الأسمدة البكتيرية

اسمده بكتيريه

Bacterial fertilizers - Engrais bactériens

الأسمدة البكتيرية

مصطفى البلخي

أنواع البكتيريا المستعملة في الأسمدة البكتيرية

أهمية الأسمدة البكتيرية

إنتاج السماد البكتيري

كان لاستعمال الأسمدة الكيميائية والمبيدات- نتيجة التوسع في الزراعة التكثيفية - الأثر الأكبر في تلوث البيئة، مما استدعى التحذير من الإسراف في استعمال هذه المواد لما لها من آثار سلبية في حياة الإنسان والحيوان والنبات، ولهذا ظهرت آراء تطالب بالعودة إلى استعمال ما لا يضر بصحة الإنسان والحيوان والنبات عن طريق اتباع نظم زراعية حديثة لإنتاج نباتات خالية من المواد الكيميائية مع مراعاة المحافظة على البيئة وصحة الإنسان.

أسهم علماء الأحياء الدقيقة بفعالية كبيرة في تقديم الأسمدة البكتيرية بديلاً من الأسمدة المعدنية بوصفها أحد الحلول الناجعة في حل مشكلة التلوث. ويمكن أن تُعرَّف الأسمدة البكتيرية بأنها كائن حي دقيق أو مجموعة متوافقة من البكتيريا التي تضاف إلى التربة بغية إمداد النباتات باحتياجاتها الغذائية، وتدعى في بعض الأحيان engrais bactériens أو bacterisation، وتتضمن هذه التقنية استعمال البكتيريا المفيدة بغرض توظيفها في تحسين الصفات الفيزيائية والكيميائية والحيوية للتربة، وتعتمد هذه الطريقة عموماً على التغير في المحتوى الميكروبي في المنطقة المحيطة بالجذور rhizosphere وذلك عن طريق تلقيح التربة أو البذور بالبكتيريا القادرة على إحداث تغيرات مفيدة للنبات.

أنواع البكتيريا المستعملة في الأسمدة البكتيرية

ثمة أنواع عديدة من الأسمدة البكتيرية؛ لكن أكثرها انتشاراً واستخداماً هي:

البكتيريا المثبتة للآزوت الجوي: يعد الآزوت من أهم العناصر الغذائية للإنتاج الزراعي، وعلى الرغم من وجوده بنسبة عالية 78 % من حجم الهواء الجوي لكن النباتات لا تستطيع استعماله في صورته الغازية إلا بعد تثبيته مع عناصر أخرى مثل O₂ , C, H₂. إن القدرة على تثبيت الآزوت الجوي مقتصرة على بعض الكائنات البدائية النواة procaryote مثل البكتيريا والأكتنومايست والبكتيريا الخضراء المزرقة التي تحتوي على إنزيم النتروجيناز، فمنها ما يقوم بتثبيت الآزوت لا تكافلياً وتعيش حرة في التربة؛ ومنها ما يقوم بتثبيت الآزوت تكافلياً أي تعيش متعاونة مع النباتات.

أ - بكتيريا تقوم بتثبيت الآزوت لا تكافلياً وتعيش حرة في التربة منها:

1 - Azotobacter: يقوم هذا الكائن بإفراز مواد آزوتية تساعد على نمو النباتات في التربة حيث تقوم بتثبيت ما يعادل 20 - 40 كغ/هـ سنوياً، كما أنه يفرز مواد مشجعة ومنظمة للنمو؛ بالإضافة إلى أنه قادر على إفراز بعض الڤيتامينات وتكوين مواد عضوية خلابية تساعد على مقاومة بعض الأمراض، ويزيد من المواد الدبالية التي تساعد على الاحتفاظ بالمياه والعناصر الغذائية أيضاً، كما أنه يساعد على تشجيع نمو الكائنات الحية الدقيقة في منطقة الجذور مثل بكتيريا التأزت والبكتيريا المحللة للسلولوز مما يساعد هذا على تغذية المزروعات.

2 - Azospirillum :يقوم هذا الكائن بتثبيت الآزوت الجوي بفعالية تقارب ما يقوم به الآزوتوباكتر؛ نحو 20 كغ/هـ سنوياً. إن التلقيح بهذا الكائن والآزوتوباكتر يقلل من الأسمدة الآزوتية المضافة بنحو 50 % ويزيد من الإنتاج من 15 - 50 %، كما أنه يسهم في إتاحة بعض العناصر مثل الكلسيوم والبوتاسيوم عن طريق إفراز بعض الحموض العضوية ومنظمات النمو كما أنه يفرز إنزيم البكتاز.

3 - البكتيريا الخضراء المزرقة Cyanobacteria :هي مجموعة كبيرة غير متجانسة من الكائنات الحية الدقيقة تحتوي خلاياها على صبغة الكلوروفيل، فهي ذاتية التغذية؛ إذ إنها تكوَّن مواد عضوية من مواد معدنية بسيطة وCO2 عن طريق عملية التمثيل الضوئي. تقوم هذه البكتيريا بتثبيت ما يعادل 20 - 30 كغ آزوت/هـ تقريباً سنوياً، فتعمل على زيادة المحصول بنحو 30 % نتيجة هذا التثبيت؛ وبذلك توفر 14 - 50 % من التسميد الآزوتي، كما أنها لها دور في منع عملية التجوية وتكوين التربة، وتقلل من الانجراف.

ب- بكتيريا تقوم بتثبيت الآزوت تكافلياً مع النباتات البقولية أو مع النباتات غير البقولية:

1 - تثبيت الآزوت مع النباتات البقولية (العلاقة التكافلية بين النباتات البقولية والريزوبيوم): تنشأ هذه العلاقة التكافلية بين النباتات البقولية والبكتيريا التابعة لجنس Rhizobium حيث تعد العقد الجذرية التي تظهر على جذور هذه النباتات مكان حدوث هذه العلاقة وتمثيل الآزوت الجوي، وتعد النباتات البقولية من أهم المجموعات النباتية في مجال تثبيت الآزوت الجوي تكافلياً، وتنتمي إلى نباتات ذوات الفلقتين التابعة لفصيلة Leguminosae التي تقسم إلى ثلاث تحت فصائل Papilionoideae, Mimosoideae,Caesalpinioideae.

تضم فصيلة Papilionoideae معظم البقوليات الحبِّية المهمة في المناطق المعتدلة، في حين ينحصر وجود الفصيلتين الثانية والثالثة كلياً في المناطق المدارية.

وقد تم التحري عن فعالية تشكل العقد الجذرية في 3395 نوعاً تمثل 20 % من الأنواع البقولية، فقد وجد أن أكثر من 97 % من الأنواع المختبرة والتابعة لتحت عائلة Papilionoideae تشكل عقداً جذرية، وكذلك أكثر من 90 % من الأنواع التابعة لتحت عائلة Mimosoideae تشكل عقداً جذرية أيضاً، أما الأنواع التابعة لتحت فصيلة Caesalpinioideae فقد كانت النسبة التي تشكل عقداً جذرية نحو 23 % فقط.

أثبتت التجارب العملية أن النوع الواحد من جنس الريزوبيوم يصيب نوعاً واحداً من النباتات أو مجموعة من الأنواع المتقاربة، وقد قسمت هذه النباتات إلى ما يسمى مجموعة التلقيح المتصالبة groupe d’inoculation croisée؛ إذ إن المجموعة الواحدة هي أنواع البقوليات التي تشكل عقداّ جذرية حين تتعرض للإصابة ببكتيريا معزولة من أي نبات من المجموعة؛ أي إن كل مجموعة تشمل النباتات التي تصاب بنوع واحد من البكتيريا. وقسمت بكتيريا الريزوبيوم إلى مجموعات بحسب العائل النباتي الذي تصيبه، وقد تم تعرف 20 مجموعة تلقيح متبادلة لكن 6 مجموعات منها قد حظيت باهتمام بالغ مثل مجموعة البازيلاء R. leguminosarum التي تصيب البازيلاء والحمص والعدس ومجموعة الفاصولياء R. phaseal التي تصيب الفاصولياء ومجموعة الترمسR. lupini ومجموعة فول الصويا R. japonicum …إلخ.

لا تتمكن جميع أنواع الريزوبيوم من اختراق جذور النباتات البقولية، لذلك فإن قدرة أي سلالة على تكوين عقد جذرية على جذور نبات بقولي تعرّف القدرة على العدوى، ولها أهمية اقتصادية كبيرة. إضافة إلى أن السلالات التي تتمكن من إصابة محصول بقولي تختلف في قدرتها على تثبيت الآزوت الجوي عند وجودها بالنبات، فهناك سلالات فعالة قادرة على الإصابة وعلى تثبيت الآزوت الجوي وتشكل عقداً كبيرة الحجم قليلة العدد متطاولة وذات لون أرجواني، تتجمع العقد على الجذر الرئيسي للنبات في حين تتصف السلالات غير الفعالة بأنها تلك التي تكون قادرة على العدوى ولكنها غير قادرة على تثبيت الآزوت الجوي، وتتصف بأنها تشكل عقداً صغيرة الحجم كثيرة العدد بيضاء اللون كروية الشكل، وتملأ البكتيريا الخلايا.

2 - تثبيت الآزوت الجوي مع النباتات غير البقولية:

العلاقة التكافلية بين الريزوبيوم والنباتات غير البقولية: فقد عزلت في سبعينيات القرن الماضي سلالات من الريزوبيوم Parasponia rhizobium لها القدرة على تكوين عقد جذرية تثبت الآزوت الجوي تكافلياً مع النباتات ذات الفلقتين غير البقولية مثل النبات التابع لجنس Parasponia.

3 - العلاقة التكافلية بين Frankia والنباتات غير البقولية:

تختلف بكتيريا Frankia تصنيفياً عن جنس الريزوبيوم، فهي تابعة للبكتيريا الشعاعية Actinomycetes، وتشكل عقداً على جذور نباتات تابعة لتسع فصائل ثنائية الفلقة وتشمل ستة وعشرين جنساً لا بقولياً تسمى النباتات الجذرية الشعاعية Actinorhizal plants.

تصنف العقد المتشكلة على جذور النباتات الجذرية الشعاعية بحسب شكلها الظاهري في مجموعتين يطلق على المجموعة الأولى اسم النمط Almustipe؛ وهي العقد الجذرية المتشكلة على العديد من الأجناس مثل: Coriaria, Discaria,Dryas, Alnus؛ وتتصف العقد بشكلها المرجاني المؤلف من فصوص lobes قصيرة وثخينة ومتفرعة بشكل شعب ثنائية، ويطلق على المجموعة الثانية اسم النمط Myrica type وتشمل الأجناس Rubus,Casuarina, Myrica، وتتميز فصوص العقد بكونها دقيقة وطويلة.

معظم النباتات الجذرية الشعاعية هي نباتات خشبية باستثناء نوعين تابعين للجنس Datisca، أغلب هذه النباتات أشجار وشجيرات منتشرة في مناطق جغرافية مختلفة ولها فوائد مختلفة، فمنها ما تقوم بتحسين خصوبة التربة وتحد من انجرافها، ومنها ما تستخدم مصدراً للأخشاب والألياف لصناعة الورق وإنتاج الأعلاف الخضراء.

ج - البكتيريا المسؤولة عن إتاحة البوتاسيوم:

يعد البوتاسيوم من العناصر المهمة في تغذية النبات، لذا فان تغيراته ذات أهمية كبيرة في النبات، وثمة جزء من البوتاسيوم مرتبط بالمواد العضوية، إضافة إلى وجود جزء ذائب ومتبادل في التربة، كما أن الجزء الأكبر منه مرتبط بالجزء المعدني في التربة. يتحرر البوتاسيوم بسهولة من المواد العضوية في أثناء تحللها من دون الحاجة إلى تفاعلات خاصة، كما أن الكائنات الحية الدقيقة قادرة على تحليل المعادن المحتوية على سيليكات الألمنيوم مثل الأرثوكلاز؛ وتحرير البوتاسيوم بصورة متاحة للنبات عن طريق تشكيل حموض عضوية تتفاعل مع مركبات السيليكات غير الذوابة وتحولها إلى صورة ذوابة. ومن أهم البكتيريا التي لها القدرة على تحرير البوتاسيوم B. circulans, Bacillus, subtilus Pseudomonas، وقد تم عزلها واختبار تحرير البوتاسيوم وجعله صالحاً للامتصاص من قبل النبات.

د - البكتيريا المسؤولة عن إتاحة الفسفور:

يقوم العديد من البكتيريا بدور حيوي في إذابة الفسفات المعدنية غير الذائبة في التربة وتحويلها إلى صورة متاحة، وقد فسر عدد من العلماء قدرة البكتيريا على إذابة الفسفات غير الذائبة على أساس أن هذه البكتيريا تقوم بإفراز العديد من الحموض العضوية - مثل حمض الفورميك والخليك والبروبيونيك والستريك واللاكتيك…إلخ - التي لها القدرة على إذابة الفسفات؛ إذ تقوم بعض هذه الحموض بتكوين مواد معقدة مع بعض الكاتيونات - مثل الكلسيوم والحديد - مما يساعد على إذابة الفسفات. كما أن تكوين حمض الآزوت بوساطة بكتيريا التأزت وتكوين حمض الكبريت نتيجة أكسدة الكبريت يمكنها أن تؤدي دوراً في إذابة الفسفات في التربة. ومن البكتيريا المهمة المذيبة للفسفات في التربة الأجناس التالية: Arthrobacter, Streptomyces, Micrococcus، ويعد نوع البكتيريا Bacillus megatherium, var., phosphaticum من أهم الأنواع المذيبة للفسفات والمستعملة لقاحاً يطبق على نطاق واسع في مناطق عديدة في العالم.

أهمية الأسمدة البكتيرية:

تؤدي الأسمدة البكتيرية دوراً مهماً تظهر نتائجه مباشرة على كل من النبات والتربة والبيئة، فهي تقوم بتحسين حالة النبات ونموه عن طريق زيادة مساحة الجذور التي تزيد من قدرة النبات على امتصاص العناصر الغذائية والماء الموجود في التربة، كما أنها تفرز بعض الهرمونات والمواد المنشطة للنمو مما يساعد على الإسراع في نمو المحاصيل مقارنة بالمحاصيل غير المعاملة بالأسمدة البكتيرية، كما أنها تساعد على زيادة خصوبة التربة عن طريق زيادة نسبة المادة العضوية؛ وهذا الأمر يساعد على تحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية. وتوفر الأسمدة البكتيرية كميات كبيرة من الأسمدة المعدنية تصل في بعض الأحيان إلى 50% من الكمية الموصى بها، مما يؤدي إلى الحصول على منتج نظيف ويتصف بجودة عالية وأمان صحي. كما أن الأسمدة البكتيرية تساعد على زيادة الإنتاج التي يمكن أن تصل إلى 50 % في بعض الحالات، وتساعد هذه الأسمدة على إنضاج الكمبوست وإغنائه وهذا الأمر يوفر كميات كبيرة من الأسمدة العضوية للمزارع من المخلفات الزراعية المتاحة لديه، مما يوفر ثمن الأسمدة العضوية ويرفع خصوبة التربة. كما أن الأسمدة البكتيرية تحافظ على التوازن الحيوي في الطبيعة عن طريق إنتاجها CO₂ نتيجة تحليلها للمادة العضوية الذي يعوض نقص هذا المركب نتيجة استعمال النبات له في أثناء عملية التمثيل الضوئي، كما يؤدي إلى تنشيط العمليات الحيوية كافة في التربة، كما أن الأسمدة البكتيرية تقلل من الإصابة المرضية.

إنتاج السماد البكتيري

السماد البكتيري هو مادة حاملة تحوي خلايا من سلالة فعالة تابعة لبكتيريا، إما من أجل زيادة تثبيت الآزوت؛ وإما لرفع ذوبان الفسفور أو البوتاسيوم؛ وإما لتنشيط نمو النبات بتكوين مواد منشطة للنمو. أول من استعمل الأسمدة البكتيرية هو الاتحاد السوڤييتي سابقاً في نهاية القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين، فقد انتشر هذا النوع من السماد على نطاق واسع في أوربا الشرقية، فاستعمل جنس Azotobacter وسمي بـ Azotobacterin؛ واستعملت بكتيريا Bacillus megatherium وتدعى Phosphobacterin؛ أو قد يستعمل مزيج من هذين السمادين معاً.

تتطلب عملية إنتاج السماد البكتيري توفر عناصر أساسية أهمها:

1 - السلالة البكتيرية المناسبة وزراعتها في بيئة نقية؛ ثم تنميتها في مرق مغذٍ داخل مخمَّر. وهو ما يعرف بإنتاج اللقاح Technologie de l’ inoculum.

2 - مادة حاملة: تعد المادة الحاملة من أهم عناصر السماد البكتيري، فهي تحمل البكتيريا وتحافظ عليها بحالة جيدة للحصول على نتائج جيدة.

3 - مادة لاصقة: تستعمل المادة اللاصقة للمساعدة على تغطية البذور باللقاح، وتعد من المسائل المهمة في التطبيقات الحقلية لزيادة عدد البكتيريا على سطح البذور بغية رفع فعالية السماد البكتيري. وأهم المواد المستعملة لهذا الغرض الصمغ العربي 4 % والصمغ العادي 5 % وكاربوكسي ميتيل السلولوز 4 % والعسل 10 % وحليب بودرة 10 % وسكر 10 % وزيوت نباتية، وتساعد هذه المواد على تحفيز البكتيريا ونموها وقدرتها على البقاء.

4 - مواد التغليف: تستعمل حالياً أكياس بلاستيكية ذات مواصفات معينة قابلة للتعقيم في عملية التبادل الغازي، وتعد أكياس البولي إتيلين أكثر المواد انتشاراً لتغليف السماد البكتيري وقدرتها على تحمل أشعة غاما.

طرائق التلقيح

يعد خلط البذور بالسماد البكتيري قبل الزراعة أكثر الطرائق انتشاراً، وتوجد طرائق أخرى لإضافة اللقاح البكتيري، وفيما يلي أهم هذه الطرائق:

أ - إضافة اللقاح إلى البذور:

1 - التعفير: أكثرها شيوعاً حيث تخلط البذور الجافة مباشرة باللقاح.

2 - طريقة الرذاذ: يتم رش البذور أولاً بالماء ومن ثم تخلط بمسحوق اللقاح.

3 - تغليف البذور: تستعمل مواد مطحونة تقل أقطارها عن 300 مش (المش: عدد الثقوب في البوصة) مثل الكلس والجبس والغضار والصخر الفسفاتي والخث والفحم…إلخ. يضاف معلق الصمغ العربي للحصول على التصاق جيد.

ب - استعمال اللقاح الحبيبي: تعد هذه الطريقة غير مباشرة التلقيح حيث يضاف الخث أو غيره تحت مهد البذور أو إلى جانبه.

ج - إضافة اللقاح: يضاف اللقاح سائلاً، وهو أبسط الطرق، إذ تضاف المزرعة البكتيرية إلى بيئة النمو ويوضع اللقاح السائل تحت البذور أو فوقها مباشرة عند الزراعة.

مصطفى البلخي

التصنيف : البيئة

النوع : البيئة

المجلد: المجلد الثاني

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية