کود زیستی

کود زیستی چیست؟

کود زیستی، زیست کود، کود بیولوژیک یا “Biofertilizer” ، متشکل از مواد طبیعی یا آلی است که حاوی میکروارگانیسم‌های زنده مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها بوده و به افزایش حاصلخیزی خاک و رشد گیاه کمک می‌کند.

میکروارگانیسم‌های موجود در کود زیستی یک رابطه همزیستی مفید با گیاهان برقرار می‌کنند و به جذب مواد مغذی، چرخه مواد مغذی و بهبود کلی سلامت خاک کمک می‌کنند.

کودهای زیستی چندین مزیت نسبت به کودهای شیمیایی دارند:

• ساختار خاک و فعالیت میکروبی را بهبود می بخشند.
• سازگار با محیط زیست و پایدار هستند.
• نیاز به کودهای مصنوعی را کاهش می‌دهند و در نتیجه آلودگی و تخریب خاک را به حداقل می‌رسانند.
• دسترسی و جذب مواد مغذی را افزایش می‌دهند که منجر به سلامت و بهره‌وری بهتر گیاه میشود.

زیست کود به طور گسترده در کشاورزی ارگانیک، کشاورزی پایدار و احیای خاک برای ترویج رشد متعادل گیاهان و در عین حال کاهش اثرات منفی کودهای شیمیایی بر محیط زیست استفاده می شود.

اجزای تشکیل دهنده کود زیستی

کودهای زیستی معمولاً از میکروارگانیسم‌های زنده تشکیل شده‌اند که فواید مختلفی را برای گیاهان و خاک به همراه دارد.

همانطور که اشاره کردیم، اجزای اصلی کودهای زیستی انواع میکروارگانیسم‌های مفیدی هستند که در آن‌ها وجود دارد؛ در اینجا به برخی از اجزای رایج موجود در انواع مختلف کودهای زیستی اشاره می‌کنیم:

باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن

این باکتری‌ها نیتروژن اتمسفر را به شکلی تبدیل می‌کنند که گیاهان می‌توانند از آن استفاده کنند. نمونه‌های رایج از این نوع باکتری‌ها عبارتند از:

• ریزوبیوم “Rhizobium”

• برادیرریزوبیوم   “Bradyrhizobium”

• آزوتوباکتر “Azotobacter”

• کلستریدیوم  “Clostridium”

میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات

این میکروارگانیسم‌ها به حل شدن فسفر در خاک کمک می‌کنند و آن را بیشتر در دسترس گیاهان قرار می‌دهند. از این نوع باکتری‌، می‎توان به گونه‌های مختلف باکتری مانند باسیلوس و سودوموناس و همچنین قارچ هایی مانند آسپرژیلوس و پنی سیلیوم اشاره کرد.

میکروارگانیس‌های آزاد کننده پتاسیم

برخی باکتری‌ها و قارچ‌ها می‌توانند پتاسیم را از منابع معدنی موجود در خاک آزاد کنند. این میکروارگانیسم‌ها شامل باسیلوس و سایر میکروب‌های مشابه است.

باکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR)

این باکتری‌ها از طریق مکانیسم‌های مختلفی مانند تولید هورمون‌های رشد، مانند اکسین‌ها و سیتوکینین‌ها، تثبیت نیتروژن اتمسفر، افزایش دسترسی به مواد مغذی از جمله آهن و روی، محافظت از گیاهان در برابر عوامل بیماری زا و رشد گیاه را تقویت می‌کنند.

از این نوع باکتری به عنوان مثال می‌توان به گونه‌های باسیلوس، سودوموناس و انتروباکتر اشاره کرد.

• قارچ‌های میکوریزا

قارچ‌های میکوریزا با ریشه‌های گیاه روابط همزیستی ایجاد می‌کنند و دسترسی آن‌ها را گسترش می‌دهند و جذب مواد مغذی و آب را افزایش می‌دهند. انواع رایج شامل گلوموس، ریزوفاگوس و فونلیفورمیس هستند.

• جلبک

برخی از کودهای زیستی حاوی جلبک های مفیدی هستند که به چرخه مواد مغذی و حاصلخیزی خاک کمک می‌کنند. جلبک‌ها می‌توانند نیتروژن اتمسفر را تثبیت کنند و ترکیبات آلی را آزاد کنند که از رشد گیاه حمایت می‌کند.

باید به این نکته توجه نمود که اجزای کودهای زیستی می‌توانند بر اساس سازنده و کاربرد مورد نظر متفاوت باشند. فرمولاسیون‌های مختلف ممکن است شامل ترکیبی از این میکروارگانیسم‌ها باشد تا طیف وسیعی از فواید را برای گیاهان و خاک فراهم کند.

مراحل تشکیل کود زیستی

تولید کود زیستی شامل چندین مرحله است، از جداسازی میکروارگانیسم‌های مفید گرفته، تا تولید محصول نهایی که می‌تواند حاصلخیزی خاک را افزایش داده و رشد گیاه را تقویت کند.

در ادامه به مراحل کلی تشکیل کود زیستی اشاره می‌کنیم:

• جداسازی و انتخاب میکروارگانیسم

میکروارگانیسم‌های مفید مانند باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن، باکتری‌های حل‌کننده فسفات، قارچ‌های میکوریزا و باکتری‌های محرک رشد گیاه، از منابع طبیعی مانند خاک، ریشه‌های گیاه و کمپوست جدا می‌شوند.

میکروارگانیسم‌ها بر اساس توانایی آن‌ها در ارتقاء رشد گیاه، تثبیت مواد مغذی، افزایش در دسترس بودن مواد مغذی و محافظت از گیاهان در برابر عوامل بیماری زا انتخاب می‌شوند.

• کشت میکروارگانیسم

میکروارگانیسم‌های جدا شده در محیط آزمایشگاهی کنترل شده روی محیط‌های غذایی مناسب کشت و تکثیر می‌شوند.

• آماده سازی مواد حامل

یک ماده حامل (سوبسترا) برای فراهم کردن محیطی پایدار برای میکروارگانیسم‌ها و تسهیل کاربرد آن‌ها در خاک یا گیاهان انتخاب می‌شود.

مواد حامل متداول شامل پیت ، ورمیکولیت، پرلیت، خاک رس و مواد آلی مانند کمپوست است.

• مخلوط کردن اجزا

میکروارگانیسم‌های کشت شده با مواد حامل مخلوط می‌شوند. مواد حامل از میکروارگانیسم‌ها محافظت و نگهداری می‌کنند.

• تخمیر و بلوغ

برخی از کودهای زیستی تحت یک فرآیند تخمیر یا بلوغ قرار می‌گیرند که به میکروارگانیسم‌ها اجازه می‌دهد بیشتر تکثیر شوند و با مواد حامل سازگار شوند؛ این فرآیند باعث افزایش بقا و اثربخشی میکروارگانیسم‌ها می‌شود.

• تست کنترل کیفیت

محصول کود زیستی تحت آزمایش‌های کنترل کیفیت قرار می‌گیرد تا از حضور و زنده ماندن میکروارگانیسم‌های مورد نظر اطمینان حاصل شود.

در این تست پارامترهایی مانند میزان میکروارگانیسم‌ها، خلوص و عدم وجود آلاینده‌ها ارزیابی می شوند.

• بسته بندی و توزیع

کود زیستی در ظروف مناسب بسته بندی می‌‌شود تا ماندگاری و کیفیت آن حفظ شود. بسته بندی مناسب از رطوبت و قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی که می‌تواند بر میکروارگانیسم‌ها تأثیر بگذارد جلوگیری می‌کند.

• کاربرد میدانی

کشاورزان و باغداران بر اساس دستورالعمل‌های ارائه شده، کود زیستی را روی خاک یا مستقیماً روی ریشه گیاهان اعمال می‌کنند؛ در ادامه، میکروارگانیسم‌های مفید روابط همزیستی با گیاهان برقرار می‌کنند و به بهبود جذب مواد مغذی و سلامت کلی گیاه کمک می‌کنند.

تفاوت کود ارگانیک و کود زیستی

کود ارگانیک و کود بیولوژیک اصلاح کننده طبیعی خاک هستند که به حاصلخیزی خاک و رشد گیاه کمک می‌کنند. با این حال، آن‌ها از نظر ترکیب، روش‌های تولید و طریقه عمل متفاوت هستند.

• ترکیب

کودهای ارگانیک از منابع طبیعی مانند مواد گیاهی، کود حیوانی، کمپوست و سایر مواد زائد آلی به دست می‌آیند. آن‌ها حاوی ترکیبی از ترکیبات آلی، از جمله مواد مغذی ضروری  مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم و ریز مغذی‌ها هستند.

کودهای بیولوژیکی حاوی میکروارگانیسم‌های زنده مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها هستند. این میکروارگانیسم‌ها روابط همزیستی با گیاهان برقرار می‌کنند و به بهبود جذب مواد مغذی و سلامت کلی گیاه کمک می‌کنند.

• رهاسازی مواد مغذی

کودهای ارگانیک در طول زمان مواد مغذی را به آرامی آزاد می‌کنند زیرا از طریق فعالیت میکروبی در خاک تجزیه می‌شوند. در دسترس بودن مواد مغذی تحت تأثیر عوامل محیطی مانند دما، رطوبت و میکروارگانیسم‌های خاک است.

کودهای زیستی با بهبود کارایی جذب مواد مغذی و چرخه در خاک کار می‌کنند. آن‌ها به جای ارائه محتوای مستقیم مواد مغذی مانند کودهای آلی یا شیمیایی، مواد مغذی را با دسترسی بیشتر به گیاهان آزاد می‌کنند.

• بهبود خاک

کودهای ارگانیک به بهبود ساختار خاک، ظرفیت نگهداری آب و فعالیت میکروبی کمک می‌کنند. آن‌ها محتوای مواد آلی خاک و جمعیت میکروبی مفید را افزایش می‌دهند.

کودهای زیستی حاصلخیزی خاک و رشد گیاه را با افزایش در دسترس بودن مواد مغذی، تثبیت نیتروژن اتمسفر، حل شدن فسفر و تقویت رشد ریشه افزایش می‌‌دهند. آن‌ها همچنین می‌توانند پاتوژن‌های موجود در خاک را سرکوب کرده و انعطاف پذیری گیاه را در برابر استرس افزایش دهند.

• پایداری

کودهای ارگانیک به طور کلی نسبت به کودهای شیمیایی مصنوعی سازگار با محیط زیست و پایدارتر در نظر گرفته می‌شوند زیرا مواد زاید آلی را بازیافت می‌کنند.

کودهای زیستی با کاهش نیاز به کودهای شیمیایی مصنوعی که می‌تواند اثرات منفی زیست محیطی داشته باشد، به کشاورزی پایدار کمک می‌کند.

• محتوای مواد مغذی

در حالی که کودهای ارگانیک طیف وسیعی از مواد مغذی را فراهم می‌کنند، محتوای مواد مغذی می‌تواند بسته به منبع و ترکیب مواد آلی بسیار متفاوت باشد.

زیست کود لزوماً خود حاوی غلظت بالایی از مواد مغذی نیستند. در عوض، آن‌ها جذب مواد مغذی توسط گیاهان را از طریق تعامل آن‌ها با سیستم ریشه تسهیل می‌کنند.

به طور خلاصه، کودهای ارگانیک از مواد آلی تشکیل شده‌اند و با تجزیه مواد مغذی آزاد می‌شوند، در حالی که کود زیستی حاوی میکروارگانیسم‌های زنده هستند که دسترسی و جذب مواد مغذی را از طریق روابط همزیستی با گیاهان افزایش می‌دهند.

هر دو نوع کود به بهبود حاصلخیزی خاک و سلامت گیاه کمک می کنند، اما مکانیسم‌ها و شیوه‌های عمل آن‌ها متفاوت است.

انواع کود زیستی

کودهای زیستی بر اساس انواع میکروارگانیسم‌های مفیدی که در آن‌ها وجود دارد و نقش خاصی که این میکروارگانیسم‌ها در افزایش حاصلخیزی خاک و ترویج رشد گیاه دارند، دسته بندی می‌شوند.

کودهای زیستی تثبیت کننده نیتروژن

• کود زیستی ریزوبیوم

حاوی باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن است که گره‌هایی را روی ریشه گیاهان حبوبات ایجاد می‌کند و نیتروژن اتمسفر را به شکل قابل استفاده برای گیاهان تبدیل می‌کند.

• کود زیستی ازتوباکتر

حاوی باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن آزاتوباکتر است که به تثبیت نیتروژن در خاک کمک می‌کند.

کودهای زیستی حل کننده فسفات (PSB)

حاوی باکتری‌هایی مانند باسیلوس است که اشکال نامحلول فسفر را در خاک حل می‌کند و آن را برای جذب گیاه در دسترس قرار می‌دهد.

کودهای زیستی آزاد کننده پتاسیم (KMB)

حاوی میکروارگانیسم‌هایی مانند باسیلوس است که پتاسیم را از منابع معدنی موجود در خاک آزاد می‌کند و در دسترس بودن آن را برای گیاهان افزایش می‌دهد.

کودهای زیستی میکوریزا

حاوی قارچ‌های میکوریز مفید مانند گلوموس است که با ریشه‌های گیاه ارتباط همزیستی ایجاد می‌کند و جذب مواد مغذی و آب را بهبود می‌بخشد.

کودهای زیستی باکتری های محرک رشد گیاه (PGPR)

کود زیستی باسیلوس حاوی باکتری‌های مفید (مانند گونه های باسیلوس) است که رشد گیاه را از طریق مکانیسم‌های مختلف از جمله حل شدن مواد مغذی، تولید هورمون و سرکوب بیماری ها افزایش می‌دهد.

کود زیستی سودوموناس حاوی گونه‌های سودوموناس است. باکتری‌هایی که با تولید مواد محرک رشد و سرکوب پاتوژن‌ها، رشد گیاه را افزایش می‌دهند.

کود زیستی آزولا

این کود حاوی آزولا سرخس آبی و سیانوباکتری تثبیت کننده نیتروژن Anabaena است که با هم نیتروژن اتمسفر را تثبیت می‌کنند و به باروری شالیزار کمک می‌کنند.

کودهای زیستی جلبکی

کود زیستی جلبک سبز آبی (سیانوباکتری ها): حاوی سیانوباکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن است که به حاصلخیزی خاک کمک می‌کند و مواد مغذی گیاه را تامین می‌کند.

کاربرد و مزایا کود زیستی

کاربرد کود زیستی

کودهای زیستی برای افزایش حاصلخیزی خاک و رشد گیاه به خاک، دانه‌ها یا ریشه گیاهان اعمال می‌شوند. روش‌های کاربرد ممکن است بسته به نوع کود زیستی و محصول خاصی که کشت می‌شود متفاوت باشد.

• تیمار بذر

درمان بذرها با کودهای زیستی قبل از کاشت می‌تواند به ایجاد میکروارگانیسم‌های مفید در ناحیه ریشه کمک کند و به تعامل اولیه گیاه و میکروب کمک کند.

• استفاده در خاک

کودهای زیستی را می‌توان مستقیماً روی خاک استفاده کرد و با آن مخلوط کرد.

• غوطه ور کردن ریشه در کود

ریشه‌های گیاه را می‌توان قبل از پیوند در یک سوسپانسیون کود زیستی فرو برد تا از تماس مستقیم بین میکروارگانیسم‌های مفید و سیستم ریشه اطمینان حاصل شود.

• آبیاری قطره ای

محلول‌های کود زیستی را می‌توان به آب آبیاری اضافه کرد و از طریق سیستم‌های آبیاری قطره‌ای مستقیماً به ریشه گیاهان رساند.

مزایا کود زیستی

• بهبود جذب مواد مغذی

کود زیستی با ترویج حلالیت، تثبیت و چرخش مواد مغذی در خاک، دسترسی و جذب مواد مغذی را افزایش می‌دهند. آن‌ها به گیاهان کمک می‌کنند تا به مواد مغذی ضروری مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم دسترسی پیدا کنند.

• تثبیت نیتروژن

کود زیستی تثبیت کننده نیتروژن، نیتروژن اتمسفر را به اشکال قابل استفاده برای گیاهان تبدیل می‌کند و نیاز به کودهای نیتروژن مصنوعی را کاهش می‌دهد و به حاصلخیزی خاک کمک می‌کند.

• حل شدن فسفر

کود زیستی حاوی میکروارگانیسم‌های حل‌کننده فسفات، فسفر را در دسترس گیاهان، به‌ویژه در خاک‌هایی با فسفر کم، بیشتر می‌کند.

• افزایش رشد ریشه

کود زیستی میکوریزا رشد و انشعاب ریشه را بهبود می‌بخشد و سطح ریشه را برای جذب مواد مغذی و آب افزایش می‌دهد.

• تقویت رشد گیاه

کودهای زیستی، به ویژه باکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR)، هورمون‌های رشد و سایر ترکیبات زیست فعال را تولید می‌کند که رشد و نمو گیاه را تحریک می‌کند.

• سرکوب بیماری

برخی از کودهای زیستی توانایی سرکوب پاتوژن‌های موجود در خاک، کاهش بروز بیماری و بهبود سلامت گیاه را دارند.

• کاهش ورودی‌های شیمیایی

استفاده از کودهای زیستی می‌تواند وابستگی به کودهای شیمیایی مصنوعی را کاهش داده و آلودگی محیطی و اثرات منفی بر سلامت خاک را به حداقل برساند.

• بهبود ساختار خاک

کودهای زیستی به تنوع میکروبی کمک می‌کنند، ساختار خاک و ظرفیت نگهداری آب را افزایش می‌دهند.

• کشاورزی پایدار

کودهای زیستی با تقویت چرخه مواد مغذی طبیعی و حمایت از تعاملات متوازن اکوسیستم، شیوه‌های کشاورزی پایدار را ترویج می‌کنند.

• مقرون به صرفه بودن

با گذشت زمان، استفاده از کودهای زیستی می‌تواند منجر به کاهش هزینه‌های کود و بهبود درازمدت حاصلخیزی خاک شود که به منافع اقتصادی برای کشاورزان کمک می‌کند.

توجه به این نکته مهم است که در حالی که کودهای زیستی مزایای متعددی را ارائه می دهند، اثربخشی آنها می‌تواند بر اساس عواملی مانند نوع محصول، شرایط خاک، آب و هوا و تکنیک‌های مناسب متفاوت باشد.

معایب کود زیستی

در حالی که کودهای زیستی چندین مزیت را برای کشاورزی پایدار و سلامت خاک ارائه می‌دهند، آن‌ها همچنین دارای معایب و محدودیت‌های بالقوه‌ای هستند که باید در نظر گرفته شوند.

• متغیر بودن اثربخشی

اثربخشی کودهای زیستی بسته به عواملی مانند نوع خاک، شرایط محیطی و گونه‌های محصول می‌تواند متفاوت باشد. برخی از کودهای زیستی ممکن است نتایج ثابتی را در زمینه‌های مختلف ارائه نکنند.

• نیازهای میکروبی خاص

محصولات مختلف ممکن است به انواع خاصی از میکروارگانیسم‌های مفید برای رشد مطلوب نیاز داشته باشند. انتخاب کود زیستی مناسب برای یک محصول خاص می‌تواند مهم باشد و همه کودهای زیستی ممکن است برای هر محصول مناسب نباشند.

• مسائل مربوط به سازگاری

برخی از کودهای زیستی ممکن است با برخی کودهای شیمیایی یا آفت کش‌ها برهمکنش منفی داشته باشند و اثربخشی آنها را کاهش دهند یا عواقب ناخواسته‌ای ایجاد کنند.

• محتوای مواد مغذی محدود

برخلاف کودهای شیمیایی، کودهای زیستی عموماً دارای غلظت کمتری از مواد مغذی هستند. آن‌ها ممکن است بدون کوددهی مکمل، مواد مغذی کافی را برای محصولات پرتقاضا فراهم نکنند.

• چالش‌های استفاده

استفاده از کودهای زیستی به طور موثر نیازمند روش‌های نگهداری و استفاده مناسب برای اطمینان از بقا و فعالیت میکروارگانیسم‌های مفید است.

• زمان

کودهای زیستی اغلب برای ایجاد و برقراری روابط همزیستی با گیاهان به زمان نیاز دارند؛ در طول دوره اولیه، تأثیر آنها بر رشد گیاه ممکن است محدود باشد.

• کنترل کیفیت

اطمینان از کیفیت و دوام محصولات کود زیستی می‌تواند چالش برانگیز باشد و تغییرات در جمعیت میکروبی ممکن است در طول تولید و ذخیره سازی رخ دهد.

• ماندگاری محدود

کودهای زیستی حاوی میکروارگانیسم‌های زنده ماندگاری محدودی نسبت به کودهای شیمیایی دارند و اثربخشی آن‌ها می‌تواند در طول زمان کاهش یابد.

• دانش کافی

درک تعاملات بین میکروارگانیسم‌های مختلف، محصولات کشاورزی و شرایط خاک هنوز یک زمینه تحقیقاتی در حال تکامل است. دانش بیشتری برای بهینه سازی استفاده موثر از کودهای زیستی مورد نیاز است.

• هزینه و در دسترس بودن

در برخی مناطق، کودهای زیستی ممکن است در مقایسه با کودهای شیمیایی سنتی گرانتر یا کمتر در دسترس باشند.

• خطر آلودگی

استفاده نادرست از کودهای زیستی می‌تواند منجر به آلودگی محصولات یا محیط زیست با میکروارگانیسم‌های مضر شود.

علیرغم این معایب، کودهای زیستی ابزاری ارزشمند برای کشاورزی پایدار باقی می‌مانند و در صورت استفاده مناسب و همراه با سایر شیوه‌های مدیریت خاک، می‌توانند به بهبود سلامت خاک، کاهش اثرات زیست‌محیطی و افزایش رشد گیاه کمک کنند.

نویسنده: زهرا جهان‌بخش

تهیه شده در آکادمی بیوتکنولوژی ایران