گرچه استفاده از کودهای بیولوژیک در کشاورزی از قدمت بسیار زیادی برخوردار است و در گذشته نه چندان دور تمام مواد غذایی مورد مصرف انسان با استفاده از چنین منابع ارزشمندی تولید می شده است ولی بهره برداری علمی از اینگونه منابع سابقه چندانی ندارد.اگرچه کاربرد کودهای بیولوژیک به علل مختلف در طی چند دهه گذشته کاهش یافته است ولی امروزه با توجه به مشکلاتی که مصرف بی رویه کودهای شیمیایی پدید آورده است،استفاده از آنها در کشاورزی مجددا مطرح شده است.بدون تردید کاربرد کودهای بیولوژیک علاوه بر اثرات مثبتی که بر کلیه خصوصیات خاک دارد،از جنبه اقتصادی،زیست محیطی و اجتماعی نیز مثمرثمر واقع شده و می تواند به عنوان جایگزینی مناسب و مطلوب برای کودهای شیمیایی باشد.در حال حاضر نگرشهای جدیدی که در ارتباط با کشاورزی تحت عنوان کشاورزی پایدار،ارگانیک و بیولوژیک مطرح می باشد به بهره برداری از چنین منابعی استوار است.(25)
مصرف کود شیمیایی ازته برای افزایش تولید محصول تا آینده ای قابل پیش بینی ادامه خواهد داشت،ولی باید در جهت استفاده بیشتر از تثبیت بیولوژیک نیتروژن توسط میکروارگانیزمها نیز توجه بیشتری معطوف شود.
باکتری جنس Azospirillum که یکی از مهمترین باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن می باشد،با گیاهان تک لپه مختلفی از جمله گندم،برنج،ذرت،ارزن،چاودار و گراسهای علفی مانند پنجه مرغی،کالارگراس قادر به ایجاد همیاری است.(5و2و3ارزانش)نتیجه این همیاری علاوه بر تثبیت نیتروژن مولکولی،تولید موادی چون سیدروفور،باکتری کشها و فیتوهورمونها می باشد که ماحصل ترشح تمام موارد ذکر شده افزایش توان جذب عناصر غذایی،توسعه سیستم ریشه ای و در نهایت افزایش عملکرد می باشد.(10و4و6) تلقیح گیاهان با آزوسپریلوم علاوه بر 35-5 درصد افزایش عملکرد باعث کاهش مصرف کود ازته نیز می شود.(7)تلقیح گیاه با این باکتری باعث افزایش طول ریشه های فرعی و تارهای کشنده،ارتفاع گیاه و همچنین جذب عناصر غذایی می شود.(8)
از طرفی نیز گندم به عنوان مهمترین گیاه زراعی در کشور ما و در دنیا محسوب می شود.از مجموع 27/10میلیون هکتار اراضی سالانه در سال 1379، حدود 01/7 میلیون هکتار معادل 27/68 درصد به سطح غلات اختصاص داشته است.محصول گندم با 75/72 درصد رتبه اول را دارا می باشد.
لذا در این تحقیق تثبیت بیولوژیک نیتروژن در اثر همیاری سویه های مختلف باکتری آزوسپریلوم با ارقام بومی،اصلاح شده و لاین موتانت با استفاده از تکنیک ایزوتوپ پایدار 15N بررسی شد.
چکیده10
مقدمه 13
فصل اول:کلیات 15
1-کشاورزی پایدار 16
1-1کودهای بیولوژیک18
1-2استفاده از میکروارگانیزمها به عنوان کود بیولوژیک19
1-3-انواع کودهای بیولوژیک20
2-اهمیت گندم20
2-1-تاریخچه و پیدایش گندم22
2-2-وضعیت کشت گندم در جهان22
2-3-وضعیت کشت گندم در ایران24
2-4-وضعیت کشت گندم در استان تهران25
2-5-شرایط آب‌وهوایی گندم26
2-6-مرفولوژی گندم27
2-6-1-ریشه27
2-6-2-ساقه28
2-6-3-پنجه29
2-6-4-برگ30
2-6-5-گل‌آذین31
2-6-6-دانه32
2-7-عوامل محیطی مؤثر بر رشدونمو گندم33
2-7-1خاک33
2-7-2-رطوبت34
2-7-3-حرارت35
2-7-4-نور36
2-7-4-1-طول روز36
2-7-4-2-شدت نور36
2-8-عملکرد دانه گندم و عوامل مؤثر بر آن36
فصل دوم:بررسی منابع42
1-نیتروژن در طبیعت43
2-شکلهای نیتروژن در خاک44
2-1-نیتروژن معدنی خاک45
2-2- نیتروژن آلی خاک45
3-نقش نیتروژن در گیاه45
4-چرخه نیتروژن46
4-1راههایی که نیتروژن در دسترس گیاه قرار می‌گیرد
و یا به خاک اضافه می‌شود 47
4-1-1معدنی شدن نیتروژن خاک47
4-1-2وارد شدن نیتروژن از اتمسفر به خاک48
4-1-3-کاربرد کودهای شیمیایی ازته49
4-1-4-تثبیت نیتروژن به روش بیولوژیک50
4-2-راههایی که نیتروژن از دسترس گیاه و یا از خاک خارج می‌شود51
4-2-1-غیر متحرک شدن (متوقف شدن یا آلی شدن ) نیتروژن51
4-2-2-نیترات زدایی52
4-2-3-جذب نیتروژن بوسیله گیاهان54
4-2-4-آبشویی نیتروژن55
4-2-5-تلفات نیتروژن به صورت آمونیاک55
4-2-6-تلفات نیتروژن از طریق فرسایش56
5-سیستمهای بیولوژیک تثبیت کننده نیتروژن56
5-1تثبیت نیتروژن به روش همزیستی57
5-1-1همزیستی باکتریهای ریزوبیوم و گیاهان خانواده لگومینوز57
5-1-2-همزیستی ریزوبیوم با گیاهان غیر لگوم59
5-1-3-همزیستی اکتینوریزی59
5-1-4-همزیستی سیانوباکتریها و گیاهان60
5-1-4-1-همزیستی سیانوباکتری آنابنا و آزولا61
5-1-4-2-همزیستی نوسترک و آنابنا باسیکادها62
5-1-4-3-همزیستی سیانوباکتری نوسترک و گانرا62
5-1-5-همزیستی سیانوباکتریها و دیاتومه‌ها63
5-1-6-همزیستی سیانوباکتریها و بریوفیتها63
5-1-7-همزیستی سیانوباکترها و قارچها (تشکیل گلسنگ)65
5-2-تثبیت نیتروژن به روش آزاد65
5-2-1-باکتریهای هتروتروف باکتریهای بیهوازی66
5-2-1-1-باکتریهای بی هوازی66
5-2-1-2-باکتریهای بیهوازی اختیاری67
5-2-1-3-باکتریهای هوازی67
5-2-1-4-سیانوباکتریها68
5-2-2-فتواتوتروف‌های آزادزی69
5-2-2-1-باکتریهای فتوسنتز کننده69
5-3-تثبیت نیتروژن به روش همیاری71
5-3-1-تعریف همیاری71
5-3-2-دلایل تثبیت نیتروژن به روش همیاری72
5-3-3-همیاریهای فیلوسفری72
5-3-4-همیاریهای ریزوسفری73
6-بیوشیمی تثبیت نیتروژن مولکولی73
6-1ساختار آنزیم نیتروژناز و نحوه تامین انرژی
مورد نیاز برای تثبیت ازت مولکولی74
6-2کارایی77
6-3-تولید هیدروژن و خروج آن81
7-همیاری باکتریهای جنس آزوسپیریلوم با گیاهان83
7-1اکولوژی آزوسپیریلوم83
7-2گیاهان میزبان84
7-3-طبقه‌بندی84
7-4-مشخصات باکتری85
7-5-تثبیت نیتروژن وابسته به هیدروژن88
7-6-احیای نیترات (نیترات زدایی)88
7-7-عوامل موثر در اشغال ریشه توسط آزوسپیریلوم و تاثیر آن بر رشد گیاه89
7-8-تولید ساختمان کیست مانند90
7-9-تولید سیدروفور91
7-10تولید مواد کشنده باکتریها92
7-11جذب سطحی باکتریها به ذرات خاک92
7-12-تولید فیتوهورمونها و دیگر مواد تحریک کننده رشد گیاه93
7-13-تغییر در فیزیولوژی و موروفولوژی ریشه93
7-14-نقشهای احتمالی موسیژل94
7-15-مکانیزمهای جذب آزوسپیریلوم بطرف ریشه94
7-16-شیمیوتاکتیک (کموتاکتیک )95
7-17مراحل اشغال ریشه توسط آزوسپیریلوم97
7-17-1-اتصال باکتریها به پوست ریشه97
7-17-2-اشغال بافت ریشه98
7-18-تاثیر آزوسپیریلوم در عملکرد گیاهان مختلف98
8-نیتروژن -15105
فصل سوم:موادو روشها110
1-مواد مورد آزمایش111
1-1تهیه ماده تلقیح111
1-2-بررسی روابط همزیستی سویه‌های مخالف باکتری آزوسپریلوم با ارقام مختلف گندم با استفاده از ایزوتوپ15N در شرایط گلخانه112
1-2-1-زمان و محل اجرای آزمایش112
1-2-2-خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده112
1-2-3-دمای گلخانه113
1-2-4-مشخصات ارقام گندم مورد استفاده114
1-2-4-1-رقم طبسی114
1-2-4-2-رقم مهدوی114
1-2-4-3-رقم موتانت طبسی115
1-2-5-مشخصات طرح آزمایشی116
1-2-6-مشخصات فاکتورهای آزمایش116
1-2-7-عملیات کاشت و داشت116
1-2-8-کاربرد ایزوتوپ پایدار نیتروژن-15117
1-2-9-صفات اندازه‌گیری شده120
1-2-10-محاسبات آماری121
1-3-ارزیابی کارآیی سویه‌های باکتری آزوسپریلوم با ارقام بومی، اصلاح شده و لاین موتانت گندم و تأثیر کاربرد آنها بر عملکرد و برخی از صفات زراعی گندم در شرایط آب‌وهوایی کرج121
1-3-1-خصوصیات اقلیمی منطقه121
1-3-2-مشخصات اقلیمی محل اجرای آزمایش در سال زراعی 83-1382122
1-3-3-خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش123
1-3-4-مشخصات ارقام مورد استفاده 123
1-3-5-مشخصات طرح آزمایشی123
1-3-6- مشخصات فاکتورهای آزمایش123
1-3-6-1-آزوسپریلوم123
1-3-7-عملیات زراعی124
1-3-7-1-عملیات کاشت124
1-3-7-2-علمیات داشت125
1-3-7-3-عملیات برداشت125
1-3-7-4-صفات اندازه‌گیری شده126
فصل چهارم:نتایج و بحث130
گلخانه131
1-ارتفاع گیاه132
2-طول سنبله135
3-تعداد پنجه گیاه138
4-سطح برگ پرچم141
5-وزن خشک اندام هوایی144
6-تعداد سنبله در گیاه147
7-درصد تثبیت بیولوژیک نیتروژن151
مزرعه154
8-ارتفاع گیاه155
9-طول سنبله158
10تعداد پنجه در گیاه161
11-سطح برگ پرچم163
12-تعداد سنبله درواحد سطح167
13-تعداد دانه در سنبله170
14-عملکرد دانه173
15-بیوماس177
16-شاخص برداشت181
17-وزن هزاردانه184
18-جذب نیتروژن186
پیوست190
منابع191
شامل 191 صفحه فایل word
دانلود پایان نامه بررسی تثبیت بیولوژیک نیتروژن در اثر همیاری سویه های مختلف باکتری آزوسپریلوم با ارقام مختلف گندم
