در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

2-7- اهميت فسفر35
2-8- تاريخچه تصفيه فاضلاب36
2-9- حذف فسفر از فاضلابها38
2-10- راندمان حذف فسفر توسط رسوب شيميايي40
2-11- خصوصيات ميکروبيولوژي PAOs:41
فصـل سوم: مواد و روشها
3-1- وسايل مورد استفاده44
3-2- مواد مورد استفاده45
3-3- روش کار46
3-3-1- نمونه گيري46
3-3-2 غني سازي و کشت46
3-3-3 محيط کشت :Seperb46
3-4- شناسايي48
3-4-1- روش بيو شيميايي48
3-4-2- روش مولکولي48
3-4-3- آزمون هاي بيو شيميايي:49
3-4-3-1- واکنش گرم49
3-4-3-2- احياي نيترات50
3-4-3-3- توليد هيدروژن سولفيد و توانايي حرکت51
3-4-3-4- اکسيداز52
3-4-3-5- کاتالاز52
3-4-3-6- سيترات52
3-4-3-7- آزمونOF (Oxidation/Fermentation)54
3-4-3-8- آزمون MR / VP55
3-4-3-9- هيدروليز نشاسته56
3-4-3-10- هيدروليز کازئين57
3-4-3-11- تجزيه ژلاتين57
3-4-3-12- شناسايي مولکولي جدايه ها با استفاده از تکنيک PCR58
3-4-3-13 استخراج DNA59
3-4-3-14- تهيه ژل آگارز60
3-4-3-15- روش تهيه ژل آگارز يکدرصد و الکتروفورز نمونه هاي ژنومي61
3-4-3-16-PCR62
فصل چهارم : نتايج
4-1- جداسازي باکتري هاي حذف کننده ي فسفات از فاضلاب صنعتي:67
4-2- شناسايي باکتري هاي حذف کننده ي فسفات:67
4-2-1 آزمون هاي بيوشيميايي:68
4-3- ارزيابي کمي توان حذف فسفات توسط جدايه هاي باکتريايي71
4-4 اندازه گيري هاله حذف فسفات:72
4-5- نتيجه ي اندازه گيري هاله ها73
4-6- بررسي هاله ايجاد شده74
4-7- بررسي مقدار فسفات جذب شده توسط جدايه ها75
4-8- نتايج مربوط به شناسايي مولکولي باکتري77
4-8-1 نتايج کيفي و کمي استخراج DNA77
4-8-1-1 بررسي نتايج کيفي77
4-8-1-2 بررسي نتايج کمي77
4-8-2 نتايج PCR78
4-8-2-1 نتايج تعيين توالي78
فصـل پنجم: بحث
5-1- جداسازي و شناسايي باکتري هاي حذف کننده ي فسفات:93
:Brevundimonas diminuta-1-1-593
Ochrobactrum grignonense-2-1-5:93
Exiguobacterium sibiricum-3-1-5:94
5-2- خصوصيات جدايه هاي باکتريايي حذف کننده ي فسفات از فاضلاب صنعتي95
5-3- تخمين کمي حذف فسفات توسط جدايه ها در محيط seperb95
پيشنهادات96
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 3-1 ليست مواد مصرفي45
جدول 3-2 ليست مواد محيط کشت47
جدول(3-3). ترکيبات محيط نيترات50
جدول (3-4). معرف هاي Aو Bدر محيط نيترات50
جدول(3-5) محيط کشتSIM (Hunter and Crecelius،1938)51
جدول(3-6) ترکيبات محيط سيمون سيترات (Simmons، 1976)53
جدول(3-7) ترکيبات محيط OF54
جدول(3-8) ترکيبات محيط MR / VP براث (Omeara، 1931)56
جدول(3-9) ترکيبات محيط نشاسته آگار (Starch Agar)56
جدول(3-10) ترکيبات محيط Skim milk agar (Seeley and Vandemark، 1970)57
جدول(3-11) ترکيبات محيط نوترينت ژلاتين (Blazevic and Ederer، 1975)58
جدول(3-12) ترکيبات محيط کشت LB (Luria and Burrous، 1995)60
جدول(3-13) غلظت مواد براي واکنش PCR63
جدول(3-14) روش تهيه Master Mix64
جدول(3-15) مشخصات پرايمر Forward64
جدول(3-16) مشخصات پرايمر Reverse64
جدول(3-17) مشخصات پرايمرهاي 16S rRNA64
جدول(3-18) چرخه PCR65
جدول (4-1) نتايج مشاهدات ماکروسکوپي وميکروسکوپي69
جدول(4-2). نتايج آزمون هاي بيوشيميايي70
جدول (4-3)- جدول MacFarland71
جدول (4-4) هاله ايجاد شده توسط جدايه ها بر حسب ميليمتر72
جدول 4-5- ميزان جذب فسفات در دستگاه اسپکتوفتومتري76
جدول (4-6). نتيج حاصل از کرومس78
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار 4-1 نموداربيشترين ميزان حذف فسفات73
نمودار (4-2) بررسي هاله ايجاد شده بر حسب ميليمتر74
نمودار (4-3) بررسي هاله ايجاد شده بر حسب ميليمتر75
نمودار (4-4) بررسي هاله ايجاد شده بر حسب ميليمتر75
نمودار 4-5- ميزان جذب فسفات76
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل(1-1) چرخه فسفر11
شکل1-2 چرخه فسفر در آب25
شکل1-2 روشهاي حذف فسفر40
شکل (3-1) محيط پايه seperb47
شکل(3-2) هاله ي ايجاد شده در محيط seperbبر اثر مصرف فسفات48
شکل(3-3) واکنش گرم جدايه ها49
شکل(3-4)عدم توليد هيدروژن سولفيد و توانايي حرکت51
شکل(3-5)آزمون کاتالاز52
شکل(3-6) آزمون سيترات53
شکل(3-7) آزمون OF54
شکل(3-8) آزمون MR55
شکل(3-9) هيدروليز نشاسته56
شکل(3-10) آزمون تجزيه ژلاتين57
شکل 3-11. کيت استخراج DNA شرکت سيناژن60
شکل(4-1) جدا سازي باکتري هاي حذف کننده ي فسفات در محيط کشت seperb67
شکل(4-2) محيط MacFarland71
شکل) 4-4) هاله ايجاد شده توسط جدايه ها در محيط seperb73
شکل (4-5).نتايج حاصل از PCR78
شکل (4-6) توالي نوکلئوتيدي جدايه PRB980
PRB9جدايه 16S rRNA شکل(4-7).سکانس ژني81
شکل(4-8). توالي نوکلئوتيدي جدايه PRB1182
شکل (4-10). توالي نوکلئوتيدي جدايه PRB1585
شکل(4-11).سکانس ژني 16S rRNAجدايه PRB1587
شکل(4-12).توالي نوکلئوتيدي جدايه PRB3088
شکل(4-13). سکانس ژني 16s rRNAجدايه PRB3090
چکيده
امروزه از آب هاي پذيرنده نظير درياچه ها و رودخانه ها به عنوان محلي براي دفع فاضلاب ها و پساب ها استفاده مي شود. از جمله آلاينده هايي كه از طريق دفع پساب ها و فاضلاب ها وارد آب هاي پذيرنده مي شوند، تركيبات مغذي خصوصاً نيترات ها و فسفات ها هستند. ورود اين آلاينده ها به منابع آبي باعث غني شدن پيكره آبي به وسيله تركيبات مغذي مذکور مي شود كه خود باعث افزايش رشد و تكثير گياهان آبزي علي الخصوص جلبك ها شده و پديده يوتريفيكاسيون را سبب مي گردند. در روش شيميايي با استفاده از مواد شيميايي و رسوب دادن، آلاينده ها را از محيط جدا مي کنند. اين روش اغلب هزينه بر و گاهي نيز به دليل سميت مواد اضافه شده به محيط آسيب وارد مي شود. در روش هاي بيولوژيکي با استفاده از ميکروارگانيسم هاي جاذب فسفات و دنيتريفيکانت ها حذف اين مواد از محيط صورت مي گيرد، كه فسفر حذف شده از پساب به عنوان پلي فسفات داخل سلولي در مي آيد. اين روش به دليل هزينه پايين، کم خطر بودن و رسيدن اين مواد به حد استاندارد بين المللي مورد توجه قرار گرفته است.
امروزه با افزايش شناخت از ميکروارگانيسم ها و پيشترفت علم يکروب شناسي و بيوتکنولوژي استفاده از ميکروب ها بعنوان راهبردي، جهت حذف آلاينده هاي موجود در فاضلاب بخصوص فسفات مطرح مي گردد.اين مطالعه با هدف جداسازي و شناسايي مولکولي باکتري هاي حذف کننده ي فسفات از فاضلاب صنعتي انجام گرفت. در اين مطالعه از نمونه هاي فاضلاب شهرکي صنعتي آق قلا جهت جداسازي باکتري هاي حذف کننده ي فسفات استفاده شد.در مجموع 30 جدايه با استفاده از محيط اختصاصي seperb وبر پايه ي تشکيل هاله ي شفاف اطراف کلني ناشي از حذف فسفات موجود در محيط جداسازي شدند. تمامي اين جدايه ها تا سطح جنس و گونه با استفاده از کتاب راهنماي شناسايي سيستماتيک باکتريهاي برجي (2006) شناسايي مقدماتي شدند.از بين اين 30 جدايه، 3 جنس باکتري با توجه به بزرگتر بودن هاله ي اطراف آنها نشان مي داد که فسفات بيشتري را از محيط حذف کردند. شناسايي مولکولي اين باکتريها با استفاده از تکنيک PCR بر پايه ژن 16SrRNA نشان داد که اين جدايه ها منسوب به 3 جنس Brevundimonas، Ochrobactrum و Exiguobacterium مي باشند.
کلمات کليدي: حذف فسفات، فاضلاب صنعتي،محيط کشت seperb
فصـل اول
کليات تحقيق
1-1- فسفر و نقش آن در طبيعت
1-1-1- فسفر
فسفر يک عنصر شيميايي جدول تناوبي است که نماد آن P و عدد اتمي آن 15 ميباشد. فسفر يک عنصر غير فلزي چند ظرفيتي گروه نيتروژن بوده و معمولا در سخره ها و کاني هاي فسفاتي و همچنين در تمام سلولهاي زنده يافت ميشود ولي هيچگاه به صورت طبيعي تنها و بدون ترکيب با عناصر ديگر وجود ندارد. فسفر بسيار واکنش پذير بوده و هنگام ترکيب با اکسيژن نور کمي از خود انتشار مي دهد. از عناصر لازم و حياتي ارگان هاي زنده بوده و نامش به شکلهاي گوناگون ذکر مي شود. مهمترين استفاده فسفر در توليد کود مي باشد. همچنين در توليد مواد منفجره کبريت آتش بازي مواد حشره کش خمير دندان و مواد شوينده و همچنين مانيتورهاي کامپيوتر نيز کاربرد دارد فسفر معمولا به شکل يک ماده جامد و موم مانند سفيد رنگ است که بوي نامطبوعي دارد. فسفر خالص بي رنگ و شفاف است. اگرچه اين نافلز در آب قابل حل نيست ولي در دي سولفيد کربن حل مي شود. فسفر خالص به سرعت در هوا مي سوزد و تبديل به پنتا اکسيد فسفر مي شود فسفر به چهار پنج شکل مختلف وجود دارد. ( سفيد يا زرد، قرمز سياه (يا بنفش). که متداول ترين آنها فسفر قرمز و سفيد ميباشند که هر دوي آنان از گروه چهار اتمي هاي چهار وجهي
ميباشند. فسفر سفيد در تماس با هوا مي سوزد و در مجاورت با گرما يا نور به فسفر قرمز تبديل ميشود که دو حالت آلفا و بتا دارد که با انتقال دماي -3.8 درجه سانتيگراد از هم تفکيک مي شوند. در عوض فسفر قرمز پايدار تر بوده و در فشار بخار 1 اتمسفر در 17 درجه سانتيگراد تصعيد مي شود و از تماس و يا گرماي مالشي مي سوزد. فسفر سياه چندشکلي Allotrope هم در ساختاري مشابه گرافيت که در آن اتمها در يک صفحه شش وجهي چيده شده و هادي جريان الکتريسيته هستند وجود دارد. اسيد فسفريک غليظ شده که 70درصد تا 75درصد (P2O)5دارد، در(کشاورزي و توليد کود بسيار مهم مي باشد). در نيمه دوم قرن بيستم نياز بيشتر به کودها توليدات فسفري را به مقدار قابل توجهي افزايش داد. (Rodriguez et al : 1999)
فسفر بعد از ازت مهم‌ترين عنصر غذايي در تغذيه گياه است. نقش فسفر برخلاف ازت كه در رشد رويشي گياه مهم است، در رشد زايشي و تشكيل گل و ميوه مهم‌تر و موثرتر است. منبع اصلي تأمين فسفر مورد نياز گياه، كودهاي فسفري است. كودهاي فسفري از سنگ معدن فسفات تهيه مي‌شوند. تغذيه فسفري قدمت طولاني دارد. در قديم توليدكنندگان استخوان را زير خاك مي‌كردند تا فسفر مورد نياز را تهيه كنند و اصولاً صنعت كود سازي فسفري به اين طريق شروع شد. محققين با اضافه كردن اسيد بر روي استخوان، فسفر موجود در استخوان را براي گياه قابل استفاده مي‌كردند. كودهاي فسفري از سنگ معدن فسفر (آپاتيت) توليد مي‌شود. و با افزودن اسيد سولفوريك به سنگ معدن فسفات، كود سوپر فسفات تهيه مي‌شود كه داراي منو كلسيم فسفات و مقداري گچ است. اين كود 26درصد (P2O)5 دارد. كود سوپر فسفات ساده 16درصد تا 20درصد (P2O)5 دارد. كود سوپر فسفات تريپت حدود 47درصد (P2O)5 دارد و بدليل اينكه درصد فسفات زيادي دارد، سوپر فسفات غليظ هم ناميده مي‌شود. كود فسفات آمونيوم به عنوان كود فسفري و كود ازتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. كودهاي فسفري محلول هستند(Rodriguez et al : 1999).
ديگر کاربردهاي فسفر عبارتند از:
1-فسفر براي توليد شيشه مخصوص براي لامپهاي سديمي استفاده ميشود.
2-فسفات کلسيم يا Bone-Ash براي توليد ظروف چيني مرغوب و Mono_calcium Phosphate که در بکينگ پودر مصرف دارد استفاده مي شود.
3-همچنيند اين عنصر در توليد فلزات برنز فسفات و ديگر فلزات استيل کاربرد دارد.
4-تري سديم فسفات در ماده هاي تصفيه کننده براي شيرين کردن آب و همچنين جلوگيري از فرسايش لولهها کاربرد دارد.
5-از فسفر سفيد در ساخت بمب هاي آتش زا و دود زا و گلوله هاي رسام استفاده مي شود.
6-فسفر کاربردهاي گوناگون ديگري در ساخت کبريتهاي بيخطر، مواد آتشزا، حشرهکشها، خميردندانها و مواد پاک کننده دارد.
ترکيبات فسفري نقش حياتي در تمام گونه هاي حيات شناخته شده در زمين دارد. فسفرهاي معدني نقش کليدي در ملکولهاي بيولوژيکي مانند DNAو RNA که قسمتي از استقامت هاي ملکولي را شکل
مي دهند بازي مي کنند. همچنين سلولهاي زنده از فسفرهاي معدني براي ذخيره و انتقال انرژي سلولي از طريق تري فسفات آدنوزين ATP استفاده مي کنند. نمکهاي فسفات کلسيوم هم توسط حيوانات براي سفت شدن استخوان استفاده مي شود. ضمناً فسفر يک عضو حياتي براي پروتوپلاسمهاي سلولي و بافتهاي عصبي ميباشد، فسفر (که يوناني آن فسفروس به معناي”حامل روشنايي” و از نامهاي باستاني سياره زهره مي باشد) در سال 1669 توسط شيميدان آلماني Henning Brand در حين توليد يک دارو از ادرار کشف شد. براند با تبخير ادرار سعي در تقطير نمک داشت که در اين فرايند ماده سفيد رنگي توليد شد که در تاريکي

ميدرخشيد و با نور زيادي ميسوخت. از آن روز تابندگي فسفري براي شرح اشياءي که در شب بدون سوختن مي درخشند بکار برده شد.
کبريتهاي اوليه که از فسفر سفيد در ترکيباتشان استفاده ميشد به دليل سمي بودن خطرناک بودند و استفاده از آنها موجبات قتل و خودکشي و…. را فراهم مي کرد. (يک داستان نا معلوم حکايت از اين دارد که زني با اضافه کردن فسفر سفيد به غذاي شوهرش قصد کشتن وي را داشت که هنگام جوشانيدن غذا به دليل به وجودآمدن بخار نوراني لو رفت).
همچنين کارگران کبريت ساز به دليل مجاورت با بخار آن دچار مردگي استخوانهاي فک ميشدند. زماني که فسفر قرمز که خاصيت آتش زايي فسفر به دليل واکنش پذيري در هوا و ديگر مواد حاوي اکسيژن به تنهايي در طبيعت يافت نمي شود ولي به صورت ترکيبي به مقدار زيادي در معادن گوناگون پخش شده اند. که بزرگترين اين معادن در روسيه، مراکش، فلوريدا، Idaho, Tennesseو Utah قرار دارد. فسفرهاي چند شکلي سفيد مي توانند به شيوه هاي گوناگوني تهيه شوند. در يک فرايند تري کلسيم فسفات که از صخره هاي فسفاتي گرفته شده در مجاورت کربن و سيليکا در کوره هاي سوختي يا برقي حرارت داده ميشود. در اين فرايند عناصر فسفري به صورت بخار آزاد شده و به صورت اسيد فسفريک جمع آوري ميشوند. و سمي به مراتب کمتري را دارد کشف شد جايگزين فسفر سفيد در صنعت کبريت سازي گرديد. فسفر به عنوان کليد زندگي گياه لقب گرفته و مهم‌ترين نقش فسفر در گياه، در انتقال و ذخيره انرژي به صورت مولکول ATP است. فسفر در رشد زايشي و تشکيل گل و غيره نقش مهم و مؤثري دارد (ملكوتي، 1378).
1-1-2- تاريخچه فسفر
اگر چه کيمياگران غرب فسفر را در قرن 12 کشف کرده اند، اما کشف آن به” Brand Henning ” نسبت داده شده که فسفر را به وسيله ي تخليص آن از اوره در سال 1669 جدا کرد. فسفر اولين عنصري است که به ثبت رسيد. اسم فسفر از کلمه ي يوناني “phôs” به معني نور و “phoros” به معني حمل کننده مشتق شده است. يک ترکيب پايدار اين عنصر وقتي که با اکسيژن ترکيب مي شود نور را به دام مي اندازد. فسفر اولين محصول تجاري بود که به وسيله Brand ساخته شد. وي استخوان را با نيتريک و سولفوريک اسيد مخلوط و فسفريک اسيد توليد کرد. سپس فسفريک اسيد حاصل را حرارت داد و فسفر خالص به دست آورد. فسفر، هم در گياهان و هم در حيوانات، نقش مهمي را در واکنش هاي بيو شيميايي متعدد ايفا مي کند. فسفر در موجودات زنده، خاک و در صخره ها يافت مي شود و اغلب تحت عنوان يک ترکيب شيميايي به نام فسفات شناخته مي شود. فسفري که از صخره ها استخراج مي شود به سه دسته سفيد، سياه و قرمز تقسيم مي شود.

1-1-3- نقش فسفر در گياه
فسفر يکي از 17 عنصر ضروري براي رشد گياه است که عملکرد آن طوري است که نمي تواند توسط ساير عناصر جايگزين شود. مقدار کافي فسفر براي رشد اپتيمم و تکثير لازم است. فسفر به عنوان يک ماده اصلي غذايي به حساب ميآيد. به اين معني که نياز محصولات کشاورزي براي آن نسبتا زيادي است. عنصر فسفر موقعيت مهمي را در رشد گياه و بيولوژي خاک دارد. اين عنصر در ساختمان ترکيبهاي آلي و غير آلي و ميکروارگانيسم ها وجود دارد. نقش اصلي و فيزيولوژيک آن تجمع و آزاد کردن انرژي در طي متابوليسم سلولي است(Alexander،1983). در سالهاي اخير استفاده از سنگ معدن فسفات به عنوان کود فسفاته، محلول شدن سنگ معدن فسفات به وسيله ميکروارگانيسم ها و افزايش فسفر در دسترس بسيار مورد توجه قرار گرفته است. براي اولين بار در سال 1903انحلال فسفات کلسيم، پودر استخوان و سنگ معدن فسفات توسط باکتريها در محيط آگاردار گزارش شده است. سپس در سال 1908 محلول شدن تري فسفات کلسيم بوسيله باکتريهاي جداشده، از شير و عصاره خاک در محيط گزارش شده و آنها را تحت عنوان کلي ميکروارگانيسم هاي محلول کننده فسفات (PSM) ناميدند. اين ميکروارگانيسم ها باتوليد متابوليت هاي اوليه و ترشح در خاک قادرند بر ترکيبهاي آلي و معدني فسفاته اثر گذاشته و موجب ازاد شدن فسفر و حل شدن ان در محلول خاک شوند(Dadrawal,1977).
1-1-4- جذب و انتقال فسفر
فسفر از طريق تارهاي کشنده ريشه و پوست خارجي و نوک ريشه وارد گياه مي شود. جذب آن همچنين توسط قارچ هاي ميکوريزي که در همکاري با ريشه ي بسياري از محصولات کشاورزي رشد مي کنند، تسهيل مي شود. فسفر به عنوان يون اورتو فسفات اوليه (¯H2po4) جذب مي شود اما وقتيpH خاک زياد شود جذب آن به صورت اورتوفسفات ثانويه (¯ ¯Hpo4) افزايش مي يابد. فسفر به محض ورود به ريشه هاي گياه ممکن است در ريشه ذخيره شود يا به قسمت هاي بالايي گياه منتقل شود و از طريق فعاليت هاي شيميايي مختلف به ساختارهاي آلي مانند نوکلئيک اسيد ها (DNA وRNA)، فسفو ليپيد ها، فسفو پروتئين ها، قندهاي فسفاته، آنزيم ها و ترکيبات فسفاته سرشار از انرژي مانند آدنوزين تري فسفات (ATP) ملحق شود. فسفر در فرايند روزانه گياهان نقش حياتي دارد که شامل انتقال انرژي مي باشد. فسفات پر انرژي بخشي از ساختار شيميايي ADP وATP مي باشد که منبع ذخيره اي انرژي است و تعداد زيادي از واکنش هاي شيميايي را به راه مي اندازد Dadrawal, 1977)).

1-1-5- نقش فسفر در گياه
فسفر بعد از نيتروژن مهمترين عنصر غذايي ضروري و پرمصرف مورد نياز گياه بوده و به دو شکل آلي (اسيدهاي نوکلئيک، فسفوليپيدها، فسفوپروتئين‌ها، فسفات‌هاي اينوزيتول و قندهاي فسفري) و معدني (عمدتاً فسفات‌هاي کلسيم، منيزيم، آهن و آلومينيوم) در خاک‌ها يافت مي‌شود ومهم ترين نقش آن در فرآيند توليد و انتقال انرژي است (Subbarao, 1988). فسفر به عنوان يك عنصر ساختماني در ساخت اسيدهاي نوكلئيك نقش دارد و اين اسيد‌ها ناقل اطلاعات ژنتيكي در گياه مي‌باشند و عمده‌ترين ماده‌اي است كه سبب خاصيت اسيدي اسيدنوكلئيك مي‌شود. فسفر در انتقال ‌انرژي در درختان ميوه نقش دارد بنابر اين در‌ فعاليت متابوليكي گياه نقش داشته و بطور غير مستقيم بر عملكرد محصولات از اين طريق تأثير مي‌گذارد. فسفر بصورت تركيبات آلي فيتات در گياه ذخيره مي‌شود و به همراه ساير عناصر در ساختمان دانة گرده شركت دارد و مهمترين عنصر در توليد محصول مي‌باشد و در تشکيل گل و دانه بندي اهميت زيادي دارد و همچنين بر توليد‌ اندام‌هاي زايشي اثر افزايشي دارد (خاوازي و همکاران، 1384).
عباسزاده (1388) گزارش کرد سويه هايي از باکتري هاي حلال فسفري که کمترين ميزان افزايش فسفر را نسبت به شاهد نشان داده است، کمترين تعداد سنبله درخوشه را نيزدارا مي‌باشد و ساير سويه‌ها که افزايش زيادي در ميزان فسفر را دارا مي‌باشند، بيشترين افزايش تعداد سنبله در خوشه را نشان مي‌دهد. نيز نشان داده است سويه هايي که بيشترين ميزان فسفر را دارا مي‌باشد بيشترين تعداد دانه در سنبله را نيز به خود اختصاص داده است.
فسفر در همه‌ي فرآيندهاي بيوشيميايي، ترکيب کارمايه زا و کارهاي انتقال کارمايه دخالت دارد. افزون بر اين فسفر جزئي از پروتئين ياخته بوده و به عنوان بخشي از پروتئين هسته، غشاء ياخته‌اي و اسيدهاي نوکلئيک نقشي ويژه دارد (خاوازي و همکاران، 1384). بعلاوه فسفر جزيي از ساختار فسفوپروتئين‌ها، DNA، RNA، فسفوليپيدها، قندهاي فسفردار، فيتين و ساير تركيبات آلي فسفردار است.
فسفات در تنظيم فتوسنتز و فعاليت گره‌ها (غلامي و کوچکي، 1380) نقش داشته و از اين طريق موجب افزايش رشد و نمو گياه مي‌گردد چرا که فسفر جزئي از ADP و ATP که هدايت اکثر ترکيبات فيزيولوژيکي در گياه را بر عهده دارند (فاجريا، 1942) و همچنين پورصالح، 1373 اعلام کرد فسفر باعث بهتر پنجه زدن و زودرسي برنج مي‌گرددو نشاسته آن را افزايش مي‌دهد. (خاوازي و همکاران، 1384).
وزن دانه يکي ديگر از اجزاء تشکيل دهنده عملکرد محسوب مي‌شود که بيشترتحت تاثير ژنوتيپ مي‌باشد البته شرايط محيطي به ويژه شرايط پس از مرحله تشکيل دانه تاثير قابل ملاحظه‌اي بر روي وزن هزاردانه مي‌گذارد (Mertens and Hess,1985).
با توجه به نتايج کسب شده در تحقيق عباس زاده (1388) و تحقيق‌هاي مشابه انجام شده، باکتري‌هاي محرک رشد در جذب آب و عناصر غذايي به ويژه فسفر و انتقال آن‌ها به سلول‌هاي گياهي سبب بهبود رشد و افزايش فتوسنتز مي‌شوند. در نتيجه در مرحله پرشدن دانه، شيره پرورده کافي به دانه‌ها منتفل شده و دانه‌هاي درشت با وزن قابل قبول توليد مي‌گردند و از اين رو وزن هزار دانه افزايش مي‌يابد.

1-1-6 جذب فسفر
فسفر عنصري ضروري است که به شکل فسفات از خاک جذب مي‌شود و اشکال H2PO4 – و HPO4–، بيشتر از اشكال ديگر جذب مي‌شود. ; Hammond et al, 2004; Raghothama, 2005) (Vanco et al,2003 .
و قسمت اعظم فسفر در خاک به فرم فسفات‌هاي نامحلول مي‌باشد (Alla-Abd, 1994)، از طرف ديگر هنگام مصرف کود‌هاي شيميايي بخش قابل ملاحظه اي از فسفر به فرم ترکيب‌هاي نامحلول در خاک تثبيت مي‌گردد. لذا اکثر خاک‌هاي کشاورزي حاوي مقادير زيادي از ذخاير فسفر نامحلول مي‌باشند (Rodriguez et al ; 1999) فسفر در خاك بصورت سنگ فسفات، خاك فسفات و تركيبات آلي فسفات وجود دارد و شكل معدني آن بيشتر از شكل آلي مي‌باشد. ميزان فسفر بخصوص به شكل آلي در افقهاي سطحي بيشتر از افقهاي زيرين خاك مي‌باشد. مقدار متوسط آن در خاك 22/0 تا 1 درصد مي‌باشد و متوسط غلظت آن در گياه 1/0 تا 5/0 درصد وزن خشک گياه مي‌باشد. و يكي از نامحلول ترين و سخت متحرك ترين عناصر در خاك مي‌باشد و pH خاك در جذب آن بسيار مؤثر است. مناسب ترين pH براي جذب فسفر از خاك توسط درختان ميوه 5/6 تا 7 مي‌باشد (فاجريا، 1949). فسفر اثر رقابتي با ساير عناصر دارد بطور مثال محققين معتقدند كه افزايش بيش از حد فسفر باعث اختلال در جذب آهن و يا بروز علائم كمبود آن شود. همچنين كلسيم زياد در خاك (خاكهاي آهكي ) باعث كاهش فسفر قابل دسترس براي درختان ميوه مي‌شود و يا ازت بطور غير مستقيم باعث افزايش جذب فسفر توسط گياه مي‌شود. (ملكوتي، 1378).
وجود مقادير کافي فسفر سبب ازدياد رشد گياه مي گردد. فسفر کافي، همچنين باعث زودرسي محصول به خصوص در غلات مي گردد. فسفر نيز عنصري متحرک مي باشد و کمبود آن سبب کاهش شديد در رشد کلي مي گردد. علاوه بر اين، فسفر در ميزان جذب عناصر كم مصرف فلزي توسط ريشه گياه نيز نقش دارد و ميزان جذب اين عناصر را افزايش مي‌دهد.فسفر به عنوان يك عنصر ساختماني در ساخت اسيدهاي نوكلئيك نقش دارد و اين اسيد‌ها ناقل اطلاعات ژنتيكي در گياه مي‌باشند. فسفر عمده ترين ماده‌اي است كه سبب خاصيت اسيدي اسيدنوكلئيك مي‌شود. فسفر در انتقال انرژي در درختان ميوه ‌ نقش دارد‌. بنابراين در فعاليت متابوليكي گياه نقش داشته و بطور غير مستقيم بر عملكرد محصولات از اين طريق تأثير مي‌گذارد. فسفر بصورت تركيبات آلي فيتات در گياه ذخيره مي‌شود و به همراه ساير عناصر در ساختمان دانة گرده شركت دارد. اين عنصر در تشكيل بذر نقشي اساسي داشته و به مقدار زياد در بذر و ميوه يافت مي‌شود. افزايش بيش از حد اين ماده در محصولات باغي احتمالا باعث كاهش كيفيت غذايي آن مي‌شود (كه مربوط به نسبت اسيد فيتيك به روي مي‌باشدCheristensen and Jackson, 1989)).

1-1-7- چرخه فسفر
فسفر بر خلاف عناصر قبلي، عنصري است که منشأ در اتمسفر ندارد و قسمت عمده موجود در مخازن مختلف در سطح کره زمين در چرخه غير فعال وجود دارد و آن به لحاظ ماهيت رسوبي بودن اين عنصر است. در چرخه فعال در حالتي ميتوان P را پيدا کرد که توليد کننده ها و يا مصرف کننده هاي آبزي وجود داشته باشند به لحاظ اين که اين فسفر توسط پلانکتونها و در نهايت ماهيها جذب ميشود. بنابراين در شهرهايي که مصارف ماهي زياد است يا فرآورده هاي آنها بيشتر مصرف ميشود، مقدار زيادي فسفر را مجدداً به خشکيها بر ميگردانند. با توجه به آبشويي بالاي p، احتمال اينکه اين عنصر در آيندهاي نزديک بعنوان يک عامل محدود کننده مطرح شود زياد است که پيشنهاد ميشود فاضلابهاي شهري با تغييراتي جهت مصارف آبياري کشاورزي استفاده شود. فسفر منشأ رسوبي دارد. گردش هاي فسفر، گوگرد، پتاسيم، منيزيم و کلسيم و آهن، گردشهاي رسوبي هستند. در گردش فسفر، پوسته زمين نقش ذخيره اصلي را بازي مي کند. بطور کلي چرخه فسفر چرخه ناقصي است که فقط بخشي از آن مجدداً در فاز آلي يا زنده وارد ميگردد.

شکل(1-1) چرخه فسفر
1-1-8- برهمکنش فسفر با ديگر عناصر
بر طبق مطالعات هدج در سال 1989 مشخص شده است که با افزايش ميزان نيتروژن در پياز غلظت فسفر کاهش مي‌يابد (Hedge, 1989). با افزايش نيتروژن غلظت فسفر گياه کاهش مي‌يابد به علت آن که جذب فسفر به صورت آنيون فسفات صورت مي‌گيرد، احتمالاً افزايش نيتروزن خاک و به دنبال آن افزايش نيترات در خاک مي‌تواند يک اثر رقابتي با آنيون داشته باشد و مانع جذب آن شود. وقتي رشد گياه با افزايش غلظت نيتروژن افزوده شود غلظت عناصر غذايي ديگر از جمله فسفر در‌ اندام‌هاي هوايي و ريشه کاسته مي‌شود که به اثر رقت معروف است (Cheristensen and Jackson, 1989). منيزيم جذب ساير عناصر غذايي گياه به خصوص فسفر را تنظيم مي‌كند و در توليد هيدرات‌هاي كربن يا مواد قندي موثر است. در نتيجه سبب افزايش رشد و عملكرد گياه مي‌شود (ملكوتي، 1378). هم‌چنين در اثر مصرف زياد فسفر به دليل اثر آنتا‌گونيستي فسفر با روي، كمبود روي در گياه بروز مي‌کند. بهترين عنصري که با فسفر اثر آنتا‌گونيستي داشته، عنصر روي است که بر اثر مصرف زياد فسفر در کشور ما كمبود روي(Zn)، آهن (Fe) و منگنز (Mn) تشديد مي‌شود. از وظايف كلسيم در گياه مي‌توان كمك به ساخت پروتئين به عنوان كوآنزيم برخي آنزيم‌ها در مسير سنتز پروتئين نام برد. گزارش شده است که اسيد‌هاي آلي ممکن است کمپلکس‌هاي محلول با يون‌هاي فلزي و پيوند شده با فسفر از قبيل کلسيم، آلومينيوم و آهن تشکيل دهند و بدين طريق باعث جذب عناصر و آزاد سازي فسفر گردند (Omar, 1998).

1-1-9- مشکلات مصرف زياد فسفر
بر اثر مصرف زياد فسفر، گياه دچار مسموميت فسفري مي‌شود و يا تعادل تغذيه‌اي گياه بهم مي‌خورد. هم‌چنين در اثر مصرف زياد فسفر به دليل اثر آنتا‌گونيستي فسفر با روي، كمبود روي در گياه بروز مي‌کند. بهترين عنصري که با فسفر اثر آنتا‌گونيستي داشته، عنصر روي است که بر اثر مصرف زياد فسفر در کشور ما كمبود روي (Zn)، آهن (Fe) و منگنز (Mn) تشديد مي‌شود.

1-1-10- کمبود فسفر
مقدار کافي فسفر باعث عملکرد بالا، رشد و نمو مناسب گياه مي شود. وقتي مقدار فسفر محدود شود بيشترين اثرش بر روي کاهش سطح برگي و تعداد برگها نمايان مي شود. همچنين تاثير آن روي رشد جوانهها بيشتر از رشد ريشه است که منجر به کاهش نسبت وزن خشک جوانه به ريشه ميشود. همچنين باعث کاهش توده ريشه و در نتيجه کاهش جذب آب و مواد غذائي نيز ميگردد. به طور کلي کمبود فسفر باعث کاهش سرعت پردازش و بهرهوري از کربو هيدرات ميشود در حالي که توليد کربوهيدرات از طريق فتوسنتز ادامه دارد. در نتيجه اين فرآيند، افزايش تدريجي کربوهيدراتها و رنگ سبز تيره برگها ايجاد
ميشود. در بعضي گياهان کمبود فسفر باعث رنگ بنفش ميشود، مانند گوجه فرنگي. چون فسفر در گياه به صورت سيال است وقتي که گياه داراي کمبود فسفر است، برگهاي پيرتر به برگهاي مريستمي فعال انتقال مييابد و اثر اين کمبود در بخشهاي پائيني گياه (پيرتر) نمايان مي شود، علائم کمبود فسفر برخلاف علائم کمبود ازت، خيلي روشن و واضح نيست. معمولاً بر اثر کمبود فسفر، رنگ برگ‌ها سبز تيره مي‌گردد و يک ته رنگ بنفشي در آن‌ها ايجاد مي‌شود. (خاوازي و همکاران، 1384).

1-1-11- علائم كمبود فسفر
فسفر يکي از عناصر غذايي پر مصرف مهم (ضروري) مي‌باشد که کمبود آن رشد گياه را به شدت محدود مي‌کند. قسمت اعظم فسفر در خاک به فرم فسفات‌هاي نامحلول مي‌باشد (Alla-Abd, 1994)، از طرف ديگر هنگام مصرف کود‌هاي شيميايي بخش قابل ملاحظه اي از فسفر به فرم ترکيب‌هاي نامحلول در خاک تثبيت مي‌گردد. لذا اکثر خاک‌هاي کشاورزي حاوي مقادير زيادي از ذخاير فسفر نامحلول مي‌باشند (Rodriguez et al ; 1999) زماني که گياه دچار کمبود فسفر مي‌شود، ورود کربوهيدرات‌ها را به ريشه افزايش مي‌دهد. اين امر موجب افزايش نسبت Root/Shoot مي‌شود. همچنين مورفولوژي ريشه را از طريق افزايش سرعت رشد ريشه‌هاي جانبي و توليد سيستم ريشه‌اي بلندتر تغيير مي‌دهند. به علاوه کمبود فسفر موجب افزايش پروتئين‌هاي انتقال دهنده فسفات شده و خروج اسيدهاي آلي،RNA آزها و فسفاتازها افزايش مي‌يابد (عباس زاده، 1388). گاهي علائم كمبود فسفر شبيه ازت مي‌باشد. در كمبود فسفر رشد بخش هوايي و ريشه هر دو كند و يا متوقف مي‌شود. برگها كوتاه، باريك و نازك مي‌شوند و در اين حالت دمبرگ ها زاوية كوچكي را با شاخه تشكيل مي‌دهند. رشد طولي گياه عمودي بوده و شاخه‌هاي جانبي كمتر رشد مي‌يابند. تعداد برگها كاهش يافته وجوانه‌ها مي‌ميرند و تعداد شكوفه‌ها كاهش مي‌يابد بنابراين از محصول ميوه نيز كاسته مي‌شود. برگها به رنگ سبز تيره مايل به آبي يا ارغواني در‌ مي‌آيند و گاهي لكه‌ها و يا نوارهايي به همين رنگ بر روي پهنك برگ ظاهر مي‌شود. رنگ ارغواني كه مربوط به مادة آنتوسيانين مي‌باشد از مشخص ترين علائم كمبود فسفر در درختان ميوه مي‌باشد. كمبود فسفر فعل و انفعالات سوخت و ساز نظير تبديل قند به نشاسته را متوقف مي‌سازد و در نهايت آنتوسيانين در برگ تشكيل مي‌شود. علائم كمبود در برگهاي پير مشاهده مي‌شود و برگهاي جوان سرشاخه‌ها به رنگ سبز طبيعي باقي مي‌مانند. در هنگام كمبود فسفر در بعضي از ميوه ها، گوشت ميوه نرم و شيرة ميوه خيلي ترش و خاصيت انباري آن كاهش مي‌يابد. (خاوازي و همکاران، 1384).

1-1-12- مشكلات مصرف زياد فسفر
بر اثر مصرف زياد فسفر، گياه دچار مسموميت فسفري مي‌شود و يا تعادل تغذيه‌اي گياه بهم مي‌خورد. هم‌چنين در اثر مصرف زياد فسفر به دليل اثر آنتا‌گونيستي فسفر با روي، كمبود روي در گياه بروز مي‌كند. بهترين عنصري كه با فسفر اثر آنتا‌گونيستي داشته، عنصر روي است كه بر اثر مصرف زياد فسفر در كشور ما كمبود روي (Zn)، آهن (Fe) و منگنز (Mn) تشديد مي‌شود.

1-1-13- راههاي جلوگيري از كمبود و بيش بود فسفر
كودهاي رايج براي مصرف در باغهاي ميوه عبارتند از سوپر فسفات ساده، سوپر فسفات تريپل، فسفات آمونيوم و دو كود جديد كه اخيراً به مصرف مي‌رسد يعني بيوفسفات طلايي و كود فسفاته ميكروبي مي‌باشد. سوپر فسفات ساده حاوي 20درصد (P2O)5 و سوپر فسفات تريپل حاوي 46درصد (P2O)5 هستند. مونوفسفات آمونيوم داراي 11درصد ازت و 48درصد (P2O)5 است. فسفات هاي آمونيوم به دليل داشتن عيار بالاي مواد غذايي و تمايل كم به جذب رطوبت و كلوخه شدن، مصرف بيشتري دارند. بيوفسفات طلايي با داشتن‌20درصد (P2O)5، گوگرد و روي و كود فسفاتة ميكروبي پودري با داشتن حدود 20درصد (P2O)5 گوگرد و روي به عنوان كودهاي مناسب فسفر دار براي مصرف در باغهاي ميوه شناخته شده اند. از آنجايي كه حركت فسفر در خاك به سختي صورت مي‌گيرد توصيه مي‌شود در هنگام احداث باغهاي ميوه و كاشت نهالها حتماً در بستر كاشت از كودهاي فسفاته (در صورت نياز خاك) استفاده شود. همچنين در باغهاي احداث شده و بارور بصورت چالكود و يا كانال كود مي‌توان از كودهاي فسفاته استفاده نمود. مصرف کودهاي فسفاته تأثيري بر آفات و بيماريهاي درختان ميوه نداشته ولي بعلت اثر رقابت، در جذب ساير عناصر غذايي مؤثر خواهد بود.
امروزه استفاده از قارچها و باکتريهاي محرک رشد(PGPR) نيز از اهميت بسزايي برخوردار است. Aspergillus و Penicillium از جنس‌هاي مهم قارچ‌هاي حل کننده فسفات‌هاي نامحلول (Motsara et al, 1995) و باکتري‌هاي جنس Bacillus و Pseudomonas از انواع مهم باکتري‌هاي حل کننده‌ي فسفات (PRB) مي‌باشند (1992; Schinner and Ilme ; Motsara et al, 1995) گزارش شده است که برخي از سويه‌هاي معيني از باکتري‌هاي ريزوبيومي نيز مي‌توانند فسفات‌هاي آلي و غير آلي نامحلول را حل کنند (Abd-Alla, 1994). تحقيقات نشان داده‌اند که عمده ميکروارگانيسم‌هاي حل کننده فسفات‌هاي آلي در ريزوسفر گياهان متمرکز مي‌باشند (Gaur, 1990).
مزاياي تلقيح گياه با باکتري‌هاي محرک رشد شامل افزايش شاخص‌هاي متعددي مانند سرعت جوانه‌زني، رشد ريشه، ميزان توليد در واحد سطح، بيوکنترل عوامل بيماري زا، سطح برگ، محتوي کلروفيل، مقاومت به خشکي، وزن ريشه و‌ اندام هوايي و فعاليت ميکروبي مي‌باشد ((Lucy et al ; 2004. باکتري‌هاي محرک رشد عمدتا همان باکتري‌هاي ريزوسفري و يا به عبارتي باکتري‌هاي هميار با گياهان هستند که ممکن است به صورت آزاد هم در خاک حضور داشته باشند.آزادسازي فسفر از فرم‌هاي ميکروارگانيسم‌هاي حل کننده فسفات (PSMs) نقش بسيار مهمي در حلاليت ترکيبات نامحلول فسفر در خاک ايفاء مي‌کنند. استفاده از PSMs براي بسياري ازمحصولات از جمله گندم و ذرت آزمايش شده و نتايج خوبي به دست آمده است. استفاده از PSMs در مقايسه با خريد کودهاي شيميايي مقرون به صرفه است. تحقيقات نشان مي‌دهد که از اين کود ميکروبي مي‌توان براي کاهش مصرف کود فسفره تا مرز 50درصد استفاده نمود (عباس زاده، 1388).

1-1-14- تثبيت فسفرچيست؟
تثبيت فسفر يا اصطلاحاً P-Fixation يك فرايند شيميايي است كه فسفر از حالت محلول به حالت نا محلول تبديل مي‌شود. به عبارت ديگر تبديل فسفر محلول به فسفر نا محلول و غير قابل استفاده براي گياه را اصطلاحاً تثبيت فسفر گويند. تثبيت فسفر يك تثبيت زيان‌آور و مضر در تغذيه گياه است كه اين تثبيت هم در خاك‌هاي اسيدي و هم در خاك‌هاي قليايي اتفاق مي‌افتد. در خاك‌هاي اسيدي، يون‌هاي آهن و آلومينيوم باعث تثبيت فسفر مي‌شوند و فسفر به شكل نا محلول در مي‌آيد. در خاك‌هاي آهكي و قليايي (مثل شرايط ايران) يون كلسيم و تا حدودي كربنات كلسيم موجب تثبيت فسفر مي‌شود و در نتيجه حلاليت كود مصرف شده كم، و كود براي گياه غير قابل استفاده مي گردد (خاوازي و همکاران، 1384).

1-1-15- روش‌هاي كاهش تثبيت فسفر
تنظيم زمان مصرف كود براي كاهش تثبيت فسفر، بايد زمان مصرف كود با زمان نياز گياه تنظيم شود. مصرف كودهاي فسفري همزمان با كاشت، تا حدود زيادي تثبيت را كاهش مي‌دهد. روش مصرف كود در خاك‌هايي كه ظرفيت تثبيت بالا است روش شياري يا نواري پخش كودهاي فسفري بهتر از روش پخش در تمام سطح است.فسفر به صورت يون‌هاي – H2PO42 و- H2PO4 توسط گياه جذب مي‌شود. مهم‌ترين عامل در قابليت جذب فسفر توسط گياه PH خاك است. بيشترين غلظت فسفر قابل جذب در محدوده


دیدگاهتان را بنویسید