الرايزوبيا والمايكورايزا: تأثير لقاحات وتراكيز من فيتامين B في نمو وحاصل الباقلاء

• عنوان الرسالة الأصلي كاملاً: تأثير لقاحات الرايزوبيا والمايكورايزا وتراكيز من فيتامين B-Complex في نمو وحاصل نبات .Vicia faba L الباقلاء.
• اسم الباحث: ميثم حسين خضر الخفاجي.
• الدرجة العلمية: دكتوراه فلسفة في علوم التربة والموارد المائية (أحياء التربة المجهرية).
• الجامعة والكلية: جامعة المثنى – كلية الزراعة.
• سنة المناقشة: 2018 م.

مقدمة عن دراسة الرايزوبيا والمايكورايزا

تلعب بكتيريا او الفطريات ( الرايزوبيا والمايكورايزا ) دورًا حيويًا في تثبيت النتروجين الجوي، حيث تتواجد بشكل تكافلي مع المحاصيل البقولية وغير تكافلي مع المحاصيل الأخرى. تحسن هذه البكتيريا حالة التغذية للنباتات من خلال اللقاحات الفطرية والبكتيرية. مما يزيد من كفاءة امتصاص الفسفور والعناصر الأخرى. يعتبر تثبيت النتروجين الجوي من أهم العمليات البيولوجية بعد التمثيل الضوئي، كما تساهم بكتيريا Rhizobium في تثبيت حوالي 80% من النتروجين سنويًا، مما يعزز من إنتاجية المحاصيل البقولية.

فطريات المايكورايزا، التي تعيش في التربة، تعزز أيضًا من امتصاص المغذيات الكبرى، خصوصًا الفسفور، مما يحسن نمو النباتات. أظهرت الدراسات أن استخدام فطريات VAM كسماد حيوي يمكن أن يساعد في تحسين خصوبة التربة الفقيرة ويزيد من توفر العناصر الغذائية. تعتبر هذه الأساليب البيولوجية فعالة في الزراعة المستدامة، حيث تساهم في تقليل التكاليف وتحسين الإنتاج دون التسبب في تلوث بيئي.

تعد الباقلاء.Vicia faba L من المحاصيل الحقلية. وتعتبر احدى المحاصيل الشتائية التابعة للعائلة البقولية Fabaceae التي تحتوي على نسبة عالية من البروتين بحدود 25-30%، ومما زاد من أهمية هذا المحصول ارتفاع قيمته الغذائية اذ يعد مصدراً رخيصاً للبروتين مقارنة بالبروتين الحيواني، فضلاً عما تحتويه بذوره من كاربوهيدرات بنسبة عالية تصل إلى 56% مع وجود بعض العناصر المعدنية والفيتامينات. كما أن الباقلاء كغيرها من محاصيل البقول لها اهمية أخرى تتمثل بقدرتها على تحسين صفات التربة من خلال مساهمتها في تثبيت النيتروجين الجوي في التربة عن طريق العقد الجذرية بالتعايش مع بكتريا Rhizobium leguminosarum.

لقاح الرايزوبيا

بدأت محاولات التلقيح في العراق مع قدوري في عام 1964، وكانت النتائج إيجابية. تبع ذلك تجارب حقلية متعددة على محاصيل مثل العدس والباقلاء وفول الصويا، حيث أظهرت جميعها نجاح التلقيح بسلالات بكتيريا الرايزوبيا في زيادة غلة المحاصيل وتحسين محتوى النتروجين في التربة. أكدت دراسات مختلفة أن التلقيح بسلالات مناسبة مثل R. leguminosarum ضروري، وأن التلقيح البكتيري يمكن أن يزود النباتات بحوالي 80% من احتياجاتها من النتروجين.

أظهرت الأبحاث أن التلقيح يمكن أن يتفوق على إضافة السماد النتروجيني، حيث بلغت كمية النتروجين المثبتة من قبل نباتات العدس الملقحة 138 كغم لكل هكتار، مما يعكس فعالية هذه الطريقة. كما أشار الباحثون إلى أن التلقيح أدى إلى زيادة واضحة في عدد العقد الجذرية ووزنها. فضلاً عن تحسين كميات النتروجين المثبتة والمعدنية في التربة والنبات.

العلاقة بين النبات البقولي والرايزوبيا والمايكورايزا

تؤدي العلاقة التعايشية بين النباتات البقولية وبكتيريا الرايزوبيا إلى تكوين أعضاء جذرية تسمى العقد، حيث يتم اختزال النتروجين الجوي إلى أمونيا بواسطة البكتيريا، تلعب جينات وآليات معينة في كل من النبات وبكتيريا الرايزوبيا دورًا حيويًا في عملية تثبيت النتروجين.

تشير الدراسات إلى أن مادة Eukaryotes الموجودة في غشاء بعض أنواع البكتيريا من عائلة Rhizobiaceae قد تكون لها أهمية في تعزيز هذه العلاقة. كما تفرز جذور البقوليات مركبات Isoflavonoids، التي تؤثر سلبًا على ميكروبات التربة، ولكن تعمل كإشارات لتعريف بكتيريا الرايزوبيا. من بين هذه المركبات Daidzei وGenistein، التي تحفز جينات التعقد Nodgenes في البكتيريا.

تمكن هذه الخصوصية بكتيريا الرايزوبيا من تمييز مضيفاتها، حيث تقود جينات التعقد إلى إنتاج Nodfactors، وهي جزيئات يمكن أن تتحور كيميائيًا لتكوين Nodfactor نوعي لتمييز البقوليات المتخصصة.

استعملت فطريات المايكورايزا VAM وحظيت باهتمام واسع من قبل العالم لتحسين مقومات الانتاج الزراعي وتزداد يوماً بعد آخر. وقد أوضحت الدراسات ان ادخال فطريات الـ VAM وامكانية استعمالها كسماد حيوي قد يساعد في سد كمية لا يستهان بها من الاسمدة الى الترب قليلة الخصوبة مما يزيد من جاهزية العناصر الغذائية لاسيما الفسفور في الترب ذات المحتوى المنخفض او الاستفادة من مصادر الفسفور غير الجاهزة قبل تصنيعها بغية تقليل تكاليف الانتاج.

الاسمدة الحيوية الفطرية ( المايكورايزا )

أطلق الباحث Frank مصطلح mycorrhizae على العلاقة التعايشية بين جذور النباتات والفطريات، وهي كلمة تتكون من كلمتين تعنيان الفطر والجذور. لاحظ الباحثان Powell وBagyaraj تأثير فطريات Ectomycorrhizae على بادرات أشجار الصنوبر. حيث أظهرت التجارب أن البادرات الملقحة بنجاح في التربة الطبيعية نمت بشكل أفضل من تلك المزروعة في التربة المعقمة وغير الملقحة.

ازدادت أهمية دراسة هذه الفطريات في العقود الثلاثة الأخيرة، كما أظهرت الدراسات، مثل تلك التي أجراها Redecker وآخرون. وجود متحجرات نباتية تحتوي على أجزاء من فطريات المايكورايزا، يعود عمرها إلى 460 مليون سنة. كما أشار Remy وآخرون إلى وجود تراكيب شجرية للفطر داخل أنسجة نباتية متحجرة. مما يؤكد قدم هذه الفطريات على سطح الأرض لأكثر من 400 مليون سنة.

اقرأ ايضاً: عزل وتشخيص البكتريا المؤكسدة للكبريت Thiobacillus thioparus ومستويات مختلفة من الكبريت الزراعي والتداخل بينهما في جاهزية الفسفور و البوتاسيوم ونمو وحاصل .Triticum aestivium L الحنطة

أبرز النتائج العلمية والتجريبية

كشفت النتائج عن تفوق باهر لعزلة الرايزوبيا الأولى في زيادة الوزن الجاف للنبات وحاصل البذور الكلي. بالإضافة إلى ذلك ساهمت فطريات المايكورايزا في رفع جاهزية الفسفور والبوتاسيوم في التربة بشكل ملحوظ. علاوة على ذلك حققت المعاملات التي دمجت بين التسميد الحيوي ورش الفيتامين أعلى مستويات للبروتين والكلوروفيل في الأوراق. بناءً على ذلك يعتبر التداخل الثلاثي هو المفتاح السحري لتعظيم الإنتاجية الاقتصادية للهكتار الواحد.

التوصيات حول دراسة الرايزوبيا والمايكورايزا

بناءً على النتائج الدقيقة لهذه الدراسة يمكن للمزارعين اتباع الخطوات التالية لتحقيق أفضل إنتاجية لمحصو الباقلاء:

1. اعتماد التلقيح المزدوج: احرص على تلقيح بذور الباقلاء بلقاح الرايزوبيا مع إضافة فطر المايكورايزا تحت البذور عند الزراعة لضمان تثبيت النتروجين بكفاءة.
2. استخدام منشطات النمو: قم برش النبات بفيتامين B المركب بتركيز 20 ملغم/لتر على مرحلتين بعد 30 و60 يوماً من الزراعة لتعزيز الفعاليات الأيضية.
3. تقليل التسميد الكيميائي: بناءً على قوة الأسمدة الحيوية يمكنك خفض الاعتماد على الأسمدة النتروجينية والفوسفاتية المكلفة دون التأثير على الحاصل.
4. تطوير جودة التربة: استمر في استخدام المخصبات الحيوية لتحسين بناء التربة وزيادة أعداد الأحياء المجهرية النافعة في منطقة الجذور.

أسئلة شائعة حول الدراسة

• س: ما هي أهمية إضافة فيتامين B المركب لمحصول الباقلاء؟
  • ج: يعمل الفيتامين كمنشط حيوي يزيد من انتقال نواتج البناء الضوئي ويحفز نمو الجذور مما يؤدي لزيادة عدد العقد الجذرية وحجم القرنات.
• س: هل يغني التسميد الحيوي عن الأسمدة الكيميائية تماماً في زراعة الباقلاء؟
  • ج: أثبتت الدراسة أن التسميد الحيوي يوفر النتروجين والفسفور بجاهزية عالية ويقلل الحاجة للمواد الكيميائية بشكل كبير مع تحسين جودة المحصول الصحية.

ملخص الدراسة عن دور لقاحات الرايزوبيا والمايكورايزا في تطوير محصول الباقلاء

الفقرة الأولى: أهداف الدراسة ومنهجية التسميد الحيوي استهدفت هذه الدراسة تقييم أثر التسميد الحيوي المزدوج باستخدام عزلات من بكتريا الرايزوبيا (R. leguminosarum) ونوعين من فطريات المايكورايزا (Glomus mosseae و Glomus intraradices) في نمو وحاصل نبات الباقلاء . بالإضافة إلى ذلك، تم تنفيذ التجربة الميدانية في محافظة المثنى لبيان مدى استجابة الصنف “كوادولس” لهذه اللقاحات الحيوية عند تداخلها مع فيتامين B المركب. بناءً على ذلك، اعتمدت المنهجية العلمية مراقبة نشاط العقد الجذرية وكفاءة امتصاص العناصر الغذائية من التربة خلال موسمين زراعيين متتاليين. نتيجة لذلك، سعى البحث إلى إيجاد بدائل مستدامة للأسمدة الكيميائية لتقليل التلوث البيئي وخفض التكاليف الإنتاجية.

الفقرة الثانية: نتائج اللقاحات في تحسين النمو والتربة أثبتت النتائج أن التلقيح بعزلة الرايزوبيا R1 حقق تفوقاً جوهرياً في زيادة عدد وحجم العقد الجذرية ورفع كفاءة إنزيم النتروجينيز المسؤول عن تثبيت النتروجين. علاوة على ذلك، ساهم فطر المايكورايزا بشكل فعال في زيادة المساحة السطحية للامتصاص، مما أدى إلى رفع جاهزية الفسفور والبوتاسيوم في التربة المزيجية. لتجنب مشكلة ضعف الخصوبة، سجلت المعاملات التي دمجت بين الفطريات والبكتريا أعلى نسبة إصابة للجذور بالمايكورايزا، مما عزز من قوة المجموع الخضري والوزن الجاف للنبات. بناءً على ذلك، أدى هذا التداخل الحيوي إلى تحسين الخصائص الفيزيائية والحيوية للتربة في منطقة الرايزوسفير.

الفقرة الثالثة: الإنتاجية الفائقة والتعايش الثلاثي حققت الدراسة طفرة في إنتاجية المحصول، حيث سجلت معاملة الرايزوبيا R1 أعلى حاصل بذور بلغ 4854 كغم/هكتار بزيادة ملحوظة عن معاملات المقارنة. بالمقابل، أدى التعايش الثلاثي بين النبات والرايزوبيا والمايكورايزا إلى رفع نسبة البروتين وفيتامينات B المركبة داخل البذور الناتجة. بالإضافة إلى ذلك، ساعد التسميد الحيوي في تحسين دليل الحصاد والحاصل الحيوي الكلي، مما يؤكد الجدوى الاقتصادية العالية لهذه التقنية. في النهاية، تخلص الدراسة إلى أن تكامل عمل البكتريا المثبتة للنتروجين مع الفطريات المذيبة للعناصر يمثل المفتاح السحري لتعظيم الإنتاج الزراعي المستدام.