تلقیح بذر اسفناج با نیتروژنوباکتر کروکوکوم و فسفوردین، ریزوسفر گیاه را غنی از این میکروارگانیسم ها نمود و عملکرد دانه و کیفیت آن را نسبت به تیمار شاهد (عدم تلقیح) افزایش داد (ال-آسیوتی و سدرا، ۲۰۰۵). تلقیح با آزوسپریلیوم برازیلنس و با سیلوس اسفاریکوس غلظت N، P و K را در ساقه و ذخیره ریشه سیب زمینی شیرین افزایش داد (یسمین و همکاران، ۲۰۰۷). در تحقیقی تلقیح بذر گندم، جو و یولاف با آزوسپریلیوم (گونه RAM-7)، عملکرد و میزان نیتروژن کل را در دانه ها به طور معنی داری افزایش داد (اوسمار و همکاران، ۲۰۰۴).
۱-۵- کود زیستی بیوسولفور
۱-۵-۱- نقش گوگرد در گیاه
از وظایف مهم گوگرد در گیاهان، می توان به دخالت این عنصر در بسیاری از فعالیت های آنزیمی و شرکت آن در ساختمان شیمیایی بسیاری از اسیدهای آمینه نظیر متیونین و سیستنین و نیز ترکیبات فرار مولد رایحه در گیاهانی نظیر سیر، پیاز و خردل اشاره نمود. ساخت روغن و بهبود کیفیت میوه از دیگر این عنصر در گیاهان به شمار می رود. همچنین گوگرد خاصیت قارچ کشی داشته و بیمار سفیدک را کنترل می نماید و پیرامون طوقه درختان را ضد عفونی می کند. این عنصر با افزایش حلالیت فسفر، مصرف کودهای فسفاتی را کاهش می دهد. گوگرد در تشکیل کلروفیل، ویتامینهای تیامین و بیوتین، فرودوکسین (که سبب احیای سولفات و نیترات می گردد)، گلوتاتیون و کوآنزیم آ دخالت داشته و باعث افزایش مقاومت گیاهان به امراض، خشکی و سرما می شود و از تجمع نیترات در بافتهای گیاه جلوگیری می نماید. نقش گوگرد در افزایش عملکرد پیاز، ذرت علوفه ای، پنبه و دانه های روغنی گزارش شده است.
حد بحرانی گوگرد در خاکهای آهکی ۱۵ میلی گرم در کیلوگرم گزارش شده است. متخصصین تغذیه گیاه سه عنصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم را که غلظت آنها در برگ های گیاهان در حدود ۵۰/۲ ، ۱۵/۰ و ۰۰/۲ درصد است، جزو عناصر اصلی و گوگرد را جزو عناصر غذایی ثانیه طبقه بندی کرده اند. ولی بنا به دلایل متعدد، از جمله زیادی غلطت گوگرد در اندام های گیاهی (۲۵/۰ درصد)، در مقایسه با فسفر (۱۵/۰ درصد) و نقش بسیار مثبت این عنصر در افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی، بهبود کمی و کیفی محصولات کشاورزی، اصلاح خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک های آهکی و سدیمی، افزایش نفوذپذیری، کاهش ph، حذف بی کربنات از آب آبیاری و نقش مؤثر آن در کاهش تنش های شوری و سدیمی، بایستی جایگاه فعلی این عنصر تغییر و در ردیف عناصر اصلی قرار گیرد و مصرف سالانه آن از مصرف کودهای فسفاتی (۷۰۰ هزار تن در سال) فراتر رود (سالاردینی، ۱۳۷۴ و صالح ، ملکوتی، ۱۳۸۴).
۱-۵-۲- ضرورت استفاده از باکتری های اکسید کننده گوگرد
بیش از ۱۷۰ سال است که گوگرد به عنوان عنصر غذایی مورد نیاز گیاه شناخته شده و از این لحاظ در ردیف پنجم پس از N ، P ، K ،Ca قرار می گیرد. این عنصر بیشتر به لحاظ اثرات جانبی مفیدی که در اسیدی کردن موضعی خاک و افزایش قابلیت انحلال سایر عناصر غذایی دارد، اهمیت پیدا می کند. در بسیاری از خاکها، به دلیل بالا بودن ph و فراوانی یون کلسیم، مقدار محلول و قابل جذب برخی از عناصر کمتر از مقدار مورد نیاز گیاه است. روش متداول برای مقابله با این کمبودها، استفاده از کودهای شیمیایی است که علاوه بر بهای زیاد و بازدهی کم، خطر آلودگیهای زیست محیطی را نیز به همراه دارند در حالی که گوگرد، به دلیل ظرفیت اکسیده شدن و تولید اسید سولفوریک، از پتانسیل لازم برای کاهش ph خاک، حداقل در مقیاس کوچک اطراف ذرات خود برخوردار است و می تواند در منطقه ریزو سفر، در انحلال ترکیبات غذایی نامحلول و آزاد شدن عناصر ضروری، مؤثر واقع شود. مشکل عمده ای که بعد از مصرف گوگرد در خاک های زراعی مطرح خواهد بود، اکسیداسیون آن می باشد. این عمل، با کمک باکتریهای تیویاسیلوس که در شرایط هوازی در خاک زندگی می کنند، امکان پذیر است. ولی متاسفانه با توجه به مقدار بسیار کم مواد آلی خاکهای زراعی ایران، تعداد و فعالیت این باکتریها در خاکهای ایران محدود می باشد. این باکتری در شرایط مطلوب از نظر مواد آلی و رطوبت مناسب، قادر به رشد و تکثیر است و در نتیجه باعث افزایش اکسیداسیون بیولوژیکی گوگرد می شود. در فرایند اکسیداسیون گوگرد خاک، عواملی نظیر وجود و چگونگی فعالیت میکرووارگانیسم های خاک، دما، تهویه، رطوبت مطلوب و اسیدینه خاک نقش دارند (سالاردینی، ۱۳۷۴).
شرط اصلی اثر بخشی گوگرد، سرعت مناسب اکسایش آن در خاک است، به نحوی که بتواند در طی دوره رویشی گیاه، علاوه بر تامین یون سولفات، با خاصیت اسیدزایی و کاهش ph، در مقیاس میکروسایت های ریزوسفری، قابلیت دسترسی سایر عناصر غذایی مانند فسفر و آهن را نیز بهبود بخشد. از آنجا که اکسایش گوگرد فرآیندی عمدتاً بیولوژیک محسوب می شود، تحقق این فرایند مستلزم وجود جمعیت بالایی از میکروارگانیسم های اکسید کننده گوگرد عنصری است که باکتری های جنس تیویاسیلوس از مؤثرترین انواع آنها هستند(قربانی نصرآبادی و همکاران،۱۳۸۱، باسکوت و وارما، ۲۰۰۵).
۱-۵-۳- مشخصات و مکانیسم عمل کود زیستی بیوسولفور
کود زیستی بیوسولفور، حاوی باکتری هایی از جنس تیوباسیلوس است که از طریق اکسیداسیون گوگرد توسط این میکروارگانیسم ها، به تغذیه گیاه از نظر گوگرد جذب بیشتر عناصر غذایی چون فسفر، آهن و روی، اصلاح خاک های شور سدیمی و افزایش عملکرد گیاه کمک می کند. با توجه به شرایط اقلیمی و ویژگی های خاک های ایران (ph بالای خاک های آهکی کشور)، انجام اقداماتی در جهت افزایش اکسیداسیون آن در خاک بسیار ضروری می باشد (ملکوتی،۱۳۷۴).
بیوسولفور حاوی مجموعه ای از مؤثرترین میکروارگانیسم های اکسید کننده گوگرد است که قادرند در کوتاه ترین زمان، مقادیر قابل ملاحظه ای از گوگرد عنصری را اکسید کنند. با اکسیداسیون گوگرد نه تنها عناصر مهم (فسفر، روی، آهن) از طریق ریشه جذب می شوند، بلکه گوگرد به سولفات (SO42-) تبدیل شده و به راحتی توسط گیاه جذب می شود (آتو و اولسون، ۱۹۶۶).
اکسیداسیون گوگرد در خاک عموماً توسط دو گروه از میکروارگانیسم ها اتفاق می افتد. گروه اول شامل انواع هتروتروف های خاک است که از مواد آلی به عنوان سویسترای کربن برای تامین انرژی و کربن مورد نیاز خود استفاده می کنند و به عنوان یک واکنش ضمنی گوگرد را نیز اکسید می نمایند.
اکسید کننده های هتروتروف گوگرد از نظر جمعیتی، اکسید کننده های غالب هستند.
گروه دوم شامل انواع اتوتروف های خاک هستند که انرژی مورد نیاز خود را از اکسیداسیون گوگرد تامین می کنند. باکتری های جنس تیوباسیلوس (جدول ۱-۴)، از مهم ترین انواع اتوتروف های اکسید کننده گوگرد در خاک می باشند.
جدول ۱-۴- واکنش اکسیداسیون ترکیبات گوگردی توسط باکتری های جنس تیرباسیلوس
واکنش اسیدی
| ۲SO4 NS + S ۲NS + 6S (N)S + S + 2C ۳S + 2S + 3 ۹NS +S + 4 ۴F (S) + 4Fc(O ۵NS + S + 4S ۲NaS + 2S + C |
+ ۲O 1 ) 2S+3 ۲ ) N + 2 + O ۳ ) N + 7 + 6O ۴ ) ۲KSCN + 4 + 4O ۵ ) ۵S + 6KN + 2HO ۶ ) ۶N + 8NaN + O ۷ ) ۱۲FcS + 3 + 6O ۸ ) ۵NS + 4 + O ۹ ) N + NC + |
گونه تیوباسیلوس شماره واکنش
| T . thiooxidans T . dcnitrificans T . fcrrooxidans |
