الزراعة : المحاصيل : المحاصيل البقولية : مواضيع متنوعة عن البقوليات :

التثبيت الحيوي للآزوت

Biological Nitrogen Fixation

1- لمحة تاريخية

توصل العالم الألماني Hellriegel ومساعده ويلفارث Wilfarth عام 1888 م إلى أهم الاكتشافات في العلوم الزراعية وهي قدرة المحاصيل البقولية بالتعايش مع بكتريا Rhizobium على استخدام الآزوت الجوي مصدراً للتغذية الآزوتية، لاكتشاف هذه الظاهرة تطلب عمل Hellriegel الدقة التامة في معرفة كمية العناصر الغذائية التي يحتاجها كل نبات ونوعيتها من أجل الحصول على النمو الأمثل لتحقيق ذلك كان لا بد من إيجاد طرق لدراسة العلاقة القائمة بين امتصاص عنصر غذائي ما ومعرفة تأثيره في الإنتاج الكلي للنبات.

من هذه الطرق اكتشف Hellriegel طريقة الزراعة في أصص رملية ثم دراسة طريقة تغذية البقوليات من جهة والنجيليات من جهة أخرى.

كان (1843) Liebig يعتقد أن غاز النشادر NH3 الموجود في الجو المصدر الوحيد لتغذية النباتات، إلا أن هذا الرأي كان موضع شك من الناحية العملية حاول Hellriegel توضيح ذلك بتجاربه على النجيليات شعير وشوفان (وعلى البقوليات) البازلاء (باستخدامه طريقة الزراعة في أصص) . إذ لاحظ وجود علاقة مباشرة بين كمية الآزوت المضاف وبين نمو المحصول النجيلي، خلافاً لذلك وجد في المحصول البقولي كمية من الآزوت أعلى من الكمية المضافة إلى الأصص وأنه لا علاقة للنمو بكمية الآزوت المضاف إلى الوسط هذه الصدفة جعلت Hellriegela ومساعديه يعتقدون وجود سبب ما شجع على النمو ما أكد لهم أن الأزوت مصدره الجو دون شك .

في عام 1861 أكد العالم Baussingault في تجاربه على البقوليات بأنها لا تستطيع تمثيل الآزوت الجوي وكان ذلك على حق عندما أخطأ في تعقيم الرمل المستخدم في الزراعة دون أن يعلم بأنه قضى على الأحياء الدقيقة الموجودة وانعكس ذلك على سوء نمو نبات البرسيم المزروع .وقد دحض Hellriegel فرضية لـ Baussingault وواضح أن هناك تمثيلاً غير مباشر للآزوت ولا بد من وجود وسيط لذلك.

ومع بداية اكتشاف علم الأحياء الدقيقة وللتعرف إلى خصائص هذه الأحياء لاحظ العالم Bertold عام 1888 وهو احد المشتغلين في مجال الأحياء الدقيقة تحول الآزوت الحر الموجود في فراغات التربة غير المعمقة إلى الشكل العضوي وهذا ما يؤكد دور الكائنات الدقيقة في تحويل الآزوت إلى أشكال مختلفة ما دعا للتفكير على أن العقد الجذرية تحوي على كائنات حية دقيقة، حاول Hellriegel التأكد من دور البكتيريا في تحول الآزوت بتجاربه على البازلاء حيث أضاف إلى الأصص الرملية المحلول الغذائي عدا الأزوت وأضاف لبعض الأصص معلقاً من بكتريا التربة المزروعة سابقاً بمحصول بقولي.

ووجد أن الأصص التي تحوي على المعلق البكتيري قد أعطت نباتات تحوي على عقد جذرية وهذا ما يؤكد دور البكتريا في تشكل العقد الجذرية، يمكن تلخيص عمل Hellriegel و Wilfarth بالتالي:

1- إن البقوليات تستطيع الاستفادة إضافة إلى الآزوت الموجود في التربة والسماد المضاف من مصدر آخر للتغذية الأزوتية وهو الآزوت الحر.

2- إن البقوليات وحدها غير قادرة على تمثيل الآزوت الجوي ولا بد من وجود وسيط ما هو البكتريا، ولم ينظر بعد إلى العقد الجذرية على أنها أعضاء لتخزين البروتين بل مكان تمثيل الآزوت الجوي.

3- نباتات الترمس لا تشكل عقداً جذرية إلا إذا أضيف إليها تربة كانت مزروعة سابقاً بالترمس وهذا ما يؤكد وجود تخصص فيزيولوجي بين الأنواع البقولية والبكتيرية، لم يستطع Hellriegel معرفة جنس البكتيريا المسؤولة عن العلاقة التعايشية إلى أن جاء ( Bigrmick، 1888) وحاول عزل البكتيريا من العقد الجذرية حيث وصفها في البداية على أنها Bacillus Radicola ثم أتى بعده Frank 1890 م وبين أن البكتريا تتبع جنس Rhizobium والنوع Leguminosaium .

يمكن تقسيم الكائنات الحية المثبتة للأزوت حسب طريقة المعيشة إلى :

أولا - كائنات حرة وتشمل:

- بكتريا هوائية إجبارية Azotobucter, vislandi

- بكتريا لا هوائية إجبارية Glostridium pasturianum

- بكتريا اختيارية Klebsiella- pneumoniae

- الأشنيات الزرقاء والخضراء (هوائية) Anataena, Nostoc

ثانياً - كائنات شبه تكافلية

- أشنة الآزولا Azolla في حقول الرز.

- كائنات الريزوسفير Rhizosphere (مع جذور القمح والذرة .Azospirillium)

- كائنات الفيلوسفير Phyllosphere مثل بكتيريا (sesbania rostrata) التي تشكل عقداً ورقية على أوراق بعض النباتات الاستوائية.

ثالثاً - كائنات تكافلية Symbiosis

Actinomycetes الذي يضم جنس Frankia الذي يتعايش على جذور الأشجار غير البقولية مثلCasuarina. Eleugnus, Alnus. .

جنس Rhizobium الذي يتعايش على جذور الأنواع البقولية وقد قسم حسب سرعة نمو البكتريا إلى:

أ - بكتريا سريعة النمو Fast Growers وتضم المجاميع التالية:

- مجموعة البازلاء Rhizobium Leguminos المتخصصة على الفول، الحمص، العدس، البازلاء، الجلبان.

- مجموعة البرسيم Rh Trifolli المتخصصة على البرسيم بأنواعه.

- مجموعة الفاصولياء Rh.Phaseoli المتخصصة على الفاصولياء.

- مجموعة الفصة Rh. Meliloti المتخصصة على الفصة والحلبة.

ب - بكتريا بطيئة النمو Slow Growers وتضم المجاميع التالية:

- مجموعة فول الصويا Saponicum المتخصصة على جذور فول الصويا.

- مجموعة الترمس Rh Lupini المتخصصة على جذور نبات الترمس.

- مجموعة بازلاء العلف Rh. Struins المتخصصة على جذور الفول السوداني. وكل مجموعة من هذه المجموعات تشكل عقداً آزوتية على جذور النباتات العائدة لها ولذلك تسمى بالمجموعات البكتيرية متبادلة التلقيح .

وكل مجموعة من هذه المجموعات تشكل عقداً جذرية على النباتات العائدة لها ولذلك تسمى بالمجموعات البكتيرية متبادلة التلقيح .

2- أهمية التثبيت الحيوي للآزوت :

نظراً لارتفاع تكاليف إنتاج السماد الآزوتي ونقله (يحتاج إلى حرارة وضغط عاليين) ازدادت في الآونة الأخيرة التوسع والاهتمام في عملية التثبيت الحيوي للنتروجين عند المحاصيل البقولية التي تعد من أهم مصادر إنتاج البروتين النباتي والتي يعتمد عليها في سد احتياجات الشعوب في البلدان التي تعجز عن تأمين البروتين الحيواني، الأمر الذي لفت انتباه الباحثين في تركيز الجهود لاستنفاذ الكمون الوراثي والبيئي للنباتات البقولية في الاستفادة من الآزوت الجوي، إذ نستطيع بمساعدة أنزيم النيتروجيناز Nitrogenase المتشكل من العقد الجذرية استخدام ضوء الشمس مصدراً للطاقة اللازمة لاختزال الآزوت الجوي وتحويله إلى الجزء المتاح للنبات تحت ظروف الحرارة والضغط العاديين بهذه الطريقة تستطيع المحاصيل البقولية تغطية أكثر من 80% من احتياجاتها الآزوتية عن طريق الجو وذلك تبعاً لنوع المحصول البقولي المزروع وكفاءة السلالة البكتيرية ومدى علاقة التوافق القائمة بينهما وتعرف عملية التثبيت الجوي للآزوت في البقوليات من وجهة نظر العلوم البيولوجية بأنها العلاقة القائمة بين شريكين، الأول هو المحصول البقولي والثاني هو البكتيريا من جنس الريزوبيوم Rhizobium.sp حيث يقوم النبات بتحرير نواتج التمثيل الضوئي وإمداد البكتيريا بالطاقة اللازمة ويقوم الشريك الثاني بالمقابل بإعطاء الآزوت المتاح للنبات لبناء البروتينات.

إن معرفة ظاهرة التثبيت الحيوي للآزوت قديمة الأزل وعرفت بصفتها عملية طبيعية تشجع نمو البقوليات على الترب الفقيرة بالآزوت ومن خلال هذه المعرفة الأولية المكتسبة ونظراً لأن التجهيزات المخبرية كانت غير كافية كان سبباً على أية حال في عدم التفات الجهود العلمية لدراسة هذه الظاهرة بشكل جدي إلا في أواخر القرن التاسع عشر من قبل Hellriegel ومعاونيه، ولفهم ظاهرة التثبيت الحيوي للأزوت يجب على الباحث أن يكون ملماً بعلم الميكروبيولوجيا والفيزيولوجيا والكيمياء الحيوية وعلم المحاصيل الزراعية وإن تضافر هذه العلوم يزيد من فرص نجاح هذه الظاهرة.

3- أهمية عنصر الآزوت :

إن الآزوت عنصر أساس في التأثير في نمو النبات وتحديد كمية إنتاج المحصول كما يلي:

يدخل في تركيب الكلوروفيل.

يدخل في تركيب الأنزيمات.

يشترك في تكوين البروتينات التي تحوي على 17% آزوت.

يدخل في تكوين الأحماض النووية، الفيتامينات ، الفوسفاتيرات، ويؤدي نقصه إلى اصفرار الأوراق خاصة السفلى .

4- طرق التثبيت الحيوي للآزوت:

تبلغ احتياجات العالم من الأزوت سنوياً حوالي 200 مليون طن، الجزء الأكبر منه 175 م طن يتم الحصول عليه بيولوجياً موزعة كما يلي:

75 م طن عن طريق زراعة المحاصيل البقولية.

8 م طن عن طريق زراعة المحاصيل غير البقولية.

7 م طن حقول الرز.

57 م طن بكتريا حرة.

28 م طن أشنيات.

وهناك جزء يثبت بواسطة الأمطار والبرق ( الشرارة الكهربائية ) والجزء الآخر صناعي كما في طريقة هابربوش (  Haber.Bosh1913 ) . والجدول التالي يوضح الفرق في إنتاج السماد الآزوتي بالطرق الصناعية والطرق الحيوية :

جدول يبين الفرق في إنتاج السماد الأزوتي بالطرق الصناعية والطرق الحيوية:

من الجدول يتبين إن الحصول على الآزوت بالطريقة البيولوجية أقل كلفة كما أن استخدام التسميد الحيوي يسهم في الحد من تلوث البيئة الناجم عن إضافة الأسمدة الآزوتية تلك المشكلة التي باتت تنبه العلماء في الحاضر والمستقبل كذلك معامل استفادة النبات من الآزوت الحيوي أعلى مقارنة مع السماد الآزوتي الذي يمكن أن يفقد مع ماء الري أو بالتطاير أو بالتحولات التي تطرأ على مكونات الأزوت العضوي والمعدني كما في الشكل التالي الأمر الذي يؤدي مع الزمن إلى استنزاف الآزوت من التربة، ولمعادلة التوازن الأزوتي في الطبيعة يعاد تثبيته بالطرق المذكورة.

شكل يبين دورة الازوت في الطبيعة

5- آلية تشكيل العقدة الجذرية Nodule Formation :

هناك كثير من التساؤلات عن أسباب التخصص الفيزيولوجي بين الأنواع البقولية من جهة والأنواع التابعة لجنس الريزوبيوم من جهة أخرى مثلاً لماذا لا تتشكل العقد الجذرية على نباتات الفول الملقحة بسلالات الترمس Rh. Lupine وكيف تستطيع بكتريا البرسيم Rh. Trifoli اختيار محصول البرسيم نباتاً عائلاً لها وليس الفصة أو أي محصول بقولي آخر .

وتفسير ذلك التطابق الذي يحصل بين التركيب الكيميائي الأسطح جدر خلية الريزوبيوم مع أسطح جدر الشعيرات الجذرية للنبات البقولي سميت هذه المواد باللاكتين Lectine والتي هي عبارة عن مركبات كيميائية ذات طبيعة جليكوبروتينية تتواجد على السطح العلوي لجدر الشعيرات الجذرية ويعبر عن التطابق بين البكتريا والنبات البقولي بإشارة التعارف لكل نبات بقولي لكتين خاص فيه حيث لكتين الفصة يتوافق في طبيعته الكيميائية مع تركيب لكتين جدر البكتريا التابعة لـ Rh. Meliloti ولا يحصل ارتباط مع Rh.rifolia كما في الشكل التالي.

 

شكل يبين التطابق بين جدر الخلية البكتيرية والشعيرة الجذرية للنبات العائل

يمكن تقسيم مراحل تشكل العقدة الجذرية إلى:

1- المرحلة التمهيدية : وفيها يتم طرح بعض الأحماض الأمينية من جذور النبات البقولي كالحمض الأميني التريبتونان Tryptophan الذي يتحول في جسم البكتريا إلى حمض الأندول IAA، تساعد هذه المواد على ليونة أنسجة البشرة ما يؤدي إلى التواء الشعيرات الجذرية وهذا ما يسهل دخول البكتريا إليها إضافة إلى رفع زيادة أعداد بكتريا الريزوبيوم في منطقة الشعيرات الجذرية.

2- مرحلة الاختراق : تدخل عن طريق اختراقها لجدر الشعيرات الجذرية مشكلة ما يسمى بأنبوبة العدوى كما في الشكل التالي.

شكل يبين مراحل تشكل العقد الجذرية

تنمو الأنبوبة باتجاه أنسجة البشرة، يتضاعف أعداد البكتريا داخل أنابيب العدوى، ونتيجة لطرح هرمون السيتوكينين .

يطرأ على خلايا أنسجة البشرة انقسامات خلوية غير طبيعية فتكبر في الحجم وينتج منه تشكل هيكل العقدة الجذرية التي تختلف في الشكل من نوع إلى آخر .

شكل العقد الجذرية في مرحلة الاختراق

في الأعلى عقد بازلاء ، في الوسط عقد برسيم ، في الأسفل عقد فاصولياء

فهي دائرية كما في الفاصولياء وفول الصويا ، اصبعية كما في البرسيم، متشعبة كما في البازلاء.

3- مرحلة التحولات: بعد أن تتحرر البكتريا من أنابيب العدوى يطرأ عليها تحولات كيميائية حيوية بطريقة غير معروفة إذ تفقد شكلها العصوي وتتحول إلى الأشكال التالية  Y,Z,Xيطلق عليها اسم البكتريوئيد Bacteroide والتي يفوق حجمها عدة مرات حجمها البكتيريا الأصلي . تتواجد البكتريوئيد ضمن أنسجة البشرة وقد تحاط عدة مجموعات منها (6-4) بغشاء ضمن خلية واحدة .

4- مرحلة تشكل أنزيم النيتروجيناز :

يعد أنزيم النيتروجيناز الأساس في نجاح آلية عمل العقدة الجذرية فهو المسؤول عن اختزال الآزوت الجوي إلى أمونيوم وحتى يتشكل هذا الأنزيم يجب أن تتوافر له الشروط التالية:

أ - حمايته من ضرر الأوكسجين إذ يفقد وظيفته إذا تعرض للهواء مباشرة.

ب- تأمين الطاقة اللازمة للقيام بعمله.

جـ - حجب الآزوت المعدني عنه.

ويمكن تحقق الشرط الأول عن طريق إسهام النبات والبكتريوئيد معاً في حماية الأنزيم من الأوكسجين بتغطيته بمادة الليغهيموغلوبين Leghaemoglobin وهي عبارة عن مركبات الحديد ذات لون أحمر تملأ كافة خلايا العقد الجذرية، أما الشرط الثاني فيتعلق بكفاءة النبات البقولي ونشاطه في إمداد الأنزيم بالطاقة الناتجة من التمثيل الضوئي وتبقى نسبة الآزوت المعدني في الترب محددة لعمل أنزيم النتروجيناز ويمكن تجنب ذلك بانحدار شديد لإضافة السماد الآزوتي بكميات لا تتوافق مع آلية عمل الأنزيم.

هكذا تتشكل العقدة الجذرية بعد أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع من عدوى جذور البقوليات بالريزوبيوم . عندها تحتوي العقدة على كافة العوامل المسؤولة عن تثبيت الأزوت إذ يحصل اتصال بين أوعية العقد وأوعية النبات وينتقل الآزوت عن طريقها إلى النبات لاستخدامه في بناء البروتينات اللازمة ويختلف شكل العقد الجذرية وحجمها تبعا للنوع البقولي فهي كروية أو بيضوية صغيرة كما في أنواع البرسيم وكبيرة ملتصقة بالجذر كما في فول الصويا وإصبعية طويلة في الفصة وعلى شكل بذرة العنب كما في البازلاء كما في الشكل التالي .

ويعبر عن كفاءة العقد في تثبيتها للأزوت بمدى احتوائها على تراكيز عالية من صبغة الليغهيموغلوبين حمراء اللون مسؤولة عن تنظيم دخول الأكسجين إلى البكتريا.

6- تأثير التلقيح في إنتاجية المحاصيل البقولية.

Effects of Snoculation on Yield of Legumes

عرفت أهمية زراعة البقوليات في زيادة إنتاجية المحصول اللاحق وتحسين خصوبة التربة منذ زمن الإمبراطورية الرومانية حيث عرف التلقيح البدائي آنذاك عن طريق نقل كميات من التربة المزروعة سابقاً بمحصول بقولي إلى حقل غير مزروع وظلت هذه الطريقة التي تتطلب جهداً كبيراً سائدة إلى أن جاء Hellriegel ومعاونوه عام 1888 واكتشفوا طبيعة العلاقة القائمة بين البقوليات وتشكل العقد الجذرية الأمر الذي دفع الباحثين في هذا المجال من بعدهم إلى تطوير طريقة لتصنيع اللقاحات البكتيرية وطرق تلقيح بذور البقوليات بها فمن المعلوم أن التربة الزراعية تحوي على بكتريا الريزوبيوم لكن بأعداد غير كافية لحدوث الإصابة وهذا ما يستدعي ضرورة التلقيح في أثناء كل زراعة بسلالات ملائمة من أجل أقلمتها في التربة ومن المعلوم أن السلالات البكتيرية الفعالة تحت شروط المخبر والمعزولة عن عقد ضرورية فعالة قد لا تنجح في الحقل والعكس صحيح ويتوقف ذلك على مدى منافسة الريزوبيوم وتأقلمها مع الكائنات الحية في التربة وعموماً يؤدي التلقيح سواء في الحقل أو في البيوت الزجاجية إلى زيادة في المادة الجافة والآزوت الكلي والآزوت المثبت كما في الجدول التالي.

جدول يوضح تأثير التلقيح ببكتريا الريزوبيوم Rh. Leguminodarum عند أحد أصناف البازلاء

شكل يبين إلى اليمين نباتات بازلاء غير ملقحة إلى اليسار نباتات بازلاء ملقحة.

وفي التجارب الحقلية أدى التلقيح بسلالات الريزوبيوم الملائمة إلى زيادة الإنتاجية لأربعة محاصيل بقولية كما في الجدول التالي عن Papastylianou 1986 .

جدول يبين إنتاجية المادة الجافة ومحصول الآزوت لبعض المحاصيل البقولية عند التلقيح بالريزوبيوم .

وفي دراسة على تأثير المتبقي من الآزوت بعد حصاد المحاصيل البقولية الملقحة بالريزوبيوم على إنتاجية المحصول اللاحق وجد Saxena أن القمح المزروع بعد الفول أو البازلاء أو العدس قد أعطى إنتاجاً أعلى مقارنة مع القمح بعد قمح أو حتى بعد بور وذلك في المعاملات المسمدة 30 كغ / N هـ أو 60 كغ/ N هـ مقارنة مع الشاهد دون سماد انظر الشكل التالي.

شكل يبين إنتاج القمح بعد قمح ، بور ، فول عدس ، تبن العدس ، البازلاء تحت تأثير ثلاثة مستويات من التسميد الآزوتي 0 ، 30 و 60 كغ / N هـ عن. (1988 , ck, Materon) .

7- تأثير السماد الآزوتي في الآزوت المثبت في المحاصيل البقولية

Effects of Nitrogen Fertilizer on Nitrogen Fixation by Legusnes

عرف تأثير إضافة الأسمدة الآزوتية على زيادة الإنتاج ورفع نسبة البروتين في سائر المحاصيل الزراعية منذ زمن بعيد، وتختلف المحاصيل البقولية بالاستغناء عن إضافة السماد الآزوتي مقارنة مع غيرها وذلك غالباً عندما تكون الأرض غنية بالبكتريا المثبتة للأزوت Rhizobium أو في حال إجراء عملية التلقيح بهذه البكتريا .

ومن الجدير بالذكر إن إضافة السماد الآزوتي في المحاصيل البقولية في هذه الحالة يؤثر سلباً في ظاهرة التثبيت الآزوتي في المحاصيل البقولية بشكل عام ويتجلى هذا الأثر بوضوح في عدم تشكل العقد أو قلة عددها وصغر حجمها أو أنها تحوي على تراكيز منخفضة من صبغة الليغهيموغلوبين (1961 Leghemoglobin (Pate, Dart وينتج من ذلك انخفاض في كمية الآزوت المثبت ويمكن أن يعزى تأثير السماد الآزوتي إلى عدم تشكل الشعيرات الجذرية وأنبوبة العدوى أو إلى عرقلة عمل أنزيم النتروجيناز Nitrogenase الذي يحتاج إلى طاقة عالية لأداء وظيفته وتختلف ميكانيكية تأثير السماد الآزوتي حسب كميته ونوعيته ووقت الإضافة علاوة على عوامل كثيرة أخرى.

العوامل التي تؤثر في إضافة السماد الآزوتي:

يتوقف إضافة السماد الآزوتي على العوامل التالية:

1- كمية السماد المضاف :

هناك أبحاث تشير أن الإضافات العالية من الآزوت لا تؤثر سلباً في ظاهرة التثبيت الحيوي خلافاً لما هو سائد وقد جاء هردرسون وآخرون (Harderson at al1988) باستخدامهم طريقة الآزوت الموسوم في نبات الفول بأن النسبة المئوية للآزوت المشتق من الهواء بلغت 80% عندما أضيف 20 كغ/ N هـ وانخفضت هذه النسبة كثيراً عندما أضيف 100 كغ/ N هـ ثم عادت إلى الارتفاع 60% عند إضافة 200 كغ/ Nهـ وهذا يدل على أن الفول يستجيب للإضافات العالية من الأزوت وقد وجد (1982 ,Sundstrometal) إن إضافة 25 كغ/ Nهـ على صورة نترات أعطت أفضل النتائج من حيث ارتفاع المحتوى الآزوتي وزيادة المادة الجافة في محصول الفول وعند هذه الكمية ازداد نشاط أنزيم النيتروجيناز مقارنة مع الإضافات العالية والجدول التالي يوضح ذلك.

جدول يوضح تأثير السماد الآزوتي على نشاط أنزيم النيتروجيناز في الفول.

2- مراحل إضافة السماد :

يختلف تأثير إضافة السماد الآزوتي على ظاهرة التثبيت الحيوي في البقوليات باختلاف وقت الإضافة وقد تبين في تجارب الأصص أن إضافة الآزوت بمعدل 0.6 كغ /N أصيص في أثناء الزراعة يعرقل عمل البكتريا ويعجز النبات عن تثبيت الآزوت ويعوض هذا النقص بامتصاصه من الآزوت المضاف وقد وجدت هذه الحالة عند أغلب المحاصيل البقولية مثل الحمص والفول والترمس والبازلاء أما عند إضافة السماد في أثناء الإزهار لوحظ اختلاف بين أنواع المحاصيل البقولية وذلك تبعاً لطول فترة تثبيتها وقد ميز (1987) Merbach) وجود طرازين من المحاصيل البقولية، الطراز الأول ويمثله الفول Vicia fala الترمس الأخضر Lupinus lutes حيث تستمر فيه عملية التثبيت الحيوي طيلة مرحلة نمو النبات ولا يستجيب لإضافة السماد الآزوتي سواء مع الزراعة أو في مرحلة الإزهار ويعتمد هذا الطراز في تغطية كافة احتياجاته الآزوتية من الجو وإن إضافة السماد الآزوتي في أية مرحلة من المراحل يؤدي إلى عجز في كمية الآزوت المثبت، الطراز الثاني ويمثله البازلاء Pisum sativum فول الصويا Clycina max الترمس الأبيض Lupinus albus حيث تستمر فيه عملية التثبيت الحيوي حتى مرحلة الإزهار وتتناقص حتى تنعدم بعد هذه المرحلة وتستجيب نباتات هذه المجموعة إلى إضافة السماد الآزوتي فقط فإذا أضيف في أثناء الإزهار ويعتمد في هذه المرحلة وحتى مرحلة النضج على التغذية الآزوتية المعدنية .

والجدول التالي يوضح مقدار العجز في تثبيت الآزوت من جراء إضافة السماد استناداً إلى ( 1987 Merbach) تجارب أصص رملية.

جدول يبين مقدار العجز في تثبيت الآزوت من جراء إضافة السماد في تجارب أصص رملية

المعطيات مغ / N أصيص

السماد المضاف 0.8/ N أصيص على صورة نترات الأمونيوم NH⁺₄ NO₃^-

الآزوت المثبت حسب من المعادلة التالية:

الآزوت المثبت = الآزوت الكلي – (آزوت البذار + آزوت السماد).

مغ /أصيص           مغ أصيص   مغ /أصيص مغ/أصيص

(المرجع 1987 Merbach)

3- استمرارية التثبيت الحيوي Duration of Nitrogen Fixation:

إن مدة التثبيت الحيوي في المحاصيل البقولية تكون بالطبع أقصر من درجة حياة النبات وهناك كثير من التساؤلات حول موعد بدء عملية التثبيت الحيوي وانتهائها .

تبدأ عملية التثبيت الحيوي في المحاصيل البقولية عندما يتمكن النبات من القيام بعملية التمثيل الضوئي عندها يكون قادراً على إمداد البكتريا المثبتة للأزوت بالطاقة اللازمة وحتى يصل النبات إلى هذه المرحلة يعتمد في تغذيته على الآزوت المدخر في البذور ويرافق ذلك إضافة حوالي 20 كغ/ N هـ بعدها تبدأ عملية التثبيت الحيوي وتختلف هذه المدة بالأيام حسب الظروف الملائمة للبكتريا فقد وجد أن النبات يشكل عقداً بعد أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع من عدوى جذور البقوليات بالريزوبيوم .

وبشكل عام تبلغ الكمية المثبتة من الأزوت حدها الأعظمي في مرحلة الإزهار وتعود لتتناقص بعد هذه المرحلة وقد تنعدم عند بعض المحاصيل وقد تستمر حتى نهاية مرحلة النضج عند محاصيل أخرى ، ويختلف ذلك حسب الأنواع البقولية وربما بين أصناف النوع الواحد ويمكن أن تعزى الأسباب الفيزيولوجية المؤدية لذلك إلى وقف نشاط أنزيم النتيروجيناز نتيجة للتنافس الذي يحصل بين تشكل القرون من جهة وتشكل العقد من جهة أخرى على مصادر الطاقة.

ويمكن إجراء تجربة في أصص رملية لتحديد الفترة الزمنية اللازمة للتثبيت ويتم ذلك بزراعة البذور وحصادها في مرحلة الإزهار معاملة رقم (1) ومعاملة أخرى رقم (2) يتم حصادها في مرحلة النضج الفيزيولوجي ومنه تحسب كمية الآزوت المثبت في كلتا الحالتين .

إن معرفة المرحلة التي تبدأ وتنتهي عندها عملية التثبيت الحيوي للأزوت في المحاصيل البقولية له فائدة في التطبيق العملي واستغلت هذه الظاهرة في تحديد مدى إضافة الدفعة الثانية من الآزوت في المرحلة التي تقف عندها عملية التثبيت من أجل رفع نسبة البروتين في بذور هذه المحاصيل.

4- نوع المحصول البقولي المزروع :

وجد (1984 Harry and Gibson) أن الإضافات العالية من النيترات تعرقل تشكل العقد في محصول فول الصويا أكثر منه في الحمص والترمس بينما يتأثر نشاط أنزيم النيتروجيناز بالإضافات العالية في الترمس والحمص أكثر منه في فول الصويا.

5- محتوى التربة من الآزوت المعدني Nitrogen Soil

إن لكمية آزوت التربة دوراً مهماً في تحديد مدى الاستجابة للتلقيح ببكتريا الريزوبيوم، وقد درس (1985 .Bergersen et al) تأثير محتوى الآزوت المعدني في التربة في عملية التثبيت الحيوي في فول الصويا وتوصل بأنه في المواقع عالية المحتوى بالأزوت فإن الجزء الأكبر من آزوت البذور يشتق من التربة أما في المواقع ذات المعدلات المنخفضة فإن الجزء الأكبر يشتق من الهواء انظر الجدول التالي .

جدول يبين مصدر الأزوت الموجود في أجزاء محصول فول الصويا المزروع في موقعين مختلفين بالمستوى الآزوتي.

وقد وجد ( 1982 Schilling ) فروقاً معنوية في زيادة غلة البذور والبروتين عندما أضيف السماد الآزوتي بمعدل 60 كغ / N هـ في أثناء الزراعة أو في فترة الإزهار عندما كان محتوى التربة من الأزوت المعدني أقل من 7 مغ 100 / N غ تربة مقارنة مع الشاهد بدون سماد في كل من فول الصويا والترمس الأبيض. ولم تلاحظ أية فروق معنوية في محصول الفول العادي ولم تلاحظ أية فروق معنوية أيضاً في المحاصيل المذكورة الملقحة والمسمدة مقارنة مع الشاهد بدون سماد عند محتوى التربة أكثر من 7 مغ 100/ N غ تربة كما في الجدول التالي .

جدول يبين تأثير إضافة السماد الآزوتي على مردود البذار مع/ هـ لثلاثة أنواع محاصيل بقولية ملقحة بالريزوبيوم .

وقد وجدت (1988 Hofflih) نتائج مشابهة في استجابة نبات الفصة للتلقيح عند محتوى التربة من الآزوت المعدني أقل من 4.3 مغ 100/Nغ تربة .

بشكل عام يمكن تلخيص ما يتعلق بالتسميد الأزوتي للمحاصيل البقولية الملقحة بالريزوبيوم :

1- ينصح بإضافة 40-20 كغ/N هـ في أثناء الزراعة خاصة للمحاصيل البقولية ذات البذور الصغيرة، عدس، برسيم، فصة (من أجل الإسراع في تشكيل المجموع الخضري وتعد هذه الدفعة ضرورية للتغلب على ظاهرة الجوع الآزوتي Nitrogen Hunger) ).

2- يجب معرفة أن المحاصيل البقولية تختلف في الاستجابة للتسميد أو التلقيح أو الاثنين معاً ويمكن دراسة ذلك اعتماداً على استمرارية التثبيت ومحتوى التربة من الآزوت المعدني.

3- يمكن تلافي الأثر السلبي لزيادة معدلات التسميد الآزوتي وارتفاع محتوى آزوت التربة في ظاهرة التثبيت الحيوي بزيادة معدلات التلقيح ببكتريا الريزوبيوم كما هو موضح في الجدول التالي.

يبين الجدول التالي تأثير معدلات التلقيح والسماد الآزوتي على عدد العقد في محصول فول الصويا.

8- العوامل التي يتوقف عليها استجابة المحاصيل البقولية للتلقيح بالريزوبيوم

1- كفاءة السلالات البكتيرية :

تختلف السلالات البكتيرية بعضها عن بعض في كفاءة تثبيتها للآزوت وفي زيادة إنتاج المادة الجافة والشكل التالي يوضح تأثير عدة سلالات من Rh.legumino6a,4m على إنتاج المادة الجافة لمحصول البازلاء.

2- نوع النبات البقولي:

فالسلالة التي تثبت الآزوت على نبات الفول ليس بالضرورة أن تكون فعالة على العدس.

3- محتوى التربة من الآزوت المعدني .

4- نوع التربة الزراعية:

هناك دراسات تشير إلى أن العدس الملقح أعطى في الأراضي الطينية زيادة في الإنتاج حتى 30% وفي الأراضي الطينية الرملية حتى 90 % مقارنة مع الشاهد دون تلقيح.

5- المادة العضوية Organic matter

إن إضافة المادة العضوية يعمل على توسيع أسطح التبادل بين العناصر الغذائية ما يتيح للعقد النمو بشكل أفضل ويعتقد أن إضافة المادة العضوية تزود النبات بهرمونات لها تأثير على نمو الجذور وتطور العقد.

6- طرق التلقيح.

7- الأمراض والحشرات :

هناك بعض أنواع الحشرات تتغذى على العقد الجذرية للمحاصيل البقولية فتسبب نقصاً في كمية الآزوت المثبت فقد وجد أن العقد الجذرية لبعض أصناف العدس تكون فارغة نتيجة إصابتها بيرقة حشرة السيتونا Setona Weevil وهذه تعد أحد أهم مشكلات تثبيت الآزوت في العدس في المناطق المجاورة.

8- العوامل البيئية.

9- العوامل الوراثية Genetic Factors

تتوزع المورثات المسؤولة عن تثبيت الآزوت والتي يرمز لها mif-Genes في ثلاث مجموعات:

1 - المجموعة المسؤولة عن تشكل العقد ويرمز لها nod اختصاراً لـ Nodulation Genes

2- المجموعة المسؤولة عن التخصص الفيزيولوجي hsn اختصاراً لـ Host specificity nodulation genes

3- المورثات المسؤولة عن فعالية العقد ويرمز لها efn اختصاراً لـ efficient nodulation genes إن أي خلل في وظيفة هذه المجموعات يفسر آلية عدم تشكل العقد الجذرية وتثبيت الآزوت.

9- تأثير العوامل البيئية في تثبيت الآزوت

Effects of Emivroments factors on Nitrogen Fixation

1- الحرارة Temperature

تؤثر الحرارة في عملية التمثيل الضوئي فكلما ارتفعت زاد معدل التبخر وفقد الماء اللازم لتكون العقد وهذا يؤدي إلى انخفاض عملية التمثيل الضوئي وقلة الآزوت المثبت إن حياة التكافل أشد حساسية لارتفاع الحرارة وانخفاضها من النبات البقولي وحده وتعد درجة الحرارة المثالية لتثبيت الآزوت 30-20 م ودرجة حرارة التربة الملائمة لتشكل العقد 35-25 م وإن زيادة الحرارة عن هذا الحد ينعكس على حجم العقد وكمية الآزوت المثبت.

وهناك اختلاف بين أنواع الريزوبيوم والأنواع البقولية في الاستجابة للحرارة الملائمة للتثبيت.

2- الضوء Light

إن تشكل العقد والآزوت المثبت يتأثر بطول النهار وشدة الإضاءة، إن طول فترة التعرض للإضاءة تزيد من كفاءة عملية التمثيل الضوئي وزيادة الازوت المثبت، وجد مثلاً أن نبات العدس من نباتات النهار الطويل تنمو وتشكل عقداً بشكل جيد في ظروف الإضاءة 12-10ساعة وبشدة ضوئية 12000 لوكس.

إن جميع العوامل التي تؤدي إلى خفض شدة التمثيل الضوئي ( نقص الإضاءة، ارتفاع الحرارة، الكثافة النباتية ) تقلل من الآزوت المثبت وإن زيادة نسبة غاز CO2 في الجو يؤدي إلى تنشيط التمثيل الضوئي.

3- الجفاف Drought Stress

يعد الجفاف عاملاً أساسياً في الحد من نشاط العقد ويؤثر الجفاف في بعض العمليات الفيزيولوجية كالبناء الضوئي بالإضافة إلى إصابة النفاذية الجذرية لجدر العقد البكتيرية للأوكسجينWeisz et )  1985 ) وقد يؤدي إلى عدم تشكل العقد الجذرية كما هي الحال في الحمص (طوشان و حياص ، 1994) ويؤثر في أعداد بكتيريا الريزوبيوم أو في مدتها وتعد الدرجة المثلى لتزويد النبات والبكتريا بالماء 7-60 % من السعة الحقلية.

إن الجفاف يؤثر بشكل مباشر في نشاط العقد عن طريق الحد من كفاءة التمثيل الضوئي لذلك لا ينصح بانتخاب نباتات بقولية ذات معدلات عالية من التمثيل الضوئي في المناطق نصف الجافة وأنه للحصول على معدلات عالية من الأزوت المثبت مرتبطة بتزويد العقد بكمية كافية من الماء، وفي ظروف الجفاف لا يمكن أن تتشكل عقد إلا إذا كانت النباتات البقولية تتمتع بجذور عميقة كما هي الحال في الشجيرات البقولية النامية في المناطق الجافة التي تتميز بمعدلات عالية من التثبيت الآزوتي كونها تستطيع الاستفادة من الماء الأرضي.

4- الملوحة Salinity Stress

إن ازدياد نسبة الملوحة في الأراضي المروية والصالحة للزراعة يضعف نمو النباتات البقولية ويقلل من كمية الآزوت المثبت ويعزى التأثير السمي للأملاح إلى شاردة الكلور والأملاح المرتبطة بهذه الشاردة (1974 Steinborn et al) ولا يقتصر تأثير الملوحة على تثبيط نمو النباتات البقولية بل يتعداه إلى تثبيط نمو الريزوبيوماً الأمر الذي يؤدي إلى عدم تشكل العقد الآزوتية أو صغر حجمها أو انخفاض وزنها، وقد درس (حمد وآخرون 1990) تأثير الملوحة في نمو فول الصويا ولوحظ أن إضافة 1000 PPM من ملح كلور الصوديوم أدى إلى تناقص واضح سواء في عدد العقد الجذرية ووزنها الرطب أو في كفاءتها لتثبيت الآزوت الجوي كما أدت الإضافة إلى تناقص النمو وانخفاض الإنتاجية وقد أثبتت الدراسات أيضاً اختلاف استجابة الأنواع البقولية المتعايشة للملوحة تبعاً للحالة الفيزيولوجية التي فيها فقد يتراكم عنصر الصوديوم والكلور معاً كما في الحمص والفول بينما في الفاصولياء يتم طرد عنصر الصوديوم أما في فول الصويا فيتراكم عنصر الكلور الذي يتم تنظيم دخوله بنظام خاص لمورث مسؤول عنه وتعد بكتريا الريزوبيوم أكثر تحملاً للملوحة من النبات البقولي ولذلك فإن جميع العوامل الرئيسة المحددة للآزوت المثبت في المناطق الجافة والمالحة تتعلق بالنبات البقولي.

5- درجة Acidity PH

تعد درجة الحموضة المثالية لعمل أنزيم النتروجيناز (6-8 PH) وقد درس ( chubert et 1990 ) تأثير درجة الحموضة في تثبيت الأزوت في فول الصويا ووجد أن أقل كمية من الآزوت المثبت كان عند درجة الحموضة 5.4-4.7 وأفضلها عند 7 PH.

بشكل عام يمكن القول إن النباتات المعتمدة في تغذيتها على الآزوت المثبت تكون أكثر عرضة لتأثيرات عوامل البيئة (الحرارة - الرطوبة - الملوحة - ارتفاع PH النباتات المسمدة بالآزوت المعدني).

10- أهمية العناصر المعدنية في تثبيت الآزوت

Mineral Nutrition

تغطي المحاصيل البقولية احتياجاتها ولا تعاني نقص الآزوت نتيجة لقيامها بعملية التثبيت الآزوتي وللقيام بهذه العملية على أكمل وجه تتطلب توافر عناصر أخرى القليل منها يمكن أن يؤدي دوراً مباشراً في تعايش الريزوبيوم مع النبات وأهم هذه العناصر :

1- الفوسفور P

إن التسميد الفوسفوري ضروري من أجل نجاح تشكل العقد فهو مصدر للطاقة اللازمة لاختزال الآزوت مقدراً بـ ATP وإن نقصه ينعكس على كمية الآزوت المثبت .

وقد وجد (1988 ,Abd-Alghafar) أن إضافة 119 كغ P2O5/هـ أدت إلى زيادة عدد العقد الجذرية ووزنها، كمية الآزوت المثبت، المادة الجافة ومردود البذار في نبات الفول أما زيادة نسبة التسميد عن هذا الحد 180 كغ p205هـ فتعرقل تشكل العقد وتنعكس سلباً على مردود البذار والآزوت المثبت فنتائج مشابهة أوجدها كل من (1972,Demeterio et al) على فول الصويا و (1982 ,Shukla, Yadra) على الحمص .

2- الحديد Fe

عنصر ضروري لتشكل أنزيم النيتروجيناز واصطناع الليغهيموغلوبين.

3- الموليبدنيوم MO

من أهم العناصر الضرورية لتثبيت الآزوت حيث يدخل في تركيب أنزيم النيتروجيناز ويمكن أن تظهر أعراض نقص الأزوت على المحاصيل البقولية المزروعة في أرض فقيرة بهذا العنصر أو في الأراضي الحامضية أما العقد المتشكلة فتكون صغيرة وذات لون أصفر.

وقد وجد (1982, Brhada) أن إضافة موليبدات الصوديوم مع التلقيح بمعدل 2.2 كغ/هـ أدت إلى زيادة المردود ووزن العقد في محصول الفول.

4- الزنك Zn

يعد هذا العنصر ضرورياً من أجل تشكل مادة الليغهيموغلوبين في العقد كما يساعد على امتصاص العناصر كالحديد والبوتاسيوم عن طريق أوعية العقد الجذرية وقد لاحظ (1974 ,Amer) أن كفاءة امتصاص الزنك تقل بازدياد عنصر الفوسفور حيث يلزم للحصول على نمو أعظمي للعقد وجود توازن في نسب كل من P، Zn في المحلول الأرضي.

5- الكوبالت Co

عنصر مهم في مساعدة بكتريا الريزوبيوم على إنتاج فيتامين B12 اللازم لنموها وهو ضروري لتنظيم دخول الكالسيوم والمواد الكربوهيدراتية إلى أنسجة العقدة وإن عدم كفايته ينعكس على كمية الآزوت المثبت.

ومن أجل رفع كفاءة تثبيت الآزوت في المحاصيل البقولية يمكن العمل بالبحث مستقبلاً عن النقاط التالية :

1- استنباط أصناف من المحاصيل البقولية التي تتميز بكفاءة عالية في القدرة على التمثيل الضوئي.

2- إمكانية نقل المورثات المسؤولة عن تثبيت الآزوت من المحاصيل البقولية إلى المحاصيل النجيلية باستخدام الهندسة الوراثية ولقد أمكن إحراز تقدم بسيط في هذا المجال عن طريق إنتاج محصول الذرة الصفراء بواسطة بعض أنواع البكتريا التابعة لجنس Azospirillium.sp التي تعيش في المنطقة الجذرية للمحاصيل النجيلية Rhizopher بطريقة شبه تكافلية.

3- البحث عن سلالات من الريزوبيوم لا تتأثر بالإضافات العالية للآزوت.

4- انتخاب سلالات من الريزوبيوم مقاومة للملوحة والجفاف.

5- انتخاب سلالات من الريزوبيوم لها القدرة على منافسة الريزوبيوم المحلية والكائنات الحية الأخرى الموجودة في التربة.

6- اتباع كافة الإرشادات المتعلقة بإقناع المزارع باستخدام اللقاح البكتيري وكيفية استعماله.

11- المستحضرات البكتيرية

بعد أن تمكن ( 1890 Beijernick and Frank ) من عزل البكتريا المثبتة للأزوت من العقد الجذرية للنباتات البقولية ظهرت محاولات عدة تدور حول إمكانية استخدام هذه البكتريا في تحسين خصوبة التربة وتسميد المحاصيل البقولية عن طريق زيادة أعداد البكتريا والعقد الجذرية من أجل رفع كفاءة تثبيت الآزوت الجوي وقد تم تحضير أول مستحضر بكتيري في ألمانيا عام 1896 م تحت اسم Nitragin وبعد ذلك حضر المستحضر تحت أسماء مختلفة في إنكلترا عام 1906 وفي أمريكا عام 1907 م يستخدم في الوقت الحاضر على نطاق واسع مستحضرات من بكتريا العقد الجذرية ولها تسميات مختلفة حسب البلدان.

يمكن تعريف اللقاح البكتيري على أنه معلق لبكتيريا الريزوبيوم المعزولة من العقد الجذرية لنباتات برية أو من التربة محملاً على مادة حاملة.

أنواع المستحضرات البكتيرية:

1 - المستحضرات السائلة Liquid Cultures :

ميزاتها

- ارتفاع تركيز البكتريا في الميليمتر الواحد.

- سهولة تصنيفها.

- لا تحتاج إلى مادة حاملة بل بيئته غذائية.

مساوئها :

- تفقد حيويتها خلال فترة وجيزة.

- صعوبة نقلها وتوزيعها على المزارعين.

- سرعة جفافها في أثناء عملية تلقيح البذار.

- لا تصلح للاستخدام في المزارع الكبيرة.

2- المستحضرات المجففة Lyophilized Cultures

ميزاتها :

- ارتفاع تركيز البكتريا.

- تدوم لفترات طويلة (عدة سنوات).

مساوئها :

- ارتفاع تكاليف تحضيرها.

- تحتاج عند الاستخدام إلى بيئة غذائية سائلة لإذابتها.

- لا تصلح للاستخدامات الحقلية بل للأعمال العلمية المخبرية.

3- المستحضرات الحبية Granules :

في هذه المستحضرات تكون بكتريا الريزوبيوم متجمعة مع عجينة حاملة لها على شكل حبيبات.

ميزاتها :

- سهولة نقلها واستعمالها .

- انخفاض تكاليف تحضيرها.

- حماية البكتريا من الضرر الناتج من ارتفاع حرارة التربة.

مساوئها :

- لا تحقق تماساً مباشراً بين البكتريا وسطح بذور البقوليات.

4- المستحضرات الصلبة Solid Based Cultures :

وهي المستحضرات التي تتكون من مواد حاملة، تجرى الأبحاث عالمياً على نوعين من المواد الحاملة :

أ - المواد الحاملة السائلة .

ب - المواد الحاملة الصلبة نذكر منها الخث (Peat)، الفحم البني، فحم الخشب، معادن الطين، الكومبوست ،الجيبس، الليفنين، السيلليوز، مواد حاملة تركيبية مثل بولي أكريل أميدر.

يعد الخث من أفضل المواد الحاملة للأسباب التالية:

- المحافظة على حياة البكتريا لفترة طويلة.

- سهولة نقله وتعبئته.

- سهولة تعقيمه وطحنه.

- إمكانية تخزينه على 4 م لمدة ستة أشهر.

- أرخص المواد الحاملة.

- إمكانية استخدامه في المزارع الكبيرة.

في الدول التي لا تتوافر فيها مصادر الخث يمكن استخدام الفحم البني كما في الهند أو فحم الخشب ومعادن الطيف كما هي الحال في القطر العربي السوري حيث أمكن استخدام معادن الطيف مع فحم الخشب بنسبة 103 كبديل للخث والنتيجة أثبتت إمكانية اعتماد الترب المحلية كحامل لبكتريا الريزوبيوم في القطر العربي السوري تعد المستحضرات الصلبة من أكثر الأنواع استعمالاً وأفضلها، لذا تجرى الأبحاث في العالم من أجل تحسين نوعية اللقاح البكتيري عن طريق إنتاج لقاحات من الريزوبيوم التي تتوافق مع نوعية المادة الحاملة الصلبة.

12- إنتاج اللقاح البكتيري Inoculum Production

يتكون اللقاح البكتيري من البكتريا والمادة الحاملة لها، وبما أن الهدف هو إنتاج اللقاح البكتيري الفعال لا بد من تركيز الجهود من أجل تحسين نوعية المادة الحاملة واختيار السلالات البكتيرية التي تتميز بكفاءة عالية في تثبيت الآزوت.

مراحل إنتاج اللقاح البكتيري:

- مراحل تتعلق بالبكتريا

حيث يتم الحصول على سلالات الريزوبيوم بعد عزلها من العقد الجذرية المتشكلة على أنواع بقولية برية ويجري عليها بعض الاختبارات الميكروبيولوجية لتنميتها وإكثارها حيث يحوي الميليمتر الواحد في معلق بكتريا على 10⁹×5 خلية بكتيرية أو على الأقل 500 مليون خلية 1/غ مادة حاملة.

- مراحل تتعلق بالمادة الحاملة وتشمل:

تجفيف المادة الحاملة إلى أن تصل نسبة الرطوبة حوالي 20%.

طحن المادة الحاملة بأقطار ملائمة لنمو تكاثر البكتريا ولتساعد على زيادة فرص التصاق المادة الحاملة بالبذار. إضافة مواد تعديل الحموضة حيث تصبح PH = 6 - 7 .

إضافة مواد تساعد على التصاق اللقاح بالبذور لإتاحة الفرصة لأكبر عدد ممكن من البكتريا للالتصاق بالشعيرات الجذرية من هذه المواد نذكر المولاس أو الصمغ العربي وقد تضاف مواد محسنة لنوعية اللقاح مثل 0.1 % أملاح الأمونيوم، 8-10 % فحم نشط، غلوكوز، ديكسيزين.

إضافة بعض العناصر المعدنية الصغرى مثل CO, MO

تعقيم المادة الحاملة والهدف منه عزل كافة أنواع الكائنات الحية الدقيقة المنافسة لبكتريا الريزوبيوم ويتم ذلك بواسطة الإشعاع، المواد الكيميائية، التسخين وأفضلها التعقيم بواسطة الأوتوكلاف على درجة حرارة 121 م.

- مراحل تتعلق بالبكتريا والمادة الحاملة معاً وتشمل:

حقن المعلق البكتيري ضمن المادة الحاملة بنسبة 10-1.

خلط المعلق مع المادة الحاملة بآلة خاصة لتجنب الضرر الذي يحصل لخلايا البكتريا.

التحضين ومراقبة النوعية ويتم ذلك بحفظ اللقاح على درجة حرارة 28-20 م لمدة 5-14 يوماً لضمان تحقيق الظروف الملائمة لنمو البكتريا وتكاثرها .

تخزين اللقاح على درجة حرارة 4 م لمدة ستة أشهر.

التعبئة بعبوات مقاومة للحرارة العالية.

مواضيع ذات صلة

---