۲-۲-۴-۱- نسبت برابری زمین
شاخص نسبت برابری زمین (LER^[3]) به عنوان مناسبتترین و رایجترین شاخص، در مورد ارزیابی مزیت کشت مخلوط نسبت به کشت خالص استفاده میشود (Papendick et al., ۱۹۷۷).
نسبت برابری زمین عبارت از سطح مورد نیاز در سیستم تک کشتی برای تولید عملکردی برابر عملکرد حاصل از یک هکتار کشت مخلوط میباشد (Francis and Decoteau, 1993). نسبت برابری زمین، با عوامل متعددی از جمله تراکم، قدرت رقابتی هر یک از گیاهان زراعی در کشت مخلوط، مرفولوژی، دوام رشد گیاه زراعی و عوامل مدیریتی در ارتباط است.

۲-۲-۵ - اهمیت کشت مخلوط لگوم-گراس
با توجه به مشکلات کمبود علوفه در کشور، فرسایش منابع خاکی و کمبود عملکرد ناشی از آن، یافتن گیاهان متناسب با شرایط اکولوژیک مناطق مختلف در جهت مشکل تأمین مواد غذایی و خوراک دام، جدی محسوب میشود. با این حال، تحقیق در امر تولید و اصلاح گیاهان علوفهای در مقایسه با سایر محصولات زراعی اندک بوده و مورد غفلت واقع شده است. از این رو توجه به کشت محصولات علوفهای با شیوه علمی بخصوص بصورت کشت مخلوط در کشور ما که با کمبود علوفه مراتع غنی روبرو است، باید از اهمیت خاصی برخوردار باشد. با توجه به گستردگی و تنوع ارقام و واریتههای لگومها و میزان بالای ترکیبات مغذی آنها، این گیاهان نقش مهمی در تأمین احتیاجات غذایی انسان و دام ایفا میکنند.
تاکنون تحقیقات متعددی در زمینه کشت مخلوط به منظور تولید علوفه و دانه صورت گرفته است و از جنبه های گوناگونی تولید علوفه و دانه در سیستم کشت مخلوط مورد ارزیابی قرار گرفته است (Banik et al., ۲۰۰۶; Hemayati et al., 2002; Agegnnehu et al., 2006 ). در کشت مخلوط غله – لگوم، هدف اصلی کشاورز کسب کامل عملکرد غله و بدست آوردن یک محصول اضافی از لگوم همراه میباشد (Baqual and Das, 2006). کشت مخلوط غلات و لگومها بطور گستردهای به دلیل مزایای فراوان آن در چند دهه گذشته رشد قابل ملاحظهای داشته است (El-Habbasha et al., ۲۰۰۷; Ngoc Son et al., ۲۰۰۱; Samarajeewa et al., 2006 ). حدود ۲۵۰ میلیون هکتار از اراضی قابل کشت دنیا به کشت لگومها اختصاص یافته است. لگومها سالیانه میتوانند حدود ۹۰ میلیون تن نیتروژن را تثبیت نمایند (Agassi and Sasson, 2004). در کشت مخلوط معمولا لگومها با تثبیت نیتروژن آن را برای جزء غله در مخلوط فراهم میکنند (Oswald et al., 2002).
غلات یکی از اجزای مهم و اساسی در سیستمهای چند کشتی محسوب میگردد، به طوریکه بیش از ۹۵ درصد سورگوم و ۱۰۰ درصد ارزن در هند به صورت مخلوط کشت میشوند. در این زمینه Khoze Mary (2005) بیان کردند که کشت مخلوط غلات و لگومها میتواند نقش مهمی در تولید پایدار غذا در کشورهای در حال توسعه و همچنین کشورهای توسعه یافته داشته باشد، مخصوصا مناطقی که با محدودیت آب روبرو هستند. دلایل استفاده از گراسها به شکل علوفه میتوان به علت سهولت استقرار، کیفیت غذایی بالا در مرحله رشد رویشی، پوشش سطح خاک در زمستان و همچنین عملکرد بالای علوفه گراسها بویژه در مناطق نیمه خشک باشد. دلایل استفاده از لگومها، کیفیت بالای علوفه در طول فصل رشد و سازگاری با شرایط آب و هوایی مختلف میباشد (Agegnnehu et al., ۲۰۰۶).
۲-۳-۱ - کاربرد کودهای شیمیایی و بیولوژیک در کشاورزی
امروزه مصرف کودهای آلی به علل مختلفی از رواج چندانی برخوردار نیست و عمده نیاز غذایی گیاهان زراعی از طریق کودهای شیمیایی تامین میشود (Aggelides and Londra, 2000). در سال ۱۹۶۱ حدود ۱۰۰ میلیون تن کود شیمیایی در جهان و در سطحی معادل ۱/۴ میلیارد هکتار (حدود دو برابر قاره اقیانوسیه) مورد استفاده قرار گرفت. در حالی که این رقم در سال ۱۹۹۸ معادل ۳۶۵ میلیون تن افزایش یافته است و در ۵٠ سال اخیر با رشد بیسابقهای روبرو شده است و هر ساله نیز انواع جدیدتری از کودهای شیمیایی با فرمولاسیونها و درصد متفاوت عناصر غذایی معرفی و وارد بازار میشوند (Adeniyan and Ojeniyi, 2003). جمعیت دنیا هر ساله افزایش مییابد و پیش بینی گردیده تا سال ٢٠٢۵ میلادی بالغ بر یازده میلیارد نفر شود (Anonymous, 2010)، این امر سبب فشار هر چه بیشتر بر اراضی کشاورزی به منظور تولید بیشتر محصولات کشاورزی شده است. تا حدود سال ١٩٠٠، در جهان و به ویژه در ایالات متحده آمریکا تقاضا برای افزایش تولیدات کشاورزی اغلب با به زیر کشت بردن اراضی جدید تامین میشد. البته این روش نیز دوام چندانی نداشت، زیرا زمینهای جدید بایستی با از بین بردن جنگلها و مراتع به وجود میآمدند که خود مخالفین سرسختی داشت. بنابراین ایده افزایش تولید در واحد سطح با کاربرد کودهای شیمیایی بیشتر قوت گرفت که این امر نیز به نوبه خود مشکلات دیگری را در عرصه محیط زیست ایجاد نمود (Atiyeh and Lee, 2002; Albiach et al., ۲۰۰۱). استفاده از ریز جانداران خاکزی به منظور افزایش رشد و تولید گیاهان از قرن بیستم میلادی، ابتدا در آمریکا و روسیه و سپس در کشورهای دیگر آغاز شد. در ابتدا به دلیل اثرات سریع و آنی کودهای شیمیایی، سهولت در کاربرد و قیمت ارزان آنها سبب شد که کودهای بیولوژیک مورد استقبال قرار نگیرند و برای مدتهای مدید به فراموشی سپرده شوند (Ratti et al., ۲۰۰۱).
در دو و سه دهه اخیر به دلیل آشکار شدن اثرات سوء مصرف بی رویه کودهای شیمیایی و قیمت رو به تزاید آنها، مجددا استفاده از کودهای بیولوژیک در کشاورزی مطرح شده است. از آنجا که کودهای شیمیایی نیازهای غذایی محصولات را در کوتاه مدت فراهم میسازند، زارعین حاصلخیزی دراز مدت خاک و فرآیندهای کنترل کننده آن را به فراموشی سپردهاند و این مسئله بازدهی دراز مدت زمینهای کشاورزی را به خطر انداخته، تا جاییکه تعدادی از پژوهشگران معتقدند که حاصلخیزی خاک را تنها با عرضه مواد آلی مانند کودهای کمپوست میتوان حفظ و تجدید کرد (Sharma, 2002). توسعه یک سیستم پیشرفته کشاورزی نه فقط به افزایش بازده، بلکه به مدیریت صحیح چرخه عناصر غذایی برای حفظ و بقای خود وابسته است. این سیستم پیشرفته عمدتا به استفاده از منابع آلی و بیولوژیک وابسته است و از نهادههای مصنوعی مانند کود شیمیایی نیز در حد بهینه بهره میگیرد (Albiach et al., ۲۰۰۱; Samarbakhsh et al., ۲۰۰۹ ).
۲-۳-۲ -کودهای بیولوژیک
بطورکلی هر مادهای که حاوی ریز موجوداتی باشد که هرگاه با بذر آغشته شده و یا روی سطوح گیاهی مورد استفاده و یا با خاک مخلوط شود، بتواند با افزایش فراهمی عناصر غذایی و یا سایر اثرات مفید، باعث تحریک رشد گیاه میزبان شود، کود بیولوژیک نامیده میشود ((Gutierrez et al., 2008; Saleque et al., (۲۰۰۴ ;(Whipps, (2001). میکروارگانیسمهای زیادی در محیط رشد ریشه (ریزوسفر) وجود دارند که ریشه گیاهان با این میکروارگانیسمها کنش متقابل دارند (Villegas and Fortin, 2002; Vessey, 2003).
کودهای بیولوژیک در مقایسه با مواد شیمیایی مزیتهای قابل توجهی دارند، از آن جمله این که در چرخه غذایی تولید مواد سمی و میکروبی (مانند نیترات) نمینمایند، باعث اصلاح خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک میشوند و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و از دیدگاه زیست محیطی قابل پذیرش هستند (Wu et al., ۲۰۰۵). مشخص شده است که این باکتری ها علاوه بر کمک به جذب عنصری خاص، موجب جذب سایر عناصر، کاهش بیماریها و بهبود ساختمان خاک و در نتیجه تحریک رشد و افزایش کمی و کیفی محصول می گردند (Rokhzadi et al., ۲۰۰۴). بدین لحاظ این باکتریها از نظر علمی، محرک یا بهبود دهنده رشد گیاهان^[۴] نامیده می‌شوند. البته استفاده از کودهای بیولوژیک دارای مشکلاتی مثل عدم سهولت در استفاده و عدم پاسخ سریع و اقتصادی، حساسیت موجودات زنده به شرایط محیطی، پیچیدگی روابط بین میکروارگانیسمها و واکنشهای آنتاگونیسمی نیز میباشد (Chaykovskaya et al., ۲۰۰۱).
امروزه کودهای بیولوژیک به عنوان جایگزینی برای کودهای شیمیایی با هدف افزایش باروری خاک و تولید محصولات در کشاورزی پایدار محسوب میشوند (Welbaum et al., ۲۰۰۴) و نگرشهای جدیدی که در ارتباط با کشاورزی تحت عنوان کشاورزی پایدار، ارگانیک و بیولوژیک مطرح میباشد، به بهرهبرداری از چنین منابعی استوار است. آسیبهای زیست محیطی، تغییر ساختار شیمیایی، ‌فیزیکی و زیستی خاک و مشکلات بهداشتی سبب بازگشت به کودهای آلی با تغییراتی در قالب کشاورزی آلی یا ارگانیک گردید (Anu et al., ۲۰۰۱). کودهای زیستی، متشکل از میکروارگانیسم های مفیدی هستند که هر یک به منظور خاصی (رها سازی فسفات، پتاسیم و آهن و یا تثبیت نیتروژن) تولید می‌شوند که معمولاً در اطراف ریشه مستقرند و گیاه را در جذب عناصر یاری میکنند. نظر به اینکه منشأ این باکتری ها از خاک است، استفاده از کودهای زیستی را باید احیای فلور طبیعی خاک و مسیری برای رسیدن به کشاورزی پایدار دانست (Wu et al., ۲۰۰۵).
در سیستمهای کشاورزی پایدار استفاده از منابع تجدیدپذیری که حداکثر محاسن اکولوژیکی و حداقل مضرات زیست محیطی را دارا باشد، امری ضروری است (Wu et al., ۲۰۰۵). همچنین در مدیریت اگرواکولوژیکی لازم است تا تلفات نیتروژن از طریق آبشویی، تبخیر، فرسایش و برداشت همراه محصول به حداقل برسد (Vessey and Heisinger, 2001). کودهای شیمیایی عناصر خاصی را برای گیاه تامین میکنند و در جذب سایر عناصر ایجاد اختلال مینمایند و این موضوع تعادل غذایی را در گیاه به هم میزند، بنابراین کودهای بیولوژیک میتوانند باعث حل این مشکلات شوند (Ehteshami et al., ۲۰۰۷).
۲-۳-۳ - باکتریهای حل کننده فسفات
فسفر یکی از سه عنصر پر مصرف و ضروری گیاه است که یک جزء ساختمانی تعدادی از ترکیبات حیاتی از قبیل ملکول‌های انتقال‌دهنده انرژی، ADP (آدنوزین دی فسفات) و ATP (آدنوزین تری فسفات) و ترکیبات سیستم انتقال اطلاعات ژنتیکی مثل DNA و RNA و فسفو‌لیپیدهای موجود در غشاء سلولی است. کمبود فسفر نه تنها به شدت در میزان رشد تأثیر دارد، بلکه روی تشکیل میوه و بذر و کیفیت آن‌ها نیز بسیار مؤثر است (De Freitas, 2000). در عین حال این عنصر در خاک تحرک کمی دارد و علاوه بر این توسط برخی یونها مانند کلسیم، آهن، مولیبدن و آلومینیوم تثبیت و از دسترس گیاه خارج میشود (Chen, 2006; Choi et al., ۲۰۰۳). بیشتر خاکها مقادیر کافی از عنصر فسفر را دارند، ولی حدود ۱/۰ درصد آن برای گیاه قابل دسترس میباشد. بنابراین کارایی مصرف این عنصر پایین است. از این رو کاربرد میکروارگانیسمهای حل کننده فسفات روشی برای استفاده از این فسفر غیر قابل دسترس میباشد (El-Habbasha et al., ۲۰۰۷; Fankem et al., ۲۰۰۶ ). این ریز موجودات در چرخه زیست- زمین- شیمیایی فسفر در اکوسیستمهای طبیعی و کشاورزی نقش مهمی را ایفا میکنند. اساس کار این باکتریها اسیدی کردن خاک، واکنشهای تبادلی و تولید ترکیبات پلی مریک میباشد. بنابراین کاربرد باکتریهای حل کننده فسفات میتواند هزینه های مصرف کودهای فسفاته را در کشاورزی کاهش دهد. کاربرد این ریز جانداران مانند تریکودرما، آسپرژیلوس، سودوموناس، باسیلوس، اگروباکتریوم، انتروباکتر و گلوموس در اطراف ریشه یا همراه کودها میتواند از نظر حل کردن فسفر، تحریک رشد گیاه و حفاظت گیاه در مقابل عفونت پاتوژنها مفید باشد (Yadav and Dwivedi, 2000).
۲-۳-۴ -کود فسفر زیستی
نیاز گیاهان به فسفر بیش از ۲۰ درصد فسفری است که به خاک داده می شود، بنابراین بهبود پتانسیل گیاه جهت کارایی بالاتر فسفر ضروری می باشد. تثبیت این عنصر به وسیله آلومینیوم و آهن در خاکهای خنثی تا اسیدی سبب کاهش جذب فسفر توسط گیاهان میگردد و به کارگیری عملیات مدیریتی مناسب برای بهبود کارآیی مصرف فسفر در تولید محصولات زراعی اجتناب ناپذیر است (کافی و همکاران، ۱۳۸۸).
در کشاورزی متداول از کودهای فسفاته شیمیایی برای رفع کمبود خاک استفاده می‌شود، ولی در عمل درصد بالایی از کودهای مصرفی با یونهای خاک ترکیب و به صورت غیر محلول و غیر قابل جذب برای گیاه در می‌آیند (Rokhzadi et al., ۲۰۰۴). میکروارگانیزمهای ریزوسفری میتوانند، بر میزان انحلال فسفر و جذب آن توسط گیاه تأثیر گذار باشند. در اتحاد جماهیر شوروی سابق کود بیولوژیک تجاری تحت نام فسفو باکترین برای اولین بار با مخلوط کردن باکتریهای باسیلوس مگاتریکوم و سودوموناس فسفاتیکوم تهیه و عملکرد را ۵ تا ۱۰ درصد نسبت به شاهد، افزایش داد (Rokhzadi et al., ۲۰۰۴).
کود زیستی فسفاته بارور ۲، حاصل تحقیق پژوهشگران جهاد دانشگاهی تهران میباشد که در فرمولاسیون آن باکتریهای ترشح کننده اسید و آنزیم های فسفاتاز وجود دارد. نتایج کاربرد آن در نقاط مختلف کشور روی گیاهان مختلف زراعی، حاکی از افزایش بالای ۱۰ درصدی عملکرد میباشد. توانایی حل کنندگی فسفات بالا، سازگاری اقلیمی، حفظ خصوصیات ژنتیکی، کلنی شدن با ریزوسفر گیاه، پایداری در هنگام انبارداری، روش مصرف آسان، حمل و نقل ارزان، سازگاری با کودها و سموم شیمیایی، کاهش آلودگیهای زیست محیطی و کاهش مصرف کود شیمیایی فسفاته از جمله خصوصیات کود فسفری بارور ۲ میباشند (حسین زاده، ۱۳۸۴).
۲-۳-۵ - اهمیت و نقش کود زیستی فسفر
باکتریهای پیش برنده رشد گیاه بدلیل تأثیر روی شرایط خاک برای رشد گیاه اهمیت دارند .(Yazdani et al., ۲۰۰۹) میکروارگانیسمهای حل کننده فسفات به گروهی از میکروارگانیسمهای خاک اشاره دارد که به عنوان ترکیبی از چرخه فسفر میتوانند شکلی از شکل غیر قابل جذب فسفر را به وسیله مکانیسمهای مختلف جایگزین نمایند (Salih et al., 1989). مقدار زیادی از فسفر بعد از کاربرد در خاک پس از مدت کوتاهی غیر فعال میشود که تشکیل باندهای قوی بین فسفر با کلسیم و منیزیم در خاکهای با pH آهکی و همان باندها با آهن و آلومینیم در خاک های با pH اسیدی میدهد. افزایش در تعداد و تنوع میکروارگانیسمهای خاک سبب افزایش در تعداد و تنوع اسیدهای آلی میشود، که باعث تبدیل ترکیبات نامحلول فسفات به ترکیبات محلول میگردد (Arpana et al., 2002). جمعیت میکروبی بر باروری خاک از طریق فرآیندهایی از قبیل تجزیه، معدنی شدن، ذخیره و رها سازی مواد غذایی تأثیر میگذارند. میکروارگانیسمها قابلیت دسترسی به فسفر را بوسیله معدنی کردن فسفر آلی در خاک و بوسیله محلولیت فسفر رسوب شده در خاک افزایش میدهند (Chen, 2006; Peix et al., ۲۰۰۵). کاربرد کود زیستی اغلب فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی در خاک را بهبود میبخشد. با کاهش مصرف کودهای شیمیایی میزان عناصر سنگین (کادمیوم، نیترات) که باعث ایجاد تنش در گیاهان می شوند کاهش می یابند (.(EL- Habbasha et al., ۲۰۰۷ استفاده از کود زیستی فسفات، میزان pH و میزان فسفر قابل دسترس در خاک را برای گیاه افزایش میدهد (Sahin et al., ۲۰۰۴).
۲-۳-۶ - مکانیسم عمل باکتریهای محرک رشد گیاه
یکی از مباحث بسیار مهم در کاربرد باکتریهای محرک رشد گیاه^[۵] به عنوان کودهای بیولوژیک مکانیسم عمل این ریز موجودات است. اغلب مطالعات انجام شده در ارتباط با این باکتریها مرتبط با نتایج حاصل از کاربرد آنها بوده و مقالات بسیار کمی در زمینه مکانیسم عمل این ترکیبات وجود دارد. به عنوان مثال تحقیقات Li et al., 2000; Glick, 1995; Wang, 2000; Saleh et al., 2001 در ارتباط با نقش آمینوسیکلوپروپان ۱- کربوکسیلات تولید شده توسط باکتریهای محرک رشد گیاه، نمونههایی از موارد نادر تحقیق در زمینه مکانیسم عمل این ریز موجودات میباشند. بسیاری از باکتری های محرک رشد حاوی آنزیمی به نام ۱- آمینو سیکلوپروپان۱- کربوکسیلات دآمیناز Acc deaminase هستند که قادر است ACC (1- آمینو سیکلوپروپان -۱- کربوکسیلات) که پیش ماده مستقیم اتیلن در گیاهان است را با آمونیوم و آلفاکتوبوتیرات تبدیل و از این طریق موجب کاهش اتیلن ناشی از تنش شود. در این فرایند آمونیوم به عنوان منبع نیتروژن برای باکتری ها استفاده می شود (خسروی و همکاران، ۱۳۸۸). باکتری های محرک رشد گیاه از طریق مکانیسم های متفاوتی رشد گیاه را تحت تأثیر قرار می دهند. از جمله این مکانیسم ها می توان به توانایی تولید هورمون ایندول استیک اسید یا IAA، جیبرلیک اسید، سیتوکینین، تثبیت غیر همزیستی نیتروژن، توانایی حل کنندگی فسفات های نامحلول و سایر عناصر غذایی، کنترل پاتوژن های گیاهی از طریق ایجاد رابطه آنتاگونیستی با آن ها که ممکن است بوسیله تولید آنتی بیوتیک، سیانید هیدروژن، کیتیناز و سیدروفورها باشد اشاره کرد (خسروی و همکاران، ۱۳۸۸).
۲-۳-۶-۱ - تثبیت بیولوژیکی نیتروژن
باکتریهای ریزوبیوم به علت توانایی آنها در تثبیت نیتروژن در لگومها، شناخته شدهترین باکتریهای محرک رشد گیاه هستند. در ارتباط با نقش و کارکرد این ریز موجودات مقالات منتشر شده است (Sessitsch et al., 2002; Schultze and Kondorosi, 1998). علی رغم این که بسیاری از باکتریهای تحریک کننده رشد گیاه دارای توانایی های تثبیت نیتروژن به صورت رابطه همیاری با گیاه میزبان هستند، اما شواهد کمی مبنی در خصوص نقش فعالیت نیتروژنازی این باکتریها در تحریک رشد گیاه میزبان مشاهده شده است (Baldani et al., ۱۹۹۷ ; Antoun et al., ۱۹۹۸). در توضیح این مسئله فرضیات و دلایل مختلفی ارائه و تحقیقات نیز در این زمینه ادامه دارد. هر چند که مواردی نیز وجود دارد که نشان میدهد این باکتریها نقش بسیار تعیین کنندهای در تامین نیتروژن مورد نیاز گیاه دارند. به عنوان مثال در نیشکر به طور معمول بین ۲۰ تا ۶۰ درصد نیتروژن مورد نیاز گیاه از طریق رابطه همیاری با باکتریهای محرک رشدگیاه بدست میآید (Boddey et al., ۲۰۰۱ Heerden) به طور مشخص باکتری Gluconacetobacter diazotrophicus در شرایط کنترل شده نقش عمدهای را در تامین نیتروژن مورد نیاز نیشکر ایفا کرد (Sullivan and Bary, 2002).
۲-۳-۶-۲ - افزایش فراهمی عناصر غذایی
شواهد متعددی وجود دارد که نشان میدهد مکانیسم عمل بسیاری از باکتریهای محرک رشد افزایش فراهمی عناصر غذایی قابل جذب برای گیاهان در محیط ریشه میباشد (Lucinski et al., ۲۰۰۲). این عمل عمدتا از طریق افزایش انحلال فرمهای غیر قابل دسترس عناصر غذایی و همچنین تولید سیدروفورها (آمینو اسید های غیر پروتئینی) میباشد که به انتقال برخی از عناصر به خصوص یونهای آهن کمک میکند (; Kumar et al., ۲۰۰۵ Tilak et al., ۲۰۰۵). باکتریهای ریزوسفری محرک رشد گیاه گروهی از باکتریهای ریزوسفری مفید می باشند که می توانند به تولید مواد تنظیم کننده رشد گیاه بطورمستقیم (تثبیت نیتروژن تولید ویتامینها، افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی مختلف برای گیاه و دیگر مواد محرک رشدگیاه) و یا غیر مستقیم (تولید آنتی بیوتیک، تخلیه ریزوسفر از آهن، رقابت با گونه های مضر برای اشغال ریشه، تولید آنزیمهای لیز کننده دیواره سلولی قارچهای بیماریزای گیاهی، ایجاد مقاومت سیستمیک و افزایش مقاومت گیاه به تنش های غیر زنده) موجب افزایش رشد می شوند (Glick et al., ۱۹۹۵).
۲-۳-۶-۳ - حلالیت فسفر
فسفر پس از نیتروژن دومین عنصر اصلی مورد نیاز گیاه و محدود کننده رشد گیاه میباشد. به طورکلی خاکها دارای مقادیر زیادی از ذخایر فسفر بوده، اما میزان فسفر قابل دسترس برای گیاهان سهم کوچکی از این ذخایر را به خود اختصاص میدهد (Arpana, 2002). پایین بودن میزان فسفر قابل دسترس ناشی از حلالیت پایین ترکیبات فسفر موجود در خاک است. باکتریهای حل کننده فسفات موجود در محیط ریشه، با ترشح اسیدهای آلی و آنزیم فسفاتاز نقش مهمی را در تبدیل فسفات نامحلول به فسفات محلول و قابل جذب برای گیاه ایفا میکنند (Vazquez et al., ۲۰۰۰).
(۱۹۹۲) Magid and Nielsen گزارش کردند که مقدار فسفر معدنی در بخش های گوناگون خاک متأثر از ساختمان خاک و جمعیت میکروبی می باشد. آن ها بین مقدار فسفر محلول در خاکهای معدنی با رطوبت خاک رابطه منفی مشاهده کردند. آنها همچنین کاهشی را در تعداد قارچ ها و باکتری های گرم منفی مشاهده کرده و گزارش کردند که گونه های خاصی از ریز جانداران نسبت به چرخه های خشک و مرطوب شدن حساسند. مجید و نیلسن همچنین گزارش کردند که مرطوب شدن مجدد خاک در چرخه های خشک و مرطوب شدن سبب تغییرات سریع در فراهمی عناصر می شود. افزایش حلالیت فسفر در محیط ریزوسفر معمولترین و رایجترین مکانیسم عمل گروهی از باکتریهای محرک رشد میباشد که باعث افزایش فراهمی عناصر غذایی برای گیاه میزبان میشود (Sharma, 2002). از همیاری بین این باکتریها با گیاهان میزبان گزارشات متعددی منتشر گردیده که میتوان به همیاری Azotobacter chroococcum ، با گندم (Kumar and Ahlawat, 2006)، Bacillus circulans با گندم (Singh and Kapoor, 1999) و Bacillus sp. در ۵ گونه گیاه زراعی (Pal, 1998) اشاره کرد.
۲-۳-۶-۴- اثرات باکتریهای محرک رشد برمورفولوژی ریشه
افزایش وزن ریشه ناشی از تلقیح با باکتریهای محرک رشد در تحقیقات مختلف گزارش شده است (Sessitsch et al., 2002; Seilsepour et al., 2002). از این مهمتر، باکتریهای محرک رشد سبب افزایش طول و سطح ریشه میشود (Sevilla et al., 2001). مطالعات انجام شده نشان میدهد که یکی از مکانیسمهای عمل و اثرات مثبت باکتریهای محرک رشد اثر بر رشد و همچنین مورفولوژی ریشه در گیاهان مختلف میباشد. افزایش در طول، وزن و سطح ریشه باعث افزایش توان نفوذ ریشه به بخشهای بیشتری از خاک شده و این امر با افزایش توان جذب آب و عناصر غذایی باعث تحریک رشد گیاه میشود (Spaink, 2000).
۲-۳-۶-۵ - تولید هورمونهای گیاهی
بسیاری از باکتریهایی که تحت عنوان کودهای بیولوژیک طبقه بندی میشوند دارای توان تولید هورمونهای گیاهی از جمله اکسین، اتیلن و سیتوکینین هستند که نقش موثری را در تحریک رشد گیاهان ایفا میکنند (Celik and Ortas, 2004). شواهد مبتنی بر تولید جیبرلین توسط باکتریهای محرک رشد اندک است. هر چند که گوتیرز مانرو و همکاران (۲۰۰۱) شواهد مبنی بر تولید چهار فرم مختلف از جیبرلین توسط باکتریهای محرک رشد را ارائه کردهاند.
۲-۳-۶-۶ - تحریک همزیستی بین گیاه و قارچ
اگر چه گروهی از باکتریهای محرک رشد به عنوان عوامل زیستی کنترل کننده بیماریها عمل میکنند، دارای اثر بازدارندگی روی قارچهای بیماریزا هستند Vessey and Buss, 2002)). گونه های مختلف جنس Pseudomonas در کنترل قارچهای بیماری زا مؤثر بوده (Pal et al., 2001) و Pseudomonas fluorescens از طریق ساز و کارهای مختلفی از جمله تولید سیدروفورها، سنتز آنتی بیوتیک ها، تولید هورمون های گیاهی، افزایش جذب فسفر توسط گیاه، تثبیت نیتروژن و سنتز آنزیم هایی که مقدار اتیلن در گیاه را تنظیم می کنند، سبب تحریک رشد گیاه می گردد (Abdul-Jaleel et al., 2007).
اما در برخی موارد رشد گیاه را به صورت غیر مستقیم و از طریق تحریک و تقویت رابطه همزیستی بین گیاه میزبان و قارچهای ریزو سفری موجود در محیط ریشه مانند مایکوریزا تحت تاثیر قرار میدهند. البته ارتباط بین باکتریهای محرک رشد و قارچهای مایکوریزا همیشه مثبت نیست (Ness and Vlek, 2000).
۲-۴ - ذرت
ذرت (Zea mays L.) از خانواده گرامینه (Poaceae) میباشد. این گیاه به دلیل تنوع، سازگاری و ارزش غذایی فراوان در ردیف بهترین گیاهان زراعی جهان قرار گرفته است. ذرت قادر است نسبت به آب مصرفی خود، بالاترین عملکرد را در واحد سطح تولید نماید (Stewart et al., ۲۰۰۳). امروز به علت اهمیت فوق العاده زیادی که ذرت در تامین غذای دامها و پرندگان و مصارف دارویی و صنعتی دارد، نسبت به افزایش سطح زیر کشت و همچنین بهبود تکنیک زراعت آن اقدامات اساسی به عمل آمده و در بیشتر کشورهای جهان که دارای شرایط آب و هوایی مناسب برای رشد این گیاه میباشد، محصول قابل توجهی تولید میشود. ذرت به دلیل مواد قندی و نشاسته فراوان و عملکرد در واحد سطح زیاد، به عنوان یکی از بهترین نباتات علوفهای جهت تهیه علوفه سبز و یا سیلو شده و همچنین مصارف صنعتی می باشد (خدابنده، ۱۳۷۹).
۲-۴-۱ -گستردگی گیاه ذرت
در سال ۲۰۰۳ میلادی، سطح زیر کشت جهانی ذرت نزدیک به ۶/۱۴۲ میلیون هکتار با متوسط عملکرد ۴۴۷۱ کیلوگرم و تولید جهانی آن ۶۳۸ میلیون تن بوده است. این گیاه از نظر سطح زیر کشت سومین غله بعد از گندم و برنج، ولی از نظر میزان تولید مقام اول را در بین غلات به خود اختصاص داده است (میر هادی، ۱۳۸۰).
در سال زراعی ۱۳۸۸، سطح زیر کشت ذرت دانهای در ایران بیش از ۲۲۵۶۳۹ هکتار با متوسط عملکرد ۷۲۸۹ کیلوگرم بود که از آن ۱۶۴۲۶۵۶ تن برداشت شد. در بین استانهای کشور، استان فارس دارای مقام نخست میباشد.
بر اساس آخرین آمار سطح زیر کشت ذرت دانهای در سال ۸۸-۱۳۸۷ در استان کرمان (به جز منطقه جیرفت و کهنوج) معادل ۱۸۱۸۲ هکتار و سطح زیر کشت ذرت علوفهای ۱۹۸۵ هکتار بوده است که چهارمین محصول زراعی مهم استان کرمان بعد از گندم، جو و یونجه میباشد (آمار نامه جهاد کشاورزی در سال ۸۸-۱۳۸۷).
۲-۴-۲ - دلایل اهمیت ذرت در بین گیاهان زراعی
ذرت از نظر فتوسنتزی جز گیاهان چهار کربنه میباشد که بدلیل عدم تنفس نوری، کارایی فتوسنتز آن تحت شرایطی مانند دمای بالا و خشکسالی به طور قابل توجهی بیشتر از گیاهان سه کربنه میباشد. گیاهان چهارکربنه از نظر تراکم گیاه و فواصل ردیف، الگوی کاشت و کشت دو محصول در یک فصل زراعی نسبت به گونه های سه کربنه بهتر کنترل میشوند. گیاه ذرت بیشترین تولید را بر حسب مواد غذایی تولید شده، در واحد سطح زمین، در واحد آب تبخیر شده و در واحد زمان دارا میباشند و به دلیل تولید زیاد دانه و عملکرد بیولوژیک بالا به آن سلطان غلات گویند (راشد محصل و همکاران، ۱۳۷۶).
از نقطه نظر فیزیولوژیکی، ذرت خصوصیات برتر زیادی دارد که مهمتر از همه، کارایی مصرف آب میباشد. به ازای هر هزار گرم آب مصرفی، به طور متوسط ۸۷/۲ گرم ماده خشک تولید میکند. بنابراین نسبت تعرق آن ۳۵۰ میباشد. یعنی به ازای مصرف ۳۵۰ واحد آب، ۱ واحد ماده خشک تولید میکند. محصولاتی مانند برنج، جو و گندم تقریبا با مصرف ۲ برابر این مقدار آب، یک واحد ماده خشک تولید میکنند (نور محمدی و همکاران، ۱۳۸۰). گیاه ذرت سازگاری وسیعی دارد و میتواند در نواحی نسبتاً کم آب با بارندگی سالیانه ۲۰۰ تا ۲۵۰ میلی متر، و همچنین نواحی با حداکثر بارندگی سالیانه بیش از ۴۰۰۰ میلی متر رشد کند.
۲-۴-۳ - اکولوژی ذرت
ذرت یک گیاه گرمسیری است و در شرایطی که متوسط دمای روزانه کمتر از ۱۹ و متوسط دمای شبانه کمتر از ۱۳ درجه سانتیگراد باشد، رشد نمیکند (کوچکی، ۱۳۷۶). ذرت بر خلاف غلات سردسیری (گندم و جو) احتیاج به گرما و حرارت زیاد خورشید دارد و در مناطقی که تابستان گرم و تابش خورشید کافی و پائیز خشک دارند ذرت بهترین عملکرد را از نظر تولید دانه دارد (کریمی، ۱۳۷۵). ذرت به دلیل داشتن ریشه های عمیق و نیز قدرت بالای جذب مواد غذایی، نسبت به حاصلخیزی خاک چندان توقعی ندارد. بهترین اراضی برای ذرت، خاکهای عمیق با بافت متوسط، زهکشی خوب و قدرت نگهداری زیاد آب است (نور محمدی و همکاران، ۱۳۸۰).
۲-۵ - خلر
خلر یا سنگینک (Lathyrus sativus L.)، گیاهی علوفه‌ای و غذایی متعلق به خانواده بقولات (Fabaceae) میباشد. خلر بطور وسیع به عنوان گیاه تغذیه‌ای برای دام و انسان کشت می‌شود (Muehlbauer and Tullu, 1997; Mccutchan, 2003). گونه‌های مهم دیگر از لحاظ اقتصادی شامل Lathyrus cicera و L. tingitanus برای دانه و L. ochrus، L .latifolius و L. sylevstris به عنوان گونه‌های علوفه‌ای می‌باشند.
در حال حاضر مناطق تولید خلر در حال گسترش است و گونه های متعددی از آن امروزه در جزایر قناری، آلمان، غرب آسیا، نپال، چین، خاورمیانه (عراق، ایران، افغانستان، سوریه و لبنان) و شماال آفریقا (اتیوپی، مصر، مراکش، الجزایر و لیبی) کشت می‌شوند (Cocks et al., ۲۰۰۰). در جنوب اروپا (فرانسه و اسپانیا) و جنوب آمریکا (شیلی و برزیل) نیز در سطوح کوچکی زراعت این گیاه متداول می‌باشد (Kislev, 1989).