتبال محتوی توده میکروبی است به وزن یک گاو که در آن زمین می چرخد. ولی ظرفیت متابولیکی این تعداد انبوه میکروبها احتمالا صد هزار برابر گاو مـی باشد. معهذا، اندازه گیـــری دی اکسید کربن رها شده از خاک و شواهد دیگر نشان می دهد که میکروبها در شرایط کمبود مواد غذائی بسربرده و با سرعت کمی تولید مثل می کنند. هنگامیکه مواد غذائی به خاک افزوده می شود، توده های میکروبی و فعالیت آنها به سرعت افزایش می یابد و در نتیجه مواد غذائی خاک مجددا کم می شود و در این حال در سرعت پائین به تولید مثل، خود

                                                                                       5  

ادامه می دهند.( منبع 2 و 1 )

فراوان ترین میکروبها در خاک باکتریها هستند (جدول 1-1) خاک باغچه در هر گرم محتوی میلیونها باکتری است.

جدول شماره 1-1: انتشار میکربها برحسب تعداد در هر گرم خاک باغچه در اعماق مختلف

______________________________________________

عمق((cm                باکتریها           اکتینومیست ها         قارچها            جلبکها     

8-3                       9750000         2080000             119000         25000  

25-20                   2179000         245000               50000           5000

40-35                   570000           49000                 14000           500    

75-65                   11000             5000                   6000            100  

145-135                1400               ___                   3000             ___    

در چند سانتیمتر از بخش فوقانی خاک تعداد میکروبها حداکثر بوده و به تدریج هر چه عمق بیشتر می شود تعداد آنها رو به کاهش می گذارد. تعداد باکتریها را با روش کشت در بوات تعیین می کنند و احتمالا تعداد واقعی آنها دقیقا تخمین زده نمی شود زیرا، یک نوع محیط کشت یا شرایط رشد نمی تواند امکانات لازم را برای رشد فراوان انواع میکروبها در خاک فراهم سازد. 

آکتینومیست ها گر چه جزء باکتریها رده بندی می شوند ولی بطور جداگانه در خاک مورد مطالعه قرار می گیرند. این دسـته از میکروبها ماده ای به نام ژئوزمین(1) در خاک تولید می کنند که بوی کپک زده به خاک می دهد. در این دسته از میکروبها تولید مثل بوسیله اسپورهای غیر جنسی و قطعه قطعه شدن میسلیوم انجام می گیرد. توده واقـعی زیاگـان (توده کـلـی جانداران در حجم معین) در مورد آکتینومیست ها احتمالا در حد باکتریها است. این دسته از میکروبها بویژه گونه های استرپتومیسس از لحاظ تولید آنتی بیوتیک اهمیت دارند.

قارچـها به تـعداد کـمتر از باکـتریـها و آکتـیـنومیـسـتها در خـاک یافـت مـی شـوند. چون بسیاری از کلـنی های قارچی که از تندش اسپور غیر جنسی در محیط های کشت تشکیل می شود شمرده می شود لذا، رابطه واقعی بین شمارش و توده قارچها مورد تردید قرار می گیرد. مجموع توده قارچها احتمالا برابر مجموع توده باکتریها و آکتینومیست ها می گردد زیرا، ابعاد میسلیوم قارچ چندین بار بیشتر از ابعاد سلولهای باکتری است.کپک ها بیش از مخمر ها در خاک دیده می شوند.

   6  ((1- Geosmin))

جلبک ها و سیانوباکترها گاهی توده های انبوهی بر روی خاکهای مرطوب تشکیل می دهند و همچــنین در خاکهای خشک بیابانی نیز دیده می شوند.این دسته از میکروبها غالبا در لایه سطحی خاک جائیکه تابش نور خورشید، آب و دی اکسید کربن فراوان است رشد می کنند. معهذا، تعداد زیادی از جلبکها و سیانوباکترها تا عمق 50سانتیمتری خاک نیز دیده می شوند. اهمیت این دسته از میکروبها و تغییراتی که در محیط ایجاد می کنند در مواد خاصی جالب توجه است. بعنوان مثال، تثبیت ازت جوی در مراتع، نواحی توندرا توسط برخی از گونه های سیانوباکترها انجام می گیرد و در نواحی بیابانی بعد از بارندگی این عمل سیانوباکترها در حاصلخیزی خاک اهمیت دارد.

میکروبهای بیماری زا در خاک

برای میکربهای بیماریزای انسانی که به زندگی انگلی عادت کرده اند، خاک محیط نامساعدی است. حتی برخی انواع بیماریزای نسبتا مقاوم نظیر گونه های سالمونلا هنگامیکه وارد خاک می شوند فقط مدت چند هفته یا چند ماه می توانند زنده بمانند.اغلب میکروبهای بیماریزای انسانی که قدرت زندگی را در خاک دارند، انـواع اسپوردارمی باشند. اسـپـوربا سیلوس آنتراسیس (عامل سیاه زخم در حیوانات) در برخی از خاکها دهها سال به حالت زنده بسر برده و سرانجام هنگامیکه بوسیله حیوانات چراگر خورده می شود تندش حاصل می نماید. در مدفون کردن لاشه حیوان آلوده به سیاه زخم احتیاط لازم را باید به کار گرفت تا از آلوده شدن خاک بوسیله اسپورهای این باکتریها جلوگیری شود. کلاستریدیوم تتانی (عامل کزاز)، کلاستریدیوم بوتولینم (عامل بوتولیسم) و کلاستریدیوم پر فرنجنس (عامل قانقرن گازی) نیز مثالهای دیگری از میکروبهای بیماریزای اسپوردار ساکن خاک می باشند. از این محیط این میکروبها در مواد غذائی یا نواحی زخمی بدن وارد شده و پس از رشد سمومی ایجاد می کنند. ( منبع 3 و 2 و 1)

میکروبهای بیماریزا در گیاهان غالبا ساکن خاک می باشند. اکثر میکروبهای بیماریزای خاک را قارچها تشکیل می دهند زیرا، این دسته قادرند در رطوبت کم سطح گیاهان رشد نمایند. بسیاری از زنگها، سیاهکها، سوختگیها و پژمردگیها در گیاهان بوسیله قارچهائی که قادرند بخشی از چرخه زندگی خود را در خاک طی کنند ایجاد می گردد. برخی از میکروبـهای خاکزی در حشـرات بیماریـزا هسـتند و از ایـنرو می توان

                                                                                       7      

برای مبارزه با آفات از آنها استفاده کرد. بعنوان مثال، باسیلوس ترانجینسیس(1) خاکزی بوده و در لارو بسیاری از حشرات بیماریزا است و امروزه از آن برای کنترل حشـرات استـفـاده می شود. اسپور بلعیده شده بوسیله حشره تندش یافته و باسیل حاصل کریستال پروتئینی سمی تولید می کند که سرانجام حشره را می کشد. در خاک انواع دیگری از میکروبهای بیماریزا در حشرات یافت می شود مانند ویروس ها و قارچها و تحقیقات در مورد آنها برای استفاده جهت مبارزه با آفات در حال پیشرفت است.  

تاثیر میکروارگانیسم ها در روی خاک

با وجود آنکه بعضی از میکروارگانیسم ها در گیاهان ایجاد بیماری می کنند و اکثرا این بیماریها در مزرعه توسط آب پخش می شوند ولی حیات خاک وابستگی زیادی به فعالیت میکروارگانیسم های آن دارد. فواید این میکروارگانیسم ها عبارتند از:

1-      ایجاد خاک در اثر تجزیه سنگها و صخره ها

2-      استحکام خاک: توسط میکروارگانیسم های رشته ای مانند قارچها، استرپتومیستها، اکتینومیستها و جلبکها.

3-   حفظ تعادل اکولوژی در خاک: این تعادل توسط باکتریوفاژها، ویروسها، پروتوزئرهای شکاری و میکسوباکتریها انجام می گیرد که با خوردن میکروارگانیسم های دیگر در فلورمیکروبی خاک تعادل به وجود می آورند.

4-      تجزیه سموم کشاورزی

5-   ازبین بردن حشرات موذی:بسیاری از باکتریها بر ضد حشرات توکسین ایجاد می کنند از این میان باسیلوس پوپیلیه که سوسک ژاپنی را از بین می برد و باسیلوس تورنجینسیس که بر ضد پشه مالاریا استفاده می شود را می توان نام برد.

6-   چرخه عناصر: میکروارگانیسم ها نقش مهمی در چرخه کربن و ازت دارند و بیشتر ازت موجود در خاک توسط باکتریها تامین می گردد و در اثر فتوسنتز CO2 به مواد آلی تبدیل می شود و میکروارگانیسم ها در اثر تجزیه این مواد   CO2را به جو بر می گردانند.  

باکتریهای موجود در خاک

با وجود آنکه باکتریها زیاد در خاک وجود دارند ولی بعضی از آنها اهمیت

 8    ((1- B. Thuringiensis))

بیشتری در خاک دارند. به طور کلی در خاکهای با ظرفیت 20 درصد رطوبت میکروارگانیسم ها به صورت فعال وجود دارند بعضی از باکتریها مانند کلستریدیوم و باسیلوس به علت داشتن اسپور در خاک خشک نیز دیده می شوند. باکتریهای خاک نقش اصلی را در چرخه عناصر دارند و مهمترین آنها عبارتند از: 

باکتریها هوازی و میکروآئروفیلیک میله ای یا کوکسی گرم منفی

این دسته از باکتریها در گروه 4 برگی قرار گرفته اند و اکثر آنها میله ای و یا کوکسی گرم منفی می باشند جنسهای مهم این گروه عبارتند از:

آگروباکتریوم

این باکتری گرم منفی است و دارای پلاسمید Ti می باشد و بیماری گال را به سیب زمینی و گوجه فرنگی و تنباکو انتقال می دهد. امروزه از این باکتری در مهندسی ژنتیک برای وارد کردن ژن مطلوب به گیاه استفاده می کنند. بعضی از گونه های این باکتری فاقد قدرت ایجاد گال می باشند.

ازتوباکتر

این باکتری میله ای تاکوکسی گرم منفی است. در حالی که تشکیل اسپور نمی دهد گاهی کیست ایجاد می کند، توسط فلاژن پیرامونی حرکت می کند ول‍ی گونه های غیر متحرک نیز در میان آنها وجود دارد. این باکتری تثبیت کننده ازت است و 10 میلی گرم نیتروژن به ازای مصرف هر گرم قند تولید می کند. برای تثبیت ازت به مولیبدن و یا وانادیوم احتیاج دارد. کاتالاز این باکتری مثبت است و در 4/8-5/8 pH رشد می کنند تعداد آن در اطراف ریشه ها بیشتر است. 

آزوموناس

یک باکتری گرم منفی میله ای است که قادر به تشکیل کیست نمی باشد. کاتالازمثبت بوده و در شرایط اسیدی 8/4-6/4 تثبیت ازت انجام می دهد.

آزوریزبیوم

یک باکتری گرم منفی تثبیت کننده ازت است ولی باوجود آنکه خود باکتری هوازی است تثبیت ازت رادرشرایط میکروآئروفیلیک انجام می دهد.

بیژرنکیا

به صورت میله ای و یا خمیده در مناطق حاره ای وجود دارد.

موچوآ                                                                               

این باکتری تثبیت ازت را در شرایط هوازی و یا میکروآئروفیلیک انجام

                                                                                       9

می دهد ودارای کیست و کپسول است و در 3-10pH قادر به رشد است.

برادی ریزوبیوم

یک باکتری گرم منفی تشکیل دهنده غده در سویا می باشد بعضی از گونه های آن در حالت آزاد نیز قادر به تثبیت ازت می باشد. این باکتری توسط تاژکهای قطبی حرکت می کند.

دلئیا

این باکتری شدیدا نمک دوست است و در خاکهای شور یافت می شود ولی اکثر گونه های آن دریازی می باشند.

درکسیا

یک باکتری میله ای گرم منفی تثبیت کننده ازت می باشد که به صورت اتوتروفی نیز می تواند ازهیدروژن ومتان به عنوان منبع انرژی استفاده کند.در خاکهای حاره ای یافت می شود.

پسودوموناس

یک باکتری میله ای گرم منفی، متحرک و هوازی می باشد که تست اکسید ازآن مثبت و یا منفی و کاتالاز مثبت می باشد.

ریزوبیوم

یک باکتری میله ای متحرک گرم منفی همراه با ذخیره چربی پلی B هیدروکسی بوتیرات است این باکتری قادر به ایجاد غده در گیاهان بوده و ازت را تثبیت می کند.

ریزوموناس

یک باکتری گرم منفی بیماریزا در کاهو می باشد. این باکتری اکسیدازو کاتالاز مثبت است.

گزانتوباکتر

این باکتریها پلی مورف،غیرمتحرک و یا متحرک،کاتالازمثبت وگرم منف‍ی هستند.

گزانتوموناس

باکتریهای میله ای بدون ذخیره چربی می باشند و احیاء نیترات را انجام نمی دهند اکسید از منفی و کاتالاز مثبت بوده و مانند گزانتوباکتر کلنی های رنگی تولید می کنند.

باکتریهای احیا کننده سولفات

این گروه از باکتریها شدیدا ب‍ی هوازی،گرم منفی وتولید کننده SH2 می باشند و طبق تقسیم بندی برگی درگروه 7 قرار گرفته اند.

                                                                                       10

این گروه از4 زیر گروه تشکیل شده است:

-          زیرگروه اول شامل باکتریهای منفی اسپوردار مانند دسولفوتوماکولوم می باشد.

-    زیر گروه دوم باکتریهای تولیدکننده استات ازمواد آلی می باشند. مانند دسولفولوبوس،دسولفوموناس،دسولفومیکروبیوم و دسولفوویرید.

-    زیر گروه سوم باکتریهایی می باشند که SH2 تولیدمی کنند و ترکیبات آلی را به CO2 تبدیل می کنند مانند دسولفوباکتر، دسولفوباکتریوم و دسولفوکوکوس.

-          زیر گروه چهارم باکتریهای تولید کننده SH2 و ترموفیل می باشند مانند دسولفوروموناس.

باکتریهای بی هوازی فتوسنتز کننده

این باکتریها در شرایط بی هوازی در مجاور نور یافت می شوند و بیشتر در پساب و شالیزارهای برنج وجود دارند.این باکتریها در گروه 10 برگی قرار گرفته اند و 7 زیرگروه در آنها وجود دارد.

زیر گروه اول

این باکتریها از SH2 به عنوان منبع الکترون برای تثبیت CO2 استفاده می کنند وگوگرد را درون سلول رسوب می دهند.

این گروه دارای کلروفیلa وb می باشند.مانند کروماتیوم، تیوکاپسا، تیوسیستیس، تیواسپیریلیوم.

زیر گروه دوم

این باکتریها قادرند از سولفید و یا سولفات به عنوان منبع الکترون استفاده کنند.دارای کلروفیلa وb می باشند ولی رسوب گوگرد برون سلولی است مانند اکتوتیوردوسپپیرا.

زیر گروه سوم

این باکتریها باوجود آنکه فتوسنتز انجام می دهند ولی مواد آلی را نیز جذب می کنند ممکن است ازسولفید یا تیوسولفات بعنوان منبع الکترون برای تثبیتCO2استفاده کنند وگوگرد رابه صورت برون سلولی رسوب دهند وبعضی ازآنها به نیاسین، تیامین وریبوتین برای رشد احتیاج دارند. مانند رودوباکـتر، رودومیـکروبیوم، رودوسپودوموناس، رودواسپـیریلیوم

                                                                                       11

زیر گروه چهارم

این باکتری قادر به مصرف ترکیبات گوگردی به عنوان منبع الکترون نمی باشند شدیدا بی هوازی و دارای باکتریوکلروفیل g می باشند مانند هیلوباسیلوس و هیلوباکتریوم.

زیر گروه پنجم

این باکتریها سولفید و یا سولفور را به عنوان منبع الکترون برای تثبیت CO2 به کار می برند و رسوب سولفور را در بیرون از سلول به جا می گذارند مانند کلروبیوم دارای باکتریوکلروفیل c وd می باشند. بعضی از باکتریهای قهوه ای در این گروه کلروفیل e دارند.

زیر گروه ششم

باکتریهای این گروه رشته ای و دارای حرکت لغزنده می باشند. قادر به مصرف مواد آلی می باشند و مواد آلی را به عنوان منبع الکترون ترجیح می دهند، مانند کلروفلکس و هلیوتریکس.

زیر گروه هفتم

باکتریهای این گروه هوازی شیمیو هتروتروف می باشند و دارای باکتریوکلروفیل a هستند مانند اریتروباکتر.

گروه 12 باکتریهای اتوتروف

باکتریهای این گروه به سه زیر گروه تقسیم می شوند:

زیر گروه 1

این باکتریها اکسید کننده گوگرد می باشند ولی فتوسنتز کننده نیستند. اکثر این باکتریها گرم منفی هوازی می باشند. اکسیداسیون گوگرد را در شرایط هوازی انجام می دهند مانند ماکروموناس، تیوباکتریوم، تیودندرون، تیواسپیرا، تیوولوم و تیوباسیلوس.

زیر گروه 2

باکتریهای این گروه زیر گروه آهن و منگنز را اکسید و یا ذخیره می کنند.این باکتریها نیز گرم منفی هوازی هستندو باکتریهای مگنتوتاکتیک جزء این زیر گروه هستند. باکتریهای این گروه عبارتند از گالیونلا، لپتواسپیریلوم، متالوژنیوم، سیدروکاپسا، سیدروکوکوس و سولفوباسیلوس

زیر گروه 3

باکتریهای نیتریـفیـکاتوردر این زیر گروه قرار دارند و به دو بخش A و B تقسـیم می شوند. در بخـش A  باکـتریهای اکـسـید کـننده نیـتریت مانـند

                                                                                       12  

نیتروباکتر، نیتروسپیرا و نیتروکوکوس وجود دارند. باکتریهای این بخش همگی گرم منفی هوازی بدون اسپوراتوتروف می باشند. باکتریهای بخش B باکتریهای اکسید کننده آمونیاک می باشند. این باکتریها عبارتند از نیتروزوموناس، نیتروکوکوس و نیتروزواسپیرا.

گروه 13 باکتریهای زائده دار جوانه زن

این گروه از باکتریها دارای زائده و خار می باشند. به زائده های آن پروستکا می گویند. معمولا در چرخه عناصر خاک نقشی ندارند و همگی هتروتروف می باشند. بعضی از آنها مانند هیفومیکروبیوم، لبریز و استلاآبزی می باشند.

گالیونلا با وجود آنکه جزء باکتریهای اکسید کننده آهن گرم منفی می باشند ولی به علت داشتن زائده و پایه در این گروه قرار می گیرند.

گروه 14 باکتریهای غلافدار

این باکتریها همگی گرم منفی، واجد غلاف و اکثرا آبزی می باشند و به ندرت در خاک دیده می شوند. مانند کلونوتریکس، کرنوتریکس، لپتوتریکس و اسفروتیلوس. لپتوتریکس نیز قادر به اکسید کردن منگنز و آهن می باشد ولی از آن به عنوان منبع انرژی استفاده نمی کند.

گروه 15 باکتریهای لغزنده غیر فتو سنتز کننده

این گروه نیز باکتری گرم منفی غیر فتوسنتز کننده می باشند. بعضی از آنها منفرد (مانند فلکسی باکتر) و بعضی رشتهای (مانند بژیاتوا) می باشند. اکثرا هوازی هستند ولی در شرایط میکروآئروفیلیک نیز وجود دارند. بعضی از باکتریهای این گروه با وجود آنکه هتروتروف هستند ولی قادر به اکسید کردن گوگرد می باشند مانند بژیاتوآ، تیوپلوکا و تیوتریکس. تیوتریکس آرایش رزت مانند دارد و در اطراف چشمه های آب گوگردی دیده می شود.

گروه 18 باکتریهای اسپوردار

این باکتریها گرم مثبت، هوازی و یا بی هوازی می باشند. گسترش آنها در خاک بسیار است و در پوسیدگی ترکیبات آلی و کودهای حیوانی و کمپوست نقش دارند.چون قادر به تولید اسپور می باشند در شرایط نامساعد مقاومند و به اسپور تبدیل می شوند.باسیلوس و آمفی باسیلوس هوازی می باشند در حالی که کلستریدیوم و دسولفوتوماکولوم بی هوازی هستند.

گروه 20 باکتریهای گرم مثبت بی نظم بدون اسپور

                                                                                       13

این گروه از باکتریها گسترش بسیاری در خاک دارند و در تشکیل خاک و یا تجزیه ترکیبات گزانتوبیوتیک مؤثر هستند. بعضی از آنها هوازی و بعضی از آنها بی هوازی هستند. مهمترین باکتریهای خاکزی این گروه عبارتند از اکتینومایسس، آتروباکتر، سلولوموناس، کورینه باکتریوم، یوباکتریوم، وپروپیونی باکتریوم.

گروه 21 میکوباکتریومها

این باکتریها گرم مثبت اسیدفاست، هوازی و هترتروف می باشند. این باکتریها کند رشد می باشند و جداسازی آنها مشکل است ولی در خاک، خاک برگ و کود وجود دارند در تجزیه علف کشها و حشره کشها و تجزیه سموم مؤثر می باشند.

گروه 29-22 اکتینومیستها

40 درصد از باکتریهای خاک در این گروه قرار دارند. باکتریهای استرپتومیست، نوکاردیافورم، اکتینومیست و فرانکیا در این گروه قرار گرفته اند. این دسته از باکتریها به علت آنکه رشته ای هستند باعث استحکام بافت خاک می شوند و آن را در مقابل باد و باران حفظ می نمایند. بعضی از این باکتریهای این گروه گرم مثبت می باشند و اکثرا تولید کننده آنتی بیوتیک می باشند و در نتیجه تعادل اکولوژی در خاک بوجود می آورند. باکتریهای گروه های دیگر برگی کمتر در خاک یافت می شوند.

یوکاریوتهای موجود در خاک

آلگها

آلگها طیف وسیعی از میکروارگانیسم های فتوسنتز کننده می باشند. این موجودات هوازی می باشند. گروهی از آلگها که سیانوباکتر می باشند جزء پروکاریوتها هستند. بعضی از آلگها میکروسکوپی و بعضی دیگر با چشم غیر مسطح قابل رؤیت هستند.

ولی جلبکهای خاکستری معمولا کوتاه تر از جلبکهای آبزی می باشند. جلبکها از یک سلول یا کلنی های مجتمع تشکیل یافته اند در میان جلبکهای رشته ای بعضی از آنها انشعاب دارند و بعضی از آنها بدون انشعاب می باشند. بیشتر جلبکها کلروفیل دارند و سبز می باشند. اما بعضی از آنها قرمز و یا قهوه ای هستند زیرا علاوه بر کلروفیل حاوی کاروتن می باشند. جلبکها مانند گیاهان حاوی کلروپلاست و غشاءهای فتوسنتز کننده می باشـند. از لـحاظ مـطالعه RNA بعضی از جلبـکها نـزدیـک به گـیاهان

                                                                                       14

می باشند وبعضی مانند اوگلنا شبیه پروتوزوئرها هستند وحتی اوگلنا گاهی کلروپلاست خود را از دست داده ومانند پروتوزوئرها هتروترف می شود.بیشتر جلبکها را از روی شکل،نوع پیگمان ونوع ذخیره آنها تقسیم بندی می کنند.مشخصات جلبکها درجدول 2-1 مشاهده می شود. اکثر جلبکها مانند گیاهان فتوسنتز انجام می دهند واز H2O بعنوان منبع الکترون استفاده می کنند ولی بعضی از آنها از H2 برای فتوسنتز استفاده می کنند وبسیاری از جلبکها در تاریکی از بین می روند ولی بعضی از جلبکها در تاریکی شیمیوارگانوتروف می باشند واستات ویا ترکیبات ساده را به عنوان تغذیه فتوهتروتروفی می گویند. در اکثر موارد دیواره سلولی جلبکها از سلولز تشکیل یافته است اما گاهی پکیتن،کربنات کلسیم وسیلیس نیزدردیواره وجود دارندبعضی ازجلبکهامانند اوگلنا فاقد دیواره می باشند.

با وجود اینکه حرکت لغزنده در میان جلبکهای سبز آبی وجود دارد ولی در جلبکهای یوکاریوت فقط در دیاتومه ها مشاهده می شود و حرکت با تاژک در بعضی از آنها نیز دیده می شود.( منبع 6 و 1 )

همانطور که در جدول 2-1 مشاهده می شود کریزوفینا و کلروفیتا خاکزی می باشند و بیشتر جلبکهای دیگر در آب شور و شیرین یافت می شوند.

                         جدول 2-1 . مشخصات جلبکها 

گروه جلبک	نام آنها	شکل	رنگدانه	نمونه	ذخیره	دیواره	محیط طبیعی
کلروفیتا	جلبک سبز	تک سلولی	کلروفیلa وb	کلامیدرموناس	نشاسته ساکارز	سلولز	آبزی و خاکستری
اگلنوفیتا	اکلئوئیدها	تک سلولی تاژکدار	کلروفیلaو b	اگلنا	کلوکان	بدون دیواره	آبزی
کریزوفیتا	جلبکهای طلایی و قهوه ای	تک سلولی	کلروفیلabوc	ناویکلا	لیپید	سیلیس	آبزی‌و خاکستری
فائوفیتا	جلبکهای قهوه ای	رشته ای	کلروفیلaوb وگزانتوفیل	لامیناریا	گلوکان	سلولز	دریازی
پیروفیتا	دینوفلاژل ها	تک سلولی تاژکدار	کلروفیلa وc	گونیولاکس	نشاسته	سلولز	دریازی و آب شیرین
رودوفیتا	جلبک قرمز	تک سلولی	کلروفیلaوd سیانین وفیکواریتری	پلی سیفونیا	نشاسته و گلوکان	سلولز	دریازی

همانطور که در جدول 2-1 مشاهده می شود کریزوفیتا و کلروفیتا خاکزی می باشند و بیشتر جلبکهای دیگر در آب شور و شیرین یافت می شوند.                                                                                    15        

قارچها

برخلاف جلبکها کلروفیل ندارند وبر خلاف پروکاریوتها دارای هسته، واکوئل ومیتوکندری هستند.مخمر،کپکهای لزج وقارچ چتری از قارچهای مهم میباشند.با وجود آنکه بعضی از قارچها خاکزی میباشند ولی بعضی ازآنها آبزی هستند.بعضی قارچها انگل حیوانات و گیاهان هستند ونسبت به باکتریها بیشتردرگیاهان ایجاد بیماری می کنند.در دیواره سلولی قارچها سلولز و کیتین وجود دارد.تمام قارچها شیمیوارگانوتروف هستند وقادربه رشد درشرایط بدون ماده آلی نمیباشند.تقسیم بندی کلی قارچها درجدول 3-1 مشاهده میشود.( منبع 3 و 1 )

شراکت قارچ

قارچ ها به عنوان موجوداتی تجزیه کننده نقشی حیاتی در طبیعت ایفا می کنند. بدون قارچ ها بسیاری از ترکیبات گیاهی نظیر سلولز و لیگنین تجزیه نمی شوند و به چرخه مواد باز نمی گشتند. بعضی قارچها با گیاهان شریک می شوند. به این ترتیب که قارچها به دور ریشه گیاه می پیچند و به گیاه کمک می کنند تا مواد غذائی موجود در خاک را جذب کند. در عوض از قند تولید شده توسط گیاهان استفاده می کنند. این شراکت در ساختاری به نام قارچ ریشه (میکوریز) صورت می گیرد.

                      جدول 3-1. تقسیم بندی قارچها

گروه	نام عمومی	هیف	نمونه	تولید مثل جنسی	محیط طبیعی
آسکومیست	قارچ آسک دار	فاصله و سپتا وجود دارد	نوروسپورا ساکارومامیسس	آسکوسپور	خاک و کود گیاهی
بازیدیومیست	قارچ چتری	فاصله و سپتا وجود دارد	آرمیلاریا آگاریکوس	بازید و اسپور	خاک و کود گیاهی
زیگومیست	کپک نان	بدون سپتا	موکور ریزوپوس	زیگوسپور	خاک و کود گیاهی
اوومیست	کپک آب	˝	آلومیسس	اووسپور	آب
دوترومیست	قارچ ناقص	با سپتا	پنی‌ سیلیوم اسپرژیلوس کاندیدا	ندارد	خاک و کود گیاهی

                                                                                       16

زیگومیست

زیگومیست ها درخاک و فضولات به وفوریافت می شوند وبه شکل خزه بر روی نان نم دار ومیوه های در حال فساد ظاهرمی شوند.

آسکومیست

آسکومیست ها فراوانترین نوع قارچها هستند. این قارچها را قارچهای کیسه ای نیز می نامند زیرا هاگ آنها درون سلول کیسه مانندی به نام آسک تشکیل می شود. تعداد هاگ ها بر حسب گونه قارچ از یک تا بیش از یک هزارهاگ متغیر است.

بیشتر آسکومیست ها نوعی هاگ به نام کانیدیوزپور به معنای «ذرات ریز غبار» نیز تولید می کنند. آسکومیست ها در خاک، آب های شیرین و گیاهان و جانوران در حال تجزیه، یافت می شوند. این قارچها بیماریهای زیادی در گیاهان و جانوران ایجاد می کنند و از طریق فاسد کردن مواد غذائی، پوشاک و سایر مواد خسارات اقتصادی زیادی از خود بر جا می گذارند.( منبع 3 و 1 )

الف- کپکها

کپکها قارچهای رشته ای هستند ودرخاک، نان ومواد غذایی دیگریافت میشوند. این قارچها تشکیل میسلیوم میدهند وچندین هسته درمیسلیوم وجود دارد وبه همین جهت به آنها کولینوسیتیک میگویند.میسلیوم درانتها تشکیل کنیدی می دهد. کنیدیها اسپورهای غیر جنسی میباشند و نسبت به خشکی مقاومند.اکثر کنیدیها رنگدانه دارند وبه رنگهای سیاه،سبز،آبی، قرمز،زرد وقهوه ای دیده میشوند وگاهی درآزمایشگاه این کنیدیها آلرژی ایجاد میکنند.بعضی ازکپکها تولید مثل جنسی دارند ودراثرتلقیح سیتوپلاسمی دومیسلیوم تولید گامتوتانجیا میکنند.ودوسلول ها پلوئید تبدیل به سلول دیپلوئید می شود وبا تقسیم میوزومیتوز اسپور تشکیل می شود.

اسپورهایی که درون آسک می باشند آسکوسپورواسپورهایی که درتیـغه های چترمیباشند بازیدوسپور نام دارند.اسپورها به شرایط نامساعد مقاوم میباشند ولی مانند اسپور باکتریها به حرارت مقاوم نیستند.(منبع 3 و 1 )

ب- مخمرها

مخمرها قارچهای تک سلولی می باشند و بیشتر آنها به صورت آسکومیست تقسیم بندی شده اند. مخمرها کروی و یا بیضوی می باشند و تـوسـط جوانه زدن تـکثـیر می یابد. مخمـرها تـشکیل هیـف نمـی دهند ولی

                                                                                       17

بعضی از آنها در شرایط خاص به میسلیوم تبدیل می شوند مانند کاندیداآلبیکنس که یک قارچ بیماریزا می باشد و تشکیل میسلیوم می دهد. حتی ساکارومایسس سرو یزیه در شرایط خاص قادر به تولید میسلیوم می باشد. مخمرها معمولا بزرگتر از باکتریها می باشند و بعضی اوقات از طریق الحاق دو مخمر تولید مثل جنسی دارند.( منبع 3 و 1 )

ث- قارچهای چتری

این نوع قارچها تشکیل اجسامی به نام اجسام میوه ای می دهند. بعضی از آنها در خاک و یا تنه درختان وجود دارند. این قارچها تولید بازیدیوسپور می کنند. در اثر الحاق دو میسلیوم، هیف دی کاریوتیک تشکیل می گردد. این هیف تشکیل پایه قارچ را می دهد. این پایه در خاک برای مدت طولانی باقی می ماند و در شرایط مساعد رشد می کند و تشکیل چتر می دهد.( منبع 3 و 1 )

ج- کپکهای لزج

کپکهای لزج از یوکاریوتهای غیر فتوسنتز کننده می باشند که شبیه قارچها و پروتوزوئرها هستند. کپک لزج به دو گروه سلول واقعی و کاذب تقسیم می شود. در فرم کپک لزج واقعی فرم رویشی یک آمیب واقعی است ولی در فرم کپک لزج کاذب حالت رویشی از چند پلاسمودیا که پروتوپلاسم می باشند تشکیل یافته است. کپکهای لزج در برگ و خاک وجود دارند.

تعریف و اهمیت رابطه همزیستی میکوریزایی

قارچ (میکوریزا) با اهمیت ترین میکروارگانیسم های موجود در اغلب خاک های تخریب نشده می باشند. بطوریکه بر طبق تخمین های موجود حدود 70 درصد از توده ی زنده جامعه میکروبی خاکها را میسیلیوم این قارچ ها تشکیل می دهند.(2003 ، mukerji and chamola)

اولین گزارش مبنی بر وجود این قارچ ها در اطراف ریشه گیاه میزبان و بوجود آمدن یک رابطه همزیستی میکوریزا به تحقیقات صورت گرفته توسط harting (1840 ) مربوط می شود. Reissek (1847 ) این قارچ ها را به عنوان موجودی مستقل در همزیستی با گیاهان ارکیده شناسایی معرفی کرد. Frank (1885 ) که به دنبال بررسی راهکارهایی به منظور کشت قارچ های خوراکی در منطقه جنگلی Prussia بود، ساختمان حاصل از فعالیت مشترک ریشه گیاهان میزبان و قارچ های مـیکوریزا همـزیست را شـناسـایی و آن را مـایـکوریزا نـامـید.(1989 ،paul and clark ( اصطلاح مایکوریزا در واقع از دو کلمه تشکیل شده

                                                                                       18

است. یکی از کلمه ی یونانی mikes به معنی قارچ و دیگری کلمه ای با ریشه لاتین rhiza که به معنی ریشه است و بیان کننده ی رابطه همزیستی بوجود آمده بین ریشه گیاه میزبان و قارچ های مایکوریزا است. همزیستی بین اغلب گیاهان آوندی (بیش از 85 درصد) با قارچ های میکوریزا موجود در خاک و متعلق به سر کلاس ascomycets ، zygomycetea ، asiolomy به وجود می آید و نتیجه حاصل از این همزیستی، فعالیت قارچ در جهت جذب و انتقال عناصر غذایی به گیاه میزبان از یک طرف و از طرف دیگر دریافت ترکیبات کربنه حاصل از فتوسنتز گیاه میزبان توسط قارچ همزیست باشد.

(1983 و harly and smith ). این همزیستی بین گیاهان و قارچ هایی که در سیستم ریشه ای گیاه در ساختمان های ریشه مانند مستقر شده اند، بوجود می آید و... . آن در ابتدا انرژی از گیاه به قارچ همزیست منتقل شده و در ادامه عناصر غذایی از قارچ به گیاه منتقل میگردد (1991 ،allen )

همزیستی میکوریزا یکی از شناخته ترین و در عین حال گسترده ترین و مهمترین رابطه همزیستی موجود در کره زمین است.(1991 ، allen ) از آنجایی که اکثر گیاهان مورد استفاده در تغذیه انسان و تعلیف دام و طیور دارای همزیستی میکوریزا می باشند با انتخاب و بکارگیری بهترین ترکیب گیاه میزبان قارچ همزیست می توان به نحو مؤثری از این همزیستی در افزایش تولید محصولات کشاورزی استفاده کرد. همچنین با استفاده از این سیستم همزیستی می توان مصرف نهاده های شیمیایی از قبیل کود شیمیایی و سموم، سیستم کشت و کار سالمتر و محیط زیستی عاری از آلودگی های جانبی داشت.(1991 abbot and robson ).

گیاهانی دارای همزیستی میکوریزایی می باشند به دلیل اینکه عناصر غذائی و آب بیشتری از خاک جذب می نماید دارای رشد بهتری خواهند بود، عملکرد بیشتری خواهند داشت مقاومت بیشتری در برابر تنش های زنده(عوامل بیماریزا که ریشه گیاهان را مورد حمله قرار می دهند) و غیر زنده(خشکی، سرما و شوری) از خود نشان می دهند.( 1992 ، syluia and Williams )

رابطه همزیستی میکوریزا تمامی جنبه های بیولوژیکی سیستم ریشه گیاه میزبان را تحت تاثیر خود قرار می دهد. همچنین تمامی گیاه به نحوی در ارتباط با رابـطه همزیسـتی میـکوریزا می بـاشـند. با توجـه به ایـنکه اولین

                                                                                       19

تولید کنندگان در هر اکوسیستمی می باشند. لذا می توان نتیجه گرفت تمامی موجودات زنده و تمامی اکوسیستم ها از باکتری ها گرفته تا انسان و از اراضی مرطوب تا صحراهای خشک به نوعی وابسته به روابط همزیستی میکوریزایی می باشند. در گیاهان دارای همزیستی میکوریزایی عضو اصلی در جذب عناصر معدنی از خاک قارچ میکوریزا است.

همچنین نتایج تحقیقاتی که اخیرا صورت گرفته است مؤید نظرات قبلی مبنی بر نقش کلیدی قارچ های میکوریزا در استقرار گیاهان اولیه در شرایط خشکسالی است (1997 ، smith and read ).

از آنجایی که قارچ های میکوریزا موجب افزایش توانایی گیاهان میزبان در جذب فسفر و عناصر معدنی از خاک و بخصوص از منابع غیر قابل دسترس آنها می شوند، لذا به این میکروارگانیسم های مفید لفظ biofertilizer اطلاق شده وعقیده بر این است که قارچ های میکوریزا می توانندجایگرین خوبی برای قسمتی از کودهای شیمیایی مصرف شده مخصوصا کودهای فسفاته دراکوسیستم های مختلف باشند.( منبع 7 و 3 )

کپکهای لزج سلولی

دیکتیوســـتلیوم دیسکوئیدوم (Dictyostelium discoideum)  از کپکهای باسلول واقــــعی است که تشکیل اجــســـــام میوه ای مـــی دهــــد و ســــپس اجسام مــــیوه ای تبـــدیل به اســــــپور می شــــوند در  حـالــت  گـرسنـگی  ایـن  کـپـک  لـزج  تشـکیل پلاسمودیوم کاذب می دهد و در این حالت cAMP و گلیکوپروتئین تولید می کند.سپس تشکیل جسم میوه ای را می دهند و جسم میوه ای به ساقه و سر تبدیل می شود. ساقه سلولز تولید می کند و اسپور در قسمت سر تشکیل می شود و هر اسپور یک سلول آمیب مانند ایجاد می کند. در این حالت تکثیر در این نوع کپک لزج، غیر جنسی است. تولید مثل جنسی از طریق الحاق دو آمیب و تشکیل ماکروکیست انجام می گیرد.

کپکهای لزج تشکیل دهنده پلاسمودیا

این کپکها تشکیل دهنده پلاسمودیوم می باشند. پلاسمودیوم دیپلوئید است و تشکیل اسپورانژ و اسکلروتیا می دهد. اسپورانژیا از تولید مثل جنسی حاصل می شود و بعد از تقسیم میوزاسپور را تشکیل می دهد. اسپور با تقسیم دوتایی در شرایط مساعد تشکیل سلول آمیب مانند را می دهد از الـحاق دو آمـیب سـلول آمـیب مـانند دیـپلـوئید به دست می آید و این سـلول

                                                                                       20

پلاسمودیدم  دیپلوئید را ایجاد می کند. در شرایط نامساعد اسپور جنسی تشکیل نمی شود ولی بعضی از سلولهای کپک مقاوم شده و خشکی را تحمل می کنند و در شرایط مساعد به پلاسمودیوم تبدیل می شوند.

پروتوزوئرها

پروتوزوئرها سلولهای یوکاریوتی می باشند که دیواره سلولی ندارند. آنها اکثرا بدون رنگدانه و متحرک هستند. این سلولها از باکتریها، مخمرها و جلبکها قابل تشخیص می باشند. پروتوزوآ در آب دریا و خشکی وجود دارند و بعضی از آنها انگل جانوران هستند. در خاک هارتمانلا، تستاسئا، میتوس، تترامیتوس و بدوسرکوبدو دیده می شوند. پروتوزوئرها از طریق پینوسیتوز تغذیه می کنند. بیشتر پروتوزوئرها از طریق فاگوسیتوز تغذیه می کنند. در خاک پروتوزوئرها با خوردن باکتریها تعادل بیولوژیکی را حفظ می کنند. پروتوزوئرها به گروهای مختلف تقسیم بندی می شوند.(جدول 4-1)

               جدول 4-1. گروههای اصلی پروتوزوئرها                                       

گروه	نام	نمونه	محیط طبیعی
ماستیگوفورا	فلاژلاتا	ژیاردیا	آب شیرین یا انگل حیوانات
اگلئوتید	فلاژل دار فتوسنتز کننده	اوگلنا	آب شیرین یا دریا
سارکودینا	آمیب	آمیب	آب شیرین، خاک، دریا
سیلیوپورا	مژه داران	کولپودا	آب شیرین، دریا، خاک
اسپروزوآ	اسپروزوآ	پلاسمودیوم	انگل حیوانات و حشرات

الف- تاژکداران(ماستیگوفورا)

این میکرواورگانیسم ها توسط تاژک خود متحرک می باشند و اکثرا زندگی آزاد دارند ولی بعضی از آنها مانند تریپانوزوم در انسان و حیوانات دیگر بیماری ایجاد می کنند. بعضی از تاژکداران جزء اگلنوئیدها می باشند در تاریکی کلروپلاست خود را از دست می دهند و زندگی هتروترونی دارند ولی اکثرا آبزی و نیز بیـماریزا می باشـند و از میـان تاژکـداران خـاکـزی

                                                                                       21

بدوسرکوبدو، میتوس و تترامیتوس را می توان نام برد.

ب- آمیبها(سارکودینا)

این میکروارگانیسم ها با پاهای کاذب حرکت می کنندو بعضی از آنها مانند آنتامباهیستولیتیکا پارازیت می باشند و در انسان بیماری اسهال خونی ایجاد می کنند ولی در خاک بیشتر آمیبهای پوسته دار دیده می شوند بعضی از آمیبهای پوسته دار مانند فورامینیفورا دریازی می باشند. تستاسئا و هاتمانلا از آمیبهای پوسته دار خاکزی هستند. پوسته آنها از کربنات کلسیم است و سلول به پوسته نمی چسبد و در هنگام تغذیه پاهای کاذب از منافذ موجود در پوسته خارج می گردد. این نوع آمیبها به شرایط خشکی و حرارت بالا مقاومند.

ث- مژه داران(سیلیوفورا)

این میکروارگانیسم ها واجد مژه می باشند و معمولا دو هسته دارند و از طـریق دهان تغـذیه می کنند و واکوئـل گوارشی تشکیل می دهند. از نمونه های بارز این پروتوزوئرها پارامسی می باشند. این تک سلولی مژه دار با بسیاری از باکتریها از جمله سیانوباکتریهای تک سلولی زندگی همزیستی دارد. پارامسی بیشتر محیط آبزی را ترجیح می دهد ولی کولپودیوم کولپودا مژه دار خاکزی است که باعث افزایش تثبیت ازت بعلت حفظ تعادل اکولوژیکی می شود. با وجود آنکه مژه داران ساپروفیت هوازی هستند ولی بعضی از آنها پارازیت و بعضی نیز بی هوازی اجباری می باشند. در دستگاه گوارش نشخوارکنندگان مژه داران بی هوازی نقش مهمی در تخمیر مواد دارند.

ج- اسپوروزوآ

این میکروارگانیسم ها انگل اجباری انسان و حیوانات می باشند و تولید اسپور نمی کنند. برای انتقال به میزبان جدید تولید اسپوروزوئیت می کنند. از میان این پروتوزوئرها، پلاسمودیوم عامل مالاریا و کوکسیدیا پارازیت پرندگان است.

ویروسها

ویروسها در خاک به صورت ذرات بی جان و غیر فعال می باشند و در بیولوژی خاک فقط از نظر تاثیر روی بعضی از موجودات زنده آن اهمیت پیدا می کنند. از نظر بیولوژی خاک، ویروسهای آلوده کننده میکروارگانیسم ها که اصطلاحا فاژ خوانده می شوند، به دلیل تاثیری که ممـکن اسـت در کنـترل فعالـیت موجـودات ذره بیـنی خـاک داشـته بـاشـند،

                                                                                      22

اهمیت بیشتری پیدا می کنند. آلودگیهای ویروسی، تاکنون در بین کلیه میکروارگانیسم ها به غیر از پروتوزوئرها دیده شده است و معمولا برای مشخص کردن ویروسهای اختصاصی هر گروه، نوع میکروارگانیسم میزبان به کلمه فاژ اضافه می شود(باکتریوفاژ، میوفاژ، سیانوفاژ) بعضی از ویروسها فاژهای باکتریهای مهم خاک مانند ریزوبیوم، ازتوباکتر، آگروباکتریوم، پسودوموناس، آتروباکتر و غیره می باشند. این فاژهای مخصوص از خاکهای مختلف مجزا و مشخص شده اند.

برای جدا کردن باکتریوفاژ اختصاصی یک نوع باکتری، مقدار زیادی از کشت تازه باکتری مورد نظر را به نمونه خاک اضافه کرده و آن را در شرایط رطوبت و حرارت مناسب قرار می دهند تا فاژهای مخصوص آن باکتری تکثیر شوند. سپس مقدار کمی از این خاک را به محیط کشتی که دارای باکتری میزبان است اضافه می کنند. صاف شدن سوسپانسیون باکـتـری و یـا کاهـش کـدورت آن پـس از مـدتـی حدود 24 تا 48 سـاعـت

اتووگذاری نشانه وجود فاژ مخصوص در نمونه خاک مورد آزمایش می باشد که در این صورت با عبور دادن محلول از صافیهای مخصوص که فقط ویروسها از آن قابل عبور هستند، محلول حاوی باکتریوفاژ مورد نظر را به دست می آورند. زمین هایی که چند سال به طور مداوم زیر کشت حبوبات قرار می گیرند، همیشه دارای مقدار زیادی فاژ مخصوص ریزوبیوم یا ریزوبیوفاژ می باشند.

در حالی که این نوع فاژ در اکثر زمینهای دیگر نادر است و به همین دلیل تصور می شود که یکی از علل مهم کاهش محصول یونجه و شبدر و امثال آنها در اثر کشتهای متوالی، ازدیاد و تراکم فاژهای ریزوبیوم باشد که می تواند با آلوده کردن این باکتریهای مفید، امکان همزیستی آنها را با گیاه و در نتیجه انجام تثبیت ازت به وسیله آنها را به شدت تقلیل دهد. البته عوامل دیگر مانند ترشح مواد سمی به وسیله ریشه گیاه و یا ازدیاد موجودات بیماریزا هم در این مورد دخالت دارند. فاژها به شرایط محیطی مثل اسیدیته خاک و تغییرات درجه حرارت خیلی مقاومتر از باکتریهای میزبان خود هستندو به همین دلیل می توانند در انتظار میزبان مناسب، سالها در خاک باقی بمانند. به طور کلی تعداد ویروسها و همین طور شدت فعالیت و سرعت عمل آنها در خاکهای رسی و هوموسی خیلی بیشتر از خاکهای سبک رسی است.

به طـوری که نتـایج مـطالعات انـجام شـده در مـورد فـاژهای خـاک نـشان

                                                                                      23

میدهند، این موجودات علی رغم فراوانی دائمی سلولهای میزبان، هرگز در خاک به تعداد زیاد وجود ندارند و به علاوه انواعی از باکتریهای خاک که در محیط کشت مصنوعی، در مجاورت فاژ اختصاصی جدا شده از خاک به سرعت نابود می شوند، در شرایط طبیعی در همان خاک حاوی فاژ به خوبی رشد کرده به تعداد فراوان پیدا می شود. به این ترتیب مسلم می شود که باید موانعی در راه ازدیاد سریع فاژهای خاک وجود داشته باشد، ولی تاکنون عواملی که از شدت عمل این موجودات در خاک جلوگیری می کنند شناخته نشده اند.

آنتاگونیسم(1) (آمنسالیسم)(2)

وقتی ارگانیسمها مواد سمی بر ضد یکدیگر ترشح می کنند حالت ارتباطی آنتاگونیسم پیش می آید ترشح آنتی بیوتیک توسط استرپتومیستها

درخاک باعث کنترل جمعیت باکتریها می شود.                                                                                       ویروسهای لیتیک نیزباعث ازبین رفتن باکتریها می شوند. تولید اسیدلاکتیک، اتانول و یا اسیدهای چرب برای بعضی از باکتریها بازدارنده باکتریهای تولید کننده ی اسیدهای چرب مانع رشد هستند. مخمردرپوست می شوند.

 پارازیت

دراین رابطه میکروارگانیسم به یک جمعیت دیگر ضمن سود بردن آسیب می رساند. این رابطه به دو حالت اکتوپارازیت واندوپارازیت وجود دارد.فاژها نمونه ی بارزی ازرابطه ی پارازیتی می باشند. بدلوویبریو(3) نیزپارازیت باکتریهای گرم منفی است. این باکتری چون به غشاء میزبان می چسبد به عنوان اکتوپارازیت شناخته شده است. میکسوباکتریها نیزبا ترشح آنزیمهای باعث لیزمیکروارگانیسم حساس می شوند. آنها قادرند جلبکها وباکتریهار گرم مثبت و منفی را ازبین ببرند. باکتریهای تولید کننده ی سلولازوکیتیناز پارازیت گیاهان ویا قارچها می باشند.

شکاری    

 درزندگی میکروارگانیسمها نمی توان تفاوت زیادی بین حالت شکاری و انگلی قائل شد. برای مثال بدلوویبریو ممکن است حالت شکاری بیشتر به حـالت جذب و هضم شکارگـفته می شود و معـمولا شـکارچی باید بـزرگتر

24 ((1-Antagonism ,2-Amensalism  ,3-Bdellovibrio)) 

ازشکارباشد در حالی که ویروسها که کوچک می باشند انگل باکتریهاهستند اما شکار باکتریها توسط پروتوزوئر حالت شکاری را به وجود می آورد.

رابطه میان میکروارگانیسم ها و حیوانات

با اینکه وجود میکروارگانیسم ها برای بسیاری از موجودات مفید است و در اکثر حشرات و چهارپایان عامل اصلی هضم غذا میکروارگانیسم ها می باشند و خود نیز به عنوان غذا برای بسیاری از موجودات به شمار می روند ولی حالت انگلی نیز دارند و می توانند در موجودات مختلف بیماری ایجاد کنند. در دستگاه گوارش چهارپایان میکروارگانیسمها نه تنها باعث هضم غذا می شوند بلکه ویتامینها و مواد دیگر مورد نیاز حیوانات را نیز تولید می کنند. میکروارگانیسم ها نه تنها باعث هضم فیبر می شوند بلکه مواد دیگری مانند نشاسته را به مواد پر انرژی تبدیل می کنند. مورچه های برگ بر برگهای مورد نیاز قارچها را در لانه تهیه می کنند و هر گونه ای از مورچه گونه ای خاص از قارچ رادر تجزیه برگ انتخاب می کند که مکانیسم این عمل هنوز ناشناخته است. مورچه آتا فقط یک نوع قارچ را برای کشت خالص انتخاب می کند و آن را در برگهای جویده کشت می دهد. سوسکهای خاکی و مورچه ها اندام های خاصی برای حمل اسپور مورد نظر دارند به این اندام می سن تانجیا(1)  گفته می شود که در سوسک خاکی در پا قرار دارد و در مورچه برگ بر درآرواره قرار گرفته است.

 قارچ، ارگسترول، ویتامینها و مواد پروتئنی لازم برای رشد سوسک را آماده می کند در عوض سوسک، خاک اره و مواد مدفوعی و رطوبت مناسب را در اختیارقارچ قرار می دهد. موریانه ها نیز با قارچها همزیستی دارند. بدون قارچ این موریانه ها قادر به زندگی در روی چوب نمی باشند. چون چوب عاری از منبع نیتروژن است این حشرات با باکتریهای تثبیت کننده ی ازت نیز همزیستی دارند. در دستگاه گوارش انسان میکروارگانیسمهای دستگاه گوارش ویتامینهای لازم از جمله ویتامین k را تولید می کنند و عامل مهمی برای جلوگیری از رشد پاتوژنها می باشند. متانوژنها و استوژنها در دستگاه  گوارش حالت کومنسالیسم دارند بعضی از حشرات مانند شپش به میکروارگانیسمها و تولـیدات آنها بـرای رشـد و تـولید مثـل احـتیاج دارند. در دستـگاه گـوارش

25 ((1- Mycentangia))

نشخوار کنندگان میکروارگانیسم های بسیاری در هضم غذا دخالت دارند. بیشتر میکروارگانیسمهای بی هوازی که از 5/5 pH الی 7 قادر به رشد باشند در دستگاه گوارش نشخوار کنندگان وجود دارند. اکثر باکتریهای موجود در دستگاه گوارش نشخوار کنندگان در جدول 5-1 آمده اند.

 علاوه بر باکتری ، پروتوزوآی مژه دار وبعضی از تاژکداران مانند دیپلو دی نیوم و سارکودینا نیز در دستگاه گوارش نشخوارکنندگان وجود دارند. بعضی از پروتوزوئرها از سلولز و نشاسته و بعضی دیگر از باکتریها تغذیه می کنند .

   جدول 5-1 . منبع انرژی و محصول حاصل از تخمیر توسط باکتریهای نشخوارکنندگان

باکتری	منبع انرژی *	محصولات تولیدی **
1- باکتروئیدز سوکسینوژنز	C\S\G	A\S
2- باکتروئیدز آمیلوفیلوس	S	A\S\F
3- باکتروئیدز رومینوکولا	S\X\G	A \ S \ F
4- رومینوکوکوس فلاووفاسی انس	C\X\G	A\ S \ F \H
5- سوکسینی ویبریو دکسترینوسالونس	G	A\ S
6- سوسکینی ویبریوآمیکولاتا	S\G	S
7- رومینوکوکوس آلبوس	C\X\G	A\ F \ H \E
8- بوتیروویبریو رومینانتوم	C\S\X\G	F\ B \L
9- سلولوموناس رومینانتوم	S\GL\Y	AP\L
10- ویلونلا الکالسنس	L	A\P\H
11- استرپتوکوکوس بویس	S\G	L
12- لاکتو باسیلوس ویتولینوس	G	L
13- متانوباکتریوم رومینانتوم	H2 + CO2 \ F	M
14- یوباکتریوم رومینانتوم	X\G	F\B\L

*منبع انرژی:          گزیلان=      X    نشاسته = S       سلولز= C     فورمات=F

                           گلیسیرول=Y       لاکتات = L       گلوکز=G 

**محصولات تولیدی:   استات =A      سوکسینا ت =S    فورما ت =F

                              هیدروژن=H    اتانل = E            بوتیرات = B     پروپیونا ت= P

                                                                                                               26         

رابطه ی نرم تنان و میکروارگانیسم های فتوسنتز کننده

بعضی از جلبکهای تک سلولی و سیانو باکتریها الگ اندوزئیک نامیده می شوند. جلبک برای نرم تن اسید های آمینه، اسید های چرب استرول و اکسیژن تولید می کند و حیوان کربن دی اکسید و اوره در اختیار جلبک می گـذارد. گـاهی همـکاری بیـن اوگـلنا و نیمف در فصل زمسـتان بیشـتر

است ولی در تابستان هر کدام به صورت جداگانه رشد می کنند.   

رابطه ی نرم تنان و میکروارگانیسم های لیتوتروف

بعضی از نرم تنان دارای زندگی همزیستی با باکتریهای اتوتروف می باشند مثلا کرم لوله ای ریفتیا با باکتریهای اتوتروف همزیستی دارد این کرم فاقد دهان و دستگاه گوارش ولی واجد اندامی به نام تروفوزوم می باشد. CO2 ، O2 ،  SH2 از راه آبشش جذب شده و به تروفوزوم می رسد. باکتری های اتوتروف  موجود در تروفوزوم 2SH،2 CO ومواد آلی تولید می کنند و در اختیار نرم تنان می گذارند . با وجود آنکه باکتریهای اتوتروف قادر به رشد نمی باشند ولی از طریق شناسائی DNA آنها وجودشان به اثبات رسیده است.

همزیستی قارچ و حشره ی ساقه دار

بعضی از حشرات برای تولید مثل به قارچ وابسته می باشند. قارچ سپتو بازیدیوم  ( (Septobasidiumدر لارو بعضی از حشرات هیف تشکیل می دهد و مانع از بین رفتن آن توسط حشرات شکاری دیگر می شود . علاوه بر آن بر جنسیت این حشره نیز تاثیرمی گذارد. تخمهای حشره که با این قارچ همزیستی داشته باشند ماده و تخمهایی که فاقد این قارچ باشند نر خواهند بود. مکانیسم این نوع همزیستی برای تعیین جنسیت مشخص نیست. بعضی از باکتریها دارای لوسیفرین نیز با آبزیان دریایی همزیستی دارند و باعث تولید نور برای آنان می شوند و این نور به حرکت ماهی سرو پا و ماهی نورانی کمک می کند.

در عوض باکتری تولید کننده ی نور جایگاه مناسبی را روی این آبزیان پیدا می کند.

میکروبها و چرخه های بیو- ژئوشیمیایی

شاید مهمترین نقش میکروبهای خـاک شـرکت آنها در چرخه های بیو_ژئو  شـیمیایی باشد که به گردش برخی عناصر شیمیایی در طبیعت کمک کرده و آنها را قـابل مصرف می سازد مانند : کربن، ازت، گوگرد و فـسفر، در

                                                                                       27

صورتیکه، این فعالیت میکروبی در جهت گردش عناصر در طبیعت انجام

نمی گرفت سرانجام عناصر ضروری به مصرف رسیده و حیات متوقف می شد.( منبع 7 و 2 و 1 )

چرخه کربن

همه ترکیـبات آلی دارای چرخه کربن است. بخـش عمده کربن معدنی که   برای سنتز ترکیبات آلی به مصرف می رسد از دی اکسید کربن جو تامین می گردد. مقداری کربن نیز در آب حل می شود.

 اولین  مرحله در چرخه کربن مصرف دی اکسید کربن در فـتوسنـتز بـه وسـیله فــتواتوتـروفهائی نـظیر سـیانوباکـترها، گــیاهان سبز، جلـبکها و بـاکـتریـهای  گـوگـردی سـبـز ارغـوانـی  مـی بـاشـد . دی اکـسـید کــربـن توسط فتواتوتروفها به صورت ترکیبات آلی در می آید. در مرحله بعد شیمیو اتوتروفها ترکیبات آلی را به مصرف می رسانند بدین معنی که جانوران فوتواتوتروفها بویژه گیاهان سبز و همچنین جانوران دیگر را می خورند و بدین طریق ترکیبات آلی گوارده شده و بار دیگر ساخته می شود. در این راه اتم های کربن اولیه دی اکسید کربن از جانداری به جاندار دیگر انتقال می یابد.

برخی از ملکولهای آلی توسط شیمیو هتروتروفها از جمله جانوران به عنوان انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. در فرایند تنفس دی اکسید کربن در جو رها می گردد و این دی اکسید کربن به سرعت وارد چرخه دیگر می شود. معهذا، بخش عمده کربن در پیکر جانداران باقی می ماند که به صورت مواد دفعی، دفع شده یا پس از مرگ آنها در طبیعت رها می گردد. با مرگ جانداران ترکیبات آلی آنها در خاک وارد شده و بوسیله میکروبها بویژه باکتریها و قارچها تجزیه حاصل می کند و در نتیجه آن ترکیبات آلی به مواد ساده تر تجزیه شده و دی اکسید کربن به جو باز می گردد. گرچه دی اکسید کربن جو فقط 03/0 درصد گازهای جو را تشکیل می دهد ولی همین مقدار برای سنتز ماده زنده ضروری است.

 کربن در صخره هائی نظیر سنگ آهک ذخیره می شود و در آب اقیانوسها به صورت یون کربنات حل می شود و همچنین به صورت آلی در ذغال سنگ و نفت انباشته می شود. سوزاندن این قبیل مواد سنگواره سوختنی موجب رها شدن دی اکسید کربن در جو می گردد.

 چرخه ازت

همه جانداران برای سنتز پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و سایر ترکیبات

                                                                                     28 

ازت دار، به ازت احتیاج دارند. ازت ملکولی 80 درصد گازهای جو را شامل می گردد و جو بالای هر جریب خاک حاصلخیز دارای بیش از 30 هزار تن ازت است. معهذا، با وجود فراوانی این گاز هیچیک از جانداران یوکاریوت نمی توانند از آن استفاده کنند. این ازت بایستی با سایر عناصر نظیر هیدروژن و اکسیژن تثبیت گردد، ترکیبات حاصله که شامل یون نیترات و آمونیوم است توسط جانداران مورد استفاده قرار می گیرد. نیروهای فیزیکی و شیمیائی که در خاک، آب و هوا عمل می کنند همراه با فعالیت های میکروبهای خاص عوامل مهمی در تبدیل ازت با اشکال قابل مصرف محسوب می شوند.

همه ازت موجود درخاک به صورت ملکولهای آلی بخصوص پروتئین ها  می باشد. هنگامیکه جانداران می میرند تجزیه پیکر آنها موجب هیدرولیز پروتئین ها به صورت اسید های آمینه می شود و گروههای آمین این اسید ها در فرایند آمونیاک سازی رها می گردد. آمونیاک سازی توسط باکتریها و قارچهای هوازی و بی هوازی انجام می گیرد. 

                                               *                              **

                        آمونیاک → اسیدهای آمینه → پروتئین سلولهای مرده 

* آمونیاک سازی توسط میکروبها                        ** تجزیه میکروبی

رشد میکروبها آنزیمهای پروتئولیتیک برون سلولی رها می سازد که به ساده شدن مواد شیمیائی کمک می کند. سرنوشت آمونیاک حاصل به شرایط خاک بستگی دارد. چون آمونیاک به صورت گاز است ممکن است به سرعت از خاکهای خشک خارج گردد ولی در خاکهای مرطوب در آب حل شده و یون آمونیوم تشکیل می دهد.  

           -              +

        NH3 + H2O → NH4OH → NH4 + OH

یون آمونیوم توسط باکتریهاوگیاهان درسنتزاسیدهای آمینه به کارگرفته میشود.سری واکنشهای دیگری که درچرخه ازت رخ میدهد شامل اکسید شدن یون آمونیوم به نیترات طی فرایند شوره گذاری(Nitrification ) می باشد.دو نوع باکتری درخاک به نام نیتروزوموناس(Nitrosomonas ) و نیترو باکتر(Nitrobacter )دردومرحله متوالی آمونیاک را به نیترات اکسیده می کنند.

                                           -               *       -             **     +

                    NH4 → NO2 → NO3                   

                            نیترات           نیتریت            یون آمونیوم            29               

* نیترو باکتر                ** نیتروزوموناس                                                          

نیتراتها شکل قابل استفاده ازت برای گیاهان است و گیاهان ازت آن را در سنتز پروتئین به کار می برند.

در نقاط مختلف چرخه، ازت جوی وارد یا از آن خارج می شود. خارج شدن ازت از چرخه طی فرایند شوره برداری(Deniritication )انجام می گیرد که طی آن  نیترات به گاز ازت تبدیل می گردد.      

                                                      -                   -

NO3 → NO2 → N2O → N2                         

               گاز ازت        اکسید نیترو        نیتریت            نیترات

گونه های سودوموناس مهمترین باکتریهای خاک در شوره برداری محسوب می گردند. تعدادی از انواع دیگر از جمله پاراکوکوس(Paracoccus)، تیوباسیلوس نیز دارای گونه هائی هستند که قادرند شوره برداری انجام دهند. باکتریهای شوره بردار هوازی هستند ولی تحت شرایط بی هوازی به جای اکسیژن می توانند نیترات را به عنوان پذیرنده نهائی الکترون به کار گیرند (تنفس بی هوازی).

از این رو فرایند شوره برداری غالبا در خاکهای پر آب که عاری از اکسیژن می باشد فعالتر است. چون باکتریهای شوره بردار ازت را در جو رها ساخته و نیترات را از خاک می گیرند لذا، از نظر حاصلخیزی خاک این فرایند نا مطلوب است.

مرحله آخر چرخه ازت تبدیل ازت به آمونیاک تحت فرایند تثبیت ازت می باشد. فقط برخی از باکتریها و سیانوباکترها قادر به انجام این عمل می باشند. آنزیم نیتروژناز مؤثر در تثبیت ازت احتمالا در اوایل پیدایش زمین قبل از آنکه جو دارای اکسیژن گشته و ترکیبات ازت دار از منابع آلی در دسترس قرار گیرد به وجود آمده است. تثبیت ازت توسط دو نوع میکروب هم زی و غیر هم زی انجام می گیرد.

باکتریهای غیر هم زی که زندگی مستقل دارند بخصوص در ریزوسفر گیاهان در مراتع یافت می شوند مانند ازتوباکتر. این باکتریها ظاهرا با مصرف سریع اکسیژن که نفوذ آنرا در سلول به حداقل می رساند آنزیم نیتروژناز را حفظ می کنند. باکتری دیگر هوازی اجباری غیر هم زی که ازت جوی را ثابت می کند بایـرنکیا(Beijerinckia) نام دارد. برخی از باکتریهای بی هوازی نظیر کلاستریدیوم ها نیز ازت جوی را ثابت می کنند. درسیانوباکترها معمولا آنزیم نیتروژناز در درون سلولهای اختصاص یافـته ای به نام هتروسـیست(Heterocyst) قرار دارد و ایـن سلولها

                                                                                30 

در شرایط کاملا بی هوازی برای تثبیت ازت را دارا می باشند. وجود این میکروبها به ویژه در خـاک های پـر آب نظـیر شـالـیزارهـا حائـز اهـمیت می باشـد.  

یـکی از میکروبهای بی هوازی اجباری ثابت کننده ازت کلاستریدیوم پاستوریانوم است. سایر باکتریهای غیر هم زی تثبیت کننده ازت شامل گونه های بی هوازی اختیاری کلبسیلا، آنتروباکتر، باسیلوس و فتواتوتروفهائی مانند رودواسپیریلوم(1) و کلروبیوم(2) می باشند.

 اغلب میکروبهای غیر هم زی ثابت کننده ازت قادرند تحت شرایط آزمایشگاه مقدار زیادی ازت تثبیت نمایند ولی در محیط خاک مقدار هیدرات کربنی که برای تامین انرژی جهت احیای ازت به آمونیاک و وارد کردن آن در ساختمان پروتئین ها لازم است کم می باشد و از این رو تثبیت ازت به کندی انجام می گیرد. با وجود این، باکتریها در اقتصاد ازت مناطقی نظیر مراتع، جنگل ها و توندارهای قطبی نقش مهمی بعهده دارند.

باکتریها هم زی (هم یار) ثابت کننده ازت حتی نقش مهم تری در رشد گیاهان و تولید محصول بازی می کنند. در رابطه هم زیستی دو موجود متعلق به دو گونه مختلف با یکدیگر زندگی کرده و هر یک از دیگری بهره مند می گردد. این چنین رابطه ای در گونه های ریزوبیوم با ریشه گیاهان خانواده پروانه آسا نظیر لوبیا، لوبیا چیتی، نخود، بادام زمینی، شبدر و یونجه شرح داده شده است. این گیاهان مهم از نظر کشاورزی فقط نمونه هائی از چند هزار گونه پروانه آسا هستند که به صورت بوته یا درختچه در خاکهای فقیر بسیاری از نواحی دنیا رشد می کنند.

باکتریهای ریزوبیوم با گونه های خاصی از گیاهان پروانه آسا زندگی همزیستی دارند. این باکتریها به ریشه گیاهان میزبان معمولا در ناحیه تارهای کشنده متصل می شوند.در تار کشنده ریشه در نتیجه آلودگی با باکتری تورم ایجاد می شود که منجر به پیدایش آلودگی گشته و این رشته از تار کشنده گذشته و وارد ریشه می گردد. باکتریها این رشته آلودگی را دنبال کرده و وارد سلولهای ریشه می شوند. در درون سلولها شکل آنها تغییر یافته به صورت اشکال درشت تری با نام باکتروئید در می آیند که سرانجام سلول گیاه را پر می کنند. سلولهای ریشه در اثر آلودگی تحریک شده و گره های تومر مانند مرکب از سلولهای پر از باکتروئید تشکیل می دهد. آنگاه ازت جوی با همزیستی بین گیاه و باکتری تثبیت می گردد. گیاه

 31 ((1- Rhodospirillum , 2-Chlorobium ))

شرایط بی هوازی فراهم ساخته و مواد غذایی لازم را در اختیار باکتری می گذارد و باکتری ازت جوی را ثابت می کند که بعدا این ازت در ساختمان پروتئین وارد می گردد.

هر سال میلونها تن ازت جوی از این راه در خاک وارد می شود. مثالهای دیگری از تثبیت ازت با طریقه همزیستی در گیاهان سایر خانواده ها درخت غان است. این درختان نخستین گیاهانی هستند که بعد از آتش سوزی یا یخبندان در جنگل می رویند. درخت غان بوسیله آکتینومیســت هم زی به نام فرانکیا(1) آلوده شده و بر روی ریشه آن گره های ثابت کننده ازت تشکیل می گردد. با پرورش درخت غان می توان در سال حدود 50 کیلو ازت در جریب تثبیت کرد و به این ترتیب به اقتصاد جنگل کمک نمود.

گلسنگ ها نیز به اقتصاد ازت در جنگل کمک می کنند. هم زیستی بین قارچ و یک جلبک با سیانوباکتر گلسنگ را به وجود می آورد. هنگامیکه یکی از یاران سیانوباکتر باشد ازت جوی تثبیت شده و خاک جنگل از نظر ازت غنی می گردد. سیانوباکترها می توانند مقدار زیادی ازت را در خاکهای نواحی بیابانی به دنبال با زندگی و هم چنین در خاکهای سطحی توندارهای قطبی تثبیت نمایند. در ممالک شرقی شالیزارها می تواند محل رشد توده انبوهی از میکروبهای تثبیت کننده ازت باشد. این سیانوباکترها قادرند با سرخس های کوچک شناور به نام آزولا(2) که بطور فراوان در شالیزارها در سطح آب رشد می کنند زندگی هم زیستی بر قرار سازند. این دسته از میکروبها به حدی ازت جوی را تثبیت می کنند که نیازی به افزودن کودهای ازت دار به شالیزار برنج نیست.

سایر چرخه های بیو__ژئو شیمیائی

میکروبها همچنین در گردش عناصر دیگری در چرخه های طبیعی دخالت دارند (نظیر گوگرد). به علاوه، میکروبها تغییر و تبدیلات زیادی در پتاسیم، آهن، منگنز، جیوه، سلنیوم، روی و سایر کانی ها ایجاد می کنند. انواع واکنش های شیمیائی در این چرخه ها غالبا برای قابل مصرف کردن عناصر جهت تغذیه گیاهان (به صورت محلول) و در متابولیسم آنها لازم و ضروری است.( منبع 7 و 2 و 1 )

1-       Frankia

2-       Azolla

                                                                                    32

تجزیه حشره کش ها و سایر مواد شیمیائی ساختگی

میکروبهای خاک نقش مهمی در تجزیه موادی که در خاک وارد می شوند به عهده دارند. مواد آلی طبیعی نظیر برگهای درختان، بقایای جانوران به راحتی تجزیه می شوند. معهذا، در عصر صنعتی کنونی بسیاری از مواد شیمیائی نظیر آفت کش های کشاورزی، پلاستیک به مقدار زیاد در خاک وارد می شود. بسیاری از این مواد شیمیائی ساختگی در برابر عمل تجزیه کنندگی میکروبها مقاوم هستند. معروفترین مثال حشره کش د.د.ت است. هنگامیکه این حشره کش اول بار به کار گرفته شد نتیجه خوبی از خود نشان داد بطوریکه با یک بار مصرف اثر حشره کشی آن به مدت طولانی باقی می ماند، ولی به زودی دریافتند که این قبیل مواد شیمیائی به علت محلول بودن در چربی در نواحی خاصی از زنجیره غذائی متراکم می گردد. عقاب ها و سایر پرندگان طعمه خوار با تغذیه از مواد غذائی آلوده شده د.د.ت را در بافتهای خود متراکم کرده و در نتیجه اختلالات تولید مثلی پیدا می کنند (تخم ها پوسته نرمی پیدا کرده و جوجه تولید نمی گردد). همه مواد شیمیائی ساختگی مانند.د.ت پایا نیستند. برخی از این مواد از پیوندهای شیمیائی و واحدهای کوچکتری که توسط آنزیم های باکتریها تجزیه می شوند ساخته شده اند ولی تغییرات کوچک در ساختمان شیمیائی می تواند آنها را به صورت مواد تجزیه ناپذیر در آورد. مثال در این مورد دو علف کش دو- چهار- د (علف کش چمن) و دو-چهار- پنج ت (درختچه کش) است. افزایش یک اتم کلر به ساختمان دو-چهار- د برای طولانی کردن حیات این ماده در خاک از چند روز تا زمان نامحدود کافی است.( منبع 5 و 1 ) 

تجزیه سموم در خاک

مهمترین فرایندهای مسئول تجزیه و فروسائی سموم در خاک را به سه گروه تجزیه نورانی (Photodecomfosition )، تجزیه کاملا شیمیایی و فروسائی یا فساد میکروبی می توان تقسیم نمود که با همین ترتیب، نقش فراینده ای در تباهی سموم در خاک دارند. هریک از این مکانیسم ها ممکن است به تنهایی عمل نمایند ولی تجزیه و فسادی که در خاک رخ می دهد نتیجه عملکرد اقلا دو مکانیسم از سه فرایند فوق است که همزمان به وقوع پیوندد.

تجزیه میکروبی سموم، در بند فعالیت میکروارگانیسم ها در خاک بوده و عواملی که در فراوانی و فعالیت آنها مؤثر است بر تجزیه و تباهی سموم

                                                                                      33

در خاک نیز حاکم می باشد. این عوامل عبارتند از درجه حرارت، وجود مواد آلی و رطوبت مناسب. میکروبهای خاک، سمومی را که منشاء آلی دارند به عنوان بنخان انرژی جهت فرایند های زیستی به کار می برند و بدین ترتیب در طبیعت سموم، دگرگونی ایجاد می کنند. چون توانایی میکروارگانیسم ها برای تجزیه و فساد سموم به تدریج ایجاد شده و افزایش می یابد، لذا در مواردی که سمومی برای اولین بار به خاک افزوده شده اند، میکروبها در فرسایی این ترکیبات ناتوان بوده و اگر غلظت سموم زیاد نباشد، به تدریج فرایندهای تجزیه و فساد همزمان با سازگاری میکروبها به ترکیبات جدید، آغاز شده و ادامه می یابد. بدیهی است برای اینکه ملکول های سموم بتوانند جذب یاخته میکروبها گردند، بایستی به صورت محلول باشند.

د.د.ت (D.D.T )  یکی از سمومی است که از نظر آلودگی محیط زیست، مورد توجه فراوان می باشد. این سم مانند سایر سموم کلر، بسیار مقاوم بوده و تجزیه آن در خاک به D.D.D منجر می شود که خود نیز مقاوم می باشد. هر دو ماده می توانند در چربیها ذخیره شوند و از نقطه نظر تغذیه فرآورده های دامی، زیانبار باشند. آلدرین نیز سرنوشت مشابهی در خاک دارد، زیرا پس از اکسید شدن به دیلدرین تبدیل می شود که از سمیت یکسانی برخوردار است. تجزیه D.D.T و D.D.D در شرایط بی هوازی بسیار سریع بوده و معمولا پس از چند ماه فقط یک تا دو درصد از آن باقی می ماند، در صورتیکه در شرایط هوازی، بیش از 70 درصد از D.D.T پس از شش ماه به همان صورت اولیه باقی مانده و فقط چهار درصد به D.D.D تبدیل شده است. بنابراین با مغروق ساختن خاک می توان سرعت تبدیل و تجزیه د.د.ت را در خاک افزایش داده و آلودگی آنرا مهار کرد. در حدود 26 گونه میکروبی توانایی تجزیه و تبدیل D.D.T را به D.D.D دارند.

برخی از ویژگیهای د.د.ت در پیش بینی رفتار آن در زیست بوم اهمیت دارد. مثلا حلالیت زیاد د.د.ت در چربیها و قابلیت انحلال ناچیز آن در آب، سبب می شود که این سم در لیپیدها و در نتیجه گیاهان و جانوران انباشتگی یابد. از طرفی بقایای آن بسیار پایدار بوده و نیم عمر آن در حدود بیست سال است. فشار بخار آن نیز به میزان کافی بالا بوده و مستقیما وارد جو می شود. بنابراین آب، خاک، هوا و دنیای موجودات زنده، همه مخزن مناسبی برای انباشتن د.د.ت است.

                                                                                       34

مصرف د.د.ت از آغاز سال 1970 در بسیاری از کشورها ممنوع شده است و با وجود اینکه آنچه از د.د.ت در موجودات زنده یافت می شود، از 3 درصد تولید سالیانه تجاوز نمی کند ولی همین مقدار ناچیز زیانهای غیر قابل جبرانی به پرندگان، ماهی ها و انسان وارد ساخته و خسارات حاصله نیز در سطح جهانی گزارش شده است.( منبع 7 و 5 و 1 )

خاکورزی نواری

خاکورزی نواری شکلی از خاکورزی حفاظتی است که شامل شخم نوارهای باریک به عنوان جایگاهی برای محصول است در حالی که بین نوارها محوطه ی خالی جهت باقیمانده ی محصول غیرقابل دسترس وجود دارد. به عبارت دیگر خاکورزی نواری عبارت است از نوعی از خاکورزی کامل که در آن جهت نوارهای شخم موازی موقعیت ردیف هاست. به طور کلی در حدود 25 درصد خاک عمق شخم جابجا می گردد. هدف از خاکورزی نواری ایجاد یک محیط و بستر مناسب برای بذر است. این حالت شبیه به زمانی است که با تیغه ی نهرکن وابستگی بین پوشش گیاهی و خاک را جهت مقابله با فرسایش خاک از بین می بریم. بسیاری از گونه های مختلف وجود دارند که مترادف خاکوزی نواری است از قبیل خاکورزی منطقه ای، پاکسازی ردیفی و عمیق کاری. خاکورزی نواری شامل عملیات مجزایی است. معمولا در پاییز صورت می گیرد هرچند که تعدادی از ابزار و وسایل و ردیف کارهایی که مجهز می شوند معمولا در بهار استفاده می شوند. بسیاری از این تجهیزات جهت کوددهی همزمان طراحی شده اند.

خاکوزی نواری فرسایش خاک و فشردگی خاک را می تواند کاهش دهد که به تبع آن کاهش هزینه ی استفاده از ماشین آلات، سوخت و هزینه ی نیروی کار رخ می دهد. همراه کردن خاکورزی نواری با کشت محصول پوششی زمستانی به طرز چشمگیری کیفیت خاک را بهبود می بخشد.

خاکورزی نواری تعدادی از مزایای خاکورزی کاملا عریض و خاکورزی سنتی و بی خاکورزی را شامل می گردد.

برخلاف روش بی خاکورزی که بذرها در درون شکاف های باریک در داخل خاک کاشته می شوند. در خاکورزی نواری ما عرضی در حدود 6 تا 12 اینچ و عمقی در حدود 8 تا 16 اینچ را شاهد هستیم. پس از خاکورزی نواری، به وسیله ی کشت سنتی و کشاورزی معمولی، کشت در درون نوارها صورت می گیرد.

در خاکورزی نواری تجهیزاتی موجود است که جایگزین تجهیزات خاکورزی معمولی است. به طور کلی این تغییرات شامل روش های عمومی جهت مطلوبیت مناسب است.

به طور کلی سه گونه و شکل از خاکورزی نواری را براساس شکل و طبیعت ابزاری که مورد استفاده قرار می گیرند و نیز شدت جابجایی خاک می توان نام برد:

1- ردیفی یا پاکسازی پس مانده های گیاهی که شامل جابجایی باقیمانده های گیاهی رشد کرده درون ردیف ها می باشد و توسط ابزاری از قبیل finger ، disks ، sweeps  یا یک کمباین finger coulter و        cutting coulter صورت می گیرد.

2- خاکورزی نواری(کم عمق) که شامل برش و جابجایی باقیمانده های گیاهی و ایجاد بستر بذر مناسب و کوددهی  می شود و توسط fluted coulter صورت می گیرد.

3- خاکورزی نواری(عمیق) که شامل جابجایی بقایای گیاهی و از بین بردن فشردگی خاک و انجام کوددهی عمیق و تولید پشته می باشد و توسط ابزاری چون  coulter، knives ، subsoiling shank و closing disk انجام     می شود.

در زمینه ی خاکوزی نواری پژوهش های متعددی صورت گرفته است و بر اساس منطقه ی آزمایش نتایج مختلفی بدست آمده است. بدلیل تنوع و تفاوت های اندک بین نتایج حاصله تنها به ذکر مشترکات بدست آمده اکتفا می کنیم و از ذکر نوع و مکان و زمان پژوهش خودداری می گردد.

مزیت های بالقوه ی خاکورزی نواری

کاهش هزینه

در تحقیقات زراعی که در  oreganبر روی 6 زمین زراعی در مورد روش های خاکورزی واقعی صورت گرفت مشاهده گردید که خاکورزی نواری در حدود 43 درصد از هزینه های خاکورزی سنتی(معمولی) را کاهش می دهد و در حدود 47 درصد نسبت به هزینه های کارگری در مقایسه با خاکورزی سنتی کاهش صورت گرفته است. قابل ذکر است که این هزینه ها تنها محدود به تجهیزاتی است که درون زمین و به طور مستقیم در خاکروزی نواری مورد استفاده قرار می گیرد و شامل هزینه ی قطعات دیگر که به صورت غیر مستقیم با خاکورزی نواری در ارتباط است نمی باشد. به عنوان مثال هزینه‌ی حرکت تراکتور در بین زمین ها ( اگرچه این هزینه ها ناچیز شمرده می شود اما در جایی که فاصله‌ی بین زمین ها زیاد است می تواند قابل ملاحظه باشد).

بهبود کیفیت خاک زراعی

مطالعات طولانی انجام شده بر روی سیستم بی خاکورزی نشان از بهبود کیفیت بسیار زیادی در مقایسه با سیستم خاکورزی سنتی دارد. به عنوان یک سیستم مختلط خاکورزی بین سیستم خاکورزی سنتی و بی خاکورزی، خاکورزی نواری می تواند بهبود کیفیت خاک را در حدود 50 تا 70 درصد را به دنبال داشته باشد که این بهبود کیفیت به واسطه ی بقایای گیاهی روی زمین حاصل می گردد. کاهش فشردگی خاک که به واسطه ی ادوات سنگین کشاورزی حاصل   می گردد یکی از اصلی ترین مزایای خاکورزی نواری است. در سیستم خاکورزی سنتی ادوات کشاورزی در حدود 4 تا 8 مرتبه در طول زمین می بایست حرکت کنند و این در حالی است که در خاکورزی نواری این تعداد دفعات به 1 یا 2 بار تقلیل پیدا کرده است. همواره در سیستم خاکورزی نواری ترافیک حرکت تراکتور منحصر به مناطقی بین نوارهای شخم خورده می شود، بنابراین حداقل میزان فشردگی در ردیف های کشت شده ی بذر و کلوخه رخ می دهد.

خاکورزی نواری می تواند به حفظ گرمای زمین کمک کند. در مناطقی از آمریکا شاهد هستیم که بسیاری از گیاهان دانه ای بازده پایینی دارند و برای رفع این مشکل کشاورزان اقدام به تغییر سیستم خاکورزی خود نمودند. در توضیح این مطلب باید گفت که این کشاورزان اغلب از سیستم بی خاکورزی بهره می گرفته اند که منجر به افزایش مدت دوره ی رشد و کاهش محصول می گردید. حال با بهره گیری از سیستم خاکورزی نواری به نتایج بسیار خوبی دست پیدا کردند. بدین گونه که چون در این سیستم عمق کاشت دقیق تنظیم می گردد و چون زمین شخم می خورد، دمای بستر نیز به طوری که در نمودار زیر مشخص است افزایش می یابد. تمام این موارد منجر به افزایش محصول و کاهش دوره ی رشد گردیده است.

حشرات سودمند خاک که در درون خاک رشد و نمو می کنند و برای حاصلخیزی خاک مفید هستند در سیستم خاکورزی نواری نگهداری می شوند. به عبارت دیگر خاکورزی نواری باعث افزایش حشرات مفید خاک می گردد.

بهبود کیفیت زیست محیطی

یکی از اصلی ترین منابع آلودگی آب های سطحی، فرسایش خاک است. تحقیقات غیر متمرکز و پراکنده حکایت از توانایی چشمگیر سیستم بی خاکورزی در جهت کاهش آب و بادی دارد که منجر به فرسایش خاک می گردند. سیستم خاکورزی نواری به عنوان یک سیتم دورگه ی خاکورزی با ایجاد محیط های دست نخورده بین نوارهای شخم خورده می تواند از فرسایش خاک جلوگیری کند یا میزان آن را کاهش دهد.

سیستم خاکورزی نواری می تواند مقدار آبی را که از زمین خارج می شود را کاهش دهد. این آب حاوی مواد حل شده و معلق است.(این مواد به واسطه ی آب های سطحی از زمین خارج می شوند)

در مناطقی هم که میزان شیب زیاد است، جهت استفاده از زمین می بایست در جهت عمود بر شیب زمین، عملیات خاکورزی نواری صورت گیرد. محصولات پوششی نیز یکی دیگر از عواملی مهمی هستند که از فرسایش خاک جلوگیری می کنند.

مضرات بالقوه ی خاکورزی نواری

پوشش گیاهی می تواند عملیات خاکورزی نواری را به تاخیر اندازد

پوشش گیاهی عملیات خاکورزی را به تاخیر می اندازد. پوشش گیاهی باقیمانده از کشت قبلی به طور کلی خاک سطحی را خیس تر از حالتی که بدون پوشش گیاهی است می کند که این امر باعث به تاخیر افتادن عملیات خاکورزی گیاهان زودکشت می شود. اگر پوشش گیاهی به عنوان جزئی از سیستم خاکورزی نواری باشد، می باید در مورد گیاهان، انتخاب و مدیریت صورت گیرد تا مشکلات گیاهان زودکشت به حداقل میزان خود برسد.

هزینه ی اضافی مدیریت گیاهان

در سیستم خاکورزی نواری قبل از انجام عملیات می بایست علف های هرز قبلی و پوشش گیاهی قبلی از بین روند که برای از بین بردن این علف ها دو نوع علف کش رایج وجود دارد که استفاده از این مواد موجب افزایش هزینه ی تولید می گردد.

مشکلاتی که به واسطه ی ناهمزمانی دوره ی رشد حاصل می شوند

در تعدادی از زمین های ذرت شیرین بدلیل ناهمزمانی خروج گیاهان از خاک، دوره ی رشد و رسیدن محصول ، مشکلاتی حاصل شده است. بدلیل ناهمزمانی رسیدن محصول در بین گیاهان ذرت شیرین، برداشت محصول توسط ماشین های برداشت محصول باعث کاهش سطح محصول و بازده گردیده است.

مدیریت آفات

تغییر از سیستم خاکورزی سنتی به سیستم خاکورزی نواری موجب افزایش جمعیت تعدادی از آفت های می شود. در بعضی مواقع آفت های جدیدی ظاهر می شوند که در سیستم خاکورزی سنتی تحت کنترل قرار گرفته بوده‌اند. اصلاحات در روش های مدیریت آفات معمولا به نوع کارکرد سیستم خاکورزی نواری بستگی دارد.

تجهیزات خاکورزی نواری

به طور کلی دو نوع تجهیزات خاکورزی نواری وجود دارد:

1- Rotary strip tiller   2- Shank coulter tiller

در خاکورزی نواری ماشین هایی مورد استفاده قرار می گیرند که به صورت مناسب و براساس ردیف و فاصله ی کشت تجهیز شده اند. وسایل مشخص کننده ی فاصله ی ردیف ها و همچنین سیستم موقعیت یاب جهانی از مهمترین روش های تنظیم دقیق این فاصله هستند.

Rotary strip tiller   (خاکورز نواری دوار)

خاکورز نواری دوار دستگاه خاکورز مرکبی است که از چند بازوی قلمی در جلو، نوعی روتیواتور یا گاوآهن دوار در وسط و غلتکهایی با زائده های کاردی در عقب تشکیل شده است.این دستگاه که به صورت مجموعه ای در پشت تراکتور بسته می شود باعث شکسته شدن سخت لایه، بریدن و خردکردن بقایای گیاهی و کوبیدن کلوخ می شود. بازوهای قلمی وغلتکها از مالبند نیرو می گیرند و روتیواتور با محور انتقال نیروی تراکتور کار می کند. با استفاده از این دستگاه می توان در کاربرد تعداد زیادی از ادوات خاکورزی صرفه جویی کرد و عوامل نامطلوب حاصل از تردد آن ها روی خاک زراعی را نیز کم نمود.

Shank coulter tiller (خاکورز پیش بُر ساقی)

این نوع از خاکورزهای نواری از یک پیش بُر بشقابی به همراه یک چرخ کنترل عمق که باقی مانده های محصول و سبزیجات را قطع می کند بهره می گیرد. علاوه براین از یک ساق زیرشکن که در عمق 14 اینچی کار می کند بهره می گیرد. این نوع از خاکورزها دارای دو ردیف پیش بر شیاردار است که خاک را خرد می کند و به دنبال آن یک سبد کلوخ شکن وجود دارد.

در تشریح قطعات نام برده ی بالا باید گفت؛ پیش بُر بشقابی از انواع پیش بُر نصب شده روی گاو آهن های برگردان دار یا بشقابی است که تیغه ی آن پره ای یا بشقابی است و روی دسته و محور خود کمی بالا و جلوی تیغه ی گاوآهن نصب می شود. کار آن برش عمودی خاک است.

ساق زیر شکن از انواع زیرشکن ها می باشد که جهت شکستن لایه ی زیرین خاک و ایجاد شیار برای نفوذپذیری بهتر آب و ریشه در خاک مورد استفاده قرار می گیرد.

پیش بُر شیاردار نوعی پیش بُر بشقابی است که سطح داخلی آن دارای شیارهایی عمود بر مرکز آن است. از این پیش بُر بیشتر در زمین های علفزار استفاده می شود.

کلوخ خرد کن یا کلوخ شکن وسیله ایست متشکل از یک استوانه ی غلتان که با دام یا تراکتور روی خاک کشیده می شود و گاهی انسان خود آن را می کشاند، با این عمل کلوخ و قطعات درشت باقیمانده از شخم اولیه خُرد و زمین آماده ی کاشت می شود.

تجهیزات عملیات ثانویه

یکی از ابزاری که در خاکورزی نواری مورد استفاده قرار می گیرد پنجه دوار است . پنجه دوار دستگاهی است که برای انجام عملیات مکانیکی داشت مورد استفاده قرار می گیرد. از تیغه هایی به شکل گونیا یا قوسی روی محوری مشترک یا به صورت دسته های مجزا تشکیل شده است. کار این تیغه چرخیدن و به هم زدن خاک بین ردیف هاست. چرخش با نیروی کششی تراکتور یا از طریق محور انتقال نیرو انجام می گیرد.

ابزار انتهایی خاکورزی

پس از انجام تمامی عملیات ذکر شده توسط ابزار و تجهیزات مختلف، از وسیله ای بنام کلوخ خرد کن چنگه همان طور که در شکل مشخص است استفاده می گردد. این وسیله دستگاهی است متشکل از تعدادی استوانه یا غلتک با سطح خارجی صاف یا آج دار که کنار هم یا پشت سر هم روی محورهای جداگانه نصب شده اند، حرکت این وسیله روی خاک های شخم خورده باعث خرد کردن کلوخه ها و تهیه ی بستر کاشت می شود.

زمان بکارگیری سیستم خاکورزی نواری

پاییز بهترین زمان جهت اجرای سیستم خاکورزی نواری است. در طول زمستان پشته های حاصله به صورت کامل نرم و پوک می شوند. در بهار نیز ارتفاع پشته ها 1 تا 2 اینچ است. پس از کشت نیز زمین می بایست مسطح گردد.

بسیار مهم است که کودهای نیتروژنه (ازته) در پاییز در دمای بالاتر از 10 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار نگیرند، زیرا بیشترین مقدار هدر روی کود نیتروژنه در این حالت رخ می دهد. این حالت مشکلاتی را به همراه دارد، چون ممکن است در دمای پایین تر از 10 درجه سانتیگراد میزان بارندگی به حدی باشد که عملیات خاکورزی را مختل نماید. (زمین از حالت گـاو رو خارج گردد) بهترین گزینه‌، وارد کردن کود نیتروژنه یا ازته به صورت سرک و پس از ظهور جوانه است.

خاکورزی نواری در طول مدت رشد بذر توصیه نمی گردد و آن بدلیل بقایای زیادی است که بر روی زمین        می ماند و هرچه سریعتر می باید کاه و کلش موجود را از زمین خارج نماییم.

مدیریت کارآمد جهت موفقیت سیستم خاکورزی نواری

اگرچه در حالتِ میانگین، میزان محصول در خاکورزی نواری و خاکورزی سنتی تقریباً برابر است اما مشاهدات بیان کننده ی این است که میزان محصول در زمین های با خاکورزی نواری بیشتر از خاکورزی سنتی است. محصول بیشتر و بازده بالاتر در روش خاکورزی نواری به واسطه ی مدیریت چند فاکتور اصلی حاصل می گردد. این فاکتورها عبارت است از میزان فشردگی خاک، تاریخچه و وضعیت کشت های قبلی، پوشش گیاهی، علف های هرز و حشرات مضر.

با درک موقعیت زمین و حالت های ایده آل برای سیستم خاکورزی نواری می توان روش های مفیدی را جهت افزایش احتمال موفقیت این سیستم به کار بست. ممکن است در مناطقی که خاکورزی نواری نامناسب است از سیستم خاکورزی سنتی استفاده گردد.

فشردگی خاک

عملیات خاکورزی موفق منجر به شکستن و از بین بردن استواری و استحکام خاک فشرده می گردد. فشردگی خاک و کاهش منافذ آن به واسطه ی حرکت تجهیزات زراعی بر روی زمین حاصل می شود. رطوبت و نوع خاک نیز بر میزان فشردگی خاک تاثیر می گذارد. خاک خیس نسبت به فشردگی مستعدتر از خاک خشک است. به همین میزان خاک رسی مستعدتر از خاک شنی است. بسیاری از محصولات گیاهان زراعی زمانی که زمین خیس و مرطوب است برداشت می شوند. تراکتورهای سنگین و ماشین های برداشت محصول بدلیل همین رطوبت موجب فشردگی خاک می شوند. به طور کلی استفاده از سیستم خاکورزی نواری در زمین های با فشردگی بالا منجر به تولید کمتر می گردد و توصیه می شود در این زمین ها از سیستم خاکورزی سنتی بهره گرفت. این درحالی است که اگر شرایط آب و هوایی به گونه ای باشد که بتوان در پاییز شخم سطحی زد تا مقداری از فشردگی خاک کم کرده، در بهار سال بعد می توان از سیستم خاکورزی نواری استفاده کرد.

علاوه براین، کشت پاییزه و پوشش گیاهی زمستانه از میزان فشردگی خاک که به واسطه ی باران های زمستانه رخ      می دهد می کاهد.

اندازه گیری فشردگی خاک توسط دستگاهی به نام Penetrometer صورت می گیرد که از ذکر نحوه کار آن خودداری می کنیم.

تاریخ کشت قبلی

دوره های کشت اطلاعات خوبی در جهت مدیریت علف هرز، آفات و امراض و بیماری ها در اختیار کشاورز قرار    می دهد. تاریخ کشت قبلی به طور چشمگیری بر شرایط فیریکی خاک تاثیر می گذارد. بر اساس توضیحات بالا تاریخ کشت بر موفقیت سیستم خاکورزی نواری تاثیر می گذارد.

گندم های زودرس و گیاهانی از این قبیل که دارای کاه و کلش هستند برای سیستم خاکورزی نواری مناسب است. زمین در این حالت و موقعیت به مدت یک سال یا بیشتر به صورت دست نخورده باقی می ماند و این کار باعث    می شود که خاک به واسطه ی کاه و کلش متلاشی شده، پرقوت و قوی گردد. بذور چمن که با بذور غلات مخلوط است می تواند طی چندین سال عامل مفیدی در سیستم خاکورزی نواری باشند، اما در عین حال می تواند مشکلات بیشتری را به همراه داشته باشد. استفاده از علف کش در پاییز منجر به کاهش تعدادی از علف ها می گردد، البته اگر پس از باران باشد. این عمل باعث بهبود توانایی در کشتن علف ها در این سیستم در بهار می گردد.

پوشش گیاهی

بذور گیاهی پوششی به صورت سنتی در زمین جهت جلوگیری از فرسایش خاک مورد استفاده قرار می گیرد اما علاوه بر جلوگیری از فرسایش خاک مفاید دیگری نیز دارند. این مزایا شامل بهبود کیفیت ساختمان خاک، حاصلخیزی خاک و جلوگیری از رشد علف هرز است.

پوشش گیاهی خانواده ی لگومینوز می تواند در حدود 50 تا 200 پوند نیتروژن در هر اکر(معادل 4045 مترمربع) تولید کند که می تواند بازده محصول را افزایش دهد و از میزان کودهای مختلف مصرفی بکاهد.

برای رسیدن به سطح نیتروژن ذخیره ای در خاک می بایست این گیاهان تا اواخر بهار بر روی زمین باقی باند که البته این حالت مشکلات بعدی را به همراه خواهد داشت.

پوشش گیاهی زمستانه‌ی سالانه در اواخر سپتامبر و اوایل اکتبر کشت می شوند که عموماً شامل غلات هستند. این گیاهان در پاییز رشد می کنند و باعث جلوگیری از فرسایش خاک در زمستان می شوند. رشد سریع در اواخر مارس و اوایل آوریل رخ می دهد که البته بستگی مستقیم به دما و رطوبت محیط دارد.

زمان‌به‌کار بردن علف‌کش‌ها جهت از‌بین بردن پوشش‌گیاهی و گیاهان سر از خاک بیرون آورده

علف کش Glyphosate معمولاً جهت از بین برن علف ها و بذور گیاهان پوشش مورد استفاده قرار می گیرد که در خاکورزی نواری اهمیت دارد. یکی از مهمترین مسائل در مبارزه با علف های هرز زمان بکار بردن مواد علف کش است. اگر زودتر از موعد مقرر از این علف کش استفاده شود ممکن است تعدادی از علوفه ی هرز کوچک بر روی زمین باقی بماند و در انتهای فصل رشد به رشد کامل خود برسند و اگر دیرتر از زمان مناسب، از این مواد استفاده شود منجر به رشد طولانی گیاهان هرز می گردد که به عنوان گیاهان پوششی کاربرد دارند. گیاهان پوششی زیاد به عنوان مانعی برای تجهیزات خاکورزی به شمار می روند.

چریدن پوشش گیاهی توسط دام

اگرچه پوشش گیاهی زمستانه یکی از منابع مهم تغذیه ای دام به شمار می رود اما تجربه نشان می دهد که فشردگی خاک زراعی که به واسطه ی حرکت دام بر روی زمین ایجاد می شود مشکلات جدی بعدی ای را بوجود می آورد که مانع انجام سیستم خاکورزی نواری می شود. فشردگی خاک باعث ایجاد حالت کلوخه ای می شود که منجر به کشت ناموزون می گردد.

حاصلخیزی در زمین های خاکورز شده توسط سیستم نواری

عملیات اولیه ی خاکورزی باید حداکثر در طول 14 روز صورت گیرد. عملیات ثانویه ی خاکورزی نواری در زمان کاشت صورت می گیرد. تجهیزات استاندارد کشت همان تجهیزات سیستم خاکورزی نواری است. اگر شما از چاقوهای کودپاش استفاده می کنید تنها نیاز است که وسیله را در درون خطوط شخم خورده قرار دهید، زیرا زمین شخم خورده نیازی به تجهیزات علامت گذاری ندارد.

توجه به مدیریت آفات

در طول 6 سال آزمایشات مقایسه ای که بین دو سیستم خاکورزی نواری و سنتی صورت گرفت مشخص گردید مقداری شیوع در تمامی زمین ها و کرت های مورد بررسی رخ داده است اما مدرک مشخصی دال بر تاثیر خاکورزی نواری بر افزایش آفات بدست نیامد.

توصیه های انتهای در استفاده از سیستم خاکورزی نواری

اگرچه خاکورزی نواری دارای مزایای بسیار زیادی است اما توصیه می گردد که قبل از انجام عملیات خاکورزی ابتدا با فردی که از سیستم خاکورزی نواری بهره گرفته است مشورت های ابتدایی صورت گیرد و از تجربه های او استفاده شود. توصیه می شود ابتدا از تجهیزات اجاره ای استفاده شود و شخم نواری در زمین های با وسعت کم صورت گیرد.

خاکورزی جوی وپشته ای

خاکورزی جوی وپشته ای: استراتژی بلند مدت جهت دستیابی به پیروزی اقتصادی

تعریف و کاربرد خاکورزی و جوی وپشته ای:

برای سیستم خاکورزی جوی و پشته ای از جنبه های مختلف می توان تعاریف گوناگونی داشت.

از منظر انواع سیستمهای خاکورزی می توان گفت خاکورزی جوی وپشته ای نوعی سیستم کم خاکورزی وچیزی بین خاکورزی معمولی و سیستم  بی خاکورزی می باشد.وبه نوعی یک سیستم خاکورزی حفاظتی نیز می باشدکه در آن از کارنده ها و کولتیواتورهای مخصوصی جهت نگهداری پشته ها برای کاشت محصولات ردیفی استفاده می شود.

از منظر محل کاشت می توان گفت خاکورزی جوی و پشته ای سیستمی متشکل از جوی و پشته هاست که درسالهای متمادی در محل خود قرار می گیرند. بسته به اینکه هدف حفظ رطوبت و یا ایجاد زهکش غنی باشد، پشته هاممکن است باریک یا پهن و جوی ها به موازات خطوط منحنی تراز و یا دارای شیب ناچیز باشند. با کاشت بر روی پشته ها، بذرها در محلی گرم و مرطوب قرار می گیرند.پشته هامی توانند نیمه دائم باشند ویا هرسال بازسازی شوند،که این خود می تواند میزان بقایای گیاهی را بر روی زمین کنترل کند.در سیستم نیمه دائم که پوششی از بقایای گیاهی در بین پشته هاایجاد می شود همچنان اختلال در خاک وجود دارد در حالیکه پوشش سرتاسری در مقایسه با  zero tillage کاهش می یابد.در مجموع، می توان گفت این سیستم درصد حفاظتی کمتری در مقایسه با خاکورزی نواری دارد.

جوی ها در این سیستم می توانند دو وظیفه داشته باشند:

1.          جمع آوری و ذخیره آب حاصل از بارندگی در مناطق نسبتاَ کم آب

2.          خارج کردن آب در مناطق با خاکهای مرطوب ( ایجاد زهکش )

براساس نوع نیار مزرعه هر یک از دو سیستم طراحی جوی ذکر شده می توانندانتخاب گردند.همان طور که گفته شدهدف از طراحی این سیستمها می تواند ذخیره رطوبت ،ایجاد زهکش مناسب و یا تأمین آب مورد استفاده در سیستم آبیاری ثقلی باشد.

جوی پشته ها دراین سیستم می توانند هم به صورت دستی و هم توسط نیروی کششی حیوانات و یا با بهره گیری از ماشین ها ساخته شوند.بعلاوه اینکه ساخت پشته ها می تواند هر ساله تجدید شودو یا اینکه به صورت نیمه دائم باشد که در این صورت لازم است در هرسال پشته ها را بازرسی کرد و در صورت نیاز اصلاح نمود.در سیستمی که پشته ها هرساله بازسازی می شوند،تنها میزان کمی از بقایای گیاهی بر روی خاک باقی می ماند در حالیکه در سیستم نیمه دائم،پوشش خاک به چگونگی کنترل علف های هرز و اداره ی مزرعه بستگی دارد.

در تعریف دیگر آمده خاکورزی جوی و پشته ای ،سیستم خاکورزی شامل سرزنی و کشت بر روی پشته های ساخته شده طی کاشت در سال زراعی قبل و با بکارگیری مجموعه ای از علف کش ها و حداقل شخم است.هزینه های حاصل از علف کشی ممکن است با بکارگیری یک سیستم علف کش نواری در طول یک ردیف وهمچنین بسته به نوع شخم بکارگفته شده جهت کنترل علف های هرز در مرز بین ردیف ها ،کاهش یابد.سرزنی(تمیز کردن ردیف ها) در حدود 1 تا 2 اینچ پائین تر از بالای پشته ها در زمان کاشت،بقایای گیاهی وبذر علف های هرز را به مرز بین ردیف ها هدایت می کند.به این وسیله محلی هموارو عاری از بقایای گیاهی جهت کار کارنده ها ایجاد می شود.در بعضی شرایط(چون خاکهای سنگین و رسی و یا پشته های خیلی کوتاه)بهتر است که عملیات سرزنی را حذف کردو کاشت را بدون انجام عملیات خاکورزی ودربالای پشته ها انجام داد.از آنجائیکه در این نوع خاکورزی پشته ها در سالهای متمادی ثابت باقی می مانند ، رفت وآمد بایستی کنترل شود.در اکثرمرز بین ردیف ها، اثر چرخی دیده نمی شود، بنابراین با گذشت زمان خاک بین ردیف هابعلاوه ی سطح ردیف ها کمتر دچار فشردگی می شوند.برخی از زارعان به این حقیقت که تولید در 5 سال اول استفاده از خاکورزی جوی و پشته ای به طور ثابت و یکنواخت افزایش می یابد معتقدند چراکه خاک این زمین های مزروعی در طی زمان بهبود یافته است.

چگونگی بکارگیری سیستم خاکورزی جوی و پشته ای در مزرعه:

خاکورزی جوی و پشته ای به طور کلی شامل مراحل زیر است:

·           کوددهی

·           کاشت با بکارگیری علف کش ها

·           شخم

·           شخم با وجود پشته ها

·           برداشت محصول

·           کنترل علف های هرز قبل از کاشت بوسیله ی علف کش

پس از انجام عملیات برداشت بقایای گیاهی تا زمان کاشت بر روی زمین با قی خواهد ماند.کارنده ها با کنار زدن بقایای گیاهی از سر راه خود و برش سطح رویی پشته ها ،بذرها را بر روی پشته ها قرار می دهند.پشته هانیز در طی آخرین شخم ،اصلاح می شوند.اغلب نواری از علف کش در طی کاشت بر روی پشته ها بکار برده می شود.با بکارگیری علف کش نواری دو شخم مورد استفاده قرار می گیرد:یکی جهت نرم کردن خاک و دیگری برای ایجاد پشته ها.یک شخم دیگر هم ممکن است نیاز باشد و آن در صورتی است که علف کش را در سطح مزرعه پخش کنیم.چراکه هدف اصلی از خاکورزی جوی و پشته ای ،شخم جهت کنترل علف هرز وبازسازی و شکل دهی پشته هاست.این سیستم به کشاورزان امکان کاهش هرچه بیشتر وابستگی به علف کش ها در مقایسه با خاکورزی معمولی (سطحی) و بی خاکورزی می دهد.

نگه داری و بقایای پشته ها در طی سالیان متمادی نیازمند پیاده کردن یک سیستم خاکورزی جوی و پشته ای موفق می باشد.لازم است که تجهیزات مورد استفاده پشته ها را به صورت دقیقی بازسازی کنند،بقایای محصولات را از روی پشته ها تمیز کنند.،بذرها را در مرکز پشته ها کشت کنند و یک بستر بذر با دوامی را ایجاد کنند.

کولتیواتورهای مورد استفاده دراین سیستم علاوه بر اینکه علف های هرز را از بین می برند،جوی و پشته ها را هم ایجاد می کنند.جهت انجام عملیات برداشت در مزارع جوی و پشته ای ،لازم است که کمباین ها مجهز به تایر های دولایه و بلند با عرض کم باشند.وجود این تایرها ،این قابلیت را به کمباین ها می دهد که به پشته ها آسیبی وارد نکنند.به طور مشابه ،بارکش ها و واگن های حمل بذر نیز نمی توانند به صورت تصادفی در مزرعه رفت وآ مد کنندچراکه بقای پشته ها در هر پروسه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

تصمیمات در خصوص کارهای مزرعه:

اگرچه هیچ فرمول مشخصی جهت خاکورزی جوی و پشته ای نوشته نشده است،ولی مراحلی برای شروع کار وجود دارد.برای شروع ، محصول مورد نظر خود را در بهار همچون کشت های معمولی بکارید.به یاد داشته باشید که ردیف ها برای سالهای متمادی در محل اولیه ی خود با قی خواهند ماند.بنابراین طرح مناسب و مورد نظر خود را انتخاب کنید. بسیاری از زارعان استفاده کننده از این نوع خاکورزی و یا فروشندگان تجهیزات این سیستم میتوانند شما را در طراحی سیستم یاری کنند.وقتی که محصول کاشته شد، شما به یک کولتیواتور جهت ساختن پشته ها برای کشت دوم نیاز دارید.اگر کولتیواتور موجود شماقادر به ساختن پشته ها و یا قابل تبدیل برای انجام این کار است،برای سال اول مشکلی وجود ندارد.به خاطر داشته باشید که کولتیواتور قادر به کنترل مقدار زیادی از بقایای گیاهی در سال های آینده نیز است.

رانندگی دقیق در طی شخم زنی یکی از نیازهای اساسی است.سیستم های راهنما جهت رانندگی دقیق بسیار مفید هستند،اما برای شروع خاکورزی جوی و پشته ای لازم نیستند.چنانچه نمی خواهید ازسیستم راهنما استفاده کنید فقط کمی آرام تر برانید (4 مایل درهر ثانیه). همواره سعی نداشته باشید که پشته های بزرگ بسازید چراکه این کار دو تا سه سال طول می کشدتا پشته ها به اندازه ی نهایی برسند.

Ridging wings که خاک را به جای اینکه پرتاب کنند به سمتی هدایت می کنند گزینه ی مناسبی هستند؛چرا که می توانند پشته هایی گرد بسازند که کشت در بهار سال بعد را آسانتر می کند.

در پاییز ، قبل از برداشت ، تلاش کنید هنگام بکار بردن کمباین و grain carts تایر آنها دربین پشته ها حرکت کند.برای شروع به تایر های دو لایه نیازی نیست،اما در صورتی که می خواهید خاکورزی جوی و پشته ای را دنبال کنید به این نوع تایر ها نیاز دارید.اگر به پشته ها برخورد کنید کاشت برروی آنها بسیار سخت خواهد شد

سال دوم:

برای شروع سال دوم کشت،به یک کارنده ی جوی و پشته ای نیاز است.در هنگام کاشت،بایستی روی پشته ها را از بقایای گیاهی و بذر علف هرز پاک کرد و این در حالی است که کارنده در حالت ثابت است.کارنده را هم می توانید خریداری کنید وهم می توان کارنده ی موجود در مزرعه را به کارنده ی جوی و پشته ای تبدیل کردکه این کار بهتر است زیرا می توان از این کارنده در مزارع شخم خورده با سیستم خاکورزی معمولی و سیستم بی خاکورز ی نیز استفاده کرد.ادوات بسیاری جهت تمیز کردن پشته ها وجود داردکه هزینه ی آنها از 500 تا 1200 دلار برای هر ردیف می باشد.کارنده همچنین بایستی قادر به بکارگیری علف کش چه بصورت پخشی و چه بصورت نواری باشد. کاشت در سال دوم به مراتب سخت تر می باشدچراکه بقایای گیاهی ازبرداشت سال قبل بر روی خاک وجود دارد.به همین منظور به یک کولتیواتور جهت قطع بقایای به جا مانده بر روی خاک و ساخت پشته ها نیاز دارید.

ساخت پشته ها :

معمولاَ پشته ها را با ارتفاع 6 تا 8 اینچ می سازند چرا که ممکن است در اثر تغییرات آب و هوایی و به مرور زمان تغییر شکل دهند و یا نشست کنند.در بهارپشته ها اغلب 4 تا 6 اینچ ارتفاع دارند.

گاهی برای حصول اطمینان در دوباره سازی پشته ها هنگام تغییر سیستم به سیستم خاکورزی جوی و پشته ای لازم است که کشاورزان از کولتیواتورهاو کارنده های بزرگتر استفاده کنند.

پشته ها به ندرت با ردیف های با پهنای کمتر از 30 اینچ ساخته می شوند.ردیف های پهن تر این امکان را فراهم می کنند تا پشته ها ی بلند تر و مسطح تری داشته باشیم.پشته هایی که سطح رویی آنها تقریباَ صاف ، مسطح و یا مقداری گرد و پهن هستند مشکلات کمتری را در هنگام کارکارنده ها ایجاد می کنند. همچنین در ردیف های پهن تر می توان از تایرهای پهن تری برای کمباین ها واغلب ماشین های سنگین استفاده کرد.

پشته ها معمولاَبعد از برداشت محصول سال اول ساخته می شوند و این کار زمانی بهتر انجام می شود که بقایای گیاهی کمتری در سطح خاک موجود باشد. بقایای گیاهی زیاد مثل ساقه های ذرت یا سورگوم(ذرت خوشه ای) بایستی خرد شوند.

ادوات مورد استفاده در خاکورزی جوی و پشته ای:

کولتیواتورهای مورد استفاده جهت ساخت پشته ها بایستی سنگین و قوی باشند.در حال حاضر شرکت های بسیاری کولتیواتورهای مخصوص خاکورزی جوی و پشته ای را بفروش می رسانند.همچنین می توان از این ماشین هادر نجات محصولات کشت شده بصورت ردیفی و با سیستم بی خاکورزی و هنگامی که کنترل شیمیایی علف های هرز نا مناسب است استفاده کرد.

یک کولتیواتور معمولی و مورد استفاده در خاکورزی جوی و پشته ای دارای یک پیش بر جهت قطع بقایای گیاهی است.یک بشقاب مرزکش در هر ردیف و یک پنجه غازی بزرگ در مرز بین هر ردیف قرار دارد که پیش بر به دنبال آنها حرکت می کند.شیار کش هایی برای انجام اقدامات لازم در ساخت پشته ها ، اغلب در ساخت پنجه غازی قرار دارد.

شیوه ی معمول کار بدین صورت است که بایستی بشقاب های مرزکش نزدیک به ردیف ها تنظیم شوند بطوریکه بتوانند خاک را در شخم اول کنار بزنند.پنجه غازی نیز به طور معمول در شخم اول که ریشه های کمی در مرز بین ردیف ها رشد کرده اند به صورت عمیق تنظیم می شود.در طول انجام شخم دوم، مرزکش ها برای ریختن خاک به سمت ردیف ها تنظیم شده اند وridging wings نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرند.

همواره بایستی بشقاب های مرز کش خاک را کنار زده و یک ردیف با نوک تیز بسازند. در خاکهای مرطوب و سنگین بشقاب های مرزکش می توانند خاک را تا فواصل دور کنار بزنند. در بسیاری از شرایط ridging wings ، پشته های مرغوبی با یک سطح تقریباَ صاف و یا گرد درست می کنند که این نوع پشته ها برای حمل کارنده ها مناسب تر از پشته های نوک تیز است.

تجهیزات سرزنی پشته ها:

سه وسیله عمده جهت سرزنی پشته ها مورد استفاده قرار می گیرد.یکی از کاربردی ترین این وسیله ها پنجه غازی پهن و مسطح است.دراکثر موارد یک پنجه غازی به همراه یک پیش بر به منظور قطع بقایای گیاهی به کار برده می شود.

یکی دیگر از وسایل سرزنی (تمیز کردن پشته ها) دیسک افقی است که براحتی می تواند بچرخد.با چرخش دیسک، اضافات سطحی کمتر روی دیسک جمع می شوند در نتیجه سایش دیسک در همه نقاط مساوی خواهد بود.

سومین وسیله شامل جوی و پشته ساز بشقابی و دو دیسک عمودی می باشد که پشت به پشت هم سوار شده اند و خاک و بقایای گیاهی بین مرزها را کنار می زند.گاهی ممکن است دیسک ها مسطح یا کنگره دار باشند.دیسک های کنگره دار بهتر در اضافات گیاهی می گردند به خصوص در عمق های کمتر.برای جلوگیری از کشش جانبی کارنده ، بایستی تعداد مساوی جوی و پشته ساز که هم در راست و هم در چپ دارای دیسک هستند داشته باشیم.

سایر وسیله ها جهت تمیز کردن پشته ها شامل خاکورز دوار ، دیسک های زویه دار(offset) ، mulch treaders می باشد.ادوات مذکور می توانند هم بصورت tandem و هم بصورت جداگانه در کنار کارنده ها کار کنند.

تمیزکن ردیفی در عمق های زیاد کاربردی ندارد.در بعضی از شرایط عمق های کمتر از 1 اینچ کافی است ولی تحت هر شرایطی ،عمق 1تا 2 اینچ لازم و ضروری است.معمولاَ عمق کار بایستی تا حدی باشد که بتواند خاک خشک و بقایای گیاهی را کنار بزند امّا به اندازه ای نیز عمیق نباشد که کاشت در خاک بیش از حد مرطوب انجام شود و یا تجمع انبوه ریشه ها را از بین ببرد.

ردیف های سرزنی شده بایستی به حد کافی بالاتر از شیارهای شخم اصلی باشند(ترجیحاَ 5-3 اینچ بالاتر) و در بالا به مقدار ناچیزی گرد باشد که در این صورت آب به خاک کناره های ردیف نفوذ کرده و درنتیجه آب در یک محل جمع ویا از روی ردیف جاری نمی شود.محل مسطح شده بایستی به اندازه ی کافی پهن باشد تا چرخ میزان کارنده ها بر روی بقایای گیاهی و یا کلوخه ها حرکت نکند.این پهنا معمولاَ10 تا 12 اینچ می باشد.

از بین بردن توده های ریشه باعث بروز مشکلاتی در کنترل عمق ،تماس خاک با بذر و کشت محصول در آینده می شود.این توده های ریشه ای در اثر چرخ میزان کارنده هاوایجاد عمق نابرابر از خاک بیرون آیند. با بیرون آمدن ریشه ها از خاک یک فضای خالی در خاک بوجود می آید که در نتیجه ی آن کارنده ها نمی توانند براحتی بروی خاک قرار گیرند ونیز بذرهایی را که در درون این چاله قرار گرفته اند به خوبی پوشش نمی دهند و در هنگام شخم نیز ، ریشه ها ممکن است کولتیواتور را متوقف کنند و خود به سمت ردیف ها هدایت شوند و مزاحم رشد محصولات شده و انجام عملیات برداشت را متوقف کنند.

روش های بسیاری جهت اتصال ادوات تمیز کن ردیف ها و کنترل عمق آنها وجود دارد.آنهایی که به قاب بذرکار متصل می شوند و عمق را مستقل از واحدهای کارنده کنترل می کنند، عمق ثابتی را ایجاد می کنند. آن دسته ای که به طور مستقیم بر روی کارنده سوارمی شوند وبه چگونگی کار چرخ میزان بستگی دارند معمولاَدر عمق ثابتی کار می کنند.در واحدهایی که بطور موازی بین قاب بذرکار و قسمت های مختلف کارنده سوار می شوند ، توازنی بین میزان هزینه و کارکرد برقرار می شود.

ادوات ثابت کارنده:

لزوم استفاده از ادوات ثابت کارنده بخصوص کارنده های کشیدنی از آن جائی ناشی می شود که با بکارگیری این ادوات عرض ردیف ها و پشته ها کاهش می یابد ، در صورتیکه در مقابل شیب کناری و خمیدگی ردیف ها ا فزایش می یابد.

پیش برها از کم هزینه ترین ادوات ثابت در دسترس هستند.پیش برها می توانند مجموعه ای ادوات ثابت و ادوات برش بقایا ی گیاهی و یا به عنوان یک وسیله ثابت جداگانه به کار گرفته شوند.پیش برها باعث می شوند که کو لتیواتور در یک خط صاف حرکت کند،کارنده را از یک ردیف دارای خمیدگی خارج می کنند و کار را برای برگشت کارنده وقتی یکبار از پشته بیرون آمده سخت می کنند.

سایر وسیله دارای چرخ های مخروطی هستند که درون شیارها حرکت می کنند و نیز چرخ های زاویه داری دارندکه بر کناره های پشته حرکت می کنند.این ادوات اغلب به صورت جفتی کاربرد دارند.

چرخ های زاویه دار معمولاَ بر روی هر پشته بصورت جداگانه کار می کنند به خصوص به عنوان چرخ میزان در ادوات تمیز کننده ی ردیف عمل می کنند.هرکدام از این وسایل بایستی قسمتی از وزن کارنده را برای بالا بردن عملکرد و کاهش لغزش در هنگام کار تحمل کنند.

مجمو عه ای از سرزن ثابت و یک جفت چرخ زاویه دار ارزشی در حدود 500 دلاربرای هر ردیف دارد در نتیجه با توجه به اینکه در هر ردیف یک واحد از این مجموعه نیاز است در یک مجموعه ی 6 ردیفه قیمت تمام شده برابر 3000 دلار می شود.

کمباین ها و دروگرها:

یکی از مشکلاتی که پیش روی استفاده کنندگان از کمباین های بزرگ وجود دارد این است که  بایستی تایر های کمباین را خارج از محدوده ی پشته ها قرار دهند تا هم شکل پشته ها حفظ شود و هم خاک پشته ها دچار فشردگی نشود.عریض ترین تایر های موجود برای ردیف های 30 اینچی ،8/20و برای ردیف های 36 اینچی 5/24 می باشد.وجود پشته هایی با خاک فشرده موجب کاهش 10 درصدی بازده ردیف ها می شود.

تبدیل تجهیزات:

اخیراَ کشاورزان تمایل زیادی جهت پیاده کردن خاکورزی جوی و پشته ای در مزارع خود نشان داده اند.اگرچه تعداد زیادی از کشاورزان به دلیل تنوع در تجهیزات و هزینه های قابل توجه جهت تبدیل آنها به ادوات قابل استفاده در این نوع خاکورزی،مخالف انجام این سیستم هستند.از جمله ی این هزینه ها عبارتند از:اصلاح و تبدیل کارنده ها ،کولتیواتور های سنگین کار،سیستم راهنماو تایر های دو لایه ی کمباین ها ،grain carts.علی رغم اینکه وجود تمام موارد مذکور برای انجام این سیستم لازم است ،امّا برای شروع خاکورزی جوی و پشته ای ،تأمین تمام آنها لازم و ضروری نیست.بسته به تجهیزات فعلی زارع وshop skills  ،پیاده کردن این سیستم آن چنان که انتظار می رود هزینه بردار نیست.با داشتن تنها 20000دلار می توان یک کولتیواتور جوی و پشته ای و سایر ادوات لازم جهت تبدیل یک کارنده جدید را خریداری کرد. اگر یک کولتیواتور سنگین کار قابل تبدیل داشته باشیم در این صورت می توانیم ادوات ارزانتری را انتخاب کنیم که در این صورت قیمت تمام شده ی این ماشین هابه 12000-10000 دلار کاهش می یابد.

مزایا و معایب سیستم خاکورزی جوی و پشته ای:

مزایا ی این سیستم شامل موارد زیر می باشد:

·                در مقایسه با سیستم بی خاکورزی این سیستم میزان هزینه های شیمیای را کاهش می دهد چراکه علف کش ها بصورت نواری بکار می روند و در صورت نیاز شدید است که از مقدار زیاد علف کش استفاده می شود.

·                قدرت تجهیزات و ماشین های مورد استفاده در این سیستم در مقایسه با خاکورزی معمولی کمتر بوده درنتیجه می توان از تراکتورهای کوچکتر جهت تأمین این قدرت استفاده کردو نیز تراکم ذرات خاک اطراف ریشه کمترشده وtraffic lanes کنترل می شود.

·                از آن جائیکه خاکورزی جوی وپشته ای مقدار زیادی از بقایای محصول را برروی زمین باقی می گذارد باعث می شود که از فرسایش و آبشویی خاک تا حد زیادی جلو گیری شود.

·                کاهش هزینه ی نهاده ها ومحصول دهی ثابت باعث شده که این سیستم یک جایگزین مفید و سود آور برای سایر سیستم ها باشد.

·                در این نوع خاکورزی خاک سریعتر گرم می شود.

·                در صورتیکه پشته ها به موازات خط تراز ساخته شوند ، محل مناسبی جهت ذخیره رطوبت در مناطق نسبتاَ کم آب هستند.آب حاصل از بارندگی که در جوی ها می ریزد  ، به جای آنکه با آبشویی خارج شود ، در خاک نفوذ پیدا می کند. این نفوذ می تواند با ایجاد آب بند هایی در جوی هابه فواصل 1 تا 3 متری افزایش یابد.

·    هنگامی که جوی و پشته ها دارای شیب ملایمی هستند ،رطوبت اضافی خاک هایی را که از نظر زهکشی مناسب نیستند و یا در مناطق مرطوب و خیلی مرطوب قرار دارند خارج می کند.در این روش ، زهکشی وخارج کردن رطوبت اضافی از طریق حرکت جانبی و سطحی آب از روی پشته ها به طرف جوی ها صورت می گیرد.

·    کاشتن برروی پشته ها نیز موجب افزایش ناحیه ی رشد ریشه بر روی لایه نفوذ پذیر یا سطح ایستابی آب می شود، که این خود باعث جوانه زنی بهتر و رشد عمیق تر ریشه می شود.

·    این سیستم جهت استفاده در ورتی سول ها( خاکهای آلی )  و سایر خاکهای رسی که با مشکل زهکشی مواجه هستند مفید می باشد.

·    خاک روی پشته ها فشرده نمی شود.

·     نرم شدن خاک روی پشته ها شرایط بهتری را جهت رشد و جوانه زنی مهیا می کند.

·    سیستم جوی و پشته ای این امکان را می دهد تا بتوان محصولات مختلف رشد کرده در جوی هاوبر روی پشته ها را همزمان برداشت کرد.

·    کاهش مصرف سوخت ، نیروی کار ،هزینه های ماشین (در مقایسه با خاکورزی معمولی)

·    هزینه های علف کش در مقایسه با سیستم بی خاکورزی و سایر سیستم های خاکورزی محافظتی که در آنها شخم و سایر عملیات خاکورزی انجام نمی شود کاهش می یابد.

·    امکان کشت زود هنگام را در زمین های مسطح و دارای زهکش فقیر میسر می سازد.پشته ها در این سیستم زودتر از سایر سیستم ها آماده می شوند.(نیروی جاذبه، آب و بقایای گیاهی را از پشته ها به سوی شیارها حرکت می دهد.)

·    عملکرد بهتری در صورت استفاده از آبیاری شیاری خواهد داشت.

معایب و محدودیت های این سیستم نیز شامل موارد زیر می باشد:

·                از این سیستم در کاشت بذر هایی که به ردیف های با پهنای کمتر نیاز دارند نمی توان استفاده کرد چرا که ایجاد و نگهداری پشته هایی که پهنای آنها از 30 اینچ کمتر هستند میسر نیست.

·                این سیستم خاکورزی برای بعضی از انواع خاکها نامناسب می باشد.

·                در سیستمی که پشته هاهرساله بازسازی می شوند ،پوشش نازکی از بقایای گیاهی بر روی خاک باقی می ماند و نتیجتاَ احتمال ایجاد لایه ی سخت و همچنین فرسایش آبی افزایش می یابد.

·                این سیستم برای شیب های بیشتر از هفت درصد به دلیل اینکه احتمال جمع شدن آب اضافی در جوی ها  افزایش می یابد ، مناسب نیست.چراکه انباشت آب اضافی در جوی ها موجب فرو ریختن و یا سر ریز شدن آب از روی پشته ها می شود.

·                در این سیستم برای ساخت پشته ها با دست به نیروی کار زیاد و در صورت استفاده از نیروی کششی حیوانات وسیستم مکانیزه به زمان بیشتر نیاز است.

·                این سیستم به صرف زمان بیشتری جهت ترمیم و نگه داری جوی و پشته ها نیاز دارد.

·                در پشته های نیمه دائم ، تنها محصولاتی را می توان کشت مکانیزه کرد که فواصل پشته های آنها یکسان باشد.

·                خاک بعد از انجام عملیات بازسازی روی پشته ها و یا پس از انجام شخم جهت کنترل علف های هرز ،مستعد فرسایش می شود.

·                محدودیت در تناوب کشت گندم و سایر محصولات ردیفی وجود دارد.(تنها تعداد کمی از تولید کنندگان توانسته اند گندم را بر روی جوی و پشته ها یی با سیستم بی خاکورزی کشت کنند.)

·                هزینه های نیروی کار و سوخت و تجهیزات در مقابل سیستم بی خاکورزی افزایش می یابد.در سیستم خاکورزی جوی و پشته ها به کولتیواتورهای سنگین و گران قیمت جهت بازسازی ردیف ها در هر سال نیاز است.

·                در صورتی که شیار ها شیب معکوس داشته با شند آب جمع شده و مشکلات زهکشی بوجود می آید.

·                کار با کارنده ها بر روی پشته هایی که بر روی خمیدگی و دامنه های دارای سراشیبی  احداث می شود سخت و دشوار است.

·                با نصب تعدادی ادوات بر روی ادوات قبلی جهت قابل استفاده کردن آنها در این سیستم هزینه های اضافی رابایستی متحمل شد.

·                تمامی تجهیزات شامل کمباین ها ، grain carts و fertilizer carts بایستی مجهز به سیستمی باشند که بتوانند تایر ها را در شیارها نگه داشته و پشته ها را فشرده نکنند.

·                کشت در بالا و پایین شیب های تند و طولانی باعث افزایش فرسایش در مقایسه با سایر سیستم ها به خصوص سیستم بی خاکورزی می شود.عموماَ ، شیارها نباید شیبی بیشتر از3 تا 4 در صد داشته باشند که این میزان شیب بستگی به طول شیب و میزان و نوع بقایای گیاهی دارد.

·                جهت بالا بردن عملکرد در این سیستم به مدیریت بهتر نیاز است.مکان و میزان پخش کود،علف کش و ضد آفت ها نسبت به پروسه های قبلی متغیر است.

مصرف بهینه کود، گامی در جهت خودکفایی برنج

 مقدمه
برنج (Oryza sativa L.)، بعد از گندم مهمترین محصول زراعی و غذای بیش از نیمی از مردم جهان است (15). سطح زیر کشت برنج بعد از گندم بوده ولی از نظر کالری تولیدی از سایر غلات بیشتر می باشد (17). استان مازندران با 237 هزار هکتار سطح زیر کشت برنج، مقام اول را در کشور به خود اختصاص داده است. این اراضی با 5/4 تن شلتوک در هکتار 44 درصد از کل تولید کشور را دارا می باشند. ارقام محلی 136 هزار هکتار و ارقام پرمحصول 101 هزار هکتار از اراضی را به خود اختصاص داده که عمدتاً طارم و ندا می باشد (15). نیاز ارقام مختلف برنج به عناصر غذایی متنوع بوده و با کم و بیش تفاوتهایی به بیش از 16 عنصر غذایی نیازمند است. لذا با عنایت به توان پتانسیل حاصلخیزی خاکهای شالیزاری، کسری این عناصر به نسبتی که مورد نیاز برنج می باشد بایستی در اختیار گیاه برنج گذاشته شود (17).
در ایران نیز مانند بسیاری از کشورهای در حال پیشرفت که با افزایش جمعیت مواجه اند ضرورت دارد که به توسعه بخش کشاورزی بیش از پیش توجه شود زیرا بایستی برای تأمین مواد غذائی و ارتقاء کیفیت آنها، ظرفیت تولید تا حد قابل توجهی افزایش یابد. این امر پس از بهبود و ارتقاء امر سرمایه گذاری در بخش کشاورزی با اصلاح روشهای به نژادی و به زراعی و استفاده از نهاده های کشاورزی امکان پذیر است. دستیابی به افزایش بازدهی به روشهای مختلف امکان پذیر می گردد که ساده ترین راه آن استفاده بهینه از کودها در خاک می باشد (16). به عبارت دیگر مصرف بهینه کود به عنوان یکی از عوامل محدود کننده، نقش کلیدی در افزایش عملکرد برنج ایفاء می کند (17).
علی رغم آن که استفاده از کودهای شیمیائی در سه دهه گذشته مؤفقیت های چشمگیری را در افزایش محصولات کشاورزی مخصوصاً برنج داشته ولی، به دلیل عدم رعایت مصرف بهینه کود و نیز عدم توجه به مسائل زیست محیطی، تداوم مصرف نامتعادل کودها اثرات تخریبی بر جای گذاشته است که از جمله این اثرات سوء، تجمع نیترات در آبهای زیرزمینی و تجمع کادمیم در خاکهای شالیزاری و دانه برنج می باشد (16).
بررسی میانگین مصرف کودهای شیمیائی در جهان نشان می دهد که نسبت مصرف نیتروژن (N)، فسفر (P2O5) و پتاسیم (K2O) به ترتیب برابر 100، 50 و 40 می باشد در حالی که این نسبت در ایران در سال 70، برابر 100، 110 و 3 بوده و در سال 78 در اثر تلاش برای بهینه سازی مصرف کود به 100، 50، 20 بعلاوه 2 درصد کودهای محتوی عناصر ریزمغذی تغییر یافته است. از طرفی میانگین مصرف کودهای اوره و فسفات در اوایل دهه 70 به ترتیب برای استان مازندران 117 و 155 و برای استان گیلان 131 و 80 کیلوگرم در هکتار در اراضی شالیزار برآورد شده است (17).
ارقام ذکر شده بیانگر این است که در ایران مصرف نامتعادل کودهای شیمیائی و عدم استفاده بهینه از آنها به دلیل رایج نبودن آزمون خاک و تجزیه گیاه از عواملی هستند که در آلودگی محیط زیست نقش دارند (16). با توجه به مراتب فوق، تمرکز بر افزایش تولید در واحد سطح مهمترین راهبرد کشور در امر کشاورزی می باشد تا کلیه عوامل مؤثر در تولید بکار گرفته شود. در بیانیه جهانی غذا، حاصلخیزی خاک به عنوان کلید امنیت غذایی و کشاورزی پایدار عنوان گردیده و مطالعات فائو و محققین مؤسسه تحقیقات خاک و آب نشان داده است که در برنامه کودی تا 60 درصد افزایش تولید در اثر مصرف بهینه کود بوده است (3 و 6). لیکن در کنار تجربه های حاصله برای تحقق پایداری حاصلخیزی خاک و مصرف بهینه کود، از هم اکنون بایستی تدابیری اندیشیده شود تا در آینده بتوان ضمن حفظ محیط زیست و پایداری تولیدات کشاورزی، نیاز غذایی جمعیت رو به افزایش را بطور کمی و کیفی تأمین نمود (3، 6 و 7). با رعایت اصول صحیح مصرف کود می توان به افزایش عملکرد در واحد سطح، بهبود کیفیت، غنی سازی، تولید بذرهای قوی از نظر جوانه زنی و رشد اولیه برنج، افزایش استحکام و در نتیجه کاهش مصرف سموم شیمیائی، افزایش مقاومت برنج در برابر آفات و بیماریها، زودرسی برنج، کاهش آلودگی منابع آبی و خاکی و بهبود سطح سلامت جامعه دست یافت (17).
اثرات اقتصادی مصرف کود
کود یکی از مهمترین عوامل تولید محصول برنج است. استفاده از کود از سال 1900 میلادی به بعد، موجب افزایش محصول در جهان گردیده و کشور ژاپن از جمله کشورهایی است که از کود نهایت استفاده را می نماید. کود قادر است به میزان محصول بیفزاید ولی این افزایش محصول تابع عواملی از قبیل نحوه مصرف کود، مقدار مصرف، شرایط اقلیمی و اکولوژیکی خواهد بود. همانطور که کود باعث بالا رفتن میزان محصول می شود ولی استفاده بیش از اندازه توصیه شده و نیز کاشت ارقامی که پاسخ مثبت به معرفی کود نمی دهند، هر کدام از این عوامل به ترتیب 20 تا 50 درصد و 20 تا 40 درصد می تواند در کاهش محصول مؤثر باشند (1).
در برنجکاریهای مازندران در شرایط معین و متداول سایر عوامل (نوع رقم، مقدار آب، ... ) افزایش تولید ناشی از مصرف کود می تواند طیفی از صفر تا 100 درصد را شامل گردد. دو نکته مهم در مصرف کود که باید مورد توجه قرار گیرد مصرف مقادیر مناسب کود بر اساس درجه حاصلخیزی خاک و مصرف متعاذل کود می باشد (10). به عبارت دیگر مصرف بهینه کود در گرو مصرف کارآمد (دارای راندمان بالای استفاده از کود) و مصرف متعادل (تأمین نیاز تمامی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه) آن می باشد (6). بنابراین با تنظیم مقدار مصرف کود بر اساس نیاز گیاه (نوع رقم)، آزمون خاک و افزایش راندمان مصرف کود (کاهش مصرف کودهای شیمیائی) بدون کاهش عملکرد در واحد سطح می توان در کل هزینه تولید، صرفه جوئی نمود.
عناصر غذائی مورد نیاز برنج
برنج برای رشد و نمو نیاز به کربن، اکسیژن، هیدروژن، ازت، فسفر، پتاس، گوگرد، کلسیم، منیزیم، منگنز، روی، آهن، مس، بر، کلر، سیلیس و ... دارد. سه عنصر کربن، اکسیژن و هیدروژن از طریق آب و هوا تأمین می گردد و عناصر معدنی دیگر از طریق خاک توسط گیاه جذب شده و به مصرف می رسد که غالباً مقادیر جذب شده از خاک برای رشد مناسب گیاه کافی نبوده و به همین منظور باید از کود استفاده شود (7). از بین عواملی که در تولید مؤثرند، افزایش عملکرد ناشی از مصرف کود بطور متوسط حدود 25 درصد می باشد و این نشان دهنده اهمیت فراوان کود در افزایش تولید برنج است (10).

1- عناصر غذائی پرمصرف1-1- ازت و نقش آن در برنج
ازت پرمصرف ترین عنصر مورد نیاز برنج است (10). بعلاوه این عنصر مهمترین نهاده تولید و محدود کننده ترین عنصر غذائی در تولید برنج در گستره جهانی محسوب می شود (12). به ازای تولید هر تن دانه (شلتوک) بایستی 20 کیلوگرم ازت جذب گیاه شده باشد (10)، از طرفی نیاز برنج به دیگر عناصر غذائی پرمصرف (ماکرو) عمدتاً به عرضه و فراهمی ازت بستگی دارد (23). هنگامی که ازت کافی در اختیار گیاه قرار گیرد، نیاز به دیگر عناصر غذائی اصلی مثل فسفر و پتاسیم افزایش می یابد (20). این عنصر به رشد سریع گیاه (افزایش ارتفاع و تعداد پنجه)، افزایش اندازه برگ، تعداد دانه در خوشه، درصد دانه های پر در هر خوشه، مقدار پروتئین دانه (20) و وزن هزار دانه (10) کمک می نماید. بنابراین ازت تمامی مشخصه های مؤثر بر عملکرد را تحت تأثیر قرار می دهد (20).
افزایش راندمان کود ازته
یکی از تنگناهای کلیدی در مدیریت مصرف کودها در همه محصولات زراعی و از جمله برنج با سیستم آبیاری ویژه (غرقاب دائم) راندمان مصرف پائین عناصر غذایی بویژه ازت می باشد (12). در ایران کود اوره، یکی از منابع مهم تأمین ازت برنج به حساب می آید و در شالیزارهای مازندران، مقدار مصرف این کود حدود 74 هزار تن می باشد. برای کاهش هزینه تولید شایسته است که اقداماتی در راستای افزایش راندمان مصرف صورت گیرد که در همین راستا می توان گامی در جهت کاهش آلودگی محیط زیست نیز برداشت (17).

تحقیقات نشان داده است که تلفات ازت در برنج توسط آبهای زیرزمینی، روان آب سطحی، نیترات شویی و عمدتاً از طریق تصعید نیترات (NH3) اتفاق می افتد (17) و این امر موجب کاهش راندمان مصرف ازته در برنج می شود بطوریکه بیشتر کود اوره مصرف شده در خاکهای شالیزاری از دسترس گیاه خارج شده و در بهترین شرایط مدیریت مصرف، راندمان مصرف آن حداکثر تا حدود 40 درصد می رسد (12).

در اینجا به چند روش جهت افزایش راندمان مصرف کود ازته و کاهش تلفات آن اشاره می گردد:
1- همزمان کردن عرضه ازت قابل جذب خاک و کود مصرف شده با نیاز ازته محصول، تطبیق زمان عرضه ازت با زمان نیاز گیاه به ازت باعث حداکثر شدن راندمان مصرف این عنصر و کاهش آلودگی نیتراتی منابع آب می شود (21). در حال حاضر بسیاری از شالیکاران کودهای ازته را به یکباره قبل از کاشت و یا در فواصل زمانی ثابت بدون در نظر گرفتن نوع رقم (به خصوص از نظر طول دوره رویش) و تغییرات فصلی (شرایط آب و هوایی) مصرف می کنند که عمدتاً مصادف با مراحل حساس فیزیولوژیکی رشد گیاه نیست. با در نظر گرفتن تمامی نکات فوق ممکن است کشاورزان کود ازته را بسیار زودتر، هنگامی که گیاه به آن نیاز ندارد و یا بسیار دیرتر، از زمانی که گیاه به آن نیاز دارد، مصرف کنند (12). با توجه به موارد ذکر شده، بهترین کود نیتروژنی برای شالیزارهای کشور با عنایت به حجم بالای آب مصرفی، اوره با پوشش گوگردی (Sulfur Coated Urea ) است. آزادسازی نیتروژن از این کود خیلی کند و بطئی بوده به نحوی که اگر این کود در داخل آب نگهداری شود، طی 7 روز کمتر از 25 درصد نیتروژن موجود در آن آزاد می گردد بنابراین بازیافت این کود توسط بوته های برنج افزایش یافته و آلودگی آبهای زیرزمینی به نیترات نیز به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد (14).
2- تعیین فرمول کودی ازته برای ارقام مختلف برنج بر حسب ظرفیت تأمین ازته خاک و تنظیم تقسیط کود ازته بر اساس ظرفیت تأمین ازته خاک، بطور کلی مصرف تقسیطی کودهای ازته برای افزایش راندمان آن بخصوص در شرایط شالیزاری یکی از روشهای افزایش راندمان مصرف کود ازته می باشد (12). تحقیقات نشان می دهد که تقسیط 200 کیلوگرم اوره در هکتار با تقسیط در 4-3 مرحله برای ارقام پرمحصول عملکرد بیشتری نسبت به مصرف 300 کیلوگرم اوره در هکتارخواهد داشت (فلاح و هاشمی، 1382). بعلاوه مصرف دو سوم ازت توصیه شده در مرحله نشاء کاری و یک سوم باقیمانده در مرحله غلاف دهی، راندمان بازیافت ازت بالاتری (51 درصد) در مقایسه با مصرف تمامی کود ازته در مرحله نشاء کاری (38 درصد) یا مصرف سرک کود ازته در مرحله پنجه زنی (32 درصد) داشته است (12).
3- استفاده از راهبردهای مبتنی بر گیاه که بر ارزیابی مداوم وضعیت ازت محصول برنج تکیه می کند.
4- استفاده از فن آوری جدید کلروفیل متر و نمودار رنگ برگ (چارت LCC) که در مراحل بخصوصی (پنجه زنی تا ظهور سنبله) می توان از این وسایل برای پیش بینی زمان مصرف ازت استفاده نمود (شکل 1).

 

 

شکل1- دستگاه کلروفیل متر جهت پیش بینی زمان مصرف کود ازته

 5- قرار دادن کود بطور عمقی در خاک، تحقیقات نشان داده است وقتی که کود اوره بطور مستقیم در آب شالیزار مصرف می شود دارای بالاترین تلفات است اما اگر کود بطور عمقی در خاک قرار گیرد مقدار تلفات آن کاهش می یابد (25). نتایج پژوهش های دیگر نشان می دهد که اگر کود اوره قبل از نشاء کاری به زمین داده و با خاک مخلوط گردد، مقدار تلفات آن 13 درصد کود مصرفی است در حالیکه اگر 2 یا 3 هفته پس از نشاء کاری کود اوره در داخل آب غرقاب بطور مستقیم پاشیده شود تلفات آن تا 47 درصد افزایش می یابد (24)

افزایش راندمان کود ازته با مصرف کودهای کندرهایکی از روشها برای افزایش بازیافت کودهای ازته در شرایط غرقاب، تغییر مواد محلول به گونه ای است که آزادسازی مواد غذایی آنها در محلول خاک کند شود (11). کودهای کندرها از جمله کودهایی هستند که این قابلیت را داشته و مواد غذایی قابل جذب خود را به آهستگی به دورن محلول خاک آزاد می کنند. این کودها در شرایط مختلف و برای گیاهان مختلف تأثیر متفاوتی دارند. در شالیزارها هر چه سرعت آزادسازی نیتروژن در کودهای نیتروژنی کندرها پائین تر باشد، مناسب تر است. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد کود اوره با پوشش گوگردی (SCU) یکی از این کودها می باشد (11). این کود دارای 36 درصد ازت و 17-15 درصد گوگرد است و به دلیل اینکه بوسیله گوگرد با تکنیک ویژه ای پوشش داده شده از قابلیت حل شدن تدریجی برخوردار است (10). با آزمایشات انجام شده در مازندران ثابت گردیده که در صورت استفاده از این کود می توان حدود 25 درصد در مصرف عنصر ازت (در مقایسه با اوره معمولی) صرفه جوئی نمود. از طرفی باید اذعان نمود که هزینه تولید این کود در مقایسه با اوره معمولی حدود 30 درصد گران تر می باشد. از آنجائیکی کاهش تلفات ازت با مصرف کود SCU از دیدگاه محیط زیستی نیز مهم است، لذا کود SCU یک کود بسیار مناسب به عنوان جانشین کود اوره معمولی در شالیزار مطرح می باشد (10).

افزایش راندمان کود ازته از طریق مصرف کودهای بیولوژیک نیتروژنه
تأمین نیتروژن برای محصول از طریق منابع آلی که به تدریج تجزیه می شود و نیتروژن را در اختیار گیاه قرا رمی دهد، دیدگاه آرمانی را ترسیم می کند که تلاش در این جهت گامهای اساسی به سوی تولید پایدار تلقی می شود. در صورتی که متوسط مصرف اوره در شالیزارها در شرایط فعلی 150 کیلوگرم در نظر گرفته شود و با فرض اینکه 60 درصد کود ازته مصرفی دستخوش تلفات شود، ارزش ریالی این تلفات در سطح کشور که در کار آلوده سازی محیط هستند رقمی 40 میلیارد در سال است (18). این در حالی است که اگر تنها استفاده از کودهای بیولوژیک بتواند 10 درصد از مصرف کودهای نیتروژنی را کاهش دهد ارزش ریالی آن معادل 40 میلیارد ریال در سال خواهد بود. در نتیجه هر گونه سرمایه گذاری در تحقیقات مربوط به تثبیت بیولوژیک از نظر اقتصادی و زیست محیطی توجیه پذیر خواهد بود.
بطور کلی مصرف کودهای بیولوژیک در برنج باعث افزایش قدرت پنجه زنی، افزایش حجم ریشه، افزایش ضخامت و طول ساقه ها و افزایش تعداد دانه در خوشه می گردد. یکی از کودهای بیولوژیک نیتروژنه که در زراعت برنج مصرف می شود نیتروکسین (ازتوباکتر مایع) می باشد که در سال جاری در اختیار کشاورزان قرار گرفت و خوشبختانه اثرات مثبت آن، نظر کشاورزان را به خود جلب نمود. امید است با استقبال از مصرف کودهای بیولوژیک توسط شالیکاران، گامی بلند در جهت خودکفایی برنج برداشته شود.
صرفه جوئی در مصرف کود ازته با کشت شبدر برسیم
در اراضی شالیزاری مازندران که اقدام به کشت شبدر برسیم می گردد، پس از برداشت دو چین، مقدار ازتی که در ریشه های شبدر از طریق تثبیت بیولوژیکی ازت بصورت همزیست تولید می شود معادل 100 کیلوگرم اوره در هکتار است. لذا در چنین زمین هائی باید این 100 کیلوگرم اوره تثبیت شده را از کل مصرف اوره لازم کسر نمود. در صورت استفاده محصول شبدر به عنوان کود سبز باید در مقدار مصرف آن دقت و محاسبه لازم را انجام داد. بدین معنی که علوفه شبدر بطور متوسط دارای 3 درصد ازت بر اساس وزن خشک آن می باشد. علوفه تر شبدر حدود 80 درصد رطوبت داشته و 20 درصد آن وزن خشک آن محسوب می گردد. ضمن لحاظ نمودن این محاسبات بایستی دقت شود که علوفه شبدر حداقل 15 روز قبل از نشاءکاری به زیر خاک شده و با خاک مخلوط شود (10). در کشت رقم فعلی طارم پس از کف بر کردن شبدر و یا کاملاً چرانیدن آن توسط گوسفند نیازی به مصرف کود اوره نبودی و در کشت ارقام پرمحصول باید در مصرف اوره 100 کیلوگرم صرفه جوئی نمود (7).

ازت و خطر خوابیدگی (ورس) در رقم محلی طارم
در ایجاد خطر خوابیدگی (ورس) رقم طارم دو عامل نقش عمده و اساسی را به عهده دارند:
- ساختار ژنتیکی رقم طارم (پابلندی با پنجه های کم)
- تغذیه ازت، تأثیر ازت در پدیده خوابیدگی در اثر مصرف متابولیکی کربن اسکلتی گیاه در تبدیل ازت به اسید آمینه و سپس پروتئین اتفاق می افتد که در نتیجه گیاهی که با ازت کافی تغذیه شده باشد دارای بافتهای ترد و شاداب و با پوسته سلولزی کم می باشد که نهایتاً به خطر خوابیدگی بوته حساس خواهد شد. بدیهی است با مصرف زیادی ازت حساسیت مذکور بیشتر و بیشتر خواهد شد.

از عوامل تشدید کننده خوابیدگی می توان به چند مورد اشاره نمود: بالابودن مواد آلی خاک- باتلاقی بودن شالیزار- انباشته شدن بقایای گیاهی و آزولا در خاک- مصرف بیش از اندازه کود ازته و مصرف آن در زمان نامناسب- عدم مصرف کود پتاسیمی- وزش بادهای شدید در مرحله زایشی- عدم مدیریت مصرف آب- آفات و بیماری های برنج و غیره.
 برای کاهش خسارت ناشی از خوابیدگی توصیه های فنی زیر توسط کارشناسان ارائه شده است:
- مصرف مقدار مناسب کود ازته با توجه به توان طبیعی خاک در تأمین نیاز ازته گیاه برنج.
- انتخاب زمان مناسب مصرف کود ازته، نتایج تحقیقات نشان داده است که مصرف کود ازته بصورت تقسیطی در مراحل سنبله جوان، غلاف دهی و یا حتی در مرحله پاک سر شدن می تواند در کاهش ارتفاع رقم طارم، بدون کاهش عملکرد محصول مؤثر باشد (سعادتی، 1374).
- ضرورت مصرف کود پتاسیم در یک نوبت بصورت پایه و یا در دو نوبت نصف بصورت کود پایه و نصف دیگر در زمان حداکثر پنجه زنی
- جلوگیری از غرقاب دائم و افزایش عمق آب ایستابی در کرت و یا استفاده از روش آبیاری تناوبی به جای آبیاری غرقابی مداوم
- استفاده از عنصر ریزمغذی سیلسیم (300-200 کیلوگرم ماسه برگشتی از کارخانه های ریخته گری و یا به مقدار بیشتر از ماسه رودخانه بصورت کود پایه) که موجب ایستادگی برگها شده و مقاومت گیاه را به ورس و بیماریها افزایش می دهد (7).
بررسی ها نشان می دهد که با رعایت موارد اصولی در جلوگیری از ورس رقم طارم درآمد حاصل ناشی از آن در استان مازندران حدود 230 میلیارد ریال در سال است و کل درآمد حاصل ناشی از جلوگیری از خسارت خوابیدگی، خسارت بهای کود مصرفی اضافی و خسارت افت قیمت به علت لکه دار شدن و خرده برنج بالغ بر 250 میلیارد ریال در سال در استان مازندران خواهد بود (6).
1-2- فسفر و نقش آن در برنجفسفر برای بسیاری از واکنش های بیوشیمیائی معطوف به متابولیسم کربوهیدراتها، پروتئین ها، چربی ها و انتقال انرژی در گیاه عنصری ضروری محسوب می شود (10). این عنصر در گیاه متحرک بوده و پنجه زنی، نمو ریشه و زودرسی را موجب می گردد (20). جذب فسفر به مقدار کافی در اوایل دوره رشد گیاه، اهمیتی بسیار دارد، این اهمیت در اندامهای زایشی بیشتر نمایان است (17). مقدار برنج به فسفر در مقایسه با نیتروژن و پتاسیم به مراتب پائین می باشد. از طرف دیگر با توجه به سابقه طولانی در مصرف فسفات آمونیوم، در مناطق شالیزاری، مقدار کودهای فسفاتی مصرفی را باید کاهش داده و حتماً بر مبنای آزمون خاک از کودهای فسفاتی استفاده شود (15).
مصرف بی رویه کود فسفره و عوارض آن
مصرف بی رویه کودهای فسفره نه تنها تأثیری در افزایش عملکرد ندارد بلکه به علت ایجاد اختلال در تغذیه گیاه موجبات کاهش عملکرد را نیز فراهم می نماید. مصرف بی رویه کود فسفره کمبود عنصر ریزمغذی روی (Zn) را شدت بخشیده و موجب کاهش عملکرد می شود (10). بعلاوه مصرف زیاد و مداوم فسفر باعث مسمومیت خاک می شود و به علت داشتن عنصر خطرناک کادمیم، مشکلاتی را برای سلامتی انسان به همراه دارد (26).
تحقیقات نشان داده که میزان مصرف کودهای فسفاته که در اوایل دهه 70 بیش از 110 کیلوگرم در هکتار بوده در پایان این دهه به حدود 40 کیلوگرم در هکتار کاهش یافته است (16). مؤسسه تحقیقات خاک و آب اعلام نموده که زیادی فسفر در برخی شالیزارها سبب کوتولگی قد برنج گردیده (مؤسسه تحقیقات برنج، 1379) که به احتمال فراوان زیادی فسفر سبب مسمومیت و کوتاهی ارتفاع بوته های برنج شده است زیرا افزایش بیش از حد فسفر، جذب سایر عناصر ریزمغذی بویژه آهن، روی و بر را تحت الشعاع قرار می دهد (4).
در مجموع می توان گفت با توجه به اثرات سوء تجمع کادمیم در خاکهای شالیزاری، اعمال نظارت بر تهیه و تولید کودهای فسفاته و مصرف آنها بر مبنای آزمون خاک می بایست همگانی شود تا شاهد توسعه کشاورزی پایدار همراه با تأمین سلامتی جامعه باشیم (16).

1-3- پتاسیم و نقش آن در برنج
بعد از ازت، پتاسیم بیشترین نقش را در افزایش کمی و کیفی برنج ایفا می نماید (ملکوتی، 1378). عنصر پتاسیم به مقدار زیادی (مشابه ازت) توسط گیاه برنج جذب می شود (ارقام پرمحصول 4 برابر ارقام محلی پتاسیم جذب می کنند) (10). نقش این عنصر در برنج عبارتند از: افزایش سطح برگ، افزایش میزان کلروفیل، تأخیر در ریزش برگها (17)، افزایش مقاومت به تنش های محیطی بویژه سرما (7)، افزایش مقاومت گیاه در برابر بیماریها از جمله آکاگاره، افزایش استحکام ساقه و کاهش ورس (20). از طرفی، پتاسیم با افزایش فعل و انفعالات گیاه موجب افزایش کارآیی کودها بخصوص نیتروژن می گردد (19).
در گذشته هنگامیکه میزان محصول برنج تولیدی در واحد سطح پائین بود، بیشتر خاکها توان تأمین پتاسیم مورد نیاز برنج را دارا بودند، لذا در بیشتر آزمایشها پاسخ به پتاسیم منفی و یا اندک بود (فلاح و امیری، 1370). طی دو دهه اخیر، کاهش قابل توجهی در پتاسیم قابل استفاده در خاکهائی که قبلاً کمبودی نداشتند مشاهده شد که دلایل عمده آن را می توان بهره برداری متراکم و ممتد از اراضی شالیزاری، رواج استفاده از ارقام پرمحصول، استفاده از آبهای زیرزمینی به جای آبهای سطحی که عرضه پتاسیم را در مزارع کاهش می دهد، افزایش مصرف کودهای ازته و فسفره، استفاده محدود از کودهای پتاسیمی و آبشویی فراوان پتاسیم ذکر نمود (ملکوتی، 1378). با عنایت به مراتب فوق توصیه مصرف کود پتاسیم در شالیزارهای شمال کشور ضروری به نظر می رسد.
نتایج تحقیقات نشان داده است که در بسیاری از خاکها به دلیل تخلیه شدید پتاسیم و رس بالا، با مصرف مقدار کم سولفات پتاسیم قبل از کاشت، عکس العملی در رشد برنج مشاهده نمی شود. تحت چنین شرایطی یا بایستی مقدار مصرف کود سولفات پتاسیم را (قبل از کاشت) به مقدار خیلی زیاد افزایش داد یا اینکه از کود کلرور پتاسیم بصورت سرک استفاده نمود (17). نتایج تحقیقات انجام گرفته در گیلان نیز نشان داد که تقسیط کود پتاسیم در سه مرحله (زمان نشاء کاری، حداکثر پنجه زنی و تشکیل خوشه اولیه) حداکثر جذب را در پی خواهد داشت (شکری، 1382). در زراعت برنج، کلرور پتاسیم به دلیل ارزانتر بودن و افزایش محصول به نسبت 15-10 درصد در مقایسه با سولفات پتاسیم برتری دارد البته این در حالی است که مزارع مشکل آب نداشته باشند و در مواردی که خاک دچار کمبود گوگرد می باشد، بهتر است از سولفات پتاسیم استفاده شود (17).
2- عناصر کم مصرف (ریزمغذی هادر بین عناصر ریزمغذی، برنج نسبت به کمبود روی حسایت بیشتری نشان می دهد. نتایج بررسی عناصر کم مصرف در شالیزارهای شمال کشور مؤید آن است که غلظت عناصر غذایی آهن و منگنز بیشتر از حد بحرانی و میزان روی در برخی مزارع کمتر از حد بحرانی بوده است. تحت چنین شرایطی مصرف سولفات روی در افزایش عملکرد و کیفیت برنج بسیار مؤثر خواهد بود (ملکوتی، 1378). تحقیقات اخیر نشان داده است که مصرف عناصر پرمصرف همراه با سولفات روی بیشترین عملکرد را تولید نموده ولی موجب کاهش غلظت فسفر شد. این محققان کاهش غلظت فسفر را به اثر آنتاگونیستی (برهمکنش منفی) روی بر جذب فسفر نسبت دادند. همچنین مصرف در خاک بهتر از محلول پاشی این عناصر خواهد بود (محمودی و ملکوتی، 1380). نتایج تحقیقات در خاکهای شالیزاری استانهای مازندران و گیلان نشان داد که بین پتاسیم و روی برهمکنش مثبت (سینرژیسم) وجود داشته و مصرف توأم این دو عنصر اثرات بسیار مثبتی در رشد ریشه ها و بوته های شالیزاری داشت در واقع پتاسیم موجب افزایش جذب روی می شود (بهمنیار و احمدیان، 1380). نظر به برهمکنش مثبت پتاسیم و روی و برهمکنش منفی بین روی و پتاسیم با کادمیم (عنصر خطرناک موجود در کودهای فسفره) در خاکهایی که به دلایل متعدد از جمله مصرف بی رویه کودهای فسفره دارای کادمیم بالا می باشند، تحت چنین شرایطی مصرف پتاسیم و روی بیشتر، مانع از جذب این آلاینده مضر برای سلامتی گیاه، حیوان و انسان می گردد (17). باید نکته مهمی را در توصیه کود حاوی عنصر روی برای برنج در نظر داشت و آن موضوع تفاوت حساسیت و مقاومت ارقام مختلف برنج به عنصر روی می باشد که باید به مقدار فسفر و روی اولیه خاک، رقم برنج، عملکرد هکتاری و ... توجه شود و چنانچه امکان تجزیه خاک وجود ندارد در مزارعی که علائم کمبود روی مشاهده می شود از این کود استفاده شود (ملکوتی، 1378).
برگرداندن بقایای برنج پس از برداشت جهت افزایش حاصلخیزی خاکبا توجه به میزان عناصر معدنی برداشتی به ازاء 5 تن در هکتار دانه برنج، مقدار عناصر غذائی برداشتی از خاک، نیتروژن 110، فسفر 35، پتاسیم 155، منیزیم 25، کلسیم 20، گوگرد 5 ، آهن 1 کیلوگرم در هکتار، منگنز 700، روی 500، مس 150، بر 200 گرم، سیلسیم 250 کیلوگرم و کلر 25 کیلوگرم در هکتار برداشت می گردد. بطوریکه ملاحظه می شود برداشت میزان سیلسیم و پتاسیم در مزارع شالیزاری قابل توجه است. مخصوصاً اگر گیاه با شخم به زمین برگردانده نشود، مصرف آنها ضرورت بسیار جدی پیدا می کند. بدیهی است هدر دادن بقایای برنج به هر دلیلی غیر علمی بوده و باعث تخلیه عناصر غذایی از خاکهای شالیزاری و در نهایت افت حاصلخیزیخاک می گردد (17).
تأثیر منفی خروج بقایای برنج از مزرعه بر حاصلخیزی خاک در مورد پتاسیم بیشتر از فسفر است. اما پخش کردن و مخلوط نمودن کاه بسیار پرزحمت است و به نظر کشاورزان سوزاندن مناسب ترین راه حل است. همچنین کاه یک منبع مهم عناصر کم مصرف (بخصوص عنصر روی) بوده و مهمترین تأثیر را بر توازن تجمعی سیلسیم دارد. در جایی که کودهای شیمیائی عاری از گوگرد مورد مصرف قرار می گیرند، کاه می تواند به عنوان یک منبع گوگرد عمل نماید. از این رو در چنین مناطقی کاه نباید سوزانده شود(20). با عنایت به موارد فوق مخلوط کردن بقایای برنج با خاک دارای آثار مثبت در درازمدت است که حائز اهمیت می باشد.

منابع مورد استفاده:
1- اخوت، م. و د. وکیلی. 1376. برنج، کاشت، داشت، برداشت. انتشارات فارابی. 212 صفحه.
2- ارزانش، م. ح. و ع. فلاح نصرت آباد. 1380. ضرورت تولید و ترویج مصرف کودهای بیولوژیک برای تأمین نیتروژن موردنیاز برنج (در: ملکوتی، م. ج. و م. کاووسی. 1383. تغذیه متعادل برنج. وزارت جهاد کشاورزی- معاونت زراعت. 611 صفحه).
3- بلالی، م. ر. و غ. ر. امینی رنجبر. 1382. امنیت جهانی غذا و نقش حاصلخیزی پایدار خاک در آن. کنگره جهانی امنیت غذا و نقش حاصلخیزی پایدار خاک در آن، رم، ایتالیا.
4- بهمنیار، م. ع. و س. ح. احمدیان. 1380. برهمکنش پتاسیم و روی بر رشد و عملکرد برنج طارم (در: ملکوتی، م. ج. و م. کاووسی. 1383. تغذیه متعادل برنج. وزارت جهاد کشاورزی- معاونت زراعت. 611 صفحه).
5- سعادتی، ن. 1374. بررسی تأثیر زمان مصرف کود ازته اوره در عملکرد و ارتفاع بوته رقم طارم. مؤسسه تحقیقات برنج کشور-معاونت مازندران.
6- سعادتی، ن. و و. م. فلاح. 1380. مصرف متعادل کود در شالیزار. انتشارات فنی معاونت ترویج. 31 صفحه.
7- سلیمانی، ع. و ب. امیری لاریجانی. 1384. اصول بهزراعی برنج. انتشارات آرویج. 303 صفحه.
8- شکری واحد، ح. 1382. گزارش نهایی بررسی تأثیر منابع کودی و تقسیط پتاسیم بر روی جذب پتاسیم و عملکرد برنج. نشریه شماره208/82. سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی.
9- فلاح، و. م. و ر. امیری. 1370. بررسی اثر مختلف کود پتاسیمی در افزایش محصول برنج (مازندران). مؤسسه تحقیقات خاک و آب. نشریه فنی شماره 821: 33-1.
10- فلاح، و. م. و ن. سعادتی. 1376. مدیریت مصرف کود در شالیزار. انتشارات مؤسسه تحقیقات برنج کشور- معاونت مازندران. 21 صفحه.
11- گلچین، ا. و م. ج. ملکوتی. 1378. ضرورت استفاده از کودهای کندرها و بازدارنده های بیولوژیکی در شالیزارهای کشور. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی و مؤسسه تحقیقات خاک و آب وزارت کشاورزی، نشریه فنی شماره 49، تهران، ایران.
12- محمدیان، م. 1384. بررسی راندمان کود ازته و افزایش آن در برنج. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی، انتشارات مؤسسه تحقیقات برنج کشور- معاونت مازندران. 65 صفحه.
13- محمودی، م. و م. ج. ملکوتی. 1380. بررسی تأثیر سولفات روی بر عملکرد دو رقم برنج در شرق مازندران (در: ملکوتی، م. ج. و م. کاووسی. 1383. تغذیه متعادل برنج. وزارت جهاد کشاورزی- معاونت زراعت. 611 صفحه).
14- ملکوتی، م. ج. 1376. بررسی وضعیت نیترات آبهای زیرزمینی شالیزارهای استان گیلان و مازندران (چکیده مقالات) کنفرانس مدیریت آب و فاضلاب در کشورهای آسیایی، تهران، ایران.
15- ملکوتی، م. ج. 1378. ضرورت مصرف بهینه کود برای افزایش عملکرد ارقام برنج پرمحصول (قسمت دوم). نشریه شماره 71. شورای عالی سیاستگذاری کاهش مصرف سموم و استفاده بهینه از کودهای شیمیائی وزارت کشاورزی.
16- ملکوتی، م. ج. 1381. بررسی منشأ و روشهای کاهش آلاینده های نیترات و کادمیم در شالیزارهای شمال کشور. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
17- ملکوتی، م. ج. و م. کاووسی. 1383. تغذیه متعادل برنج. وزارت جهاد کشاورزی- معاونت زراعت. 611 صفحه.
18- ملکوتی، م. ج. و م. نفیسی. 1376. ضرورت و الزام جایگزینی سولفات آمونیوم با اوره در باغهای کشور. نشریه شماره 19. نشر آموزش کشاورزی، معاونت آموزش و تجهیز نیروی انسانی، سازمان تات، وزارت کشاورزی، کرج، ایران.
19- ملکوتی، م. ج. و م. همایی. 1383. حاصلخیزی مناطق خشک (مشکلات و راه حلها)، چاپ دوم با بازنگری کامل، انتشارات دانشگاه تربیت مدرس. 600 صفحه.
20- میرنیا، خ. و م. محمدیان. 1384. برنج، اختلالات عناصر غذایی، مدیریت عناصر غذایی (ترجمه). انتشارات دانشگاه مازندران. 436 صفحه.
 

علایم دیداری کمبود مواد غذایی در گیاهان

منابع علایم دیداری

تنش‌هایی از قبیل شوری، عوامل بیماریزا و آلودگی هوا، مجموعه علایم مشخصة خود را بر علایم دیداری القاء می‌کنند. اغلب، این علایم، شباهت نزدیکی با علایم کمبود مواد غذایی دارند. عوامل بیماریزا اغلب کلروز بین رگبرگی ایجاد می‌کنند و آلودگی هوا و تنش شوری می‌توانند باعث سوختگی نوک برگ شوند. هر چند در ابتدا این علایم ممکن است با علایم عمومی کمبود مواد غذایی شبیه به نظر بیایند، اما در جزئیات و / یا در طرح گسترش سرتاسری‌شان، با هم اختلاف دارند.

علایم پاتولوژیکی اغلب می‌توانند از علایم تغذیه‌ای بوسیلة توزیعشان در جمعیت گیاهان آلوده مجزا شوند. اگر گیاهان تحت تنش غذایی هسند، همة گیاهان مشابه و در یک مرحلة رشدی و در محیط مشابه، در زمان مشابهی، علایمی شبیه به هم خواهند داشت؛ در صورتی که اگر تنش به خاطر پاتوژن باشد، توسعة علایم فقط در گیاهانی که پاتوژن به آنها رسیده بسیار زیاد خواهد بود.

ارتباطات محیطی

گیاهان، مقادیر قابل توجهی از مواد غذایی را از خاک در طول دورة رشد طبیعی‌شان خارج می‌کنند و به این دلیل باعث تغییرات محیطی طولانی مدت بسیار زیادی می‌شوند. اثرات روی خاک، بسیار بیشتر از خارج کردن یا تخلیة عناصر است. باید تعادل سیستم گیاه ـ خاک در طول مدت جذب مواد غذایی، برقرار نگه داشته شود. برقراری تعادل معمولاً‌ به وسیلة دفع پروتون و / یا یون‌های هیدروکسیل توسط گیاه و جذب کاتیون‌ها یا آنیون‌های غذایی اتفاق می‌افتد. برای مثال هنگامی که کود آمونیاک به گیاهان داده می‌شود، آنها بیشتر نیاز خود به نیتروژن را از کاتیون آمونیوم به دست می‌آورند تا آنون نیترات معمولی. چون نیترات تنها آنیونی است که به مقدار زیادی توسط گیاهان استفاده می‌شود، پس در طول جذب طبیعی عناصر، دفع پروتون از دفع یون‌های هیدروکسیل بسیار فراتر می‌رود. در وضعیت رشد شدید گیاهان، مقادیر دفع شدة پروتون‌ها می‌تواند برای کاهش pH خاک به میزان چندین واحد کافی باشد.

تغییرات چنین عظیمی در pH خاک می‌تواند دلالت بر فرآیندهای زیادی روی خاک، مانند ساختار خاک، قابلیت در دسترس بودن عناصر و آبشویی عناصر داشته باشد. اثرات ناگهانی روی خاک، ممکن است برای برخی گیاهان مطلوب باشد مانند گیاهان اسیددوست که این وضعیت باعث در دسترس قرار گیری بیشتر عنصر آهن می‌گردد. هر چند در ادامه، پایین آمدن pH خاک می‌تواند به گیاهان آسیب برساند، زیرا قابلیت در دسترس بودن عناصر تغییر خواهد یافت. خاکی با pH کم، اجازه خواهد داد عناصر ریز مغذّی به آسانی از پروفیل خاک شسته شوند و سرانجام باعث فقدان عناصری از قبیل Cu و Zn می‌شود. در مجموع، هنگامی که pH خاک از 5 پایین‌تر می‌آید، قابلیت انحلال Al و Mn می‌تواند افزایش بیابد و چنین وضعیتی باعث ایجاد حالت سمّی برای رشد گیاهان شود.

گیاهان اغلب به ارتباطات محیطی واکنش نشان داده و از آن تأثیر می‌پذیرند. اگرچه این یک فرضیة معتبر ثابت نیست، بسیاری از گیاهان به این امر گرایش دارند که با مهارت، عناصر معیّنی را به سهولت از محیط اطرافشان جذب کنند. برای مثال، آهن یک عنصر محدود کننده در بسیاری از اراضی کشاورزی است اما به طور متوسط در 3% از خاک‌ها، بیش از نیاز گیاهان در دسترس است. بعضی از گیاهان به طور فعال، پروتون‌های را دفع کرده و باعث کاهش pH خاک و در نتیجه افزایش قابلیت انحلال آهن در محیط اطراف خود می‌شوند. در مجموع، دیگر گیاهان فیتوسیدروفورها را دفع کرده تا کلات خاک، آهنِ اندوخته شده را بیشتر در دسترس گیاه قرار دهد.

خط سیر ظهور علامت

در نگاه اوّل، به نظر می‌رسد که تمایز میان کمبود عناصر غذایی برای 13 عنصر معدنی ضروری، نسبتاً ساده باشد. امّا چنین فرضی نادرست است. در واقع، علایم کمبود کاملاً پیچیده هستند زیرا هر عنصر کارکردهای بیولوژیکی متفاوتی دارد و هر کارکرد ممکن است مجموعة مجزایی از اثرات متقابل با یک محدودة وسیع از پارامترهای محیطی داشته باشد. در مجموع، تعریف این علایم برای شرایط کمبود بحرانی یا مزمن، متفاوت است.

کمبود بحرانی هنگامی اتفاق می‌افتد که یک عنصر برای مدّت کوتاهی در مرحلة رشد گیاه، از دسترس خارج می‌شود. کمبود مزمن هنگامی اتفاق می‌افتد که یک عنصر به طور مداوم محدود شود در حالی که گیاه برای رشد خود به آن نیازمند باشد.

بیشتر علایم کمبود کلاسیک شرح داده شده در کتب درسی، نشان دهندة کمبودهای بحرانی هستند. بیشتر علایم عمومی در کمبودهای مزمن شبیه به هم بوده، شامل برگ‌های سبز تیره و رشد کم و یا آهسته می‌باشد. بیشتر توضیحات تیپیک منتشر شده دربارة علایم کمبود، در نتیجة آزمایشات هدایت شده در گلخانه‌ها یا اتاقک‌های رشد بوده، که در این صورت، گیاه در شرایط هایدروپونیک ( آبکشت ) یا مدیا که در آنها عناصر به طور کامل در دسترس قرار دارند، رشد داده شده است.

در این شرایط، عناصر به آسانی در دسترس هستند. امّا هنگامی که عنصر تقلیل می‌یابد، گیاه به طور ناگهانی با کمبود بحرانی مواجه می‌شود. بنابراین مطالعات آبکشت، به توسعة کمبودهای بحرانی توجه دارند.

در طرح‌های آزمایشی مطالعة علایم کمبود عناصر ریز مغذّی، معمولاً این عناصر از محلول غذایی حذف می‌شوند. عناصر ریز مغذّی اغلب در دانه یا به صورت آلاینده در محیط حضور دارند پس یک گیاه پس از اینکه این مقادیر عناصر ریز مغذّی را به مصرف رساند، آن وقت علایم کمبود بحرانی را نشان می‌دهد.

وقتی که علایم کمبود عناصر پر مصرف جستجو می‌شود، می‌توان روی سرعت رشد و اندازة گیاه متمرکز شد. گیاه را به طور متناوب در مراحلی از رشد می‌توان تحت کاربرد عنصری قرار داد که محدود کنندة رشد است. چون عناصر پر مصرف به طور مداوم به مقدار زیادی برای رشد گیاه مورد نیاز است، عناصر در دسترس به سرعت تقلیل یافته و در نتیجه باعث کمبود بحرانی می‌گردد.

در سیستم‌های طبیعی، گیاهان با تنش‌هایی با انواع و درجات مختلف رو به رو شده و علایم متفاوتی بروز می‌دهند. شاید بیشتر کمبود عناصر عمومی در محیط‌های طبیعی، به خاطر کم شدن عنصری که نقش محدود کننده پیدا کرده، در اثر عوامل فرسایش باشد. در چنین وضعیتی، عنصر محدود کننده باعث ایجاد علایم کمبود مزمن عنصر می‌شود.

اثر انتقال روی ظهور علامت

اثر متقابل بین انتقال عنصر در گیاه و سرعت رشد گیاه، می‌تواند یک فاکتور مهم که نوع و محل علایم کمبود و توسعة آنها را تحت تأثیر قرار می‌دهد به شمار رود. برای بسیاری از عناصر متحرک مانند نیتروژن و پتاسیم، علایم کمبود به طور واضح در برگ‌های پیر و بالغ ظهور می‌یابند. زیرا در مواقع کمبود عنصر، این عناصر از برگ‌های پیر و بالغ به سمت برگ‌های جوان نزدیک مناطق رشد گیاه حرکت می‌کنند.

در واقع، عناصر متحرکی که به تازگی توسط ریشه‌ها جذب می‌شوند، به سمت برگ‌های تازه و مناطق رشد حرکت می‌کنند. بنابراین برگ‌های پیر و بالغ در طول زمان تنش، از عناصر متحرک خالی شده، در حالی که برگ‌های تازه، از مقادیر مطلوب بیشتری از عنصر برخوردار هستند.

تمرکز واضح علایم کمبود عناصر کم حرکت مانند کلسیم، بُر و آهن، بر خلاف عناصر متحرک می‌باشد؛ در اینجا علایم کمبود ابتدا در مناطق رشد و برگ‌های جوان ظاهر می‌شوند در حالی که در برگ‌های پیر، مقادیر مطلوب عنصر باقی می‌ماند. (فرضیه‌ای وجود دارد مبنی بر اینکه این گیاهان غلظت کافی عنصر شروع به رشد کرده اما برای توسعه یافتن، به مازاد عنصر نیاز دارند). در گیاهانی که خیلی آهسته در طول چند فصل رشد می‌کنند عواملی به غیر از تغذیه (مانند نور کم) اگر به طور طبیعی محدود کننده نباشند حتی در صورت کمبود عناصری تحت این شرایط، گیاه به آرامی به رشد خود ادامه داده حتی بدون اینکه علایم کمبودی ظاهر شوند. این نوع ظهور مشابه آنچه در عناصر کم حرکت اتفاق می‌افتد می‌باشد، زیرا اضافه عناصر در برگ‌های پیر، سرانجام برای تأمین توسعة بافت‌های جدیدتر به سوی آنها منتقل می‌شود. در مقایسه، گیاهی با رشد سریع، از کمبودهای شدید در بافت‌های فعال رشدی از قبیل لبه‌های برگ و منطقة رشد گیاه، بیشتر آسیب می‌بیند. یک مثال کلاسیک از این مورد، کمبود کلسیم در سبزیجاتی مانند کاهو است که ظهور علایم روی حاشیة برگ (سوختگی نوک برگ) و منطقة رشد نزدیک مریستم‌ها می‌باشد. حداکثر رشد کاهو اغلب به وسیلة سرعت جا به جایی درونی کلسیم به بافت‌های در حال رشد، محدود می‌شود تا در نتیجة محدودیت ذخیرة عناصر در خاک.

هنگامی که عناصر متوسط حرکت مانند گوگرد و منیزیم، عناصر محدود کنندة سیستم هستند، علایم کمبود به طور طبیعی در سرتاسر گیاه مشاهده می‌شوند. هر چند سرعت رشد و میزان در دسترس بودن عنصر می‌تواند اختلاف قابل توجهی روی محل بروز علایم ایجاد نماید. اگر کاربرد عنصر به صورت فرعی با میزان رشد مقایسه شود، علایم در بافت‌های پیرتر مشاهده می‌شوند اما اگر کاربرد خیلی کم عنصری با میزان رشد مقایسه گردد، یا عنصر کاملاً تخلیه گردد، ابتدا بافت‌های جوان‌تر ناکارا می‌شوند.

رقابت گیاه و تحریک کمبودها

هنگامی که علایم مشاهده شده مستقیماً در نتیجة کمبود عنصر هستند، همه چیز را به طور صریح به ما می‌گویند. اگر چه علایم اغلب نتیجة اثرات متقابل با دیگر فاکتورهای محدود کنندة محیطی که قابلیت در دسترس بودن عنصر را تحت تأثیر قرار می‌دهند، می‌باشند. نمونة کلاسیک آن، کمبود آهن است که به دلیل افزایش فلزات سنگین در محیط ایجاد می‌شود. انتقال فلزاتی از قبیل Cu ، Zn ، Cr و Ni ، با Fe و دیگر عناصر جذبی گیاه رقابت می‌کنند.

رقابت برای جذب، مخصوص Fe و فلزات سنگین نیست بلکه این امر برای همة ناصر معدنی که از نظر شیمیایی و مکانیزم جذب مشابه می‌باشند، حقیقت دارد. برای مثال، اگر قابلیت در دسترس بودن Ca یا Zn نسبتاً کمتر از آهن است، تمرکز بیش از حدّ برخی دیگر از فلزات مانند Ni یا Cr باعث کمبود بیشتر یکی از این عناصر نسبت به Fe می‌شود. دربارة عناصر پر مصرف، مقادیر بیش از اندازة Mg ، با K برای جذب رقابت کرده و احتمالاً می‌تواند باعث کمبود K شود.

عقیمی خاک‌های سرپنتاین به دلیل چنین رقابتی است. این خاک‌ها با دارا بودن Mg زیاد، باعث کمبود Ca می‌گردند. سمّیت خاکی با pH پایین، مثال دیگری از کمبود عناصر پایه‌ای است. pH پایین، تأثیر روی عناصر خاک دارد: کمک به شستشوی کاتیون‌ها، آنها را از دسترس گیاه خارج کرده و مقادیر نسبتاً زیاد پروتون‌ها در خاک با Ca و دیگر کاتیون‌ها در جذب رقابت می‌کنند. بنابراین کمبود عناصر می‌تواند به دلیل تعداد زیادی از مکانیزم‌ها که قابلیت استفادة عنصر را محدود می‌کنند، به وقوع بپیوندد.

تقاضای عنصر و کارایی استفاده

اگرچه همة گونه‌های مشابه گیاهان، پاسخ‌های مشابهی به تنش غذایی می‌دهند، گیاهان گونه‌های مشابه اغلب اختلاف قابل توجهی در کارایی استفاده از عنصر، از خود نشان می‌دهند. این نتایج، از اختلاف در سرعت رشد، توزیع ریشه، مرحلة رشد و کارایی جذب و مصرف عنصر حاصل می‌شوند. این امر اشارة ضمنی دارد به اینکه گاهی در وضعیتی، گیاهانی از یک گونه دچار کمبود مواد غذایی می‌شوند در حالی که گیاهانی از گونه‌های دیگر در همان شرایط یا شرایط نزدیک به آنها، ممکن است هیچ گونه علایم کمبودی نشان ندهند.

همچنین سرعت رشد از وضعیت عنصر تأثیر می‌پذیرد. هنگامی که ذخیرة عنصر برای رشد گیاه در شرایط محیطی موجود ناکافی باشد، بسیاری از گیاهان سرعت رشدشان را با میزان ذخیرة قابل استفادة عنصر بدون بروز علایم واضح کمبود، تنظیم می‌کنند.

سیستم‌های کشاورزی که در آنها گیاهانی با رشد سریع تحت شرایط کم تنش انتخاب می‌شوند، با سیستم‌های طبیعی اختلاف دارند. این سرعت رشد زیاد یعنی اینکه گیاه تقاضای زیادی برای عناصر دارد که در صورت برطرف نشدن، بروز زیاد علایم کمبود را در پی خواهد داشت، مگر اینکه کودهای تکمیلی به کار برده شوند. این وضعیت غیر عادی نیست که ما گیاهانی زراعی بیابیم که علایم شدیدی از تنش غذایی را نشان می‌دهند، در حالی که گیاهان محلی در همان شرایط، بدون علایم یا با کمترین علایم کمبود، رشد می‌کنند.

در سیستم‌های کشاورزی، علایم کمبود مزمن بیشتر در گیاهان کود داده نشده یا محدود شده از نظر کود دهی رخ می‌دهد. علایم کمبود غذایی بحرانی، اغلب هنگامی اتفاق می‌افتد که محصولات جدیدی با تقاضای غذایی بالا معرفی می‌شوند یا اراضی با حاصلخیزی کم، تحت کشت و کار برای تولید گیاهانی با سرعت رشد نسبتاً زیاد، قرار می‌گیرند.

یکنواختی وضعیت مادة غذایی

تمام بافت‌های گیاه در طول زمان تنش، در وضعیت تغذیه‌ای یکسانی قرار ندارند. برگ‌های روی یک گیاه که در معرض شرایط محیطی متفاوتی ( از قبیل نور ) قرار دارند، یا آنهایی که سن متفاوتی دارند، ممکن است اختلافات قابل توجهی در وضعیت غذایی داشته باشند. عناصر معدنی برای بیشتر قسمت‌های گیاه، توسط ریشه‌ها به دست آمده و در سرتاسر گیاه جابجا می‌شوند. فاصلة هر قسمت از گیاه تا ریشه، قابلیت در دسترس بودن مواد غذایی بویژه در عناصر کم حرکت را تحت تأثیر قرار خواهد داد. در گیاهان بهبود یافته از کمبود غذایی، ابتدا ریشه و بافت‌های هدایت کنندة مواد غذایی، ترمیم می‌شوند. برای مثال، در وضعیت بهبود کمبود Fe ، می‌توان مشاهده کرد که رگبرگ‌ها دوباره سبز شده‌اند در حالی که بافت‌های بین رگبرگی، همچنان کلروتیک و دارای نشانه‌های کمبود Fe هستند. به منظور رشد بهینه و سریع، همة بافت‌های گیاه باید یک وضعیت مطلوب غذایی داشته باشند. اگرچه یک گیاه ممکن است از نظر چند عنصر با کمبود رو به رو باشد، فقط یکی از آن عناصر در زمانِ واحد، موجب محدود کردن رشد خواهد شد. هر چند اگر آن عنصر محدود کننده به کار برده شود، باعث افزایش رشد می‌گردد، این افزایش در رشد یعنی اینکه گیاه عناصر دیگر را طلب خواهد کرد و عنصر بعدی که در سطح پائینی قرار دارد، به عنوان عنصر محدود کننده، در خواهد آمد.

ابزارهای تشخیص دیگر

با اینکه علایم تشخیص دیداری، یکی از با ارزش‌ترین ابزارها برای ارزیابی سریع وضعیت مواد غذایی در گیاه هستند، آنها تنها یکی از ابزارهای قابل استفاده می‌باشند. ابزارهای عمدة دیگر عبارتند از: مطالعات میکروسکوپیک، تجزیة طیفی و تجزیة بافت و خاک. همگی این روش‌ها دارای دقت، سرعت و توانایی زیادی برای پیشگویی وضعیت آیندة مواد غذایی هستند. به خاطر اثر متقابل نزدیک بین رشد گیاه و محیط، همة پیشگویی‌ها دربارة آیندة وضعیت تغذیه‌ای، باید فرضیاتی در مورد اینکه محیط در طول زمان چگونه تغییر خواهد کرد، داشته باشند.

فایدة اصلی علایم تشخیص دیداری این است که آنها به سهولت به دست آمده و ارزیابی سریعی از وضعیت مواد غذایی را میسّر می‌سازند. اشکال عمدة آنها این است که علایم دیداری، تا هنگامی که اثرات سوء زیادی روی عملکرد، رشد و نمو بوجود نیاید، ظهور نمی‌کنند.

تجزیة بافت، مختص مواد غذایی است امّا نسبتاً کم؛ بافت‌ها باید نمونه گیری شده، آزمایش و تجزیه شوند و دربارة وضعیت غذایی، تخمین زده شود. یک تجزیه از عناصر معدنی مشتمل است بر بافت‌های گیاهی انتخاب شده و مقایسة آنها با سطوح مقادیر بحرانی (که برای اغلب گیاهان زراعی در دسترس است) می‌تواند برای ارزیابی وضعیت مواد غذایی گیاه در زمان نمونه گیری با درجة اطمینان نسبتاً بالایی مورد استفاده قرار گرفته و این وضعیت را تا هنگام برداشت محصول، پیش‌بینی نماید.

تجزیة بافت، شبیه تجزیة بافت است با این تفاوت که اینجا به جای ارزیابی وضعیت تغذیه‌ای گیاه، قدرت پتانسیل خاک در این زمینه سنجیده می‌شود.

تجزیة گیاه، اطلاعاتی در مورد آنچه گیاه نیاز دارد تهیه می‌کند در حالی که تجزیة خاک، اطلاعاتی در مورد وضعیت ذخیرة مواد غذایی در خاک به دست می‌دهد.

تجزیة طیفی از وضعیت تغذیه، هنوز در ابتدای راه است و به زودی در فهرست منابع جهانی  مطالعات تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مطالعات میکروسکوپیک بیشتر در مورد جنبه‌های فیزیولوژیکی تنش غذایی روی تمام گیاهان یا گیاهان زراعی پایه، اهمیت دارند، تا ارزیابی وضعیت تغذیه‌ای گیاه.

شرح علایم

یافتن یک برگ یا حتی یک گیاه که تمام علایم مشخصة یک نوع کمبود را در خود داشته باشد، امری غیر معمول است. دانستن اینکه تک تک علایم چگونه به نظر می‌رسند، بسیار خوشایند است امّا این امکان وجود ندارد چرا که علایم به صورت ترکیبی با همدیگر در گیاه اتفاق می‌افتند.

بسیاری از عبارات اشاره شده در ذیل در تشریح علایم کمبود، معقولانه و بدیهی به نظر می‌رسند؛ هر چند تعدادی از آنها به معنی واقعی کمبود مواد غذایی در مزرعه به شمار می‌روند. برای مثال، اصطلاح کلروتیک که یک اصطلاح عمومی برای زرد شدن برگ‌ها به خاطر از دست دادن کلروفیل است، نمی‌تواند بدون توصیفات اضافی به کار رود، زیرا اگر کلروز سرتاسری باشد، نشانة کمبود نیتروژن، کلروز بین وریدی به خاطر کمبود آهن یا کلروز حاشیه‌ای به دلیل کمبود کلسیم می‌باشد. اصطلاح دیگری که بارها در تشریح علایم کمبود مواد غذایی به کار می‌رود، نکروتیک است که اصطلاحی عمومی برای بافت‌های قهوه‌ای شده و مرده است. این علامت همچنین می‌تواند با فرم‌های متنوعی ظهور کرده و به عنوان وضعیتی در علایم نکروتیک به شمار رود.

علایم کمبود مواد غذایی برای بسیاری از گیاهان، مشابه است، اما به دلیل تنوّع یافتن زیاد گیاهان و محیط اطرافشان، ناچار به بیان محدوده‌ای جهت علایم هستیم. به خاطر داشتن رگبرگ‌های موازی، علف‌ها و دیگر تک لپه‌ای‌ها، کلروز را به صورت سری خط‌های نواری نشان می‌دهند در صورتی که کلروز در دولپه‌ای‌ها، مشبک و بین رگبرگ‌ها به وقوع می‌پیوندد. اختلاف مهم دیگر اینکه نکروز یا کلروز حاشیه‌ای که در دولپه‌ای‌ها یافت می‌شود، در تک‌لپه‌ای‌ها، اغلب با عنوان سوختگی لبة برگ از آن نام برده می‌شود.

منیزیم

برگ‌های دارای کمبود Mg، کلروز پیش رونده‌ای بین رگبرگ‌ها، همراه با توسعة نکروز در بافت‌های به شدت کلروز شده، نشان می‌دهند. در این شکل پیشرفته، کمبود منیزیم ممکن است ظاهراً به کمبود پتاسیم شباهت داشته باشد. در کمبود منیزیم، علایم معمولاً با مناطق کلروتیک به صورت خال مانند در بافت‌های بین رگبرگ‌ها ظهور می‌یابند. بافت لامینای بین رگبرگ، بیش از دیگر بافت‌های برگ منبسط شده، یک سطح برجستة چروک شده تولید می‌کند که در نوک برجستگی‌ها از حالت کلروتیک به سمت نکروتیک شدن بافت پیش می‌رود. در برخی از گیاهان مانند براسیکا ( خانوادة خردل که مشتمل است بر سبزیجاتی از قبیل کلم بروکلی، بروسل اسپروت، کلم، گل کلم، کلارد، کلم پیچ، کلم قمری، خردل، کلزا، راتاباگا ( نوعی کلم ) و شلغم ) رنگ‌های نارنجی، زرد و ارغوانی نیز ممکن است ظهور کنند.

منگنز

این برگ‌ها یک کلروز کوچک بین رگبرگی تحت شرایط محدودیت کاربرد Mn از خود نشان می‌دهند. مراحل اولیة کلروز که تسط کمبود منگنز ایجاد می‌شود، تا حدّی شبیه به کمبود آهن است. این علایم از یک کلروز خفیف در برگ‌های جوان و مشبک شدن رگبرگ‌ها در برگ‌های بالغ، مخصوصاً هنگامی که زیر نور قرار دارند، شروع می‌شود. همچنانکه تنش افزایش می‌یابد، برگ‌ها به رنگ فلز مانند خاکستریِ تابنده‌ای در آمده و لکه‌های تیره و مناطق نکروتیک در امتداد رگبرگ‌ها پیدا می‌شوند. همچنین یک درخشندگی ( جلوة ) مایل به ارغوانی ممکن است در سطح بالایی برگ‌ها ظاهر شود.

غلاتی از قبیل یولاف، گندم و جو، به کمبود منگنز به شدت حساس هستند. آنها کلروز خفیفی همراه با لکه‌های خاکستری که کشیده شده و به هم می‌پیوندند، نشان داده و سرانجام پژمردگی کامل برگ و مرگ آن فرا می‌رسد.

مولیبدن

این برگ‌ها بعضی لکه‌های خال مانند همراه با کلروز بین رگبرگی نشان می‌دهند. یک علامت ابتدایی برای کمبود مولیبدن، کلروز سرتاسری عمومی است که شبیه به علامت کمبود نیتروژن است با این تفاوت که بدون رنگ مایل به قرمز در سطح پائینی برگ‌ها می‌باشد. این امر از نتایج تقاضا برای مولیبدن در احیاء نیترات، که به کاهیده شدن اولیه در اسیمیلاسیون به وسیلة گیاه نیاز دارد، می‌باشد. بنابراین علایم اولیه کمبود مولیبدن در حقیقت ناشی از کمبود نیتروژن هستند هر چند مولیبدن مأموریت متابولیکی دیگری در گیاه دارد و از این رو علایم کمبود آن حتی هنگامی که نیتروژن احیاء شده در دسترس است، وجود دارد. در مورد گل کلم، لامینای (لایة نازک پهنک) برگ‌های جدید، خم شده و به صورت دم شلاقی به نظر می‌رسد. در بسیاری از گیاهان، امکان ظهور بادکش در برگ‌های بالایی و لکه‌های خال دار در مناطق کلروز شده، تحت شرایط وخیم کمبود، وجود دارد. در غلظت‌های بالا، مولیبدن علامت سمّیت مشخصی دارد و آن رنگ روشن به صورت پرتقالی درخشان می‌باشد.

نیتروژن

علایم نکروتیک نشان داده شده توسط این برگ‌ها، در نتیجة کمبود نیتروژن است. همچنین یک رنگ قرمز روشن به صورت پراکنده ممکن است روی رگبرگ‌ها و دمبرگ‌ها دیده شود. تحت شرایط کمبود نیتروژن، برگ‌های بالغ پیرتر به تدریج از حالت سبز طبیعی تغییر کرده و به صورت سبز رنگ پریده در می‌آیند. همچنانکه کمبود پیشرفت می‌کند، این برگ‌های پیر به طور یکنواخت زرد می‌شوند (کلروتیک). در شرایط حاد کمبود، برگ‌ها به رنگ سفید مایل به زرد در می‌آیند. برگ‌های جوان در بالای گیاه، به رنگ سبز رنگ پریده و در اندازه‌های کوچک باقی می‌مانند.

در گیاهان اسپیندلی (دوک وار) پنجه زنی به علت کمبود نیتروژن کاهش می‌یابد. زرد شدن در کمبود نیتروژن، یکنواخت و در سرتاسر برگ همچنین رگبرگ دیده می‌شود. اگر چه در برخی موارد، نکروز بین رگبرگی به جای کلروز معمولی، در بسیاری از گیاهان دیده می‌شود. در برخی گیاهان، سطح پائینی برگ‌ها و / یا دمبرگ‌ها و رگبرگ‌ها، به صورت مایل به قرمز یا رنگ پریده در می‌آید. در برخی گیاهان، این رنگ‌ها می‌توانند کاملاً روشن باشند. همچنانکه کمبود به پیشرفت خود ادامه می‌دهد، برگ‌های پیرتر به سمت پلاسیده شدن در اثر تنش خفیف آبی پیش رفته و سریعتر از حالت معمولی پیر می‌شوند. بهبود یافتن گیاهان در اثر کاربرد نیتروژن، بلافاصله (ظرف چند روز) و تماشایی خواهد بود.

فسفر

برگ‌های دچار کمبود فسفر برخی نقاط نکروتیک نشان می‌دهند. به عنوان یک اصل کلی، علایم کمبود فسفر، خیلی واضح نیستند و بنابراین تشخیص آن مشکل است. یک علامت دیداری مهم، کوتولگی و کوتاه ماندن گیاهان است. گیاهان دچار کمبود فسفر نسبت به سایر گیاهان در شرایط مشابه اما بدون کمبود فسفر، سرعت رشد بسیار کمتری دارند. گیاهان دچار کمبود فسفر، اغلب با گیاهان جوان اشتباه گرفته می‌شوند. برخی گونه‌ها از قبیل گوجه فرنگی، کاهو، ذرت و خانوادة کلم، ساقه، دمبرگ و سطح زیرین برگ‌ها ارغوانی رنگ می‌شوند. همچنین در شرایط حاد کمبود فسفر، درخشندگی آبی ـ خاکستری در برگ‌ها پیدا می‌شود. در برگ‌های پیرتر تحت شرایط حاد کمبود، ممکن است رگبرگ‌ها به صورت مشبک مانند قهوه‌ای رنگ پریده به چشم بخورند.

گوگرد

این برگ‌ها یک کلروز سرتاسری نشان می‌دهند در حالی که هنوز به رنگ سبز باقی مانده‌اند. رگبرگ‌ها و دمبرگ‌ها، رنگی مایل به قرمز روشن نشان می‌دهند.علایم دیداری کمبود گوگرد، بسیار شبیه به کلروز پیدا شده در اثر کمبود نیتروژن هستند. با این وجود در کمبود گوگرد، زرد شدن به صورت یکنواخت در سرتاسر گیاه حتی در برگ‌های جوان وجود دارد. رنگ مایل به قرمز، اغلب در سطح پائینی برگ‌ها و دمبرگ‌ها به صورت مایل به صورتی در آمده و نسبت به کمبود نیتروژن، کمتر روشن و واضح است. در کمبودهای پیشرفتة گوگرد، آسیب به صورت قهوه‌ای رنگ شده و / یا لکه‌های نکروتیک شده، دمبرگ‌ها و برگ‌ها اغلب عمودی شده و پیچ خورده و شکننده می‌شود.

روی

این برگ‌ها یک مورد نکروز پیشرفتة بین رگبرگی نشان می‌دهند. در مراحل اولیة کمبود روی، برگ‌های جوان‌تر زرد شده و سطح بالایی برگ‌های بالغ، به صورت سوراخ سوراخ در می‌آید. همچنین مخروطی شکل شدن رایج است. همچنانکه کمبود پیشرفت می‌کند، این علایم به صورت نکروز بین رگبرگی شدیدی ظاهر می‌شود اما رگبرگ اصلی مانند مواقع ترمیم کمبود آهن، سبز باقی می‌ماند.

در بسیاری از گیاهان به ویژه درختان، برگ‌ها خیلی کوچک شده، میانگره‌ها کوتاه و شبیه به حالت روزت به نظر می‌رسند.

بُر

برگ‌های دچار کمبود بر یک کلروز عمومی خفیف نشان می‌دهند. تحمّل گیاهان به تغییرات زیاد بر، به اندازه‌ای است که غلظت‌های مورد نیزا برای رشد یاه تا غلظت‌های سمّی آن برای گیاهان حساس به بر، اختلاف اندکی دارند. بر به طور ناچیز در فلوئم بسیاری از گیاهان جا به جا می‌شود، به استثنای گیاهانی که از ترکیبات قندی مانند سوربیتول استفاده می‌کنند. در تحقیقاتی تازه، حرکت بُر در گیاهان تنباکو که برای سنتز سوربیتول تحت نظر گرفته شده بودند، افزایش یافته بود و کمبود بر را در خاک بهتر تحمّل می‌کردند.

در گیاهان با انتقال کم بر، کمبود بر، باعث نکروز بافت‌های مریستمی در مناطق در حال رشد گردیده که منجر به کاهش غالبیت انتهایی شده و نمو یاه به صورت روزت باقی می‌ماند. این علایم کمبود، شبیه به علایم کمبود کلسیم می‌باشند. در گیاهانی که بر به آسانی در فلوئم منتقل می‌شود، علایم کمبود مانند کمبودهای نیتروژن و پتاسیم در بافت‌های بالغ متمرکز می‌شوند. هم مغز و هم اپیدرم ساقه‌ها ممکن است تحت تأثیر قرار گرفته که اغلب باعث پوک شدن یا زبر شدن ساقه‌ها همراه با نقاط نکروتیک روی میوه می‌شود. پهنک برگ پیچ خورده، تیره شده و اغب همراه با ترشح مواد شیرة گیاهی از آن می‌باشد. برگ‌ها فوق العاده شکننده شده و به آسانی می‌شکنند. همچنین برگ‌های جوان اغلب حتی تحت شرایط مطلوب از نظر تهیة آب، پلاسیده می‌شوند زیرا نقاط قطع شده به خاطر کمبود بر، باعث عدم انتقال آب می‌گردد.

کلسیم

در پایة برگ‌های دچار کمبود کلسیم نکروز نشان داده می‌شود. قابلیت تحرک بسیار کم کلسیم، عمده‌ترین فاکتوری است که برای بیان علایم کمبود کلسیم در گیاه به کار می‌رود. علایم کلاسیم کمبود کلسیم ممکن است شامل پوسیدن میوه‌های انتهایی گوجه فرنگی (سوختن میوه‌های بخش انتهایی گوجه فرنگی)، سوختگی لبة برگ کاهو، قلب سیاه کرفس و مرگ مناطق رشد در بسیاری از گیاهان است. همة این علایم، بافت‌های مردة نکروتیک نرمی را نشان می‌دهند که به سرعت به سمت مناطق رشد پیش می‌رود که این امر بیشتر به جابجایی کم کلسیم در بافت‌ها مربوط است تا ذخیرة کم آن در محیط خارج. گیاهانی که رشد آهسته‌تری دارند و دچار کمبود ذخیرة کلسیم هستند، ممکن است دوباره مقدار مشخصی از کلسیم را از برگ‌های پیرتر برای برقراری رشد جابجا کنند و در آنها فقط کلروز حاشیه‌ای برگ‌ها دیده شود. سرانجام این نتایج در حاشیة برگ‌ها بیشتر از نقاط دیگر برگ‌ها به وقوع می‌پیوندد و باعث تغییر شکل برگ به صورت فنجانی رو به پائین می‌شود. این علامت تا نقاط اتصال برگ به دمبرگ گسترش می‌یابد اما برگ‌ها نمی‌افتند بلکه فقط لکه‌های بافت نکروتیک شده در نوک دمبرگ ایجاد می‌شود. گیاهان تحت کمبود کلسیم مزمن، تحمل بیشتری به پژمردگی نسبت به گیاهان استرس ندیده دارند.

کلرید

این برگ‌ها شکل غیر طبیعی همراه با کلروز بین رگبرگی واضح دارند. گیاهان به غلظت نسبتاً زیادی از کلر در بافت‌هایشان نیاز دارند. کلر در خاک بسیار فراوان بوده و در اراضی شور، تمرکز آن بالاست اما در اراضی با آبشویی بالا، ممکن است کم باشد. عادی‌ترین علایم کمبود کلر، کلروز و پژمردگی برگ‌های جوان است. کلروز در سطح صاف فرو رفتگی‌ها در مناطق بین رگبرگی پهنک برگ اتفاق می‌افتد. در موارد پیشرفته، اغلب یک حالت برنزه شده در طرف بالایی برگ‌های بالغ پدیدار می‌شود. گیاهان معمولاً به کلر مقاوم می‌باشند اما برخی گونه‌ها مانند آووکادو، میوه‌های هسته دار و انگورها به کلر حساس بوده و ممکن است علایم سمّیت را حتی در غلظت‌های کم کلروز در خاک از خود نشان دهند.

مس

برگ‌های دچار کمبود مس پیچیده شده و دمبرگ آنها به سمت پائین خم می‌شود. کمبود مس می‌تواند با کلروز خفیف سرتاسری همراه با فقدان فشار تورگور همیشگی در برگ‌های جوان، بیان شود. برگ‌های به تازگی بالغ شده، مشبک، رگبرگ‌های سبز همراه با مناطق سفید شده تا خاکستری مایل به سفید از خود نشان می‌دهند. برخی برگ‌ها، نقاط تُو خالی کلروتیکی نشان داده و تمایل به خمیدن به سمت پائین دارند. فرم رشدی درختان تحت شرایط کمبود مزمن مس، به صورت روزت می‌باشد. برگ‌ها کوچک و کلروتیک همراه با لکه‌های نکروتیک می‌باشند.

آهن

برگ‌های دچار کمبود آهن کلروز شدیدی در پایة برگ‌ها همراه با شبکة سبز رنگ نشان می‌دهند. عمده‌ترین علامت کمبود آهن، شروع کلروز بین رگبرگی از سمت خارج جوان ترین برگ‌هاست که به سمت داخل پیش می‌رود و در پایان، تمام سطح برگ سفید می‌شود. در مناطق سفید شده اغلب نقاط نکروتیک پدیدار می‌شود. تا وقتی که برگ‌ها هنوز کاملاً سفید نشده‌اند، در صورت کاربرد دوبارة آهن، ترمیم می‌یابند.

در فاز ترمیم، رگبرگ‌ها اولین قسمتی هستند که رنگ سبز روشن خود را به دست می‌آورند. این وضعیت ترمیمی که در مورد کمبود آهن پیش می‌آید، شاید قابل تشخیص‌ترین علامت در بین علایم کلاسیک مواد غذایی باشد. چون آهن قابلیت تحرک کمی دارد، علایم کمبود آن ابتدا در جوان‌‌ترین برگ‌ها ظاهر می‌شود. کمبود آهن، با آهک و شرایط بی هوازی خاک در ارتباط است و این وضعیت اغلب به وسیلة زیادی فلزات سنگین به وجود می‌آید.

پتاسیم

بعضی از این برگ‌ها نکروز حاشیه‌ای نشان می‌دهند (سوختگی نوک برگ). در شرایط پیشرفتة کمبود، نکروز در فضاهای بین رگبرگی رگبرگ اصلی همراه با کلروز بین رگبرگی ایجاد می‌گردد. اینها مشخص‌ترین علایم د ر تشخیص کمبود K هستند.

شروع کمبود پتاسیم معمولاً به وسیلة کلروز حاشیه‌ای به سمت تاول‌های قهوه‌ای و سبز چرمی خشک بر روی برگ‌های تازه بالغ شده، شرح داده می‌شود. این وضعیت به وسیلة افزایش داغدیدگی بین رگبرگ‌ها و / یا پیشرفت نکروز از لبة برگ به رگبرگ در هنگام افزایش تنش، دنبال می‌شود. در مراحل پیشرفتة کمبود، بیشتر منطقة بین رگبرگی نکروتیک شده، رگبرگ‌ها سبز باقی می‌ماند و برگ‌ها پیچیده و دندانه دار می‌شوند. در برخی گیاهان از قبیل حبوبات و سیب زمینی، علایم اولیة کمبود، نقاط سفید یا خالدار شدن پهنک برگ می‌باشند. در مقایسه با کمبود نیتروژن، کمبود پتاسیم بازگشت ناپذیرتر است حتی اگر به گیاهان پتاسیم بدهیم. چون پتاسیم در گیاه بسیار متحرک است، در کمبودهای شدید، علایم فقط روی برگ‌های جوان ظهور می‌یابند. کمبود پتاسیم ممکن است در صورت وجود سدیم، بسیار کم جلوه کند به طوری که با افزودن سدیم، گیاهان دچار کمبود پتاسیم، بسیار شاداب‌تر از گیاهان بدون کمبود ‌شوند. در بعضی گیاهان، بیش از 90 درصد نیاز پتاسیم می‌تواند به وسیلة سدیم جبران شود بدون اینکه هیچ گونه کاهشی در رشد پدید آید.

ضدعفونی خاک توسط بخار آب

ضدعفونی خاک توسط بخار آب

حمایت یونیدو از ضدعفونی خاک توسط بخار آب به جای استفاده از سموم مخرب لایه ازون

تهران 13 دی ماه 1385 (مرکز اطلاعات سازمان ملل متحد) – دکتر ملایری رئیس اداره حلال های ضایعات سمی و سموم آفات پروتکل مونترال سازمان توسعه صنعتی ملل متحد (یونیدو) و همراهان ، اخیراً طی دیداری از شرکت تأسیسات صنایع سارویه که در زمینه پروژه ضد عفونی خاک توسط بخار آب به جای استفاده از سموم مخرب لایه ازن در شهر ساری فعالیت می نماید، ضمن اینکه دستگاه را مورد تأیید قرار دادند، خاطر نشان کردند که این دستگاه نمونه خارجی ندارد.

در این مرحله از بازدید، با خرید 35 دستگاه از شرکت سارویه توسط سازمان یونیدو موافقت گردید.از آنجا که یونیدو در حال حاضر مجری جایگزینی سموم مخرب لایه ازون (متیل بروماید) در 62 کشور جهان میباشد و دستگاههای بخار در اختیار آنها میگذارد یونیدو در نظر دارد که دستگاه تولیدی شرکت سارویه را به آن کشورها معرفی و برای طرحهای جایگزینی در این کشورها استفاده شود. اجرای طرح جایگزینی متیل بروماید در ایران بعهده وزارت جهاد کشاورزی است که با هماهنگی و همکاری دفتر حفاظت لایه ازون سازمان محیط زیست توسط یونیدو از بودجه پروتکل مونترال اجرا میگردد.

موارد استفاده از دستگاه بخار:
این دستگاه بمنظور ضد عفونی خاک ، پرورش قارچ ، پرورش قارچ های صدفی ، خشک کردن بتن سدها ، تیرچه و بلوک، سونای تر و تمام کارهایی که به بخار با فشار پایین نیاز دارند مصرف می شود. مخلوط های خاکی ممکن است آلوده به بذرهای علف های هرز، نماتدها، انواع قارچ ها و باکتری های مضر باشند که عامل مرگ گیاهچه یکی از آنها می باشد و توسط قارچ هایی مانند پیتیوم ، فیتوفترا ، زیزوکتونیا و فوزاریم ایجاد می شود. برای پیشگیری از صدمه این امراض، باید مخلوط های خاکی یا خاکبرگ قبل از کاشت گیاهان ضد عفونی شوند خاک ها را از طریق حرارت یا با استفاده از مواد شیمیایی می توان ضد عفونی نمود. حرارت دادن مخلوط های خاکی که دارای کود دامی، خاکبرگ یا مواد آلی پوسیده هستند موجب تسریع در پوسیدن مواد آلی می شود که در بعضی از موارد موجب تشکیل ترکیباتی می شود که برای رشد گیاه مضر است و باید توسط آب از خاک شسته شوند . بعضی از ترکیبات شیمیایی خاک در اثر حرارت بیش از 85 درجه تجزیه شده و مقادیر زیادی نمک های قابل حمل مانند ازت ، منگنز ، فسفر ، پتاسیم تولید می کنند که برای گیاهان مضرند این موضوع بویژ ه در مخلوط هایی که مواد آلی زیادی دارند بیشتر مشهود می باشد . معمولا برای ضد عفونی خاک ها یا از مواد شیمیایی یا از بخار آب استفاده می شود. مواد شیمیایی که معمولا استفاده می شوند عبارتند از فرم آلدئید که قارچ کشی خوب و با نفوذ است ، بذرهای بعضی از علف های هرز را از بین می برد اما برای از بین بردن نماتدها و حشرات چندان مناسب نیست بعد از کاربرد نیز باید برای کاشت دو هفته صبر کرد. کلروپیکرین ماده دیگری است که بدین منظور استفاده می شود برای کاربرد این ماده بعد از پاشیدن روی بستر باید آن را محبوس کرد و سه روز نگه داشت این ماده برای از بین بردن نماتد حشرات ، بذرهای علف های هرز، ورتیسیلیوم و سایر قارچ های مقاوم موثر است اما بعد از سه روز ، باید ده روز صبر نمود تا خاک تهویه شود. ماده دیگر مورد استفاده متیل برماید است که ماده ای بی بو ، بسیار فرار و برای انسان بسیار سمی است و خطر عقیم شدگی را بهمراه دارد. این ماده اکثر نماتدها ، حشرات ، بذرهای علف های هرز و بعضی از قارچ ها را از بین می برد ولی قارچ ورتیسیلیوم را از بین نمی برد این ماده علاوه بر خطراتی که در استعمال دارد به دلیل تخریب لایه ازن از سال 2003 در بسیاری از موارد و از سال 2015 بطور کل منسوخ می شود.

ماده دیگر مورد استفاده واپام می باشد که در آب قابل حمل بوده و علف های هرز، بذرهای در حال جوانه زدن اکثر قارچ ها و نماتدها را از بین می برد برای استفاده از این ماده روی خاک باید غلطک زده شود و پس از کاربرد سه هفته لازم است تا خاک تهویه شود تماس آن با پوست انسان نیز موجب ایجاد خارش می شود .

مخلوط دی –دی مانند واپام با محدودیت روبروست خیساندن مخلوط های خاک با قارچکش هایی مانند بنومیل، کاپتان، تنها موجب کنترل بعضی از قارچ ها می شود. بهمین دلیل امروزه در اکثر نقاط دنیا خاک را با استفاده از بخار آب پاستوریزه می کنند. بخار آب همه آفات را حذف می کند. پس از تیمار با بخار محیط بلافاصله آماده استفاده می شود. خطرات حاصله از کاربرد بخار برای انسان و گیاه بسیار کم است . با بخار می توان محیط کشت سرد و مرطوب را در هر زمان از سال ضد عفونی نمود . بخار آب وقتی محیط خاک را به دمای حدود 80 درجه برساند بعد از حدود 20 دقیقه اکثر باکتریها و قارچ ها مضر، نماتدها ، حشرات و بذرهای علف های هرز را از بین می برد اما در دمای 60 درجه به مدت 30 دقیقه مطلوب تر است. چون ضمن از بین بردن عوامل بیماریزا ، موجودات مفید خاک را از بین نمی برد. بکار بردن بخار از بروز مشکل آزاد شدن مواد مسموم کننده خاک که در اثر حرارت زیاد اتفاق می افتد جلوگیری می کند.

خاک دیاتومه

خاک دیاتومه (Diatomaceous earth) خاک دیاتومه (Diatomaceous earth) از بقایای فسیلی جلبک‏های تک سلولی تحت عنوان دیاتوم بوجود آمده ‏است. خاک‏های دیاتومه با توجه به مواد تشکیل دهنده به رنگ‏های مختلف از سفید تا خاکستری یا زرد و قرمز دیده می‏شوند و در اشکال متفاوت گرد، پهن و مسطح وجود دارند. فرم پهن خاک‏های دیاتومه سطح فعال بیشتری داشته لذا توانایی حشره‏کشی بالایی دارند (Korunic, 1997 ). خاک‏های دیاتومه از دیاتوم‏هایی با منابع متفاوت بوجود آمده‏اند. مقدار کریستال سیلیکای موجود در خاک دیاتومه نقش موثری در قدرت حشره‏کشی آن‏هاایفا می‏کند (Fields and Korunic, 2000). به طور کلی خاک‏های دیاتومه‏ای که از دیاتوم‏های آب‏های دریاها بوجود آمده‏اند 2 تا 7 درصد کریستال سیلیکا دارند و خاک‏های دیاتومه‏ای که از دیاتوم‏های آب‏های شیرین (برکه، دریاچه، مرداب) ایجاد شده‏اند محتوی کمتر از 1 درصد کریستال سیلیکا می‏باشند. فرمولاسیون‏های دریایی خاک‏دیاتومه به دلیل داشتن مقدار کریستال سیلیکا زیاد قدرت حشره‏کشی بالاتری داشته و حدود 1/0 درصد وزنی از آن‏ها برای کنترل آفات انباری کافی است (Golob, 1997). علاوه بر این اندازه ذرات خاک‏های دیاتومه نیز در توانایی حشره‏کشی آن‏ها موثر است. میانگین اندازه ذرات تشکیل دهنده خاک‏های دیاتومه در صورتی که برابر و کوچکتر از 15 میکرومتر باشد مناسب است . مقدار اکسید سیلیسیم (SiO2) موجود در خاک دیاتومه نیز در عملکرد آن موثر است. فرمولاسیون‏هایی که مقدار اکسید سیلیسیم آنها بیشتر از 80 درصد باشد توانایی حشره کشی بالاتری دارند ((Korunic, 1997; Korunic and Ormesher, 1998. طرز عمل  خاک دیاتومه ذرات خاک‏ دیاتومه حاوی حفرات ریزی هستند که توانایی جذب مولکول‏های موم اپی‏کوتیکول حشره را دارند. لذا هنگام تماس با کوتیکول حشرات لایه مومی کوتیکول را جذب کرده، به مقدار کمی باعث ایجاد خراش بر روی سطح کوتیکول می‏گردد و سبب از دست رفتن آب بدن و مرگ حشره می‏شود Ebeling, 1971)). نحوه کاربرد خاک دیاتومه خاک‏های دیاتومه  به دو صورت مورد استفاده قرار می‏گیرند: •1-             تیمار کردن انبار با خاک دیاتومه قبل از ذخیره‏سازی مواد غذایی خاک‏های دیاتومه به صورت گرد و یا اسپری‏ وتابل جهت تیمار انبارهای خالی و وسایل نقلیه‏ای  که برای حمل و نقل مواد غذایی به انبارها مورد استفاده قرار می‏گیرد، بعد از انجام اقدامات بهداشتی برای جلوگیری از ورود آفات به انبارها و ایجاد آلودگی‏های ثانویه بکار گرفته می‏شوند (Korunic et al., 1997). روش گردپاشی متداول‏تر بوده و با توجه به تحقیقات انجام گرفته استفاده از گرد موثرتر از روش اسپری‏پاشی وتابل در کنترل آفات انباری می‏باشد. به این دلیل در حالت اسپری‏پاشی برای بالا بردن عملکرد خاک دیاتومه مقدار بیشتری از آن بکار گرفته می‏شود (Fields and Korunic, 2000). به طوری که در مورد فرمولاسیون Dryacide® خاک دیاتومه فرم گرد در حالت استاندارد به مقدار 2 گرم بر متر مربع مورد استفاده قرار می‏گیرد و فرم وتابل آن به مقدار 6 گرم بر متر مربع کاربرد دارد (Anonymous, 2002). •2-   تیمار مواد غذایی با خاک دیاتومه قبل و در زمان ذخیره‏سازی آن‏: 2-1- تیمار کل  ماده غذایی با خاک دیاتومه در صورتی که مقدار ماده غذایی انبار شده کم باشد از ابزار دستی برای مخلوط کردن خاک دیاتومه با کل توده استفاده می‏شود (Bridgeman, 1998). در صورتی که مقدار ماده غذایی انبار شده زیاد باشد چون مقدار خاک دیاتومه مصرف شده در مخلوط با کل توده زیاد خواهد بود لذا خاک دیاتومه به دو روش مورد استفاده قرار می‏گیرد: 2-2- تیمار سطح رویی ماده غذایی با خاک دیاتومه خاک دیاتومه فقط بر روی سطح ماده غذایی به مقدار 100 گرم در متر مربع استفاده می‏شود (McLaughlin, 1994). 2-3- تیمار عمق بالایی ماده غذایی با خاک دیاتومه فرمولاسیون‏های خاک دیاتومه به طور استاندارد برای تیمار 30 سانتی‏متر عمق بالایی مواد غذایی انبار شده بکار می‏روند (Nickson et al., 1994; Bridgeman, 1998). بکارگیری این دو روش تیمار در انبارها و سیلو‏ها باعث می‏شود که مقدار مصرف شده خاک دیاتومه کاهش یابد و بنابراین تاثیر نامطلوبی روی خصوصیات فیزیکی دانه برجا نگذارد (Anonymous, 2002). مزایای خاک دیاتومه خاک‏های دیاتومه مزایای زیادی دارند که عبارتند از: 1- کاربرد خاک‏‏های دیاتومه راحت و آسان است (Golob, 1997). 2- خاک‏‏های دیاتومه روی طیف وسیعی از آفات انباری موثر هستند (Anonymous, 1999). 3- عمر انبار داری خاک‏‏های دیاتومه نامحدود است و تا زمانی که سطح دانه و انبار خشک باقی بماند باعث حفاظت طولانی مدت مواد غذایی انبار شده بخصوص غلات می‏گردند ( Fields, 1998 ). 4- خاک‏های دیاتومه پایدار بوده و بر خلاف ارگانوفسفات‏ها، در اثر گرما تجزیه نشده و موثر باقی می‏مانند. بنابراین بقایای شیمیایی سمی روی مواد غذایی بر جا نمی‏گذارند و با مواد موجود در محیط زیست واکنش نشان نمی‏دهند (Quarles, 1992). 5- گزارشات متعددی در رابطه با مقاومت آفات انباری به برخی نگهدارنده‏های غلات نظیر پیرتروئید‏ها، ارگانوفسفات‏ها، کاربامات‏ها، هیدروکربن‏های کلره، Bacillus thuringiensis (B.t) و برخی سموم تدخینی وجود دارد (Subramanyam and Hagstrum, 1995). در صورتی که هیچ گونه مقاومتی از گونه‏های انباری به خاک دیاتومه تا به حال گزارش نشده است (Anonymous, 2002). 6- خاک‏های دیاتومه بی‏بو هستند (Anonymous, 1999). 7- خاک‏های دیاتومه سمیت کم روی پستانداران دارند و برای حشرات مفید و غیر هدف کم خطر هستند ( Fields, 1998 ). 8- خاک‏های دیاتومه هیچگونه تاثیر نامطلوبی بر قدرت جوانه زنی، کیفیت، طعم، ارزش نانوایی، خاصیت آرد و سایر خصوصیات دانه ندارند و استفاده از آن‏ها برای حفاظت غلات، بقولات و دانه‏های روغنی ثبت گردیده است (  .(Aldryhim, 1990; Korunic et al., 1996 9- خاک‏های دیاتومه توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایالت متحده امریکا بعنوان یک ماده امن معرفی شده‏اند (Snetsinger, 1988) 10- خاک‏های دیاتومه حاوی سیلیکای بی‏شکل می‏باشند که با توجه به گزارش آژانس بین المللی تحقیقات سرطان، سیلیکای بی‏شکل متعلق  به نسل سوم آفت کش‏ها بوده و شواهد و مدارک کافی برای خاصیت  سرطان‏زایی آن وجود ندارد (IARC, 1997). 11- خاک‏های دیاتومه دوره کارنس نداشته و بلافاصله پس از کاربرد، دانه قابل مصرف می‏باشد (Anonymous, 1999). 12- خاک‏های دیاتومه در آمریکا و کانادا به عنوان افزودنی غذا ثبت گردیده‏اند  (Fields, 1998). 13- استفاده از خاک‏های دیاتومه در مقایسه با روش‏های فعلی کنترل آفات انباری در انبارها مقرون به صرفه و اقتصادی‏تر است (ضیائی و همکاران، 1385). 2-2-5- محدودیت‏های خاک دیاتومه 1- خاک‏های دیاتومه در صورتی که در غلظت‏های بالاتر از حد استاندارد در تیمار غلات بکار گرفته شوند باعث کاهش وزن هکتولیتری دانه می‏گردند. البته خاک‏های دیاتومه با منشأهای مختلف در کاهش وزن هکتولیتری متفاوت می‏باشند (Korunic, 1998). 2- تیمار طولانی مدت (بیش از یکسال) غلات با خاک‏های دیاتومه موجب کاهش خاصیت روانی و چسبندگی دانه‏ها به ‏یکدیگر می‏گردد (Fields, 1998 ). 3-  با توجه به عملکرد خاک‏های دیاتومه در صورتی که رطوبت محیط و  مواد غذایی انبار شده زیاد باشد خاک دیاتومه نمی‏تواند به خوبی مواد انبار شده را محافظت کند (Le Patourel and Singh, 1984 ). 4- خاک‏های دیاتومه نمی‏توانند به خوبی سموم تدخینی باعث کنترل مراحل نابالغ آفات درجه اول نظیر گونه‏های جنس  Sitophilus و گونه R. dominica که در دانه به سر می‏برند، گردد (Fields, 1998 ). 5- احتمال بروز بیماری‏های تنفسی به فرمولاسیون‏های خاک دیاتومه‏ای که حاوی مقادیر بالایی کریستال سیلیکا می‏باشند وجود دارد. لذا در حین کاربرد خاک دیاتومه استفاده از ماسک ضروری است (McLaughlin, 1994).  با توجه به این که خاک‏های دیاتومه دارای مزایای بسیاری در مقایسه با محدودیتهای کم و قابل کنترل می‏باشند لذا استفاده از این ترکیبات در انبارهای غلات، بقولات و دانه‏های روغنی کشور بمنظور کنترل و کاهش خسارت آفات انباری توصیه می‏گردد. امید آن که حاصل این کار تحلیلی و سایر پژوهش‏ها بتواند از هدر رفتن سرمایه‏ها و دست رنج‏ها جلوگیری نماید و مفید واقع شود

13:07 | محمداقا | نظرات [1]

پرسشها و پاسخها در انجمن درج میشود