کود بیولوژیک یا زیستی چیست؟ انواع، اهمیت و مزایای آن

مقدمه

در قرن گذشته از کودهای شیمیایی به‌طور گسترده‌ای در کشاورزی استفاده می‌شد. کشاورزان از به‌دست‌آوردن عملکرد بیشتر در کشاورزی خوشحال بودند؛ اما کودهای شیمیایی به‌آهستگی با اثرات سوء خود مانند آبشویی به درون ذخایر آب و آلوده‌سازی آن، ازبین‌بردن ارگانیسم‌ها و حشرات دوستدار طبیعت، باعث شدند که گیاهان حساسیت بیشتری نسبت به بیماری‌های پیدا کنند و همچنین با کاهش باروری خاک، صدمات جبران‌ناپذیری به کل سیستم وارد کنند.

تعدادی از روشنفکران و متخصصان علم کشاورزی در سراسر جهان شروع به کار بر روی گزینه‌های جایگزین کردند و دریافتند که کودهای زیستی بدون ایجاد خسارت مرتبط با کودهای شیمیایی، می‌توانند به افزایش عملکرد کمک کنند.

کود بیولوژیک چیست؟

جمعیت زیادی از یک میکروارگانیسم خاص یا گروهی از میکروارگانیسم‌های مفید برای افزایش بهره‌وری خاک هستند که باعث تثبیت نیتروژن جو یا محلول‌سازی فسفر خاک یا تحریک رشد گیاه از طریق سنتز مواد تقویت‌کننده رشد می‌شوند.

کودهای زیستی مبتنی بر منبع انرژی تجدیدپذیر، مقرون‌به‌صرفه و سازگار با محیط‌زیست هستند که می‌توانند به صرفه‌جویی در هزینه‌های بالای موردنیاز برای خرید کودهای شیمیایی کمک کنند.

کود زیستی (بیولوژیک) حاوی میکروارگانیسم‌های زنده‌ای است که وقتی روی بذرها، سطح گیاهان یا خاک اعمال می‌شود، ریزوسفر گیاه را اشغال می‌کند و با افزایش تأمین یا در دسترس بودن مواد اولیه و مواد مغذی برای گیاه میزبان، رشد گیاهان و درختان را تقویت می‌کند و حاصلخیزی خاک را افزایش می‌دهد.

کودهای زیستی (مواد تلقیحی میکروبی) باعث بهبود حاصلخیزی خاک و افزایش جذب مواد مغذی و جذب آب در خاک‌های دارای کمبود می‌شوند، در نتیجه به استقرار بهتر گیاهان کمک می‌کنند.

کودهای زیستی همچنین مواد رشددهنده و مواد شیمیایی ضد قارچ را ترشح می‌کنند و همچنین جوانه‌زنی بذر و رشد ریشه را بهبود می‌بخشند.

بنابراین، استفاده از کودهای زیستی باعث غنی‌سازی خاک خواهد شد و هزینه کمتری نسبت به کودهای شیمیایی که به محیط‌زیست آسیب می‌رسانند و منابع انرژی تجدیدناپذیر را تخلیه می‌کنند دارد.

میکروارگانیسم‌های موجود در کودهای زیستی چرخه مواد مغذی طبیعی خاک را بازیابی می‌کنند و مواد آلی خاک را می‌سازند. از طریق استفاده از کودهای زیستی، می‌توان گیاهان سالم را پرورش داد، درحالی‌که پایداری و سلامت خاک را نیز افزایش می‌دهد.

 با کاربرد کود بیولوژیک می‌توان انتظار کاهش استفاده از کودهای شیمیایی و آفت‌کش‌ها را داشت اما کودهای بیولوژیک هنوز قادر به جایگزین شدن با آن‌ها نیستند. ازآنجاکه کود بیولوژیک چندین نقش مهم را ایفا می‌کنند، اصطلاح علمی ترجیحی برای چنین باکتری‌های مفیدی، ریزوباکترهای محرک رشد گیاه است.

کودهای بیولوژیک امروز

کودهای بیولوژیک ورودی‌های آلی سازگار با محیط‌زیست را فراهم می‌کنند. کودهای زیستی مانند ریزوبیوم Rhizobium، ازوتوباکتر Azotobacter، آزوسپیریلوم Azospirilium و جلبک‌های سبز آبی (BGA) مدت طولانی است که مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• ریزوبیوم برای محصولات حبوبات استفاده می‌شود.
• ازوتوباکتر را می‌توان در محصولاتی مانند گندم، ذرت، خردل، پنبه، سیب‌زمینی و سایر محصولات گیاهی استفاده کرد.
• تلقیح آزوسپیریلوم عمدتاً برای سورگوم، ارزن، ذرت، نیشکر و گندم توصیه می‌شود.
• جلبک‌های سبز آبی متعلق به یک تیره سیانوباکتریوم عمومی، نیتروژن جو را تثبیت می‌کنند و برای تلقیح محصولات شالیزاری، هم در شرایط رطوبت و هم در خشکی استفاده می‌شود.

خزه بالارو یا Anabaena در ارتباط با سرخس آبی Azolla تا ۶۰ کیلوگرم در هکتار در فصل به تثبیت نیتروژن کمک می‌کند و همچنین خاک را با مواد آلی غنی می‌کند.

جلبک‌های دریایی سرشار از انواع مختلفی از عناصر معدنی (پتاسیم، فسفر، عناصر کمیاب و غیره) هستند ازاین‌رو در مناطق ساحلی توسط مردم از آن‌ها به طور گسترده‌ای به‌عنوان کود، استفاده می‌شود. کود جلبک دریایی همچنین به سبک شدن خاک‌های رسی کمک می‌کند.

 نوعی جلبک قهوه‌ای که به Fucus معروف است توسط مردم ایرلند به‌عنوان کود در مقیاس وسیع استفاده می‌شود.

در کشورهای گرمسیری از گل‌ولای کف استخرهای خشک‌شده که دارای جلبک‌های سبز آبی فراوان هستند به طور منظم به‌عنوان کود در مزارع استفاده می‌شود. مخلوط جلبک‌های دریایی و جلبک‌های سبز آبی ممکن است کود ایدئالی باشد.

باکتری‌های حل‌کننده فسفات

انواع دیگر باکتری‌ها، به اصطلاح باکتری‌های حل‌کننده فسفات، مانند  Pantoea agglomerans strain P۵یا Pseudomonas putida strain P13 قادر به حل فسفات نامحلول از منابع فسفات آلی و معدنی هستند. در حقیقت، به دلیل بی‌حرکتی فسفات توسط یون‌های معدنی مانند آهن، کلسیم، آلومینیوم یا اسیدهای آلی، میزان فسفات موجود در خاک کاملاً کمتر از نیاز گیاه است. علاوه بر این، کودهای شیمیایی فسفاته نیز بلافاصله در خاک بی‌حرکت می‌شوند (اصطلاحاً بلوکه می‌شوند)، به‌طوری‌که کمتر از ۲۰ درصد کود اضافه شده به خاک توسط گیاهان جذب می‌شود؛ بنابراین، از یک‌سو کاهش منابع فسفات و از سوی دیگر آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از تولید و استفاده از کودهای شیمیایی فسفات، در حال حاضر استفاده از باکتری‌های حل‌کننده فسفات یا کودهای زیستی فسفاته را مطلوب می‌سازد.

نکته: فسفوتیکا برای تمام محصولات مورد استفاده با ریزوبیوم، آزوتوباكتر، آزوسپیریلوم و ازتوباكتر استفاده می‌شود. برای تهیه کمپوست غنی‌شده از فسفوتیکا و آزوتوباکتر استفاده می‌شود.

گروه‌های کود بیولوژیک

آزولا-آنابنا همزیست

آزولا یک سرخس کوچک، یوکاریوتی و آبزی است که دارای توزیع جهانی است که جلبک‌های سبز آبی پروکاریوتی Anabena در برگ‌های آن به عنوان همزیست ساکن هستند. این گروه همزیست به دلیل استفاده بالقوه آن به عنوان جایگزین کودهای شیمیایی، موردتوجه گسترده قرار گرفته است.

گیاه Liverworts، ریشه سیکاد، سرخس و گلسنگ‌ها حاوی برخی از سیانوباکتری های تثبیت کننده ازت (Anabaena) هستند. آنابنا که در حفره‌های برگ سرخس یافت می‌شود مسئول تثبیت نیتروژن است.

ریزوبیوم

باکتری‌های همزیست تثبیت‌کننده نیتروژن: ریزوبیوم یکی از باکتری‌های همزیست حیاتی تثبیت‌کننده نیتروژن است. در اینجا باکتری‌ها به دنبال پناهگاه می‌گردند و از گیاهان غذا می‌گیرند. در عوض با تأمین نیتروژن تثبیت‌شده برای گیاهان به رشد آن‌ها کمک می‌کنند.

تثبیت نیتروژن توسط Rhizobium همزیست با حبوبات به طور قابل‌توجهی به تثبیت کل نیتروژن کمک می‌کند.

تلقیح ریزوبیوم یک روش زراعی شناخته‌شده برای اطمینان از نیتروژن کافی است. ریزوبیوم با ایجاد گره‌های تثبیت‌کننده ازت روی ریشه حبوبات مانند نخودفرنگی و یونجه نقش بسیار مهمی در کشاورزی دارد.

آزوسپیریلوم (باکتری‌های غیر همزیست تثبیت‌کننده نیتروژن)

آزوسپیریلوم باکتری تثبیت‌کننده نیتروژن است که در اطراف ریشه گیاهان عالی زندگی می‌کند اما رابطه همزیستی با گیاهان ایجاد نمی‌کند. این به‌عنوان ارتباط ریزوسفری نامیده می‌شود زیرا این باکتری‌ها ترشحات گیاهان را جمع می‌کنند و از آن‌ها به‌عنوان ماده غذایی استفاده می‌کنند. این فرآیند مشارکت دوجانبه نامیده می‌شود.

ازتوباکتر: باکتری‌های آزاد تثبیت‌کننده نیتروژن

آن‌ها باکتری‌های آزاد در خاک هستند که نیتروژن جو را در خاک تثبیت كرده و در دسترس گیاهان قرار می‌دهند. آن‌ها بی‌هوازی و ساپروتروف (ارگانیسمی که از مواد آلی پوسیده تغذیه می‌کند) هستند مانند Clostridium beijerinckii، Azotobacter و غیره. ازتوباکتر همچنین از ریشه‌ها در برابر سایر عوامل بیماری‌زای موجود در خاک محافظت می‌کند.

فسفوتیکا

فسفر نامحلول در خاک را آزاد می‌کند و این فسفر را در مواد معدنی رسی تثبیت می‌کند که از اهمیت زیادی در کشاورزی برخوردار است.

تریکودرما Trichoderma

محصولی غیر بیماری‌زا و سازگار با محیط‌زیست است. این محصولی بیش‌ازحد انگلی در برابر عوامل بیماری‌زای مختلف است و در کنترل بیولوژیک ثبت‌شده است.

Streptomyces grisoflavus

یک گونه باکتری از تیره Streptomyces است که از خاک باغ جدا شده است.

 UniGrow

کود زیستی تجاری است که در حال حاضر استفاده می‌شود. این محصول که با فرآورده‌های جانبی روغن نخل ساخته می‌شود، حاوی یک عنصر میکروبی است که نشان داده شده است نتایج امیدوارکننده‌ای در مطالعات دارد.

در میان انواع کودهای زیستی، ریزوبیوم Rhizobium و آزوسپیریلوم Azospirillum بیشترین استفاده را دارند.

فواید کودهای بیولوژیک

1. کودهای بیولوژیک وسیله‌ای برای افزایش قابلیت دسترسی مواد مغذی در خاک است.
2. ازآنجاکه یک کود بیولوژیک ازنظر فنی زنده است، می‌تواند از طریق همزیستی، با ریشه‌های گیاه ارتباط برقرار کند. میکروارگانیسم‌های درگیر می‌توانند مواد آلی پیچیده را به آسانی به ترکیبات ساده تبدیل کنند، به‌طوری‌که به راحتی توسط گیاهان جذب ‌شوند.
3. میکروارگانیسم در طولانی مدت باعث بهبود حاصلخیزی خاک می‌شوند. کود بیولوژیک زیستگاه طبیعی خاک را حفظ می‌کند. عملکرد محصول را ۳۰-۲۰ درصد افزایش می‌دهد تا حدود ۳۰ درصد جایگزین نیتروژن شیمیایی و فسفر است و رشد گیاه را تحریک می‌کند. کود بیولوژیک همچنین می‌تواند از گیاه در برابر خشک‌سالی و برخی از بیماری‌های خاک‌زاد محافظت کند.
4. همچنین نشان داده شده است که برای تولید مقدار بیشتری از محصولات، کودهای زیستی با قابلیت تثبیت نیتروژن و محلول‌سازی فسفر بیشترین تأثیر ممکن را به دنبال خواهند داشت.
5. آن‌ها رشد شاخه و ریشه بسیاری از محصولات را در مقایسه با گروه‌های شاهد افزایش می‌دهند. این می‌تواند در هنگام رشد بذرهای جدید مهم باشد.
6. کودهای بیولوژیک همچنین خاک سالم را ترویج می‌دهند و منجر به پایداری بیشتر در کشاورزی می‌شوند.

اهمیت کودهای بیولوژیک

کودهای بیولوژیک به دلایل زیر مهم هستند:

• کودهای بیولوژیک باعث بهبود بافت خاک و عملکرد گیاهان می‌شوند.
• کودهای بیولوژیک اجازه نمی‌دهند عوامل بیماری‌زا شکوفا شوند.
• کودهای بیولوژیک سازگار با محیط‌زیست و مقرون به صرفه هستند.
• کودهای بیولوژیک از محیط‌زیست در برابر آلاینده‌ها محافظت می‌کنند زیرا کودهای طبیعی هستند.
• کودهای بیولوژیک بسیاری از مواد مضر موجود در خاک را که می‌توانند باعث بیماری‌های گیاهی شوند از بین می‌برند.
• ثابت شده است که کودهای بیولوژیک حتی در شرایط نیمه‌خشک نیز مؤثر هستند.

سؤالات متداول در مورد کودهای بیولوژیک

۱. چه چیزی از مطالعه کودهای بیولوژیک می‌توان ‌فهمید؟

• کودهای بیولوژیک موادی حاوی میکروارگانیسم‌ها هستند که با افزودن آن‌ها به خاک باعث افزایش عملکرد محصول و رشد گیاه می‌شوند.

۲. مزایای کودهای بیولوژیک نسبت به کودهای شیمیایی چیست؟

• کودهای بیولوژیک مقرون‌به‌صرفه هستند.
• آن‌ها خطر ابتلا به بیماری‌های گیاهی را کاهش می‌دهند.
• سلامت افرادی که از سبزی‌ها کاشته شده با افزودن کودهای شیمیایی استفاده می‌کنند بیشتر در معرض خطر است.
• کودهای بیولوژیک هیچ نوع آلودگی ایجاد نمی‌کنند.

۳. نیاز به استفاده از کودهای بیولوژیک چیست؟

• کودهای بیولوژیک برای بازیابی حاصلخیزی خاک موردنیاز است. استفاده طولانی‌مدت از کودهای شیمیایی باعث تخریب خاک و تأثیر بر عملکرد محصول می‌شود. از طرف دیگر، کودهای زیستی ظرفیت نگهداری آب در خاک را افزایش داده و مواد مغذی ضروری مانند نیتروژن، ویتامین‌ها و پروتئین‌ها را به خاک اضافه می‌کنند. آن‌ها فرم طبیعی کودها هستند و ازاین‌رو به طور گسترده‌ای در کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۴. چند میکروارگانیسم را که به عنوان کودهای بیولوژیک استفاده می‌شوند، نام ببرید.

• میکروارگانیسم‌هایی که به عنوان کودهای بیولوژیک استفاده می‌شوند عبارت‌اند از: ریزوبیوم، آزوتوباکتر، آزوسپیریلیوم

۵. کودهای بیولوژیک چگونه رشد گیاه را تقویت می‌کنند؟

• کودهای بیولوژیک از میکروارگانیسم‌های خاصی استفاده می‌کنند. این میکروارگانیسم‌ها نیتروژن جو را به دام می‌اندازند و آن را به نیترات و نیتریت تبدیل می‌کنند و در دسترس گیاهان قرار می‌دهند. آن‌ها همچنین فسفات نامحلول را به اشکال موردنیاز گیاهان تبدیل می‌کنند.

۶. منابع اصلی کودهای بیولوژیک کدم‌اند؟

• منابع اصلی کودهای زیستی شامل باکتری‌ها، سیانوباکتری‌ها و قارچ‌ها است.

۷. یک باکتری مهم تثبیت‌کننده نیتروژن نام ببرید

• ریزوبیوم باکتری مهم مهارکننده نیتروژن است. ریزوبیوم در ارتباط همزیستی با گیاهان حبوبات، به‌ویژه در گره‌های ریشه آن‌ها زندگی می‌کند. نیتروژن جو را به دام می‌اندازد و آن را به اشکال قابل استفاده تبدیل می‌کند که رشد گیاهان را افزایش می‌دهد.

نشان داده شده است که کودهای زیستی تأثیرات متفاوتی در محیط‌های مختلف و حتی در همان محیط دارند. این موضوعی است که بسیاری از دانشمندان روی آن کار کرده‌اند، اما هنوز هیچ نتیجه قطعی وجود ندارد. امید است که در آینده، اثرات کودهای زیستی در تمام محیط‌ها کنترل و تنظیم شود.

جمع‌بندی

کودهای بیولوژیک باعث بهبود حاصلخیزی خاک می‌شوند، از طریق فرآیندهای طبیعی تثبیت نیتروژن، حل شدن فسفر و… مواد مغذی خاک را افزایش می‌دهند و باعث بهبود رشد و افزایش عملکرد گیاهان و درختان شما می‌شوند.

کودهای بیولوژیک بافت خاک را بهبود می‌بخشند به‌عنوان‌مثال کود جلبک دریایی به سبک شدن خاک‌های رسی و سنگین کمک می‌کند. از طریق استفاده از کودهای زیستی، می‌توان گیاهان سالم را پرورش داد، درحالی‌که پایداری و سلامت خاک را نیز افزایش می‌دهد.

با کاربرد کود بیولوژیک می‌توان انتظار کاهش استفاده از کودهای شیمیایی و آفت‌کش‌ها را داشت زیرا کودهای بیولوژیک اجازه نمی‌دهند عوامل بیماری‌زا شکوفا شوند.

برای اطلاعات بیشتر و دیدن محصولات مرتبط به صفحه خرید کود بیولوژیک (زیستی) بروید.

مقالات مهم و مرتبط

• مهم‌ترین مزایا و کاربردهای کود جلبک دریایی
• کود های شیمیایی و آلی مورد استفاده در مزرعه و گلخانه
• بهترین کود برای رشد سریع کدام است؟

منابع

• https://byjus.com/biology/biofertilizers.
• https://en.wikipedia.org/wiki/Biofertilizer
• https://slideplayer.com/slide/6619595/