×

منوی اصلی

ویژه های خبری

امروز  چهارشنبه - 30 خرداد - 1403
false
true
ازتوباکتر، ریزجانداری مفید برای توسعه پرورش محصولات ارگانیک

به گزارش پایگاه خبری تحلیلی «گیل بان»؛ طی سال های اخیر مطالعات فراوانی در خصوص تأمین زیستی نیتروژن برای تولید محصولات سالم کشاورزی صورت گرفته که ازتوباکتر یکی از مهمترین ریزجانداران مورد بررسی در این مطالعات بوده است.
ازتوباکتر از باکتری های خانواده ازتوباکتریاسه است که به روش همیاری به تثبیت نیتروژن می پردازد. این عمل بدون تشکیل اندام تمایز یافته خاصی در ریشه گیاهان، صورت می‏گیرد.
باکتری های موجود در خانواده ازتوباکتریاسه دارای اثرات مثبت مستقیم و همین طور غیر مستقیم بر گیاهان هستند. این باکتری ها به طور مستقیم با تثبیت نیتروژن مولکولی، افزایش تحرک و قابلیت جذب عناصر غذایی و به ویژه تولید فیتوهورمون های رشد گیاهی موجب بهبود شرایط تغذیه و رشد گیاهان می شوند. این باکتری ها همچنین، از طریق کنترل عوامل بیماری زا، به طور غیر مستقیم نیز به حفظ سلامت گیاه کمک کرده که تاثیر نهایی آن، بر بهبود رشد و عملکرد گیاهان زراعی آشکار است.

شناسایی و طبقه بندی ازتوباکتر
جنس ازتوباکتر برای اولین بار در سال 1901 توسط مارتینوس بیجرینک میکروبیولوژیست هلندی و از بنیانگذاران میکروبیولوژی محیطی شناسائی شد. وی اولین گونه را کروکوکوم نامید.
در سال 1909 لیپمان گونه وینلاندی و یک سال بعد گونه سوم شناسایی و به افتخار بیجرینک ازتوباکتر بیجرینکی نامیده شد. در سال 1949 نیکولای کراسیلنیکوف، میکروبیولوژیست روسی گونه نیگریکانس را شناسایی و نامگذاری کرد.
تامسون و اسکرمن در سال 1981 گونه آرمنیاکوس، و پیج و شیوپراساد در سال 1991 گونه سالینستریس را جداسازی و معرفی نمودند.
در سال های بعد بعضی از جنس ها و گونه ها از خانواده ازتوباکتراسه تفکیک شدند. اصول کلی استفاده شده در طبقه بندی ازتوباکتر در این تحقیقات شامل داشتن تاژک، تولید رنگیزه، تولید کیست و خصوصیات ژنتیکی می شد.
بر اساس مطالعات اخیر صورت گرفته در خصوص طبقه بندی باکتری های خانواده ازتوباکتریاسه بر روی توالی ژن های 16S rRNA، باکتری های این خانواده در زیر شاخه پروتئوباکتریا قرار گرفته اند و شامل دو جنس ازتوباکتر و آزوموناس می باشند که جنس ازتوباکتر به گونه های سالینستریس، کروکوکوم، پاسپالی، وینلاندی، نیگریکانس، آرمنیاکوس، بیجرینکی و جنس آزوموناس به گونه های اینسیگنیس، آگیلیس و ماکروسیتوژنز تقسیم می شود.
گونه های جنس ازتوباکتر به منظور مقابله با شرایط نامساعد زیستی مبادرت به تشکیل کیست می کنند. هر کیست به طور معمول دارای یک سلول زنده با دو پوشش محافظ است. تشکیل کیست در گونه های جنس آزوموناس رخ نمی‏ دهد.

مورفولوژی و فیزیولوژی ازتوباکتر
ازتوباکترها هوازی هستند و می توانند در فشار کم اکسیژن به رشد خود ادامه دهند. این باکتری ها آزادزی و گرم منفی بوده و به طور کلی در اشکال و اندازه های مختلف دیده می شوند. اندازه یک باکتری بالغ به ندرت به 10 تا 12 میکرون می رسد. باکتری های جوان دارای تاژک زنگوله شکلی هستند که به عنوان عضو متحرک آن ها عمل می کند.
در کشت های کهنه، سلول ازتوباکتر متراکم و کروی شده و دیواره آن ضخیم تر می شود و در واقع تشکیل کیست می دهد. کیست ها در مقایسه با فرم رویشی در برابر شرایط نامساعد محیطی مانند گرما و خشکی مقاوم تر هستند.
ازتوباکترها شیمیوارگانوتروف بوده و از قندها، الکل ها و نمک اسیدهای آلی برای رشد و تکثیر استفاده می نماید. قادر به تثبیت نیتروژن مولکولی به صورت غیر همزیست بوده و می تواند حداقل 10 میلی گرم نیتروژن مولکولی را به ازاء هر گرم از کربوهیدرات مصرفی (معمولاً گلوکز) تثبیت کند.
مولیبدن برای تثبیت نیتروژن ضروری است اما می تواند از وانادیم نیز به جای آن استفاده کند. اکثر گونه های ازتوباکتر قادر به استفاده از نمک آمونیوم و نیترات هستند، همچنین می توانند بعضی اسیدهای آمینه را به عنوان منبع نیتروژن مصرف کنند.
ازتوباکتر دارای آنزیم کاتالاز و همین طور سوپراکسید دیسموتاز فعالی است که برای حفاظت آنزیم نیتروژناز در برابر اکسیژن ضروری است. ازتوباکتر برای رشد بهینه نیاز به آهن کافی دارد اما در محیط هایی با آهن کم نیز با تولید سیدروفورها قادر به رشد است. ترشح آمونیوم توسط ازتوباکتر کروکوکوم در خاک در حضور منگنز و کانی های رس گزارش شده است.

تثبیت زیستی نیتروژن
نیتروژن یکی از عناصر پرنیاز و مهم برای رشد گیاهان است. با وجود اینکه بیش از 78 درصد ترکیب گازی جو زمین را نیتروژن مولکولی تشکیل می دهد، اما این عنصر به شکل مولکولی برای گیاهان قابل جذب نبوده و این درحالی است که نیتروژن مهمترین عامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی در جهان است.
مصرف کودهای شیمیایی نیتروژنی یکی از راه های معمول برطرف کننده این محدودیت می باشد که از یک سو مهمترین نهاده کشاورزی مؤثر در افزایش تولید بوده و از سویی دیگر از پتانسیل آلوده سازی بالایی برخوردار است. مصرف بی رویه و غیراصولی کودهای شیمیایی نیتروژنی باعث آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی و در نهایت موجب مسمومیت انسان، دام و آبزیان می شوند. همچنین مشکل افزایش نیترات زدایی (دینیتریفیکاسیون) و در نتیجه تولید بیشتر گازهای اکسید نیتروژنی و تخریب لایه حیاتی ازن را نیز به همراه دارند.
تثبیت بیولوژیک نیتروژن در انحصار انواع خاصی از موجودات پروکاریوت می باشد که توانائی تولید آنزیم نیتروژناز را دارند. نیتروژناز نقش یک کاتالیزور در احیای نیتروژن مولکولی به آمونیاک را بر عهده دارد و در دما و فشار معمولی عمل تثبیت نیتروژن را انجام می دهد.
آمونیم حاصل، در مراحل بعدی به شکل اسیدهای آمینه و سایر ترکیبات نیتروژنی مورد نیاز سلول تبدیل و یا در مورد دی ازوتروف های (تغذیه کنندگان از نیتروژن) همزیست، در اختیار گیاه میزبان قرارمی گیرد. به این ترتیب به یاری دی ازوتروف ها این عنصر حیات بخش بطور مداوم به درون سیستم خاک تزریق می شود و ادامه زندگی را برای سایر موجودات امکان پذیر می سازد.
کل نیتروژن تثبیت شده روی زمین در حدود 250 میلیون تن در سال برآورد شده که در حدود 195میلیون تن آن مربوط به تثبیت زیستی نیتروژن است. 70 درصد این مقدار مربوط به سهم تثبیت همزیستی است .باکتری های همانند ازتوباکتر که در بیشتر اکوسیستم ها که سیستم همزیستی وجود ندارد دارای اهمیت قابل توجه هستند.

ازتوباکتر و گیاهان
ازتوباکتر در تمام خاک های زراعی دنیا مشاهده شده است. ولی وجود آن در قطب نامشخص و در کویرها محتمل است. بررسی های صورت گرفته بر روی ازتوباکترها این مطلب را مشخص کرد که حضور ازتوباکتر همواره در خاک های زراعی بیشتر از سایر خاک ها می باشد.
در میان گونه های ازتوباکتر دو گونه کروکوکوم و وینلاندی معروف تر از سایر گونه ها بوده و بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته اند. در بین این دو گونه نیز گونه کروکوکوم معروف تر و سابقه دارتر از دیگری می باشد. مصرف این باکتری به عنوان کود در گیاهان زراعی منجر به افزایش عملکرد، برخی از اجزای عملکرد و همچنین غلظت نیتروژن برگ می گردد.
ازتوباکتر کروکوکوم بیش تر در خاک های خنثی تا قلیایی یافت می شود. این باکتری می تواند در سطح ریزوسفر ریشه گندم، ذرت، برنج، سورگوم، نیشکر، پنبه، گوجه فرنگی، سیب زمینی، کلم و بسیاری از دیگر محصولات زراعی رشد کند. این باکتری توانایی سنتز موادی همچون تیامین، ریبوفلاوین، پیرودوکسین، سیانوکوبالامین، نیکوتینیک، پانتوتینیک اسید، ایندول استیک اسید و جیبرلین یا مواد شبه جیبرلین را دارد. این گونه از باکتری ها آنتی بیوتیک های ضد قارچ تولید می کند که برای انواع قارچ های خاکزی محدود کننده هستند.
متداولترین و پر سابقه ترین کود میکروبی تهیه شده از باکتری های ازتوباکتر، ازتوباکترین می باشد. مقدار نیتروژن تثبیت شده به وسیله ازتوباکتر حداقل 20 تا 40 کیلوگرم در هر هکتار و در سال است که برای تثبیت نیتروژن به وجود مقدار زیادی ماده آلی نیاز دارد.

منبع: بخشی از گزارش برگرفته از کتاب زراعت و ترویج استویا است.
انتهای پیام/

false
true
true
true

شما هم می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید

√ کامل کردن گزینه های ستاره دار (*) الزامی است
√ آدرس پست الکترونیکی شما محفوظ بوده و نمایش داده نخواهد شد