أهمية استخدم الأسمدة الحيوية في الزراعة:
تستخدم الأسمدة الحيوية في الزراعة بهدف التقليل من الأسمدة المعدنية، الأمر الذي يؤدي إلى التقليل من تلوث البيئة وتقليل تكلفة الإنتاج وزيادة المحصول من حيث الجودة والكم.

فوائد استخدام التسميد الحيوي:

•     تقليل الاعتماد على الأسمدة الكيميائية.
•     تقليل تلوث البيئة.
•     يمكن استخدام بعض أنواع من البكتيريا في المكافحة البيولوجية بحيث تقلل من الإصابة بالأمراض الفطرية وأمراض النيماتودا.
•     يمكن استخدام بعض أنواع من البكتيريا المنتجة للمواد المشجعة لنمو النباتات.
•     تقليل تكلفة الفدان.
•     زيادة خصوبة التربة.
•     زيادة المحصول من حيث الجودة والكم.
•     إنتاج غذاء صحي وآمن للإنسان والحيوان.

أولاً: أهمية التسميد الحيوي للبقوليات:

•     يتم تلقيح حوالي 150.000 فدان بقوليات في السنة.
•     التلقيح البكتيري للبقوليات يوفر حوالي 50 – 70% من الاحتياجات الأزوتية المعدنية تبعًا لنوع المحصول.
•     التلقيح البكتيري للبقوليات يزيد من خصوبة التربة الزراعية ويحقق محصول عالي من حيث الكمية والجودة.
•     التلقيح البكتيري للبقوليات يقلل من تلوث البيئة الناتج عن استخدام الأسمدة الأزوتية المعدنية.

كميات النيتروجين المثبتة حيويًا بواسطة بعض المحاصيل البقولية:

• فول الصويا: 25 – 50 كجم نيتروجين/ فدان/ سنة.
• برسيم حجازي: 50 – 150 كجم نيتروجين/ فدان/ سنة.
• برسيم مسقاوي: 35 – 75 كجم نيتروجين/ فدان/ سنة.

طرق التلقيح:

1- طريقة تلقيح البذور:
ويتم بخلط تقاوي الفدان بحوالي 200 – 300 مل من محلول الصمغ العربي أو السكر (16%) ثم خلط التقاوي بمحتويات كيس اللقاح ويتم التجانس جيدًا حتى تأخذ كل بذرة نصيبها من اللقاح.

2- تلقيح التربة:
يتم بخلط حوالي 500 جم إلى 1000 جم لقاح بكمية من الرمل أو التربة ثم توزيعها على خطوط الزراعة وفي الأراضي الجديدة يتم خلط المزارع البكتيرية السائلة داخل تانكات ويتم تنقيط المزرعة عن البذور أثناء الزراعة.

العوامل الواجب مراعاتها لنجاح التلقيح:

•     تخزين اللقاح تحت ظروف مناسبة في مكان جيد التهوية وبعيدًا عن حرارة الشمس وبعيدًا عن مخازن المبيدات والأسمدة.
•     استخدام المبيد الفطري المناسب الذي له تأثير خفيف على موت خلايا بكتيريا العقد الجذرية وفي هذه الحالة تضاعف كمية اللقاح.
•     يجب خلط التقاوي بعيدًا عن الشمس وفي مكان ظل ولا تتأخر الزراعة عن ساعتين من بداية الخلط.
•     يجب أن تكون رطوبة التربة مناسبة في حالة الزراعة الحراتي أو الري في يوم الزراعة في حالة الزراعة العفير.
•     عدم الإسراف في استخدام الأسمدة الأزوتية المعدنية.

كيفية تقييم نجاح التلقيح البكتيري للبقوليات:
بعد حوالي 3 أسابيع إلى شهر من الزراعة يتم خلع النباتات من أماكن مختلفة من الحقل بحرص حتى تكون النباتات بالجذور والعقد الجذرية كاملة ويتم غسيل الجذور وبما عليها من عقد جذرية. وتفحص العقد الجذرية لوجود صبغة الليجهيموجلوبين والتي تدل على الكفاءة العالية لبكتيريا العقد الجذرية في تثبيت أزوت الهواء الجوي وتحوله إلى أونيا تدخل في تكوين بروتين النبات وتؤدي إلى تحسين المحصول من حيث الكمية والجودة ويكون متوسط عدد العقد كافي لإمداد النبات باحتياجاته من النيتروجين حوالي 10 -20 عقدة/ نبات عند عمر النبات من 20 – 30 يوم ويزيد عن ذلك عند تقدم عمر النبات.

ثانيًا: لقاحات الطحالب الخضراء المزرقة للأرز:

يلعب التسميد الحيوي بالطحالب الخضراء المزرقة دورًا هامًا في زيادة محصول الأرز إلى حوالي 30% كما أنه يؤدي إلى زيادة خصوبة التربة لأنه بالإضافة إلى تثبيت أزوت الهواء الجوي فإن هذه الطحالب تفرز فيتامين ب والأكسينات وحمض الأسكوربيك والتي قد تلعب دورًا هامًا في نمو نباتات الأرز. كما أن هذه الطحالب تقوم بعملية التمثيل الضوئي وما ينتج عنها من مواد كربوهيدراتية لازمة للبكتيريا الموجودة في منطقة التربة المحيطة بالجذور. يؤدي تلقيح الأرز بالطحالب الخضراء المزرقة إلى تقليل كميات الأسمدة الأزوتية المعدنية إلى حوالي 25% من الاحتياجات المطلوبة. وتبلغ كمية النيتروجين المثبتة حيويًا بواسطة الطحالب الخضراء المزرقة من 10 – 55 كجم نيتروجين/ هكتار/ السنة.

ثالثًا: التسميد الحيوي للمحاصيل النجيلية:

تقوم أنواع كثيرة من البكتيريا المصاحبة للنباتات النجيلية مثل الأزوسبيريللم والأزوتوباكتر والباسيلس بتثبيت النيتروجين الجوي لا تكافليًا ويؤدي تلقيح القمح والشعير والذرة وبنجر السكر بالأزوتوباكتر أو الأزوسبيريللم إلى زيادة المحصول بحوالي 7 – 15%. ويتم تلقيح التقاوي بلقاحات الميكروبين أو السريالين بمعدل 1 – 3 كيس للفدان حسب ظروف التربة.

وقد اتجهت أنظار العلماء منذ عام 1989 إلى إمكانية تثبيت أزوت الهواء الجوي تكافليًا في محاصيل الحبوب (القمح – الأرز – الذرة) بواسطة بكتيريا الأزوريزوبيا لتوفري 50% من الاحتياجات الأزوتية لهذه المحاصيل. تقوم كثير من البكتيريا بتثبيت النيتروجين الجوي حيويًا وهي حرة بالتربة دون الاعتماد على العائل النباتي (تثبيت الأزوت الجوي لا تكافليًا) هذا بالإضافة إلى تثبيت النيتروجين الجوي حيويًا.

استجابة المحاصيل النجيلية للتلقيح:
تقوم أنواع كثيرة من البكتيريا المصاحبة للنباتات النجيلية مثل الأزوتوباكتر والأزوسبيريللم والباسيلس بتثبيت النيتروجين الجوي لا تكافليًا. ويؤدي تلقيح القمح والشعير والذرة وبنجر السكر بالأزوتوباكتر أو الأزوسبيريللم إلى زيادة المحصول بحوالي 7– 15%.

رابعًا: التسميد الحيوي بالميكروبات المذيبة للفوسفات:

يعتبر الفوسفور من العناصر الغذائية الأساسية لكل من النبات والميكروبات. ويوجد الفوسفور بالتربة في صورة غير عضوية (مركبات الكالسيوم والحديد والألومنيوم والفلورين) أو عضوية (مركبات الفايتين – الفوسفوليبدات – الأحماض النووية) وتحتوي لقاحات إذابة لا فوسفات على أنواع من البكتيريا مثل سيدوموناس والباسيلس وكذلك أنواع من الفطريات ثمل البنيسيليوم والأسبرجيلس ويكون لها المقدرة على تحويل الفوسفات الغير ذائب في التربة إلى الصورة الذائبة بواسطة إفراز أحماض عضوية مثل الفورميك والخليك والبروبيوتك واللاكتيك. هذه الأحماض تقلل الـ PH مما يساعد على إذابة الفوسفات. كما أنه يمكن أن تتحد بعض الأحماض الهيدروكسيلية مع الكالسيوم أو الحديد مما ينتج عنه إذابة للفوسفات. ويتم تلقيح تقاوي المحاصيل المختلفة بالفوسفورين الأمر الذي يؤدي إلى زيادة في محصول القمح والذرة والبرسيم والأرز بحوالي 5 – 10%.

فطريات الميكوريزا Mycorrhiza:
تعرف الميكوريزا بعلاقة التكافل بين جذور النباتات وميسليوم الفطريات ويوجد نوعان من الميكوريزا:

1.     أكتوميكوريزا Ectomycorrhizae
2.     إندوميكوريزا Endomycorrhizae

وتلعب فطريات الميكوريزا دورًا هامًا في زيادة مساحة سطح الجذور مما يحسن امتصاص العناصر من التربة وخاصة في حال الأراضي التي تعاني نقصًا في الفوسفور، وتخترق هيفات الأكتوميكريزا المسافة بين خلايا القشرة بالجذر (Intercellular) بينما تدخل هيفات لاأندوميكوريزا الخلايا الجذرية Intercellular وتساهم في امتصاص العناصر بواسطة العائل النباتي. وتتبع الـ VAM – Mycorrhiza – Vesicular – Arbuiscular الأندوميكوريزا ولها تركيبات خاصة تعرف بالـ Vesicular والـArbuiscular والأخيرة تساعد في نقل العناصر من التربة إلى المجموع الجذري. ويعتبر الـ VAM حالة تكافلية إجبارية مع النبات، وحتى الآن لم يمكن الحصول عليها في مزارع نقية.

المصدر:

• مجلة شمس العدد 91 يوليو - أغسطس 2008 
• أ. د/ جمال عبد الفتاح أحمد مخيمر (قسم بحوث الميكروبيولوجيا الزراعية / معهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة)