و در نهایت رقابت باآنیون های فسفات در جذب کریستال های Fe(OH) ۳ و Al(OH) ۳ صورت میگیرد. آنیون های اسید های آلی می توانند در به حرکت در آوردن فسفر با واکنش های تبادل لیگاند شرکت کنند. محققان دریافتند اضافه شدن سیترات به خاک باعث به حرکت درآوردن فسفر می شود و این مسئله در نتیجه تغییرpH رخ می دهد.همچنین متحرک شدن فسفر در نتیجه تبادل لیگاند بین سیترات و فسفر در جذب ظرفیت های آلومینیوم و آهن نامحلول صورت می گیرد. علاوه بر مکانیسم ترشح اسیدهای آلی ، تولید آنزیم فسفاتاز، اگزو پلی ساکارید ها ،یون آمونیوم و… نیز موجب انحلال ترکیبات نامحلول فسفر و در نتیجه قابل جذب شدن آن برای گیاه میشود (Mahdi 2010, 2).
شکل۱-۲- مکانیسم های انحلال فسفات توسط باکتری
۱-۶- اثر میکروارگانیسم های ریزوسفری بر گیاهان
میکروارگانیسم های ریزوسفری به طرق مختلف به روی گیاهان تأثیر دارند:
الف- افزایش توسعه ریشه با تولید ایندول استیک اسید
میکروارگانیسم های موجود در منطقه ریشه بر ساختار، گسترش و مورفولوژی ریشه ها تأثیر می گذارند. هردو حالت افزایش و کاهش رشد ریشه درحضور میکروفلور ریزوسفر توسط محققین گزارش شده است. میکروارگانیسم های ریشه علاوه بر تأثیر به روی رشد ریشه ها، موجب خمیدگی، عصایی شدن و منشعب شدن ریشه در ریشه گیاهان می شوند. مواد تولید شده به وسیله تعداد زیادی از میکروارگانیسمهای ریزوسفری عامل بروز چنین اثراتی در ریشه گیاهان میشود. بتا ایندول لاکتیک اسید به مقدار جزئی توسط بسیاری از قارچها و باکتری های ریزوسفری تولید می شود. هورمونهای رشد براساس غلظتی که در منطقه ریشه دارند، می توانند اثر بازدارندگی یا تحریک کنندگی داشته باشند(قلاوند و همکاران ۱۳۸۵، ۳۵).
ب- تولید آنتی بیوتیک
بسیاری از میکروارگانیسم ها علاوه بر هورمونهای رشد قادر به تولید آنتی بیوتیک ها میباشند. میکروارگانیسم ها برای تولید آنتی بیوتیک ها به مواد انرژی زا نیازمند هستند. در منطقه ریزوسفر به علت وجود ترشحات ریشه و بافت های ریزان ریشه، کمبود مواد پرانرژی مشاهده نمی شود. معمولاً تولید آنتی بیوتیک ها در نقاط ریز و محیط های کوچک اطراف ریشه ها صورت می گیرد. تولید آنتی بیوتیک باعث برتری رقابتی میکروارگانیسم های تولید کننده آنتی بیوتیک بر میکروارگانیسم های تولیدکننده مواد غیرآنتی بیوتیکی شده، لذا تولیدکننده های آنتی بیوتیک در استفاده از سوبستراها برتری می یابند. آنتی بیوتیک های تولید شده در منطقه ریشه ممکن است توسط ریشه ها جذب شده و به بافت های گیاه انتقال یابند. هرگاه فرایند جذب و انتقال آنتی بیوتیک ها توسط گیاه صورت گیرد، آنتی بیوتیک ها در داخل بافت های گیاه در مقابل بسیاری از پاتوژنهای گیاهی به عنوان بازدارنده های سیستمیک عمل می کنند. البته اثر زیان آور آنتی بیوتیک ها بر فیزیولوژی ریشه گیاه نیز مشاهده شده است (قلاوند و همکاران ۱۳۸۵، ۳۶).
ج- افزایش قابلیت دسترسی غذایی
میکروارگانیسم های ریزوسفری تأثیر بسیار زیادی بر جذب عناصر غذایی توسط گیاه دارند. فعالیت های متابولیک بعضی از میکروارگانیسم ها در منطقه ریشه باعث بروز کمبود برخی عناصر غذایی در گیاه می شود. مثلاً برخی از باکتری ها منگنز را اکسید کرده و آن را از دسترس گیاه خارج می کنند. انحلال فسفات و جذب آن توسط گیاه به وسیله برخی از باکتری های ریزوسفری تسهیل می گردد. برخی قارچها که مسئول برقراری همزیستی میکوریزی با گیاهان هستند نیز باعث جذب فسفات توسط گیاه می شوند. کاهش PH و پتانسیل احیا درنتیجه متابولیسم میکروبی موجب تبدیل آهن فریک به آهن فرو می شود که آهن فرو توسط گیاهان قابل جذب است (قلاوند و همکاران ۱۳۸۵، ۳۷).
د-آنتاگونیسم با میکروارگانیسم های پاتوژن گیاهی
درمنطقه ریزوسفر افزایش تعداد و فعالیت میکروارگانیسمها منجر به افزایش واکنشهای همیاری و آنتاگونیستی میشود. میکروارگانیسمهای ساپروفیت موجود در ریزوسفر اولین خط دفاعی سیستم ریشه ای گیاه در مقابل حمله پاتوژنها به گیاه محسوب می شوند نقش مفید میکروفلور ریزوسفر در جلوگیری از آلوده شدن گیاه با پاتوژنهای گیاهی مثلFuzarium sp. و Macrophomina sp.توسط بسیاری از محققین گزارش شده است. در کلونیزه شدن میکروارگانیسم ها در اطراف ریشه هر دو گروه میکروارگانیسمها مجال اشغال ریشه را مییابند، هم جمعیت ساپروفیت و هم جمعیت انگل. مسلم است که جمعیت میکروارگانیسمهای ساپروفیت در خاک و ریزوسفر در مقایسه با میکروارگانیسمهای انگل بیشتر است. لذا این احتمال وجود دارد که ابتدا ساپروفیت ها ریشه را اشغال کنند. همچنین عواملی وجود دارند که از استقرار انگل ها در ریشه جلوگیری می کنند، مقاومت سیستم ریشه ای گیاه و جمعیت ساپروفیت از این عوامل محسوب میشوند (قلاوند و همکاران ۱۳۸۵، ۳۸).
ذ- توانایی سنتز سیدروفور، سیانید هیدروژن و یک آنزیم کلیدی مانند Acc de aminase (که ماده حد واسط سنتز هورمون گیاهی اتیلن را هیدرولیز میکند) توسط باکتری های حل کننده فسفات موجب افزایش رشد گیاه می شود. سیدروفور تولید شده توسط باکتری های حل کننده فسفات آهن مورد نیاز گیاه (در خاک های فقیر از نظر میزان آهن) را از هیدروکسیدهای نامحلول آهن گرفته و در دسترس آن قرار میدهد (قلاوند و همکاران ۱۳۸۵، ۳۸).
شکل۱-۳- تاثیر باکتری های حل کننده فسفات روی گیاهان
۱-۷- کودهای کشاورزی
کودها به عنوان یک ماده غذایی ضروری برای گیاهان موجب افزایش رشد و بازده آنها می شوند و به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرند. با بهره گرفتن از کود بازده محصول گیاهان به صورت خطی افزایش می یابد. بخشی از کشاورزی ارتباط تنگاتنگی با کودهای حاوی مواد معدنی دارد. وقتی که محصولات گیاهان تحت تاثیر شرایط جدید به طور گسترده و به میزان زیاد تولید می شوند، مقدار قابل توجهی از مواد غذایی از خاک برداشته می شوند، به دنبال این مسئله کودها می توانند این کمبود مواد غذایی را در خاک جبران کنند. انواع مختلفی از کودها وجود دارند که شامل کودهای معدنی(غیرآلی)، کودهای آلی و کودهای زیستی میباشند.
کودهای معدنی: کودهایی که مواد مغذی به فرم غیر آلی یا معدنی را برای گیاهان فراهم می کنند، کودهای معدنی نامیده می شوند.
کودهای آلی: کودهایی که حاصل بقایای گیاهان یا جانوران می باشند، کودهای آلی یا ارگانیک نامیده میشوند.
کودهای زیستی: تولیداتی که شامل سلول های زنده ای از انواع مختلف میکروارگانیسم ها هستند و توانایی متحرک کردن عناصر غذایی مهم از شکل غیر قابل استفاده به شکل قابل استفاده طی یک فرایند زیستی را دارند (قلاوند و همکاران ۱۳۸۵، ۳۹).
۱-۷-۱ مقایسه انواع مختلف کودها
در میان این کودها، کودهای شیمیایی گرانترین و هزینه برترین کودهایی هستند که مورد استفاده گیاهان قرار می گیرند. علاوه بر هزینه بر بودن استفاده از کودهای شیمیایی، مصرف آنها در یک دوره طولانی موجب کاهش محصولات و آلودگی محیط زیست می شوند. روشن است که راه حل این مشکل استفاده از کودهای ارگانیک و کودهای زیستی و دیگر تولیدات میکروبی است. امروزه بطور جدی تلاشهایی در زمینه صنعت کشاورزی بعنوان جزئی از یک اکوسیستم سالم و مطبوع صورت گرفته است. ماهیت و خصوصیات مواد غذایی که در نتیجه استفاده از کودهای زیستی- شیمیایی و یا آلی بدست می آیند متفاوت است. اینکه یک کود مفید است یا مضر با توجه به رشد محصولات و باروری خاک مشخص می شود. کودهای شیمیایی معمولا در مناطق کشاورزی به عنوان مواد غذایی و بصورت محلول استفاده می شوند و تقریبا به صورت قابل دسترس برای گیاهان هستند بنابراین معمولا تاثیر آنها مستقیم و سریع است. کودهای آلی ارزانتر هستند و به کاربردن آنها قابل قبول تر است. در مقام مقایسه کودهای آلی با مشکلات زیادی تولید می شوند و همچنین سرعت آزاد شدن مواد غذایی در آنها آهسته است و کمتر از نیاز محصول در یک زمان کوتاه است. به طوریکه کاهش مواد غذایی ممکن است اتفاق بیفتد. در هر حال استفاده از کودهای آلی، پس ماند یا بقایایی را به جای نمی گذارد که مثل کودهای شیمیایی موجب آسیب رساندن به محیط زیست شوند. زیرا کودهای آلی مواد غذایی را به آرامی آزاد می کنند و به باقی ماندن ذخیره ی نیتروژن و فسفات آلی در خاک کمک می کنند و موجب کاهش ضرر شستشوی نیتروژن و تثبیت شدن فسفات می شوند. کودهای شیمیایی بازده خوبی دارند اما اثرات مضری به روی محیط زیست باقی می گذارند. مسئله مهم در استفاده از کودها این است که ما کودی را انتخاب کنیم که بازده محصول بیشتر شود اما اثرات زیان بار کمتری به روی محیط زیست داشته باشد و یا اینکه کود انتخابی موجب حفاظت از محیط شود و یا اینکه تاثیرات را به آهستگی به محیط بدهد. اگر مشکلات آلودگی کودهای شیمیایی وجود نداشت در مقایسه با کودهای آلی آنها باید در مکان اول قرار می گرفتند. تکنولوژی تولید کودهای زیستی نسبت به کودهای شیمیایی هزینه کمتری دارد و برای گیاه مناسب تر است. در هر حال کاربرد کودهای میکروبی به صورت مکرر به روش های مختلف، تاثیرات دائمی و ثابتی ندارد. بنابراین در کاربرد کودهای زیستی برخی اصلاحات لازم است (اسدی رحمانی و همکاران ۱۳۸۹، ۵۵).
۱-۷-۲ کود زیستی (Biofertilizer)
کودهای زیستی به مواد حاصلخیز کننده ای گفته می شود که شامل تعداد کافی از یک یا چند گونه از ارگانیسم های مفید خاکزی هستند که در بستری از مواد نگهدارنده قرار دارند، به عبارت دیگر این نوع کودها حاوی گونه های میکروبی مؤثر برای تأمین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه هستند و بازده تولید را در واحد سطح افزایش می دهند. در تعریف دیگر کودهای زیستی شامل تلقیحات میکروبی یا میکروارگانیسمهای زنده هستند که تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم مفیدی روی رشد گیاه و افزایش بازده محصول به طرق مختلف دارند. این میکروارگانیسم ها توانایی تثبیت نیتروژن اتمسفر یا انحلال فسفر و یا تجزیه ی مواد آلی و یا اکسید گوگرد درخاک را دارند که این موارد برای محصولات کشاورزی مفیداند و موجب رسیدن مواد غذایی به گیاه می شوندو در نهایت به ترکیباتی که شامل سلول های زنده یا سلولهایی که در مرحله latent قرار دارند، از سویه هایی از میکروارگانیسم ها که موجب گرفتن مواد غذایی و افزایش محصولات غذایی می شوند. این واکنش ها در ریزوسفر در بذر و خاک رخ می دهند. با این فرایند میکروبی در خاک، مواد غذایی به آسانی توسط گیاه جذب می شوند. در یک دید کلی تر زمانیکه این اصطلاح استفاده می شود این طور تصور شود که کودهای زیستی شامل همه منابع آلی مورد استفاده برای رشد گیاه میباشند (اسدی رحمانی و همکاران ۱۳۸۹، ۵۶؛ Rana et al 2013, 1).
۱-۷-۳ دسته بندی کودهای زیستی
الف ) با توجه به نوع میکروارگانیسم ها کود های زیستی را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:
۱-کودهای زیستی باکتریایی (ریزوبیوم، ازتوباکتر، آزوسپیریلیوم)
۲-کودهای زیستی قارچی (میکوریزا)
۳-کودهای زیستی جلبکی (جلبک های سبز-آبی و آزولا)
۴-کودهای زیستی اکتینومیست ها (فرانکیا)
ب ) با توجه به اعمالی که میکروارگانیسم ها انجام می دهند، کود های زیستی به شرح زیر تقسیم بندی میشوند:
-
- تثبیت کننده های ازت مولکولی
-
- قارچ های مایکوریزا
-
- میکروارگانیسم های حل کننده فسفات های نامحلول
-
- باکتری های ریزوسفر محرک رشد
-
- میکروارگانیسم های تبدیل کننده مواد آلی زاید به کمپوست
-
- کرم های خاکی تولید کننده ورمی کمپوست (Mohammadi and Sohrabi 2012, 7).
۱-۷-۴ اثرات سوء کودهای شیمیایی
مصرف بی رویه کودهای شیمیایی، گذشته از هزینه گزافی که بر زارع تحمیل میکند، اثرات زیانباری را نیز در پی دارد. آنچه مسلم است کود های شیمیایی به تنهایی نمی توانند برای بافت خاک و حاصلخیز کردن آن مفید باشند، چرا که بخشی از مواد مورد نیاز گیاه طی یک دوره کشت توسط گیاه برداشته می شود و نیازمند بازسازی است. یکی از تأثیرات زیانبار کود های شیمیایی، مسمومیت ناشی از استفاده زیاد از این عناصر است که در اثر جذب بیش از حد آن اتفاق میافتد و باعث بالارفتن غلظت این عناصر در بافتهای گیاهی و به هم خوردن تعادل عناصرغذایی میگردد. کاهش کمیت و کیفیت محصول، تجمع بور، کادمیم و سایر فلزات سنگین در گیاه، کاهش جذب مس، آهن و سایر ریز مغذیها توسط ریشه، تخریب ساختمان خاک از دیگر تأثیرات سوء، استفاده از کود های شیمیایی است. همچنین آلودگی آبها به فسفر بالا و عناصر سنگین فوق، تجمع و سپس انتقال زیاد فسفر از طریق آبهای روان به منابع آبی راکد مانند مردابها و دریاچهها باعث افزایش رشد جلبکها و خزهها و در نتیجه به هم خوردن نسبت موجودات زنده در این آبها میشود. این پدیده یکی از دلایل مهم کاهش جمعیت و حتی مرگ و میر آبزیان میباشد. همچنین کادمیم یکی از فلزات سنگین است که برای گیاهان و حیوانات سمی است و در پیکره موجودات زنده، فعالیت آنزیمی بدن را مختل می کند. یکی از منابع اصلی آلودگی گیاهان و خاکها نیز مصرف کودهای فسفاته با میزان کادمیم بالا می باشد. حد مجاز این عنصر در کودهای فسفره به وسیله موسسه تحقیقات خاک و آب ۲۵ میلی گرم در کیلوگرم تعیین شده است. این معایب کودهای شیمیایی باعث شد که تولید کودهای بیولوژیک مورد توجه جدی قرار گیرد (بشارتی و همکاران ۱۳۸۹، ۱۹).
۱-۷-۵ دلایل اهمیت استفاده از کودهای زیستی
کودها محصولات جهانی هستند و قیمت در دسترس بودن آنها به وسیله فاکتور های مختلفی در دنیا تحت تاثیر قرار می گیرد. کاربرد روز افزون کود های شیمیایی باعث بروز خسارات جبران ناپذیر زیست محیطی، بهداشتی و اقتصادی شده است. علاوه بر این کاربرد کود های شیمیایی و بر جای ماندن آنها در طبیعت باعث آلودگی آب و خاک شده و از این طریق باعث ایجاد بیماری های مختلف می گردد. با توجه به معایب استفاده از کود های شیمیایی و هزینه بالای تولید و تهیه این کود ها، امروزه تولید کود های زیستی به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است. کود های زیستی در مقایسه با کود های شیمیایی از منافع زیست و اقتصادی فراوانی برخوردار هستند. علاوه بر فواید اقتصادی، کود های زیستی باعث پایداری منابع خاک، حفظ توان تولید در دراز مدت و جلوگیری از آلودگی محیط زیست می گردند. همچنین تولید محصولات غذایی باکیفیت که محصول این نوع کود هاست، باعث رضایت خاطر مصرف کنندگان می شود و تأئید سلامت جسمی آنها را در پی دارد. کودهای بیولوژیک منشأ طبیعی دارند و معمولأ از خاک تهیه می شوند، بنابراین سبب بهبود ساختمان خاک، افزایش محصول و کاهش آلودگی ناشی از مصرف کودهای شیمیایی و در نتیجه کاهش بیماری خواهند شد. با توجه به سازگاری میکروارگانیسم ها با شرایط محیط و اقلیمی زیستگاه اصلی آنها، تولید کود های بیولوژیک از باکتری های غیربومی که از مناطقی با ویژگی های اقلیمی متفاوت نسبت به شرایط داخلی کشور به دست آمده اند از کارایی مطلوبی برخوردار نخواهد بود. بنابراین استفاده از باکتری های بومی که با شرایط زیستی کشور سازگار هستند در تولید کود بیولوژیک مناسب تر خواهد بود. در دهه های اخیر تولید محصولات کشاورزی عمدتأ بر مصرف نهاده های شیمیایی بوده که این امر منجر به بروز مشکلات زیست محیطی شده است. به منظور افزایش حاصلخیزی خاک و در نتیجه افزایش عملکرد گیاهان در کشاورزی اکولوژیک، استفاده از کودهای بیولوژیک به عنوان جایگزینی برای کودهای شیمیایی، مطرح می باشد. کود های زیستی فسفاته علاوه بر صرفه جویی و کاهش مصرف کود شیمیایی فسفاته، باعث جذب بیشتر فسفر توسط گیاهان و در نتیجه افزایش رشد آن شده و مقاومت گیاه به بیماری را افزایش میدهد. علاوه بر آن مصرف این نسل از کودها باعث کاهش آلودگی های زیست محیطی میشود (نباتی و همکاران ۱۳۸۹، ۳۷).
کاهش مصرف کودهای شیمیایی فسفاته نه تنها باعث صرفه جویی اقتصادی میشود، بلکه این کاهش مصرف از آلودگی خاکها و آبهای کشور به تجمع بیش از حد فسفر و عناصر سنگین نظیر کادمیم و بور میکاهد. کاهش هزینه های حمل ونقل نیز از ویژگی های دیگر کود زیستی است. زیرا ۱۰۰ گرم آن به طور متوسط معادل ۱۰۰ کیلو گرم کود شیمیایی کارآیی دارد. در صورت استفاده از کود های آلی و زیستی مصرف آب در اراضی به شدت کاهش یافته که این امر منجر به بهره وری و کاهش هزینه ها می گردد.
تولید گسترده کودهای زیستی می تواند به جایگزین نشدن آنها به جای استفاده از کودهای شیمیایی کمک کند و موجب کاهش آسیب های محیطی شود. همچنین جایگزین استفاده از کودهای آلی کند، شود. با توجه به مسائل فوق می توان نتیجه گرفت که تولید و استفاده از کودهای زیستی نسبت به سایر کودها برای مصرف کننده ها مفیدتر می باشد (ساریخانی و همکاران ۱۳۸۹، ۲۹؛ و بشارتی و همکاران ۱۳۸۹، ۴۲؛ Hazarika and Ansari 2007, 28).
۱-۷-۵-۱ اهمیت کودهای بیولوژیک در سلامتی انسان
ایمنی غذایی یعنی اطمینان از اینکه غذایی که مردم جامعه استفاده می کنند بطور کامل سالم و فاقد هرگونه آلودگی باشد؛ این آلودگی می تواند شامل آلودگی میکروبی، انگلی و یا شیمیایی باشد. بررسی های علمی نشان می دهد که در دهه های اخیر با گسترش تکنولوژی و افزایش مصرف کود ها، افزودنی ها، آفت کش ها، آنتی بیوتیک ها و هورمون ها در تولید مواد غذایی در کشورهای در حال پیشرفت، اثرات سوء و انکارناپذیری بر سلامت انسان ها بوجود آمده است. این آلودگی ها و بیماری شامل بروز انواع ناهنجاری های مادرزادی و سرطان ها به ویژه در کودکان می باشد. براساس آمار، میزان وقوع مسمومیت های ناشی از آلودگی غذا در کشورهای در حال پیشرفت ۱۳% بیشتر از کشورهای صنعتی است. آلودگی مواد غذایی به فلزات سنگین از جمله سرب و کادمیوم از راه کودهای فسفاته و لجن های فاضلابی وارد گیاه شده و در اثر تغذیه دام ها با علوفه آلوده و وارد شدن سرب و کادمیوم در شیر وارد چرخه غذایی انسان می شود. این فلزات سمی در ارگان های بدن به ویژه کلیه تجمع پیدا کرده و در نتیجه باعث نارسایی کلیوی می شود. بر اساس گزارشات و مشاهدات موجود، کاربرد کود بیولوژیک باعث کاهش مصرف کود شیمیایی حداقل تا مقدار ۳۰ درصد میگردد. جلوگیری از ایجاد آلودگی خاک و منابع آبهای سطحی و زیرزمینی ناشی از ترکیبات باقیمانده کودهای شیمیایی وبه دنبال آن جلوگیری از توسعه بیماریهای ناشی از مصرف آب و محصولات آلوده به ترکیبات ازت ویا فسفر که در اثر کاربرد کودهای شیمیایی بهویژه کودهای ازته ایجاد میشوند ،از تأثیرات استفاده از کود های بیولوژیک در سلامتی انسان می باشد.افزایش روزافزون قیمت کودهای شیمیایی و عوارض زیست محیطی ناشی از مصرف غیر علمی این گونه کودها، توجه دوستداران محیط زیست را به کودهای آلی و زیستی معطوف ساخته است. مقدار زیادی از کودهای زیستی و همچنین تمامی کودهای آلی قابلیت مصرف تلفیقی با کود شیمیایی را نیز دارا می باشند که در این صورت علاوه بر کاهش مصرف کودهای شیمیایی و متعاقب آن کاهش معضلات زیست محیطی، افزایش عملکرد محصولات کشاورزی را نیز به دنبال خواهد داشت. لذا با توجه به در نظر گرفتن اثرات سوء ناشی از کاربرد کودهای شیمیایی فسفاته بر محیط زیست و جانداران و انسان و همچنین هزینه های بالای خرید و حمل و نقل این کودها، کاهش قدرت باروری خاکها، کاهش تنوع زیستی خاک، تجمع برخی عناصر وآلاینده ها در خاک و محصولات کشاورزی و کاهش کیفیت آنها، آلودگی آبهای زیر زمینی، استفاده از کودهای زیستی که باعث افزایش حاصلخیزی خاک، تولید محصولات کشاورزی سالم، کاهش آلودگیهای زیستی، حفظ توان خاک و کاهش هزینه های کشاورزی می باشند مورد توجه قرار می گیرد و تولید این کودها بطور بومی در کشور یک ضرورت تلقی می شود. به عنوان مثال تحقیقات نشان داده که تداوم مصرف کودهای شیمیایی فسفری که حاوی مقادیر زیادی کادمیم هستند، به تجمع کادمیم در خاک و محصولات کشاورزی می انجامد (معلم و همکاران ۱۳۸۶، ۵۳؛ Pingale and Virkar 2013, 3).
۱-۸- پیشینه استفاده از کودهای زیستی
در دهه های گذشته به دلیل مصرف کود های شیمیایی اثرات زیست محیطی متعددی از جمله انواع آلودگی های آب و خاک و مشکلاتی در خصوص سلامتی انسان و دیگر موجودات زنده به وجود آمد. سیاست کشاورزی پایدار و توسعه پایدار کشاورزی متخصصین را بر آن داشت که هر چه بیشتر از موجودات زنده در خاک در جهت تامین نیاز های غذایی گیاه کمک بگیرد و بدین سان بود که تولید کودهای زیستی آغاز شد (ساریخانی و همکاران ۱۳۸۹، ۳۷). نخستین کود زیستی در اواخر قرن نوزدهم مورد استفاده قرار گرفت و از آن تاریخ به بعد سایر کود های بیولوژیک ساخته شدند. ارگانیسم هایی که در تولید کود های بیولوژیک مورد استفاده قرار می گیرند عمدتأ از محیط زیست جداسازی می شوند. در شرایط آزمایشگاه در محیط های کشت مخصوص تکثیر و پرورش پیدا می کنند،آماده و مصرف می شوند. البته مصرف کود های زیستی دیرینگی زیادی دارد. تولیدکنندگان محصولات برای تقویت زمین های کشاورزی، گیاه تیره ای به نام لگومینوز را کشت می کردند و بر این باور بودند که با کشت آن باروری خاک افزایش پیدا می کند. دانش کاربرد تلقیح میکروبی دارای یک تاریخچه طولانی است که موجب رشد و توسعه کشاورزی شده است. این مسئله با کشت در ابعاد کوچک برای تولید این کودها شروع شد و تولید کودهای زیستی به این ترتیب گسترش یافت. در بررسی ها مشخص شد که این کودها موجب تسریع تجزیه بقایای آلی محیط می شوند. تولید این کودها با روش های مختلفی صورت می گیرد.قدمت استفاده از کود های زیستی ازته به بیش از صد سال قبل (یعنی سال ۱۸۸۹) بر می گردد، همچنین باکتری های حل کننده فسفات به عنوان کود زیستی از سال ۱۹۵۰ مورد توجه قرار گرفتند. در دو دهه گذشته مشخص گردیده است که طیف وسیعی از باکتریهای ریزوسفر قادرند رشد بسیاری از گیاهان مهم زراعی را بهبود بخشند (Muraleedharan et al 2010, 16).
۱-۹- جایگاه تولید کودهای زیستی در ایران و جهان
روند مصرف کود در ایران نشان می دهد که کودهای فسفاته بعد از نیتروژن در جایگاه دوم قرار دارند. با توجه به معضلات موجود درمورد فسفر، کودهای زیستی حل کننده فسفات نیز توانسته اند تاثیر بسیار موفقی را در افزایش محصولاتی مثل گندم و جو داشته باشند. با این که هم اکنون کودهای زیستی فسفاته در مناطق محدودی استفاده می شوند ولی با توجه به نتایج بدست آمده پتانسیل رشد بسیار خوبی دارند. با وجودی که اطلاعات کمی درمورد مصرف جهانی کودهای زیستی در دسترس است با این حال تصور می شود که این گروه تاثیر زیادی در افزایش عملکرد دو گروه دیگر داشته باشد. یکی از تشکل هایی که در سطح بین الملل بخشی از فعالیت های خود را به مطالعه در مورد کودهای زیستی اختصاص داده، انجمن بین المللی صنایع کودهای شیمیایی است. براساس مطالعات انجام شده دراین مرکز حجم تولید سالانه کودهای زیستی ۷۰۰۰ تن تخمین زده شده است که براساس مطالعه بر روی ۷۰ واحد تولید کننده در دنیا انجام شده است. اولین محصول تجاری شده کودهای حل کننده فسفات jump star است که حاوی قارچ Penicillium bilaii می باشد و در سال ۱۹۹۱ توسط شرکت Philom Bios وارد بازار شد. در سال ۱۹۹۶ همین شرکت اولین کود ترکیبی خود شامل میکروب های حل کننده فسفات و تثبیت کنندگان ازت را وارد بازار کرد. در کانادا تولید کودهای زیستی به صورت تجاری از سال ۱۹۸۱ شروع شد و موفق به تولید اولین کودهای زیستی استریلیزه مدت دار شدند (ساریخانی و همکاران ۱۳۸۹، ۳۸).
بیشترین کودهای زیستی تولید شده در کشور استرالیا مربوط به کودهای زیستی تثبیت کننده ازت اتمسفری هستند که با بهره گرفتن از انواع باکتری ها برای حبوبات تولید می شوند. از جمله باکتری های مورد استفاده در این رابطه Bradyrhizobium Strain WU425 می باشد. استفاده از کودهای زیستی فسفاته تجاری شده در این کشور به سال ۲۰۰۲ برمی گردد. کود میکروبی حل کننده فسفات حاوی قارچ Penicillium radicum بوده که توسط Hocking & Whitelaw در سال ۱۹۹۱ جداسازی شد. این محصول توسط شرکت استرالیایی Bio-Care Technology Ltd با نام تجاری Release به بازار عرضه شده است (ساریخانی و همکاران ۱۳۸۹، ۳۸).