عنوان مقاله: میکروریزا، یک کود بیولوژیک و تأثیر آن در افزایش عملکرد گندم
گرد آورنده:مهدی گوران نیک بنیاد (عضو سازمان نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس)
رشته تحصیلی: مهندسی کشاورزی گرایش زراعت و اصلاح نباتات
مهندس ناظر جهاد کشاورزی شهرستان ممسنی بخش دشمن زیاری
تیرماه 87
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 1
قارچهای میکوریزا و اهمیت همزیستی گیاهان 2
انواع میکوریزا 2
عوامل موثر در برقراری همزیستی قارچهای VAM در ریشه 4
نتیجه و بحث 6
منابع 10
چکیده
ریشه گیاه ،آریزو سفر زیستگاه مناسبی را برای فعالیت بسیاری از میکرو
ارگانیسم های خاک فراهم می نماید . واژه میکرو ریزا از دو اصطلاح " میکو " به معنای قارچ و "ریزا" به معنای ریشه تشکیل شده است . در مشارکت بین قارچ و ریشه گیاهان عالی بر خلاف همه قارچهای بیماری زا به گیاهان خسارت وارد
می کنند هیچ نوع علامت بیماری مشاهده نمی گردد بلکه با ایجاد روابط هر یک از دو موجود ( گیاه و قارچ ) بهره مشترک نیز می برنند این قارچ ضمن دریافت منابع کربنه انرژی زا از گیاه ، بسیاری از عناصر غذایی معدنی بخصوص فسفر را به حالت قابل جذب در اختیار ریشه گیاه قرا می دهد .
مقدمه
ریشه گیاه و ریشه گاه، زیستگاه مناسبی را برای فعالیت بسیاری از ریز سازواره های خاک فراهم می کنند. در این مورد، همزیستی میکوریزایی از متداول ترین و سابقه دارترین روابط همزیستی در زنجیره گیاهان است، به طوری که بیشتر آنها (یعنی در حدود 95 درصد از گونه های گیاهان آوندی) دست کم یکی از انواع میکوریزا را در بر دارند. متأسفانه در حال حاضر دخالت غیر اصولی انسانی، به ویژه از راه مصرف زیاد و مکرر سموم قارچ کش و یا استفاده فراوان از کودهای فسفات دار، این همزیستی سودمند را مورد تهدید جدی قرار داده است. قارچ های میکوریزا علاوه بر اینکه اثر قابل توجهی در بهبود رشد گیاهان میزبان دارند، به دلایل دیگری مانند جذب عناصر غذایی از جمله فسفر، ازت، و برخی عناصر کم مصرف، افزایش جذب آب، تولید هورمون های گیاهی، کاهش تنش های محیطی، افزایش مقاومت گیاه در مقابل عوامل بیماری زا، تأثیر بر دانه بندی خاک، کاهش آسیب های ریشه ای به هنگام جابجایی نشا ها، تشدید فعالیت تثبیت زیست شناختی ازت، تأثیر مثبت بر پاره ای از ریزسازواره های مفید خاکزی و همچنین بهبود ویژگی های کیفی و کمی محصولات زراعی، مورد توجه و بررسی قرار گرفته اند. افزایش جذب عناصر غذایی در ریشه، بیشتر به علت انتشار میسلیوم های قارچ میکوریزای مرتبط با بافت های درونی ریشه و تشکیل سیستم جذب اضافی به صورت مکمل سیستم ریشه گیاه است و بهره گیری از حجم بیشتر خاک را که ریشه های تغذیه کننده به آن دسترسی ندارند، ممکن می سازد. از طرف دیگر قارچ های میکوریزا دارای فسفاتازهای مختلف برای تجزیه فسفات های آلی و پیروفسفات های معدنی
می باشد.
قارچ های میکوریزا و اهمیت همزیستی آنها با گیاهان
میکوریزا موضوع علمی مورد علاقه دانشمندان از سال 1800 تا کنون بوده است. ریشه گیاه اریزوسفر زیستگاه مناسبی را برای فعالیت بسیاری از میکروارگانیسم های خاک فراهم می نماید.
واژه میکوریزا از دو اصطلاح "میکو" به معنی قارچ و "ریزا" به معنی ریشه تشکیل شده است. این واژه برای اولین بار توسط فرانک در سال 1885 میلادی به همکاری بین قارچ و ریشه گیاهان عالی اطلاق گردید. در این مشارکت بر خلاف حمله قارچ های بیماری زا به گیاهان، هیچ نوع علامت بیماری مشاهده نمی گردد بلکه با ایجاد روابط. هر یک از دو موجود (گیاه و قارچ) بهره مشترک نیز می برند. این قارچ ضمن دریافت منابع کربنه انرژی زا از گیاه، بسیاری از عناصر غذایی معدنی به خصوص فسفر را به حالت قابل جذب در اختیار ریشه گیاه قرار می دهد.
میکوریزا از رایج ترین و سابقه دارترین ارتباطات همزیستی در سلسله گیاهی است که در اکثر اکوسیستم ها وجود دارد، به طوری که 85 درصد نهاندانگان و تمامی بازدانگان قادر به تشکیل همزیستی میکوریزایی هستند. کوشش برای تولید مایه تلقیح از قارچ های میکوریزا و استفاده از آن در موارد لازم، راه مناسبی برای جلوگیری از خطر حذف و نابودی این موجودات مفید و کمک به بهبود تغذیه و رشد گیاه و با بهره گیری از اثرات مفید این موهبت طبیعی است.
انواع میکوریزا
به طور کلی انواع میکوریزا را بر اساس ساختمان به دو گروه اصلی اکتومیکوریزا (میکوریزای خارجی) و اندومیکوریزا (میکوریزای داخلی) تقسیم بندی می کنند علاوه بر این دو گروه، گروه سومی به نام اکتاندومیکوریزا وجود دارد که خصوصیات حد واسط دو دسته فوق را دارد و از اهمیت نسبی کمتری برخوردار است. اختلاف این سه گروه در چگونگی نفوذ قارچ به داخل سلول میزبان و ایجاد حالت های گوناگون قارچی و ساختمان آن در سلول میزبان است.
اکتومیکوریزا حالتی است که در آن قارچ وارد سلول های ریشه نمی شود بلکه در فضای بین سلولی نفوذ کرده و نهایتاً پوششی به شکل غلاف قارچی کم و بیش ضخیم تری بر روی سطح ریشه های کوتاه تغذیه کننده تشکیل می دهد که ریشه را احاطه می کند. ریشه های آلوده اغلب تغییر رنگ داده و تغییر شکل این ریشه ها به صورت انشعابات کوتاه دو یا چند شاخه ای به خوبی از ریشه های غیر میکوریزایی مشخص می شود. که این نوع همزیستی عمدتاً در درختان جنگلی مثل خانواده های کاج، بید و توسکا دیده می شود.
اندومیکوریزا نیز حالتی است که در آن قارچ وارد فضای بین سلولی و سلول های پوست ریشه می شود و غلاف قارچی در سطح ریشه تشکیل می گردد، در نتیجه تغییرات ظاهری در سطح ریشه ایجاد نمی شود و یا اندک است. اندومیکوریزا گسترش وسیعی داشته و بسیاری از گیاهان همچون سرخس ها، بازدانگان، نهاندانگان و در مواردی خزه ها را نیز به عنوان گیاه میزبان انتخاب می کنند و تقریباً در همه خانواده های گیاهان گلدار به جز خانواده شب بو، اسفناجیان و رزاسه، حضور آن به اثبات رسیده است.
به طور کلی انواع اندومیکوریزا بر حسب گیاه میزبان و ساختمان ریخت شناسی آلودگی قارچی به سه دسته تقسیم می شود که عبارتند از:
- میکوریزای و سیکولار- آربوسکلار (بوته ای- کیسه ای)
- سیکوریزای ارکیداسه
- میکوریزای اریکاسه
مهمترین نوع اندومیکوریزاها، میکوریزا و سیکولار- آریوسکولار است که اختصارا میکوریزVA یا VAM نیز گفته می شود. این نوع میکوریزا در تعداد زیادی از گیاهان به خصوص گیاهان زراعی و باغی تشکیل می شود. مبنای اولیه نام گذاری آن به خاطر تولید اندام های قارچی خاص به شکل بوته ای کوچک (آربومیکول) و همین طور محفظه یا کیسه انباشته از مواد ذخیره ای (وسیکول) در درون ریشه گیاهان میزبان است.
قبل از سال 1990 قارچ هایVAM از نظر طبقه بندی در رده زیگومسیت های راسته اندوگونال و خانواده اندوگوناسه قرار داشته و شامل شش جنس مهم گلوموس، اسکلروسیستیس، آکالوسپورا، ژیگاسپورا، انتروفوسپورا و اسکوتلوسپورا بوده اند.
در رده جدید که توسط مورتن (1990) انجام گرفته این قارچ ها در راسته جدید گلومال از رده بندی زیگومسیت ها قرار می گیرند.
عوامل موثر در برقراری همزیستی قارچ های VAM روی ریشه
اگرچه قارچ های VAM توانایی سازگاری با شرایط فیزیکی و شیمیایی را دارا هستند ولی عوامل مختلفی بر روی مقدار تولید هیف ها در این قارچ ها موثرند که به اجمال به تعدادی از آنها اشاره می شود.
فعالیت سایر میکروارگانیسم ها (برخی از میکروارگانیسم ها با تولید موادی نظیر آنتی بیوتیک ها سبب کاهش فعالیت قارچ های VAM می شوند).
ترشحات ریشه ای گیاهان مختلف (میزان ترشحات قندی و ترکیبات آن، که از عوامل مهم برقراری همزیستی است، در گیاهان مختلف، متفاوت است).
PH خاک (اسیدیته حدود 5/5 برای تشکیل همزیستی مناسب است).
ترکیبات آلی (وجود ترکیبات آلی که محیطی غنی از مواد غذایی و شرایط ویژه رطوبتی و حرارتی ایجاد میکند برای جمعیت قارچ ها مفید است).
سموم کشاورزی به خصوص قارچ کش ها (باعث تأثیرات سوء و از بین رفتن میکروارگانیسم های خاکزی می شوند).
عملیات خاک ورزی (عملیات خاک ورزی پیاپی که سبب بر هم خوردن محیط طبیعی قارچ ها در خاک می شود برای تکثیر و برقراری همزیستی با گیاه مناسب نیست).
آیش طولانی مدت ( به دلیل نبودن میزبان مناسب جهت فعال شدن اسپور قارچ های موجود در خاک، جمعیت آنها کاهش می یابد).
فشردگی خاکی ( به علت عدم گسترش مناسب ریشه در داخل خاک امکان برقراری همزیستی نیز کاهش می یابد).
غرقابی بودن زمین ( به علت عدم تهویه مناسب در محیط ریزوسفر، فعالیت میکروارگانیسم های خاکزی مختل می گردد).
نوع گیاه ( ریشه گیاهان وحتی واریته های مختلف از یک گیاه عکس العمل های گوناگون و توان همزیستی متفاوتی دارند).
حرارت ( میزان آلودگی ریشه به قارچ هایVAM در دمای 25 تا 35 درجه سانتیگراد افزایش می یابد).
نور( هر قدر نور در مورد نیاز گیاه بیشتر شود، فتوسنتز افزایش یافته و مواد قندی ساخته شده در گیاه نیز بیشتر می شود).
آب ( خشکی سبب کاهش معنی داری در تشکیل کلونی قارچ های میکوریزا می گردد).
کودهای شیمیایی به خصوص فسفر ( در اثر افزایش مصرف کودهای فسفر برقراری همزیستی و کارایی میکوریزا کاهش می یابد).
نتیجه و بحث
مهم ترین فواید میکوریزا را می توان بر اساس نتایج ارایه شده در منابع مختلف به شرح زیر خلاصه کرد.
افرایش جذب آب: این عوامل به واسطه افزایش سطح جذب کننده و توان جذبی بیشتر هیف ها نسبت به سیستم ریشه ای است که نتیجه آن ایجاد مقاومت بیشتر گیاه نسبت به کمبود رطوبت و شرایط خشکی است. در واقع انشعابات میسلیومی قارچ های VAM قادر است به درون منافذی که برای ریشه ها و تارهای کشنده گیاه قابل دسترس نیستند راه یابد و آب را جذب نماید.
تولید هورمون های گیاهی: انواع هورمون های محرک رشد گیاهی مانند اکسین وسیتوکنین در اثر این همزیستی تولید می شود.
مقاومت نسبت به عوامل بیماری زا در گیاه: افزایش مقاومت گیاه به عوامل بیماری زای ریشه ای به طور مستقیم از طریق ایجاد یک مانع فیزیکی بر روی ریشه ( ایجاد غلاف قارچی ) و یا به طور غیرمستقیم با بهبود بخشیدن تغذیه گیاه و کمک به تسریع رشد آن موثر است.
تأثیر بر روی دانه بندی خاک: در این نوع همزیستی خاک دانه های پایا در مجاورت سیستم ریشه ای به وسیله شبکه هیفی ظریف و گسترده ای ایجاد می شود که در واقع اتصال ذرات خاک به یکدیگر است. در آزمایشی که واترز و اودس (1991) انجام دادند نتیجه گرفتند که ریشه با طول بیش از یک متر در گرم خاک و هیف های قارچی با طول بیش از بیست متر در گرم خاک در درون فضاهای ریز قرار گرفته اند و باعث پایداری خاک دانه ها شده اند.
کاهش آسیب های ریشه ای: معمولا در اثر جا به جایی نهال های گیاهان ریشه های آن ها آسیب می بیند که در رشد بعدی آن ها نیز اثر می گذارد. وجود میکوریزا در این گیاهان موجب کاهش درصد از بین رفتن نهال ها در ضمن آسیب های ناشی از جا به جایی مانند انتقال از خزانه به زمین اصلی می شود.
تشدید فعالیت تثبیت بیولوژیک ازت: در حبوبات وجود فسفر کافی نه تنها برای تشکیل غده های تثبیت کننده ازت بسیار ضروری است. قارچ های VAM به دلیل این که می توانند شرایط رضایت بخشی را در شرایط محدودیت فسفر ایجاد نمایند اثرات مثبت آن ها بر روی تثبیت ازت به نقش آن ها در تامین بخشی از فسفر مورد نیاز گیاه نسبت داده شده است.
اثر متقابل قارچ های میکوریزا با سایر میکروارگانیسم ها: قارچ های میکوریزا با مقدار زیادی از میکرو و ارگانیسم های موجود در ریزوسفر دارای اثرات متقابل هستند. این اثرات متقابل می تواند به صورت اثرات بازدانده و یا بهبود دهنده باشد. میسلیوم های خارجی ممکن است با تعداد زیادی از میکرو ارگانیسم ها نظیر باکتری ها، قارچ ها، پروتوزوآها، نماتدها، بندپایان و سایر موجود اثر متقابل داشته باشد.
تاثیر میکوریزا بر روی صفات کیفی و کمی محصول: موفقیت ناشی از کاربرد VAM بر روی گیاهان، به خصوص در شرایط کمبود رطوبت و حاصلخیزی پایین کاملا مشخص شده است. از طرفی آزمایش های متعدد نشان داده است که سرعت فتوسنتز در گیاهان میکوریزایی بیشتر از گیاهان غیر میکوریزایی است. بهبود فتوسنتز در اثر همزیستی عمدتا به خاطر افزایش انتقال عناصر معدنی از خاک به گیاه است. همچنین تحقیقات به عمل آمده توسط بسیاری از دانشمندان حکایت از افزایش عملکرد گیاهان زراعی در اثر کاربرد قارچ های VAM در مقایسه با حالت عدم کاربرد آن ها دارد.
تأثیر میکوریزا در افزایش عملکرد گندم
افزایش جذب عناصر غذایی: این افزایش عمدتا به دلیل انتشار میسلیوم قارچ های میکوریزا مرتبط با بافت های درون ریشه و تشکیل یک سیستم جذب اضافی به صورت مکمل سیستم ریشه ای گیاه است که بهره گیری از حجم بیشتری از خاک که ریشه، انتقال سریعتر عناصر غذایی از طریق هیف ها به ریشه نسبت به مسیر خاک به ریشه و امکان استفاده قارچ های میکوریزا از منابع فسفاتی نا محلول و یا کم محلول را نیز در افزایش جذب موثر دانسته اند. علاوه بر فسفر، افزایش جذب سایر عناصر به خصوص روی، مس، گوگرد، آهن، پتاسیم، ازت، کلسیم و منگنز نیز گزارش شده است. یکی از مهم ترین ویژگی های گیاهان میکوریزایی اثر قابل توجه آن ها در جذب فسفر از خاک های فقیر از نظر فسفر است. همان گونه که اشاره شد گیاهان میکوریزایی می توانند از طریق میسلیوم های خود که سطحی اضافی برای جذب عناصر فراهم می کنند به فسفری که برای گیاهان غیر میکوریزا قابل استفاده نیست دسترسی یابند. از طرف دیگر قارچ های میکوریزا دارای فسفاتازهای مختلف برای تجزیه فسفات های آلی و پیروفسفات های غیر آلی هستند، که آن ها را به فرم قابل جذب برای گیاه تبدیل می نمایند. انتشار فسفات در محلول خاک بسیار کند بوده و در مقابل سرعت جذب آن توسط ریشه گیاهان بسیار سریع است. این وضعیت موجب می گردد تا محیط اطراف ریشه سریعا از فسفات محلول تخلیه گردد و مرتبا بر وسعت گیاهان این ناحیه از خاک افزوده گردد. بنابراین دریافت فسفات توسط گیاه با توجه به دو خصوصیت فوق الذکر محدود می گردد. در این حالت ریشه و هیف قارچی مرتبا به سمتی از خاک رشد می نمایند که بتواند فسفر را جذب نماید و لذا حجم جدیدی از خاک در حضور سیستم های جذب کننده قرار می گیرد.
منابع
1- اردکانی، محمد رضا و فرامرز مجد، 1380،" بررسی کارایی میکوریزا و استرپتومویس تحت تأثیر سطوح مختلف مصرف در کشت گندم" نشریه علمی سازمان انرژی اتمی ایران، شماره 23.
2- اصغر زاده، ناصر علی، 1370، " بررسی اثرات تلقیح سویا با قارچ میکوریزای va و باکتری ریزوبیوم بر روی رشد و جذب عناصر غذایی" دانشکده کشاورزی کرج.
3- شیرانی راد، امیر حسین، " بررسی اکو فیزیولوژیک همزیستی قارچ میکوریزا با گندم و سویا " 1377
4- صالح راستین، ناهید " کودهای بیولوژیک، محله خاک و آب، جلد 12، شماره 3، 1377
>>بایگانی مطاب