موجودات زنده مولد گره Nodulating (مولد غده)(۳)

تلقيح

در خاک‌هاى اسيدى تعداد زيادى از ريزوبيوم‌ها از بين مى‌روند مثلاً R.melilati در خاک‌هاى اسيدى ممکن است حضور نداشته باشد. هدف از اين تلقيح بذر يا خاک، تثبيت مقدار کافى از جمعيت نژاد مؤثر باکترى است که بتواند به‌صورت کلنى درآمده و موجب بروز آلودگى در ريشه‌هاى بقولات گردد.

تلقيح‌کننده‌هاى تجارتى که حاوى نژادهاى انتخاب شده و زندهٔ اين موجودات هستند، به‌ندرت مى‌توانند باعث معرفى جمعيت‌هاى اصلاح شدهٔ ريزوبيوم‌ها شوند، زيرا عدهٔ زيادى از جمعيت‌هاى بومى در خاک وجود دارند که در رقابت، نژادهاى جديد را پشت‌ سر مى‌گذارند و بنابراين موفقيت در تثبيت و استقرار يک نژاد جديد مشکوک به‌نظر مى‌رسد.

در بعضى موارد با اضافه کردن مقادير زياد مادهٔ تلقيح‌کننده يا مثلاً با استفاده از پاشيدن رديفى گرانول‌هاى حاوى مادهٔ تلقيح‌کننده نتايج بهترى به‌دست آمده است. به‌هر حال با ۲۵ برابر کردن مقدار مادهٔ تلقيحى در روى بذرهاى سويا، فقط توانسته‌اند به ميزان ۲۵% نژادهاى جديد را در غده‌هاى ريشه سويا افزايش دهند. منشاء تفاوت بين نژادهاى در توليد غده پيچيده بوده و در ارتباط با ژنوتيپ‌هاى ميزبان، باکترى و شرايط محيطى مى‌باشد. عدم موفقيت در ايجاد آلودگى به‌وسيلهٔ باکترى به دلايل زير مى‌باشد: ۱. فقدان کلنى‌هاى باکترى در ريشه، ۲. عدم حملهٔ باکترى‌ها به تارهاى کشنده، ۳. عدم تشکيل غده‌ها. نژادى که به‌شکل مؤثرى بر روى بقولات غده ايجاد مى‌کند، جمعيت خود را افزايش داده و در همزيستى بعدى نژاد غالب خواهد بود.

نياز به تلقيح، زمانى مشخص مى‌شود که گونه‌ها ريزوبيوم در محيط حضور نداشته باشند يا تعداد آنها کم بوده و يا بر روى گياه غيرمؤثر باشند. در چنين حالاتى تلقيح باعث تثبيت جمعيت نژاد مؤثر باکترى و توليد خوب غده در بقولات مى‌شود. براى مثال در خاک‌هاى اسيدى افزودن آهک به خاک و تلقيح در يونجه يا شبدر شيرين بسيار سودمند است و در همين رابطه از راتامستد در انگلستان گزارش شده است که هنگامى‌که در خاک‌هاى اسيدى اين منطقه (pH = ۷/۵ -۴/۸)، افزايش آهک و تلقيح (به‌صورت توأم) انجام گرفت، محصول علوفهٔ توليدى نوعى يونجه (Madicago lupulina)، هفت تا ۸ برابر افزايش يافته است. تأثير تلقيح به‌وسيلهٔ باکترى خصوصاً در سال اول در محصول بقولات بسيار زياد است، زيرا قبل از آن جمعيت باکترى‌هاى بومى براى توليد کلنى در محيط ريشه کافى نبوده است و سپس با گذشت زمان و افزايش جمعيت باکترى در خاک، تأثير تلقيح کمتر مى‌گردد.

روش‌هاى تلقيح در طول سا‌ل‌ها بهبود يافته است و از عمليات سادهٔ انتقال خاک از يک مکان قديمى به محل جديد کاشت تا تهيهٔ تجارتى نژادهاى اصلاح شدهٔ باکترى رسيده است. اين تلقيح‌کننده‌هاى تجارتى به‌صورت محيط‌هاى کشت مايع بوده و در يک خاک پيت ريز و نرم، به‌‌صورتى که آمادهٔ مصرف باشند عرضه مى‌شوند. اين تلقيح‌کننده‌ها در شرايط خنک قابل نگهدارى بوده و مى‌توان آنها را با بذر به‌صورت ژله (Slurry)، مانند درآورد، يا به‌صورت گرانول در هنگام کاشت بذر به‌کار برد، ولى هيچ‌گاه نبايد آنها را مستقيماً با بذرهائى که با قارچ‌کش‌ها ضدعفونى شده‌اند، مورد استفاده قرار داد. يک مادهٔ چسباننده (Sticking agent)، مانند شکر را معمولاً به اين باکترى‌هاى کشت شده در محيط ژله مانند اضافه مى‌کنند. همچنين افزودن آهک (MgCO۳ و CaCO۲)، باعث مى‌شود که بقاء باکترى در مراحل اوليه بهبود يابد که اين تأثير خصوصاً در مورد گونه‌هاى آهک دوست ريزوبيوم مانند (R.melilati)، بسيار بارز است. پيش تلقيح (Preinoculation)، (که عبارت است از پوشش دادن بذر با باکترى که در خلال توليد باکترى انجام مى‌شود) در مقايسه با روش مخلوط کردن باکترى‌هاى کشت شده باز بذر به‌صورت جامد روش نامناسبى مى‌باشد، زيرا در حالت پيش تلقيح به‌خاطر اينکه بذرها مدت بيشترى در معرض گرما و خشکى قرار مى‌گيرند و همچنين به‌علت خروج مواد سمى (نظير مواد فنلي) از پوستهٔ بذر و به‌علاوه به‌دليل تأثير آفت‌کش‌ها (به‌خصوص عناصر فلزى سنگين) و کودهاى شيميائى (نمک‌ها) بقاى باکترى به‌شدت کاهش مى‌يابد.

بقاء ريزوبيوم‌ها در خاک

بقاء ريزوبيوم‌ها در طبيعت به‌عواملى نظير، شرايط خاک، خصوصاً pH، رطوبت و مواد آلى خاک، و همچنين فاصلهٔ بين کاشت دو گياه ميزبان آنها بستگى دارد. خاک‌هاى شنى سريعاً خشک شده و باعث نابودى ريزوبيوم‌هاى بومى خاک مى‌شوند. همچنين اسيدى شدن خاک موجب از بين رفتن گونه‌هاى وابسته به pH بالا مى‌گردد.

الکينز و همکاران (۱۹۷۶) مشاهده کرده‌اند که در خاک‌هاى جنوبى ايلى‌نويز جمعيت گونهٔ R.japonicum (گونهٔ اختصاصى سويا)، حتى پس از ۱۰ سال کشت ذرت، بدون قرار دادن سويا در تناوب، براى توليد غده روى سويا کافى بوده است. آنها از خاک‌هائى که داراى تاريخچه کاشت متفاوت بين صفر تا ۱۱ سال وقفه بين محصول سويا داشتند، سوسپانسيون باکترى تهيه کرده و از آن در محيط آزمايشگاهى و در روى خاک‌هاى شنى ضدعفونى شده (عارى از باکتري) براى تلقيح بذور سويا استفاده کردند. به‌طورکلى هيچ نوع اختلافى در رشد و توليد غده و فعاليت نيتروژناز در رابطه با تاريخچه کاشت مشاهده نشد. گروه‌هاى سرولوژيکى (نژادهاي) يکسان چون ۱۲۶ و ۱۲۵ و ۱۲۳ صرف‌نظر از روش تلقيح به‌صورت غالب وجود داشته‌اند. حتى در سوسپانسيونى که از يک خاک که هرگز سويا در آن کاشته نشده بود نيز، وضع چنين بود. ريزوبيوم‌ها در غياب ميزبان خود به‌صورت هتروتروف زندگى مى‌کرده‌اند و بقاى آنها در خاک‌هاى ايلى نويز احتمالاً به‌خاطر اين است که شرايط اين منطقه، از نظر اقليم و خاک، مناسب‌تر از برخى نقاط ديگر بوده است.

کالدول و وست (۱۹۷۰)، ۲۸ نژاد جديد و دو نوع تجارتى از R.japonicum را (که پيش تلقيح شده بودند) به‌همراه سه نمونهٔ شاهد از خاک منطقهٔ، بر رورى ۵ رقم سويا آزمايش کردند. نتايج نشان دادند که: اختلاف معنى دارى از نظر عملکرد بين نمونهٔ خاک فاقد ريزوبيوم و ساير نمونه‌ها به‌دست آمد. در خاک‌هائى که R.japonicum تجارتى پيش‌تلقيح شده روى بذر به‌کار رفته بود، هيچ تفاوتى در محصول با شاهد به‌دست نيامد و فقط ۵ تا ۱۰% از گره‌ها، در نتيجهٔ اين تلقيح‌کنندهٔ تجارتى توليد شده بودند. به‌علاوه هيچ‌کدام از ۲۸ نژاد ديگر نيز که به‌صورت محلول با بذور به‌کار برده شده بودند، نتوانستند با نژادهاى ريزوبيوم مستقر شده در خاک رقابت کنند و حتى هنگامى‌که مقدار مصرف مادهٔ تلقيحى را تا ۲۵ برابر مقدار توصيه شده افزايش داده و يا با استفاده از ضمغ غربى تماس مادهٔ تلقيحى با بذرها را بيشتر کردند، باز نتيجه‌اى به‌دست نيامد.