کود هاي زیستی و ارتباط با محیط زیست

بروز مشكلات‌ اقتصادی‌ و زیست‌ محیطی‌ ناشی‌ از مصرف‌ بی‌ رویه‌ كودهای‌ شیمیایی‌ و نیز توجه‌ به ‌قابلیت‌های‌ ذاتی‌ بسیار جالب‌ و متنوع‌ موجودات‌ خاكزی‌ و به‌ ویژه‌ میكروارگانیسم‌ها موجب‌ گردیده‌ كه‌ یكی‌ از مهمترین‌ و كاربردی‌ ترین‌ زمینه‌های‌ مورد تحقیق‌ در مطالعات‌ علمی‌ روز، تلاش‌ برای‌ تولید كودهای ‌زیستی‌ باشد. كودهای‌ زیستی‌ به‌ مواد حاصلخیز كننده‌ای‌ اطلاق‌ می‌شود كه‌ حاوی‌ تعداد كافی‌ از یك‌ یا چند گونه‌ از ارگانیسم‌های‌ مفید خاكزی‌ هستند كه‌ روی‌ مواد نگهدارنده‌ مناسبی‌ عرضه‌ می‌شوند.
این‌اصطلاح‌ گاهی‌ برای‌ موادی‌ كه‌ فقط حاوی‌ فراورده‌های‌ این‌ موجودات‌ هستند نیز بكار برده‌ می‌شود. كودهای‌ زیستی‌ یا بیولوژیك‌ بصورت‌ مایه‌ تلقیح‌ میكروبی‌، برای‌ تامین‌ یك‌ یا چند عنصر غذایی‌ مورد نیاز گیاه‌، نیز تعریف‌ می‌شوند. این‌ مواد بصورت‌ تلقیح‌ با بذر، خاك‌ و یا كودهای‌ آلی‌ (كمپوست‌) مصرف‌ می‌شوند.

الف‌) تثبیت‌ بیولوژیكی‌ ازت‌:

باسابقه‌ترین‌ و در حال‌ حاضر رایج‌ترین‌ انواع‌ كودهای‌ زیستی‌، مربوط به‌ باكتری‌های‌ تثبیت‌ كننده‌ ازت‌ است‌ كه‌ از بین‌ آنها انواعی‌ كه‌ توان‌ برقراری‌ ارتباطهای‌ همزیستی‌ با گیاهان‌ را دارند به‌ دلیل‌ كارایی‌ بیشتر درجذب‌ مقدار قابل‌ توجهی‌ ازت‌ مولكولی‌، كاربرد وسیع‌تری‌ پیدا كرده‌اند. در سطح‌ جهانی‌، مجموع‌ مقدار ازتی‌ كه‌ از طریق‌ این‌ همزیستی‌ به‌ خاك‌ اضافه‌ می‌شود حدود ۷۰ تا ۸۵ میلیون‌ تن‌ در سال‌ برآورد شده‌است‌.
به‌ عبارت‌ دیگر، حدود ۶۵ درصد كل‌ ازت‌ مصرفی‌ در كشاورزی‌ از طریق‌ تثبیت‌ بیولوژیكی‌ صورت‌ می‌گیرد و این‌ امر در تولید محصولات‌ زراعی‌ در كشاورزی‌ پایدار حائز اهمیت‌ است‌. یعنی‌ این‌همزیستی‌ دارای‌ پتانسیل‌ لازم‌ برای‌ پایداری‌ خاك‌ است‌ كه‌ می‌تواند در رفع‌ كمبود دو نیاز اساسی‌ خاك‌ یعنی‌ ماده‌ آلی‌ و ازت‌ كاملا موثر باشد.
در چند دهه‌ اخیر با توجه‌ به‌ افزایش‌ جمعیت‌ و تقاضای‌ روزافزون‌برای‌ موادغذایی‌، از كودهای‌ شیمیایی‌ به‌ عنوان‌ ابزاری‌ برای‌ نیل‌ به‌ حداكثر تولید در واحد سطح‌ استفاده‌ بی‌رویه‌ شده‌ كه‌ از جمله‌ زیان‌ها و پیامدهای‌ آن‌ علاوه‌ بر اتلاف‌ سرمایه‌ و خسارات‌ مالی‌، شامل‌ آلودگی‌منابع‌ آبی‌ و خاكی‌، بر هم‌ خوردن‌ تعادل‌ عناصر غذایی‌ در خاك‌، كاهش‌ بازده‌ محصولات‌ كشاورزی‌ در اثر كمبود یا سمی‌ بودن‌ بعضی‌ عناصر، تجمع‌ مواد آلاینده‌ (نظیر نیترات‌) در اندام‌های‌ مصرفی‌ محصولات‌زراعی‌ و به‌ طور كلی‌ به‌ خطر افتادن‌ حیات‌ و سلامتی‌ انسان‌ها و سایر موجودات‌ زنده‌ بوده‌ است‌.
بروز مشكلات‌ اقتصادی‌ و زیست‌ محیطی‌ ناشی‌ از اتلاف‌ كودهای‌ شیمیایی‌ ازته‌ (در نتیجه‌ فرایندهایی‌ چون ‌تصاعد آمونیاك‌، دنیتریفیكاسیون‌ و آبشویی‌ نیترات‌) نیز ایجاب‌ نموده‌ كه‌ در سال‌های‌ اخیر سیستم‌های‌ بیولوژیك‌ تثبیت‌ كننده‌ ازت‌ به‌ عنوان‌ بخشی‌ از برنامه‌های‌ كشاورزی‌ پایدار جایگزین‌ كودهای‌ شیمیایی‌گردد.
رایج‌ترین‌ این‌ سیستم‌ها را همزیستی‌ ریزوبیوم‌ - لگومینوز تشكیل‌ می‌دهد. امروزه‌ رایج‌ترین‌ كودهای‌ میكروبی‌ عرضه‌ شده‌ در سطح‌ وسیع‌ تجارتی‌ مربوط به‌ باكتری‌های‌ تثبیت‌ كننده‌ ازت‌ و مهمترین‌انواع‌ مورد توجه‌ برای‌ استفاده‌های‌ عملی‌ شامل‌ ریزوبیوم‌ها در همزیستی‌ با لگومینوزها، فرانكیا با انواعی‌ از گیاهان‌ چوبی‌ غیر لگومینوز، آزوسپیریلوم‌ برای‌ غلات‌ و سیانو باكترها به‌ حالت‌ آزاد و یا همزیست‌ باآزولا برای‌ شالیزارهاست‌. نقش‌ ریزوبیوم‌ها در ارتقای‌ سطح‌ حاصلخیزی‌ خاك‌ بیش‌ از یك‌ قرن‌ است‌ كه‌ مورد توجه‌ بوده‌ و امتیاز این‌ باكتری‌ بر سایر دی‌ ازوتروفها، انجام‌ تثبیت‌ ازت‌ با پتانسیل‌ بسیار زیاد (درمواردی‌ حدود ۸۰۰ كیلو گرم‌ در هكتار در سال‌) در حالت‌ همزیستی‌ با خانواده‌ بقولات‌، به‌ عنوان‌ یكی‌ از وسیع‌ترین‌ خانواده‌ سلسله‌های‌ گیاهی‌ است‌. بخش‌ عمده‌ بررسی‌ها و پژوهش‌های‌ علمی‌ دربیوتكنولوژی‌ خاك‌ نیز بر روی‌ این‌ باكتری‌ صورت‌ گرفته‌ كه‌ از نظر تنوع‌ متابولیك‌، فیزیولوژیك‌ و اكولوژیك‌ در بین‌ سایر باكتری‌ها بسیار جالب‌ و شگفت‌انگیز است‌.
گرچه‌ توان‌ تثبیت‌ بیولوژیكی‌ ازت‌ مولكولی‌،خصوصیت‌ مشترك‌ همه‌ باكتری‌های‌ ریزوبیوم‌ است‌ اما در بین‌ سویه‌ها از نظر كارایی‌ و راندمان‌ تثبیت‌ ازت‌ (یعنی‌ مقدار ازت‌ تثبیت‌ شده‌ بازا هر واحد انرژی‌ دریافتی‌ از گیاه‌ میزبان‌) تفاوت‌ قابل‌ ملاحظه‌ای‌ وجوددارد. توان‌ مقاومت‌ در برابر تنش‌های‌ محیطی‌ (مانند شوری‌، خشكی‌، دما، آلودگی‌ خاك‌ با سموم‌ و فلزات‌ سنگین‌) نیز در سویه‌های‌ ریزوبیوم‌ متفاوت‌ است‌ و این‌ مشخصات‌ عمومی‌ و خصیصه‌های‌ حیاتی‌بایستی‌ در انتخاب‌ سویه‌ مورد نظر برای‌ استفاده‌ در شرایط خاص‌ مورد توجه‌ قرار گیرد.
یكی‌ از استفاده‌های‌ علمی‌ از این‌ موجودات‌ خاكزی‌ تولید تجارتی‌ مایه‌ تلقیح‌ ریزوبیوم‌ و تلقیح‌ آن‌ به‌ خاك‌ و یا بذربقولات‌ می‌باشد كه‌ در بعضی‌ كشورها مرسوم‌ شده‌ است‌.

تولید مایه‌ تلقیح‌ ریزوبیومی‌ در طی‌ چند مرحله‌ اساسی‌ زیر صورت‌ می‌گیرد:
 ۱ -جمع‌ آوری‌ و تفكیك‌ سویه‌های‌ جداسازی‌ شده‌: یكی‌ ازضروری‌ترین‌ مشخصه‌ها كه‌ باید به‌ عنوان‌ یك‌ معیار اصلی‌ مبنای‌ انتخاب‌ قرار گیرد، توان‌ رقابت‌ آن‌ با سویه‌های‌ ضعیف‌ و كم‌ تاثیر بومی‌ خاك‌ است‌ تا مایه‌ تلقیح‌ تهیه‌ شده‌ از آن بتواند ارزش‌ كاربرد در سطح‌مزارع‌ را داشته‌ باشد، بنابراین‌ تفكیك‌ سویه‌های‌ ریزوبیومی‌ یكی‌ از اساسی‌ترین‌ مراحل‌ تولید مایه‌ تلقیح‌ بوده‌ و در این‌ رابطه‌ از روش‌های‌ آنتی‌بیوتیكی‌، سرولوژیكی‌، ریزوبیوفاژ، و ژنتیكی‌ استفاده‌ می‌شود.روش‌ ژنتیكی‌ نسبت‌ به‌ سایر روش‌ها از دقت‌ و كارایی‌ بیشتری‌ برخوردار است‌ و به‌ عنوان‌ مثال‌، روش‌ تجزیه‌ پروفیل‌ پلاسمیدPPA) ) به‌ عنوان‌ بهترین‌ و سریع‌ترین‌ روش‌ تفكیك‌ سویه‌های‌ سینوریزوبیوم‌ملیلوتی‌ توصیه‌ شده‌ است‌.
(پلاسمیدها در داخل‌ سلول‌ باكتری‌ حامل‌ مواد ژنتیكی‌ بوده‌ و بسیاری‌ از ژن‌های‌ ضروری‌ برای‌ رشد باكتری‌ در شرایط نامساعد محیطی‌ توسط پلاسمیدها حمل‌ می‌شوند.) لازم‌ به‌ذكر است‌ كه‌ گرچه‌ تلاش‌های‌ زیادی‌ در سال‌های‌ اخیر جهت‌ اصلاح‌ ژنتیكی‌ سویه‌های‌ ریزوبیوم‌ انجام‌ شده‌ ولی‌ اكثر دست‌ آوردهای‌ مهندسی‌ ژنتیك‌ به‌ دلیل‌ ناتوانی‌ در رقابت‌ با سویه‌های‌ بومی‌ خاك‌، درشرایط مزرعه‌ چندان‌ موفق‌ نبوده‌ و بنابراین‌ بخش‌ مهمی‌ از برنامه‌های‌ تحقیقاتی‌ در جهت‌ شناخت‌ بیولوژی‌ ریزوسفر و فاكتورهای‌ موثر بر كلنیزاسیون‌ ریشه‌ متمركز شده‌ و بخش‌ دیگری‌ نیز در جهت‌ اصلاح‌ژنتیكی‌ گیاه‌ میزبان‌ برای‌ یافتن‌ ژنوتیپ‌های‌ با پتانسیل‌ سمبیوتیك‌ بالاتر و تعیین‌ روش‌های‌ زراعی‌ مناسب‌ به‌ منظور افزایش‌ كارایی‌ سیستم‌ همزیستی‌ برنامه‌ریزی‌ شده‌اند.
۲ -تكثیر و تولید توده‌ سلولی‌:
این‌ مرحله‌یكی‌ از پرهزینه‌ترین‌ قسمت‌های‌ تولید اینگونه‌ فرآورده‌های‌ میكروبی‌ می‌باشد، به‌ طوری‌ كه‌ در بسیاری‌ از كشورهای‌ تولید كننده‌ مایه‌ تلقیح‌، از مواد زائد و فرآورده‌های‌ فرعی‌ كارخانجات‌ صنایع‌ غذایی‌ به‌ عنوان‌محیط كشت‌ و تكثیر باكتری‌ استفاده‌ می‌شود (شركت‌ آمریكایی‌Lipha Tech  یك‌ مایه‌ تلقیح‌ مایع‌ تولید می‌نماید كه‌ بدلیل‌ جنبه‌های‌ اقتصادی‌، فرمولاسیون‌ آن‌ تا كنون‌ مخفی‌ مانده‌ ولی‌ توانایی‌ حفظ جمعیت‌باكتری‌ در فاز ثابت‌ رشد را دارد). در ایران‌ به‌ منظور قطع‌ واردات‌ و تولید مایه‌ تلقیح‌ سویا، چند ماده‌ ارزان‌ قیمت‌ جهت‌ بررسی‌ توان‌ تكثیر باكتری‌ انتخاب‌ و مورد آزمایش‌ قرار گرفته‌ كه‌ در این‌ میان‌ رقت‌ ۲۰%عصاره‌ جوMalt exrxct ) ) توانایی‌ افزایش‌ جمعیت‌ باكتری‌ را دارد.
 ۳ -تهیه‌ حامل‌ مناسب‌:
حامل‌ باكتری‌ به‌ مواد جامد، مایع‌ یا نیمه‌ جامدی‌ اطلاق‌ می‌شود كه‌ قادر به‌ حفظ جمعیت‌ مشخصی‌ از باكتری‌ مورد نظر در مدت‌معین‌ و به‌ تعداد قابل‌ قبولی‌ باشد. بنابراین‌ مهمترین‌ ویژگی‌ یك‌ حامل‌ توانایی‌ حفظ جمعیت‌ مناسبی‌ از باكتری‌ در فاصله‌ زمانی‌ تولید تا مصرف‌ آن‌ در مزرعه‌ می‌باشد. در بسیاری‌ از كشورهای‌ پیشرفته‌ مانندامریكا، كانادا، روسیه‌ و استرالیا از پیت‌ به‌ عنوان‌ حامل‌ استفاده‌ می‌شود كه‌ متاسفانه‌ در ایران‌ معادن‌ قابل‌ بهره‌برداری‌ ندارد و به‌ همین‌ دلیل‌ همواره‌ مایه‌ تلقیح‌ سویا از خارج‌ تهیه‌ می‌شود.
نتایج‌ آزمایشات‌ انجام‌شده‌ با كمپوست‌ باگاس‌، كمپوست‌ فیلتر كیك‌، ذغال‌ سنگ‌، بنتونیت‌ و ورمیكولیت‌ خام‌ نشان‌ داده‌ كه‌ تیمار كمپوست‌ باگاس‌ می‌تواند به‌ عنوان‌ حامل‌ جهت‌ مایه‌ تلقیح‌ سویا استفاده‌ شود. از جمله‌ سیستم‌های‌همزیستی‌ ریزوبیوم‌ - لگومینوز كه‌ در ایران‌ بیشتر مورد تحقیق‌ و بررسی‌ بوده‌ و می‌توان‌ به‌ آن‌ اشاره‌ كرد، همزیستی‌ گیاه‌ سویا با باكتری‌ برادی‌ ریزوبیوم‌ ژاپونیكوم (Bradyrhizobium japonicum) ،همزیستی‌ گیاه‌ یونجه‌ با باكتری‌ سینوریزوبیوم‌ ملیلوتی‌ (Sinorhizobium meliloti) ، همزیستی‌ گیاه‌ شبدر با باكتری‌ ریزوبیوم‌ تریفولی‌ (Rhizobium trifoli)و همزیستی‌ لوبیا و نخود با باكتری‌ریزوبیوم‌ لگومینوزاروم‌ (Rhizobium legumiosarom) است‌. این‌ سیستم‌های‌ همزیستی‌ می‌توانند علاوه‌ بر تامین‌ نیاز ازتی‌ گیاه‌ میزبان‌، در افزایش‌ حاصلخیزی‌ خاك‌های‌ زیر كشت‌ و یا تهیه‌ بخشی‌ ازازت‌ مورد نیاز گیاهان‌ در تناوب‌ زراعی‌ بسیار موثر باشند.
نكته‌ مهم‌ در برقراری‌ این‌ همزیستی‌ها انتخاب‌ موثرترین‌ باكتری می‌باشد كه‌ بتواند در شرایط خاك‌ مورد نظر با رقم‌ گیاهی‌ مورد تحقیق‌ دارای‌ حداكثربازده‌ باشد. ضمنا مصرف‌ بی‌ رویه‌ كودهای‌ ازته‌ در مراحل‌ مختلف‌ رشد گیاهان‌ بقول‌ نیز موجب‌ از بین‌ رفتن‌ و یا تضعیف‌ گره‌های‌ موجود در ریشه‌ می‌گردد كه‌ محتوی‌ میلیون‌ها باكتری‌ ریزوبیوم‌ هستند. این‌ مسئله‌در مزارع‌ یونجه‌ خوزستان‌ و لوبیا در همدان‌ كاملا مشهود است‌.
سیانو باكترها(Cianobacter) نیز یك‌ دسته‌ دیگر از میكروارگانیسم‌های‌ مهم‌ تثبیت‌ كننده‌ ازت‌ در خاك‌ می‌باشند كه‌ تحقیقات‌ جهانی‌ درباره‌آنها سابقه‌ طولانی‌ داشته‌ و هم‌ اكنون‌ در بسیاری‌ از كشورها به‌ عنوان‌ كود بیولوژیك‌ ازته‌ مصرف‌ می‌شوند. مطالعه‌ سیانو باكترها در شالیزارهای‌ شمال‌ ایران‌ جهت‌ امكان‌ كاربرد آنها در مزارع‌ برنج‌ نشان‌ داده‌ كه‌جنس‌های‌ مهم‌ و غالب‌ این‌ مناطق‌ شامل‌ آنابنا (در گرگان‌، ساری‌ و انزلی‌)، ایسلوتاریا (در رشت‌) و نوستوك‌ (در گرگان‌) است‌ كه‌ بررسی‌ قدرت‌ تثبیت‌ ازت‌ جنس‌های‌ فوق‌ نیاز به‌ مطالعات‌ تكمیلی‌ است‌. ازتوباكتر كروكوكوم‌(Azotobacter Crococum) نیز یك‌ باكتری‌ آزاد زی‌ تثبیت‌ كننده‌ ازت‌ است‌ كه‌ می‌تواند هورمون‌های‌ محرك‌ رشد گیاه‌ و بعضی‌ مواد كنترل‌ كننده‌ قارچ‌ها را سنتز كند. امروزه‌ بسیاری‌كشورها از كود ازتوباكتری‌ برای‌ محصولات‌ مختلف‌ از جمله‌ غلات‌، صیفی‌جات‌ و سبزیجات‌ استفاده‌ می‌كنند كه‌ دارای‌ اثرات‌ چشمگیری‌ بر روی‌ وزن‌ خشك‌ اندام‌های‌ هوایی‌، توسعه‌ سیستم‌ ریشه‌ای‌ وعملكرد گیاه‌ می‌باشد. تحقیقات‌ انجام‌ شده‌ در ایران‌ نشان‌ می‌دهد كه‌ این‌ باكتری‌ به‌ همراه‌ كود دامی‌ و كمپوست‌ دارای‌ اثرات‌ معنی‌ داری‌ بر روی‌ وزن‌ و تعداد خوشه‌های‌ گندم‌ بوده‌ و می‌تواند جایگزین‌ مناسبی‌برای‌ كودهای‌ ازته‌ باشد. آزوسپیریلوم‌ نیز می‌تواند به‌ طور همزیست‌ با گیاهان‌ مهم‌ زراعی‌ مانند انواع‌ غلات‌ (بخصوص‌ گندم‌ و ذرت‌) به‌ تثبیت‌ ازت‌ مولكولی‌ پرداخته‌ و به‌ عنوان‌ یك‌ كود بیولوژیك‌ مورد توجه‌قرار گیرد.
این‌ باكتری‌ توانایی‌ تولید هورمون‌های‌ رشد گیاهی‌ را نیز دارد و تلقیح‌ گیاه‌ با آن‌ می‌تواند موجب‌ افزایش‌ سیستم‌ ریشه‌ای‌ و افزایش‌ معنی‌دار وزن‌ خشك‌ ریشه‌ و اندام‌های‌ هوایی‌ گیاه‌ گردد. در ایران‌ تنهامورد استفاده‌ از كودهای‌ زیستی‌ ازته‌، مصرف‌ باكتری‌ برادی‌ ریزوبیوم‌ ژاپونیكوم‌ در زراعت‌ سویا و یا تلقیح‌ بذور سویا با نیتراژن‌ قبل‌ از كشت‌ است‌. این‌ امر موجب‌ تثبیت‌ ازت‌ و افزایش‌ جذب‌ آن‌ و در مواردی‌جذب‌ آهن‌ توسط گیاه‌ می‌گردد. هم‌ اكنون‌ بررسی‌هایی‌ جهت‌ جمع‌آوری‌ سویه‌های‌ بومی‌ ریزوبیوم‌، انتخاب‌ انواع‌ برتر و استفاده‌ از آنها برای‌ تولید مایه‌ تلقیح‌ سویا در داخل‌ كشور، به‌ منظور كاهش‌ مصرف‌كودهای‌ ازته‌ در دست‌ انجام‌ است‌ و با توجه‌ به‌ پتانسیل‌ با ارزش‌ بسیاری‌ دیگر از ریزوبیوم‌ها در تثبیت‌ ازت‌، رواج‌ مصرف‌ كودهای‌ شیمیایی‌ در كشت‌ گیاهان‌ میزبان‌ آنها بسیار عجیب‌ و غیر قابل‌ توجیه‌ به‌ نظرمی‌رسد.
امید است‌ با برنامه‌ریزی‌ دقیق‌ در جهت‌ اتكا به‌ همزیستی‌ مفید ریزوبیوم‌ها به‌ عنوان‌ منبع‌ اصلی‌ تامین‌ ازت‌ خاك‌ شاهد پایداری‌ خاك‌های‌ زیر كشت‌ كشورمان‌ باشیم‌. از جمله‌ برنامه‌های‌ وسیع‌ تحقیقاتی‌در جهان‌ به‌ منظور كاربرد بیشتر بیوتكنولوژی‌ در افزایش‌ سطح‌ حاصلخیزی‌ خاك‌ها می‌توان‌ به‌ تولید سوش‌های‌ میكروبی‌ با قدرت‌ تاثیر و كارایی‌ بیشتر (سوش‌های‌ برتر)، امكان‌ انتقال‌ ژن‌های‌ عامل‌ تثبیت‌ ازت‌مولكولی‌ به‌ سایر گیاهان‌ و یا به‌ سایر میكروارگانیسم‌ها، جستجوی‌ گونه‌ها و سوش‌های‌ جدید در مناطق‌ بررسی‌ نشده‌، و توسعه‌ توان‌ برقراری‌ همزیستی‌ تثبیت‌ ازت‌ از لگومینوزها به‌ سایر گیاهان‌ و بخصوص‌غلات‌ اشاره‌ كرد.
پاراسیونیا كه‌ تنها گیاه‌ غیر لگوم‌ همزیست‌ با ریزوبیوم‌هاست‌ به‌ عنوان‌ یك‌ الگو یا مدل‌ تجربی‌ منحصر به‌ فرد در بررسی‌های‌ مهندسی‌ ژنتیك‌، به‌ منظور تعمیم‌ پدیده‌ همزیستی‌ به‌ گیاهان‌ دیگر وبخصوص‌ امكان‌ ایجاد گره‌های‌ تثبیت‌ كننده‌ ازت‌ بر روی‌ ریشه‌ محصولات‌ استراتژیك‌ مورد استفاده‌ قرار دارد

ب‌) قارچ‌های‌ میكوریزا و میكروارگانیسمای‌ حل‌ كننده‌ فسفات‌:

یكی‌ از پایه‌های‌ اساسی‌ كشاورزی‌پایدار، استفاده‌ كارآمد از كودهای‌ شیمیایی‌ و بخصوص‌ كودهای‌ فسفاته‌ است‌. این‌ كودها دارای‌ تحرك‌ كمی‌ در خاك‌ بوده‌ و طی‌ واكنش‌هایی‌ با عناصر خاك‌ (تركیب‌ فسفات‌ با كلسیم‌، منیزیم‌، آهن‌، روی‌، ...)بصورت‌ نامحلول‌ درآمده‌ و بازده‌ مصرفی‌ آنها كاهش‌ می‌یابد. بنابراین‌ بایستی‌ در مدیریت‌ استفاده‌ از كودهای‌ فسفاته‌ تجدید نظر صورت‌ گرفته‌ و به‌ روش‌های‌ نوین‌ مانند روش‌های‌ بیولوژیك‌ توجه‌ بیشتری‌معطوف‌ گردد.
تحقیقات‌ انجام‌ شده‌ در داخل‌ و خارج‌ كشور بر روی‌ قارچ‌های‌ میكوریزا و نیز میكروارگانیسم‌های‌ حل‌ كننده‌ فسفات‌، نشان‌ دهنده‌ كارایی‌ بالای‌ روش‌های‌ بیولوژیك‌ در افزایش‌ فسفر قابل‌ جذب‌گیاهان‌ است‌. قارچ‌های‌ میكوریزا كه‌ در همزیستی‌ با انواع‌ مختلف‌ گیاهان‌ به‌ اجرای‌ نقش‌ می‌پردازند كارایی‌ و توانایی‌ بسیار بالایی‌ از نظر تامین‌ فسفر مورد نیاز گیاه‌ نشان‌ داده‌، به‌ طوری‌ كه‌ سایر فواید مهم‌ حاصل‌از همزیستی‌ میكوریزایی‌ مانند جذب‌ بیشتر بعضی‌ از عناصر پرمصرف‌ و كم‌ مصرف‌ (به‌ عنوان‌ مثال‌، افزایش‌ جذب‌ ازت‌، پتاس‌، كلسیم‌، منیزیم‌، منگنز، آهن‌)، جذب‌ بهتر آب‌، تولید هورمون‌های‌ محرك‌ رشدگیاه‌ و بالاخره‌ پتانسیل‌ مقابله‌ با عوامل‌ بیماریزا ریشه‌، تحت‌ الشعاع‌ مسئله‌ جذب‌ فسفر توسط آنها قرار گرفته‌ است‌.
این‌ قارچ‌ها بدرون‌ سلول‌های‌ كورتكس‌ راه‌ یافته‌ و سپس‌ با استفاده‌ از مواد فتوسنتزی‌ ریشه‌ به‌سرعت‌ تكثیر و با گسترش‌ ریسه‌ خود بدرون‌ خاك‌، جذب‌ عناصر غذایی‌ و بویژه‌ فسفر را افزایش‌ می‌دهند. در حال‌ حاضر بعضی‌ از انواع‌ این‌ قارچ‌ها به‌ طور تجارتی‌ تولید و برای‌ تلقیح‌ خاك‌ نهالستان‌ها وخزانه‌های‌ كشت‌ گیاهان‌ مختلف‌ مورد استفاده‌ می‌باشند و امكان‌ تولید انبوه‌ انواع‌ موثر برای‌ گیاهان‌ زراعی‌ در دست‌ بررسی‌ است‌. مهمترین‌ قارچ‌های‌ اندومیكوریزا، وزیكولار آرباسكولار (Vesicular arbuscular) از رده‌ زیگوسیت‌ها و راسته Glomales است‌ كه‌ به‌ طور همزیست‌ با ریشه‌ بسیاری‌ از گیاهان‌ زراعی‌، غلات‌ و حبوبات‌ فعالیت‌ داشته‌ و اثر كیفی‌ مثبت‌ در تغذیه‌ فسفری‌ گیاه‌ میزبان‌، بویژه‌در خاك‌های‌ با مقدار فسفات‌ قابل‌ جذب‌ كم‌ دارند.
قارچ‌های‌ اكتومیكوریزا عمدتا از جنس‌های‌ Boletus و Tricholoma در ریشه‌ درختان‌ كاج‌ نیز نقش‌ مهمی‌ در تغذیه‌ و رشد درختان‌ دارند. به‌ طور كلی‌اگر چه‌ اثرات‌ قارچ‌های‌ میكوریزا بر روی‌ رشد گیاه‌ میزبان‌ و جذب‌ عناصر غذایی‌ بر حسب‌ نوع‌ خاك‌ و نوع‌ قارچ‌ همزیست‌ متفاوت‌ است‌ اما در هر حالت‌ مثبت‌ و معنی‌دار است‌. ضمنا تحقیقات‌ نشان‌ داده‌ كه‌ دراكثر موارد بین‌ قارچ‌های‌ میكوریزا و باكتری‌ ریزوبیوم‌ یك‌ اثر سیزژیستی‌ در تثبیت‌ ازت‌ و افزایش‌ وزن‌ غده‌های‌ ریشه‌ای‌ در گیاه‌ وجود دارد. اما میكروارگانیسم‌های‌ حل‌ كننده‌ فسفات‌(PSM) بصورت‌ساپروفیت‌ در منطقه‌ ریشه‌ (ریزوسفر) فعالیت‌ نموده‌ و با مصرف‌ ترشحات‌ ریشه‌، تركیبات‌ نامحلول‌ فسفات‌ (مانند تری‌ كلسیم‌ فسفات‌) را بصورت‌ محلول‌ قابل‌ جذب‌ گیاه‌ در می‌آورند.
این‌ میكروارگانیسم‌های ‌آزاد زی‌ بصورت‌ كودهای‌ میكروبی‌ فسفاته‌ در سطح‌ تجارتی‌ عرضه‌ شده‌اند كه‌ هر چند كارایی‌ میكوریزا را ندارند ولی‌ اثرات‌ سینرژیستی‌ حاصل‌ از تلقیح‌ مشترك‌ آنها مورد توجه‌ قرار گرفته‌ است‌.
بررسی‌فراوانی‌ نسبی‌ میكروارگانیسم‌های‌ حل‌ كننده‌ فسفات‌ در خاك‌های‌ نواحی‌ مختلف‌ كشور نیز نشان‌ می‌دهد كه‌ قارچ‌ها ۴۶,۷۵، باكتری‌ها ۴۰,۳ و اكتینومیست‌ها ۱۲,۹۹ درصد كل‌PSM فعال‌ را در خاك‌های‌ریزوسفری‌ بخود اختصاص‌ داده‌اند. با توجه‌ به‌ مصرف‌ سالانه‌ نزدیك‌ به‌ یك‌ میلیون‌ تن‌ كود دی‌ آمونیوم‌ فسفات‌ در ایران‌، بازده‌ پایین‌ كودهای‌ فسفاته‌ در خاك‌های‌ آهكی‌ كشور و همچنین‌ پیامدهای‌ حاصل‌ از زیاده‌ روی‌ در مصرف‌ این‌ كودها (آلودگی‌ آب‌های‌ سطحی‌ با ذرات‌ خاكی‌ غنی‌ از فسفر و یا كاهش‌ عملكرد گیاهان‌ در نتیجه‌ كم‌ شدن‌ جذب‌ روی‌ و آهن‌ و یا تجمیع‌ بیش‌ از حد بور، منگنز و یا مولیبدون‌ درگیاهان‌) شایسته‌ است‌ كه‌ در زمینه‌ تامین‌ فسفر مورد نیاز گیاهان‌ از طریق‌ كودهای‌ میكروبی‌ فسفاته‌ توجهات‌ بیشتری‌ صورت‌ گیرد. تحقیقات‌ انجام‌ شده‌ بر روی‌ گندم‌ آبی‌ در نقاط مختلف‌ كشور بیانگر اقتصادی ‌بودن‌ تولید و استفاده‌ از آنها بجای‌ كودهای‌ شیمیایی‌ فسفاته‌ است‌.

ج -باكتری‌های‌ ریزوسفری‌ مولد سیدروفور:

این باكتری ها به‌ عنوان‌ ریزوباكتری‌های‌ افزاینده‌ رشد گیاه‌ توصیف‌ می‌شوند. این‌ گروه‌ ازحاصلخیزكننده‌ها با تولید تركیب‌های‌ آلی‌ خاص‌ كه‌ قادر به‌ تشكیل‌ كلات‌ با آهن‌ فریك‌ هستند می‌توانند در كنترل‌ مقدار آهن‌ قابل‌ جذب‌ در ریزوسفر موثر باشند. این‌ باكتری‌ها بیشتر از جنس‌ پسودوموناس‌ بوده ‌اما لیست‌ انواع‌ دیگر آنها در حال‌ گسترش‌ است‌. ثابت‌ شده‌ كه‌ تولید و ترشح‌ سیدروفورهایی‌ مانند ریزوباكتین‌(Rhizobactine) می‌تواند در شرایط كمبود آهن‌ محیط، در قابلیت‌ جذب‌ آن‌ برای‌ لگومینوزها موثر باشد.
همچنین‌ تحقیقات‌ نشان‌ می‌دهد كه‌ باكتری‌ ریزوبیوم‌ تریفولی‌ در گره‌های‌ ریشه‌ شبدر علاوه‌ بر تثبیت‌ ازت‌ خاك‌ (گاهی‌ تا Kg/ha ۱۷۰ در سال‌) توانایی‌ تولید سیدروفور داشته‌ و تلقیح‌ آنها به‌ گیاه ‌میزبان‌ می‌تواند به‌ طور چشمگیری‌ در قابلیت‌ جذب‌ آهن‌ خاك‌ موثر باشد. به‌ هر حال‌، اگر چه‌ تلقیح‌ گیاهان‌ با این‌ قبیل‌ ریزوباكترها بیشتر در سطح‌ برنامه‌های‌ تحقیقاتی‌ انجام‌ شده‌، اما نتایج‌ رضایت‌ بخشی‌ كه‌ به‌همراه‌ داشته‌ امكان‌ كاربرد وسیع‌ آنرا امیدبخش‌ جلوه‌ می‌دهد. گروه‌ دیگر باكتری‌های‌ ریزوسفری‌ به‌ عنوان‌ عامل‌ بیوكنترل‌ مورد توجه‌ قرار گرفته‌اند. به‌ عنوان‌ مثال‌ برخی‌ از سویه‌های‌ ریزوبیوم‌ می‌توانند با تولیدمتابولیت‌های‌ سمی‌ (ریزوبیوتوكسین(Rhizobiotoxine = از ایجاد بیماری‌های‌ ریشه‌ توسط قارچ‌هایی‌ مانند فیتوفتورا (Phitophtora) و ریزوكتونیا(Rhizoctonia) جلوگیری‌ كرده‌ و در حفظ سلامت‌ گیاه‌ موثر واقع‌ شوند.

د- میكروارگانیسم‌های‌ تجزیه‌ كننده‌ سلولز:

این‌ گروه‌ شامل‌ انواعی‌ از قارچ‌ها و باكتری‌ها و یا آنزیم‌های‌ استخراج‌ شده‌ از آنها می‌باشد كه‌ برای‌ تبدیل‌ سریعتر بازمانده‌های‌ آلی‌ و تولید كمپوست‌ مورد استفاده‌ قرار می‌گیرند. البته‌ از بعضی‌ انواع‌ كرم‌های‌ خاكی‌ نیز بمنظور تولید كمپوست‌ استفاده‌ می‌شود كه‌ بنام‌ ورمی‌ كمپوست‌ خوانده‌ می‌شود. تولید كود آلی‌ (كمپوست‌) بطریقه ‌بیوتكنولوژی‌ و از كلیه‌ منابع‌ آلی‌ از جمله‌ زباله‌های‌ خانگی‌، ضایعات‌ كشاورزی‌ (باگاس‌ نیشكر، ضایعات‌ پسته‌ و چای‌، كاه‌ و كلش‌ غلات‌، سبوس‌ برنج‌ و ...) و بازیافت‌ لجن‌) فاضلاب‌های‌ شهری‌ و خانگی‌ و غیره(‌صورت‌ می‌گیرد. در تولید كود آلی‌ از اكتیواتورها(Activators ) یا تخمیركننده‌های‌ آلی‌ استفاده‌ می‌شود كه‌ شامل‌ قارچ‌های‌ جنس‌ تریكودرما(Trichoderma spp) . به‌ عنوان‌ عنصر تلقیح‌ بر روی‌ كمپوست‌ و كود برگی‌ است‌. گاهی‌ از قارچ‌های‌ هومیكولا(Humicola) و آسپرژیلوس‌(Aspergillus sp.) نیز به‌ عنوان‌ اكتیواتور استفاده‌ می‌شود. این‌ قارچ‌ها می‌توانند براحتی‌ و به‌ طور سریع‌ عمل ‌تخمیر و تجزیه‌ سلولز، همی‌ سلولز و لیگنین‌ را انجام‌ داده‌ و در تولید كمپوست‌ بسیار مفید باشند. یكی‌ از بهترین‌ روش‌های‌ دفع‌ زباله‌های‌ شهری‌ تبدیل‌ آن‌ به‌ كمپوست‌ است‌ كه‌ این‌ علاوه‌ بر كاهش‌ مشكلات ‌بهداشتی‌ و زیست‌ محیطی‌، نقش‌ مهمی‌ در تولید مواد آلی‌ دارد.
اگر كل‌ جمعیت‌ شهرنشین‌ كشور حدود ۳۰ میلیون‌ نفر و سرانه‌ تولید زباله‌ ۳۵۰ گرم‌ در روز باشد مقدار زباله‌ تولید شده‌ بالغ‌ بر ۱۰هزار تن‌ در روز و۳,۶ میلیون‌ تن‌ در سال‌ خواهد شد. بدیهی‌ است‌ كه‌ جمع‌آوری‌ و دفع‌ چنین‌ مقداری‌ از زباله‌ علاوه‌ بر هزینه‌ زیاد، مدیریت‌ و تداركات‌ گسترده‌ای‌ طلب‌ می‌كند. از آنجا كه‌ حدود ۷۰ درصد زباله‌های‌ شهری‌قابل‌ تبدیل‌ به‌ كود آلی‌ مرغوب‌ می‌باشد از این‌ طریق‌ سالیانه‌ حدود ۲,۵ میلیون‌ تن‌ كود كمپوست‌ ساخته‌ خواهد شد كه‌ نقش‌ قابل‌ توجهی‌ در باروری‌ خاك‌ها و افزایش‌ غلظت‌ عناصر غذایی‌ در خاك‌ دارد. همچنین‌ در جریان‌ این‌ تبدیل‌ حدود ۲۰۰ میلیون‌ لیتر شیرابه‌ زباله‌ نیز تولید می‌شود كه‌ برای‌ تقویت‌ خاك‌ و افزایش‌ عملكرد گیاهان‌ به‌ طور معنی‌داری‌ موثر است‌. با توجه‌ به‌ گسترش‌ شگفت‌آور گیاه Azolla filiculoides در آب‌های‌ راكد استان‌ گیلان‌، تحقیقاتی‌ در زمینه‌ تبدیل‌ این‌ ماده‌ گیاهی‌ به‌ كمپوست‌ (تهیه‌ كمپوست‌ آزولا) نیز در حال‌ انجام‌ است‌. در این‌ طریق‌ آزولا بصورت‌ لایه‌ لایه‌ (لایه‌های‌ ۱۰ سانتی‌) درداخل‌ چاله‌ها (یا جعبه‌ها) ریخته‌ شده‌ و بین‌ لایه‌ها نیز مقداری‌ كمپوست‌ آماده‌ آزولا (به‌ ضخامت‌ حدود ۳ سانتی‌متر) اضافه‌ می‌شود. به‌ مرور زمان‌ آزولا تجزیه‌ و وقتی‌ كه‌ دمای‌ كمپوست‌ در عمق‌ ۱۰ سانتی‌متری ‌با دمای‌ محیط برابر شود پایان‌ آزمایش‌ و تهیه‌ توده‌ رنگی‌ از ماده‌ گیاهی‌ است‌.
تهیه‌ كمپوست‌ از ضایعات‌ كشاورزی‌ نیز حائز اهمیت‌ است‌ و نقش‌ مهمی‌ در تهیه‌ مواد غذایی‌ خاك‌ دارد. به‌ عنوان‌ مثال‌ اگر مقدار كلش‌ برنج‌ به‌ طور متوسط حدود ۵ تن‌ در هكتار باشد با كمپوست‌ كردن‌ آن‌ حدود ۳۰ كیلوگرم‌ ازت‌، ۵ كیلوگرم‌ فسفر خالص‌، ۵ كیلوگرم‌ گوگرد، ۷۵ كیلوگرم‌ پتاسیم‌ خالص‌ و ۲۵۰ كیلوگرم‌ سیلیس‌ در هكتار بخاك‌ برمی‌گردد. با توجه‌ به‌ نقش‌ ارزنده‌ مواد آلی‌ در بهبود خصوصیات‌ فیزیكوشیمیایی‌ و حاصلخیزی‌ خاك‌، ضرورت‌ دارد در راستای‌ كشاورزی‌ پایدار نسبت‌ به‌ تامین‌ سطح‌ معقول‌ این‌ مواد در خاك‌ جهت ‌دستیابی‌ به‌ عملكرد بالقوه‌ اقدام‌ شود