مُلقِّح ميكروبي

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

الملقحات الميكروبية ، والمعروفة أيضًا باسم ملقحات التربة أو الملقحات الحيوية ، هي محسنات زراعية تستخدم ميكروبات مفيدة تعيش في منطقة الجذور أو داخل النبات لتعزيز صحة النبات. تشكل العديد من هذه الميكروبات علاقات تكافلية مع المحاصيل المستهدفة، حيث يستفيد كلا الطرفين ( تبادل منفعة ). وبينما تُستخدم الملقحات الميكروبية لتحسين تغذية النبات ، يمكن استخدامها أيضًا لتعزيز نمو النبات عن طريق تحفيز إنتاج الهرمونات النباتية . [ 1 ] [ 2 ] وعلى الرغم من شيوع استخدام الملقحات البكتيرية والفطرية، إلا أن التلقيح بالعتائق لتعزيز نمو النبات يخضع لدراسات متزايدة. [ 3 ]

لا تقتصر الأبحاث التي تتناول فوائد الملقحات في الزراعة على كونها أسمدة حيوية فحسب ، بل يمكن للملقحات الميكروبية أن تحفز المقاومة المكتسبة الجهازية (SAR) في المحاصيل ضد العديد من الأمراض الشائعة (أي أنها توفر مقاومة ضد مسببات الأمراض). وقد ثبتت فعالية هذه الملقحات حتى الآن في مقاومة البياض الدقيقي ( Blumeria graminis f. sp. hordei ، Heitefuss، 2001)، ومرض تعفن الجذور ( Gaeumannomyces graminis var. tritici ، Khaosaad وآخرون ، 2007)، وبقع الأوراق ( Pseudomonas syringae ، Ramos Solano وآخرون ، 2008)، وتعفن الجذور ( Fusarium culmorum ، Waller وآخرون، 2005).

مع ذلك، يتزايد الإدراك بأن الملقحات الميكروبية غالبًا ما تُغير التركيبة الميكروبية للتربة (ماواردا وآخرون ، 2020). بالإضافة إلى ذلك، تشير أبحاث حديثة (2024) إلى أن منتجًا واحدًا فقط من بين كل تسعة منتجات تجارية مفيد. ومن المشاكل الشائعة نفوق المحاصيل، واستخدام أسمدة غير مُصنفة، وعدم صلاحية الملقحات (ميتة عند الوصول). وقد وجدت دراسة عالمية أن نسبة استعمار الفطريات الجذرية تقل عن 10% عند استخدام المنتجات التجارية [ 4 ]، مما يعني أن جزءًا كبيرًا من المبلغ المُقدر بـ 836 مليون دولار أمريكي الذي يُنفق سنويًا على الملقحات التجارية يُمكن إنفاقه بشكل أفضل.

بكتيري

لقاحات البكتيريا الجذرية

تشمل البكتيريا الجذرية الشائعة الاستخدام كملقحات بكتيريا تثبيت النيتروجين، وبكتيريا إذابة الفوسفات، وبكتيريا نافعة أخرى مرتبطة بالجذور، والتي تعزز توافر المغذيات الكبرى، النيتروجين والفوسفور، للنبات المضيف. وتُعرف هذه البكتيريا عادةً باسم البكتيريا الجذرية المحفزة لنمو النبات (PGPR).

البكتيريا المثبتة للنيتروجين

تُعدّ بكتيريا الريزوبيوم والأجناس القريبة منها من أكثر أنواع البكتيريا الجذرية استخدامًا . تُثبّت بكتيريا الريزوبيوم النيتروجين، وتُكوّن علاقات تكافلية داخل عُقيدات جذور البقوليات . يُحسّن هذا من تغذية النبات المضيف بالنيتروجين، وهو أمرٌ بالغ الأهمية لزراعة فول الصويا والحمص والعديد من المحاصيل البقولية الأخرى. أما بالنسبة للمحاصيل غير البقولية، فقد ثبتت فائدة بكتيريا الأزوسبيريلوم في بعض الحالات في تثبيت النيتروجين وتغذية النبات. [ 1 ]

بالنسبة لمحاصيل الحبوب، أدت البكتيريا الجذرية الديازوتروفية إلى زيادة نمو النبات، [ 5 ] وإنتاجية الحبوب (كاباليرو-ميلادو وآخرون ، 1992)، وامتصاص النيتروجين والفوسفور، [ 5 ] والنيتروجين (كاباليرو-ميلادو وآخرون ، 1992)، والفوسفور (كاباليرو-ميلادو وآخرون ، 1992؛ بيليموف وآخرون ، 1995) ومحتوى البوتاسيوم. (كاباليرو-ميلادو وآخرون ، 1992). تعيش البكتيريا الجذرية في العقد الجذرية، وترتبط بالبقوليات.

البكتيريا المذيبة للفوسفات

لتحسين تغذية الفوسفور، حظي استخدام البكتيريا المذيبة للفوسفات (PSB) مثل بكتيريا Agrobacterium radiobacter باهتمام متزايد (بيليموف وآخرون ، 1995أ؛ 1995ب؛ سينغ وكابور، 1999). وكما يوحي الاسم، فإن هذه البكتيريا حرة المعيشة، تعمل على تحليل فوسفات التربة غير العضوي إلى أشكال أبسط يسهل امتصاصها من قبل النباتات.

اللقاحات الفطرية

تُعرف العلاقات التكافلية بين الفطريات وجذور النباتات باسم ارتباط الميكوريزا . [ 6 ] توجد هذه العلاقات التكافلية في جميع النباتات البرية تقريبًا، وتمنح كلاً من النبات والفطريات مزايا للبقاء. [ 6 ] يمكن للنبات أن يمنح ما بين 5% إلى 30% من إنتاجه من الطاقة للفطريات مقابل زيادة مساحة امتصاص الجذور بواسطة الخيوط الفطرية، مما يتيح للنبات الوصول إلى العناصر الغذائية التي ما كان ليحصل عليها لولا ذلك. [ 6 ] [ 7 ] أكثر أنواع الميكوريزا شيوعًا هما الميكوريزا الشجرية والميكوريزا الخارجية . توجد ارتباطات الميكوريزا الخارجية بشكل أكثر شيوعًا في الأنواع الخشبية، ولها تأثير أقل على النظم الزراعية. [ 8 ]

الفطريات الجذرية الشجرية

يوضح هذا الرسم التخطيطي العلاقة التكافلية المفيدة بين جذور النبات وفطر شريك، والتي تُعرف باسم ارتباط الميكوريزا . [ 6 ] يمكن للنباتات أن تُساهم بنسبة تتراوح بين 5 و30% من إنتاجها الضوئي في هذه العلاقة، والمُمثلة بالحرف G، مقابل زيادة امتصاص العناصر الغذائية عبر الخيوط الفطرية ، التي تُوسع مساحة امتصاص جذور النبات، مما يُتيح له الوصول إلى العناصر الغذائية التي ما كان ليحصل عليها لولا ذلك، والمُمثلة بالحرفين N وP. [ 6 ]

حظيت الفطريات الجذرية الشجرية (AM) باهتمام كبير باعتبارها محسنًا زراعيًا محتملاً لقدرتها على الوصول إلى الفوسفور وتوفيره للنبات المضيف. [ 8 ] في نظام دفيئة مُخفَّض التسميد، تم تلقيحه بمزيج من الفطريات الجذرية الشجرية والبكتيريا الجذرية ، تم الحصول على غلة الطماطم التي كانت تُنتج عند استخدام خصوبة كاملة (100%) عند استخدام خصوبة 70% فقط. [ 9 ] يُمكن لهذا التخفيض بنسبة 30% في استخدام الأسمدة أن يُساعد في الحد من تلوث المغذيات ، ويُساهم في إطالة عمر الموارد المعدنية المحدودة مثل الفوسفور ( ذروة الفوسفور ). تشمل الآثار الأخرى زيادة تحمل الملوحة ، [ 10 ] وتحمل الجفاف، [ 11 ] ومقاومة سمية المعادن النزرة. [ 12 ]

الشركاء الفطريون

يمكن أن يفيد التلقيح الفطري وحده النباتات المضيفة. كما أن التلقيح المقترن بمحسنات أخرى يُحسّن الظروف بشكل أكبر. يُعدّ التلقيح بالفطريات الجذرية الشجرية مع السماد العضوي من المحسنات المنزلية الشائعة للحدائق الشخصية والزراعة والمشاتل. وقد لوحظ أن هذا المزيج يُعزز أيضًا الوظائف الميكروبية في التربة المتأثرة بالتعدين . [ 13 ]

تُحقق بعض أنواع الفطريات الشريكة أفضل النتائج في مناطق انتقالية بيئية محددة أو مع محاصيل معينة. وقد أدى التلقيح بالفطريات الجذرية الشجرية المقترنة ببكتيريا مُحفزة لنمو النبات إلى زيادة المحصول وتسريع نضجه في حقول الأرز الجبلية. [ 14 ]

تحسّن نمو الذرة بعد إضافة الفطريات الجذرية الشجرية والفحم الحيوي . كما يمكن لهذه الإضافة أن تقلل من امتصاص الكادميوم من قبل المحاصيل. [ 15 ]

استخدام اللقاح

يمكن استخدام اللقاحات الفطرية مع أو بدون تعديلات إضافية في الحدائق الخاصة، والمزارع المنزلية، والإنتاج الزراعي، والمشاتل المحلية، ومشاريع استصلاح الأراضي.

اللقاحات المركبة

أظهرت الدراسات أن استخدام مزيج من سلالات بكتيريا جذور النباتات المحفزة للنمو (PGPR) يُفيد الأرز والشعير. [ 16 ] [ 17 ] وتتمثل الفائدة الرئيسية من التلقيح المزدوج في زيادة امتصاص النبات للعناصر الغذائية من التربة والأسمدة على حد سواء. [ 16 ] كما ثبت أن استخدام سلالات متعددة من الملقحات يزيد من النشاط الكلي للنيتروجيناز مقارنةً باستخدام سلالة واحدة فقط، حتى عندما تكون إحدى السلالات فقط قادرة على تثبيت النيتروجين . [ 16 ] [ 18 ] [ 19 ]

يمكن أن يكون الجمع بين بكتيريا PGPR والفطريات الجذرية الشجرية مفيدًا في زيادة نمو القمح في التربة الفقيرة بالمغذيات [ 20 ] وتحسين استخلاص النيتروجين من التربة المخصبة. [ 21 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 باشان، يواف؛ هولغين، جينا (1997). "علاقات الأزوسبيريلوم بالنباتات: التطورات البيئية والفسيولوجية (1990-1996)". المجلة الكندية لعلم الأحياء الدقيقة . 43 (2): 103-121 . doi : 10.1139/m97-015 . S2CID 6840330 . 
  2. ↑ سوليفان، بريستون (2001). بدائل تحسين التربة (ملف PDF) (تقرير). نقل التكنولوجيا المناسب للمناطق الريفية.
  3. ↑ تشاو، شانيل؛ بادا، كيران بريت؛ بوري، أكشيت؛ شانواي، كريس ب. (2022-09-20). "نهج قديم لقضية حديثة: العتائق الداخلية للزراعة المستدامة" . علم الأحياء الدقيقة الحالي . 79 (11): 322. doi : 10.1007/s00284-022-03016-y . ISSN 1432-0991 . PMID 36125558. S2CID 252376815 .   
  4. ↑ كوزيول، ليز؛ ماكينا، توماس ب.؛ بيفر، جيمس د. (2025). "تحليل تلوي يكشف قصور اللقاحات الفطرية التجارية ذات المصادر العالمية" . مجلة نيو فايتولوجيست . 246 (3): 821-827 . doi : 10.1111/nph.20278 . ISSN 1469-8137 . 
  5. 1 2 جلال، واي جي إم، الغندور، آي إيه، عثمان، إم إي وعبد الرؤوف، إيه إم إن (2003)، تأثير التلقيح بواسطة الفطريات الجذرية والريزوبيوم على نمو وإنتاجية القمح فيما يتعلق بتسميد النيتروجين والفوسفور كما تم تقييمه بواسطة تقنيات 15n، التكافل، 34 (2)، 171-183.
  6. 1 2 3 4 5 برادي، نايل سي. (2010). عناصر طبيعة وخصائص التربة . ويل، راي ر. ( الطبعة الثالثة). أبر سادل ريفر، نيوجيرسي، ص 343-346 . ISBN   9780135014332. OCLC 276340542 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  7. ↑ "الفطريات الجذرية | موارد ديفيد سيلفيا على الإنترنت" . sites.psu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-10-2019 .
  8. 1 2 تشابين، ف. ستيوارت؛ ماتسون، باميلا أ.؛ فيتوسيك، بيتر م. (2011). مبادئ علم بيئة النظم الإيكولوجية الأرضية . نيويورك، نيويورك: سبرينغر نيويورك. ص 243-244 . doi : 10.1007/978-1-4419-9504-9 . ISBN  9781441995032.
  9. ↑ أدسيموي، أ.و.؛ توربرت، هـ.أ.؛ كلوبر، ج.و. (نوفمبر 2009). "البكتيريا الجذرية المحفزة لنمو النبات تسمح بتقليل معدلات استخدام الأسمدة الكيميائية" . علم البيئة الميكروبية . 58 (4): 921-929 . doi : 10.1007/s00248-009-9531-y . ISSN 0095-3628 . PMID 19466478. S2CID 8789559 .   
  10. ↑ هيريل، إم سي وجيردمان، جي دبليو، 1980. تحسين نمو البصل والفلفل الحلو في التربة المالحة بواسطة نوعين من الفطريات الجذرية الحويصلية الشجرية 1. مجلة جمعية علوم التربة الأمريكية، 44 (3)، ص 654-655.
  11. ↑ فيرازانو، س. وويليامسون، ب. (2013). فوائد التلقيح بالفطريات الجذرية في إعادة إدخال أنواع النباتات المهددة بالانقراض في ظل ظروف الجفاف. مجلة البيئات القاحلة، 98، ص 123-125.
  12. ↑ فيرمين، س.، لابيدي، س.، فونتين، ج.، لارويل، ف.، تيسيران، ب.، نسانجانويمانا، ف.، بوروت، ب.، دالبي، ي.، جراندموجين، أ.، دواي، ف.، شيرالي، ب.، فردان، أ.، ولونيس-حاج صحراوي، أ. (2015). تلقيح فطر الميكوريزا الشجري يحمي نبات المسكانثوس العملاق من سمية العناصر النزرة في موقع شديد التلوث بالمعادن. مجلة علوم البيئة الشاملة، 527-528، ص 91-99.
  13. ↑ كولر، ج.، كارافاكا، ف.، أزكون، ر.، دياز، ج.، ورولدان، أ. (2015). أدى الجمع بين إضافة السماد العضوي والتلقيح بالفطريات الجذرية الشجرية إلى آثار إيجابية وتآزرية على الإدارة النباتية لمخلفات منجم شبه قاحل. مجلة علوم البيئة الشاملة، 514، ص 42-48.
  14. ^ Diedhiou، A.، Mbaye، F.، Mbodj، D.، Faye، M.، Pignoly، S.، Ndoye، I.، Djaman، K.، Gaye، S.، Kane، A.، Laplaze، L.، Manneh، B. and Champion، A. (2016). تكشف التجارب الميدانية عن استجابات محددة للنمط البيئي لتلقيح الميكوريزا في الأرز. بلوس وان، 11(12)، ص.e0167014.
  15. ↑ ليو، ل.، لي، ج.، يو، ف.، يان، ش.، وانغ، ف.، بلوزيس، س.، ووانغ، ي. (2018). تأثير التلقيح بالفطريات الجذرية الشجرية وتعديل التربة بالفحم الحيوي على نمو الذرة، وامتصاص الكادميوم، وتحديد أنواع الكادميوم في التربة الملوثة بالكادميوم. كيموسفير، 194، ص 495-503.
  16. 1 2 3 بيليموف، أ.أ.، كوجيمياكوف، أ.ب.، وتشوفارلييفا، س.ف. (1995أ) التفاعل بين الشعير والمزارع المختلطة من البكتيريا المثبتة للنيتروجين والمذيبة للفوسفات. النبات والتربة، 173، 29-37.
  17. ↑ كينيدي، إيفان ر. (2001). "الأسمدة الحيوية قيد الاستخدام" . علم وظائف النبات . 28 (9): 825. doi : 10.1071/pp01169 . ISSN 1445-4408 . 
  18. ↑ خماس، ك.م.؛ كايزر، ب. (أغسطس 1992). "تحلل البكتين وتثبيت النيتروجين المصاحب له بواسطة مزارع مختلطة من أنواع أزوسبيريلوم وباسيلوس". المجلة الكندية لعلم الأحياء الدقيقة . 38 (8): 794-797 . doi : 10.1139/m92-129 . ISSN 0008-4166 . PMID 1458371 .  
  19. ^ كاتشاري، إيزابيلا. ليبي، دانييلا؛ إيبوليتي، سيلفيا؛ بيتروسانتي، تيتو؛ بيتروسانتي ، والتر (يوليو 1989). "الاستجابة للأكسجين في Azospirillum brasilense الديازوتروفي ؟ ثقافة دفعة مختلطة من Arthrobacter giacomelloi". محفوظات علم الأحياء الدقيقة . 152 (2): 111-114 . دوى : 10.1007 / bf00456086 . ردمك 0302-8933 . S2CID 10850392 .   
  20. ↑ سينغ، إس. وكابور، كيه كيه (1999) تلقيح القمح المزروع في التربة الرملية بالكائنات الدقيقة المذيبة للفوسفات وفطر الميكوريزا الحويصلي الشجري يحسن إنتاج المادة الجافة وامتصاص العناصر الغذائية. بيولوجيا وخصوبة التربة، 28، 139-144.
  21. ↑ جلال، واي جي إم، الغندور، آي إيه، عثمان، إم إي وعبد الرؤوف، إيه إم إن (2003)، تأثير التلقيح بواسطة الفطريات الجذرية والريزوبيوم على نمو وإنتاجية القمح فيما يتعلق بتسميد النيتروجين والفوسفور كما تم تقييمه بواسطة تقنيات 15n، التكافل، 34 (2)، 171-183.

فهرس

  • باشان، واي. وهولغين، جي. (1997)، علاقات أزوسبيريلوم بالنباتات: التطورات البيئية والفسيولوجية (1990-1996)، المجلة الكندية لعلم الأحياء الدقيقة 43، 103-121.
  • باشان، ي.، هولغوين، ج.، وإي.، د.-بي إل (2004). علاقات الأزوسبيريلوم بالنباتات: التطورات الفيزيولوجية والجزيئية والزراعية والبيئية (1997-2003). المجلة الكندية لعلم الأحياء الدقيقة، 50، 521-577.
  • بيليموف، أ.أ.، كوناكوفا، أ.م.، فاسيليفا، ن.د.، غروزدييفا، إ.ف.، فوروبييف، ن.إ.، كوجيمياكوف، أ.ب.، خاموفا، أ.ف.، بوستافسكايا، س.م.، وسوكوفا، س.أ. (1995ب). العلاقة بين معدلات بقاء مثبتات النيتروجين التكافلية على الجذور واستجابة محصول النباتات للتلقيح. مجلة علم الأحياء الدقيقة البيئية التابعة لاتحاد الجمعيات الأوروبية لعلم الأحياء الدقيقة، 17، 187-196.
  • Caballero-Mellado, J., Carcano-Montiel, MG & Mascarua-Esparza, MA (1992), Field inoculation of wheat (triticum aestivum) with azospirillum brasilense under temperate climate, Symbiosis, 13, 243-253.
  • غوتيريز مانيرو، إف جيه (2008) الحماية الجهازية من الأمراض التي تحفزها سلالات البكتيريا الجذرية المحفزة لنمو النبات: العلاقة بين الاستجابات الأيضية، والحماية الجهازية من الأمراض، والمحفزات الحيوية. علم أمراض النبات، 98 (4)، 451-457.
  • هيتفوس، ر. (2001) ردود فعل النباتات الدفاعية تجاه مسببات الأمراض الفطرية: المبادئ والآفاق، باستخدام البياض الدقيقي على الحبوب كمثال. ناتورفيسنشافتن، 88، 273-283.
  • خماس، ك.م. وكايزر، ب. (1992) تحلل البكتين وتثبيت النيتروجين المصاحب له بواسطة مزارع مختلطة من أنواع أزوسبيريلوم وباسيلوس. المجلة الكندية لعلم الأحياء الدقيقة، 38، 794-797.
  • خاوساد، ت.، غارسيا-غاريدو، ج.م.، شتاينكيلنر، س.، وفيرهيليغ، هـ. (2007). انخفاض مرض تعفن الجذور بشكل جهازي في جذور نباتات الشعير المتكافلة مع الفطريات الجذرية. علم الأحياء والكيمياء الحيوية للتربة، 39، 727-734.
  • ليبي، د.، كاتشاري، إ.، بيتروسانتي، ت. وبيتروسانتي، و. (1992) التفاعلات بين أزوسبيريلوم وأرثروباكتر في مزرعة مختلطة مثبتة للنيتروجين. التكافل، 13، 107-114.
  • ماواردا، بي سي، لو رو، إكس، فان إلساس، جيه دي، وفالكاو ساليس، جيه (2020). الإدخال المتعمد للكائنات الغازية غير المرئية: تقييم نقدي لتأثير الملقحات الميكروبية على المجتمعات الميكروبية في التربة. بيولوجيا التربة والكيمياء الحيوية، 148، 1078-1074.
  • نغوين، تي إتش، كينيدي، آي آر، وروغلي، آر جيه (2002). استجابة الأرز المزروع في الحقول للتلقيح بسماد حيوي متعدد السلالات في مقاطعة هانوي، فيتنام. في: آي آر كينيدي وأتما تشودري (محرران). الأسمدة الحيوية في الممارسة. بارتون، إقليم العاصمة الأسترالية، مؤسسة أبحاث وتطوير الصناعات الريفية.
  • ربيع، غ.ح. والماديني، أ.م. (2005) دور الملقحات الحيوية في تطوير تحمل نباتات الفول للملوحة تحت إجهاد الملوحة. المجلة الأفريقية للتكنولوجيا الحيوية، 4 (3)، 210-222.
  • راموس سولانو، آر، باريوسو ميكاس، جيه، بيريرا دي لا إغليسيا، إم تي، دومينيك، جيه &
  • سوليفان، ب. (2001). بدائل تحسين التربة. نقل التكنولوجيا المناسبة للمناطق الريفية، المركز الوطني للتكنولوجيا المناسبة. https://web.archive.org/web/20081011174000/http://www.attra.ncat.org/attra-pub/PDF/altsoil.pdf
  • والير، ف.، أتشاتز، ب.، بالتروشات، هـ.، فودور، ج.، بيكر، ك.، فيشر، م.، هاير، ت.، هوكيلوفن، ر.، نيومان، س.، فون ويتشتاين، د.، فرانكن، ب.، وكوجل، ك.-هـ. (2005). يُعيد الفطر الداخلي Piriformis indica برمجة الشعير لتحمل الإجهاد الملحي، ومقاومة الأمراض، وزيادة الإنتاجية. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، 102 (38)، 13386-13391.