" مقـــدمة"Introduction    

تعريف الأسمدة الحيوية:

تعرف الأسمدة الحيوية علي أنها كل الإضافات ذات الأصل الحيوي التي تمد النبات النامي باحتياجاته الغذائية مما ينعكس إيجابيا علي المحصول الخضري والثمري معا.

أو هي عبارة عن تحضيرات من كائنات دقيقة معينة يؤدي استخدامها إلي تعديل المجتمع الميكروبي حول جذور النباتات النامية مما ينجم عنه تأثيرات إيجابية علي نمو النباتات وإنتاجية المحاصيل.

وهي عبارة عن تلك المستحضرات الميكروبية التي تحتوي علي الأعداد الكافية من السلالات الفعالة من الكائنات الحية الدقيقة والتي تلعب دورا هاما في منطقة الريزوسفير فيما يتعلق بنمو النبات بالاضافة الي كونها مصدرا لأنواع من كائنات حية دقيقة محددة تكون ذات فعالية عالية في المكافحة البيولوجية لمسببات الأمراض المحمولة في التربة.

2- الطرق التي تؤثر بها الأسمدة الحيوية عليالنباتات الملقحة:

<!--تثبيت النيتروجين الجوي ويقصد به تحويل جزء من مخزون النيتروجين الغازي الموجود في الجو (والذي تصل نسبته إلي أكثر من 3/4 الهواء الجوي) إلي مركبات نيتروجينية بواسطة بعض الميكروبات لتوفير احتياجات النباتات من النيتروجين (بناء بروتوبلازم خلايا حية).

<!--إنتاج الأحماض العضوية التي تؤدي إلي زيادة ذوبان الكثير من العناصر الغذائية غير الذائبة لتصبح فيمتناول النبات (مثل حمض الفورميك، السكسنيك، الجليكوليك)

<!--زيادة إمتصاص النباتات للعناصر الغذائية.

<!--إفراز مواد منشطة للنمو مثل (إندول حمض الخليك IAA ، حمض الجبريليك).

<!--زيادة محتوي التربة من المادة العضوية والتي تحسن من خواصها حيث تعمل علي زيادة تجميع الحبيبات وتحسين التهوية وزيادة قدرة التربة علي الاحتفاظ بالماء.

<!--وقاية النباتات من الإصابة ببعض الأمراض ومسبباتها وذلك عن طريق:

أ- إحداث تغير في تركيب إفرازات جذور العائل خاصة بزيادة محتواها من الأرجينين.

ب- زيادة سمك الجدار الخلوي لمنطقة القشرة بالجذر.

ج- تعويض ما قد يصاحب الإصابة بالكائنات الممرضة في إضرار بالمجموع الجذري من خلال إمداده بالعناصر الغذائية.

د- إنتاجها لمركبات ثانوية مثل المضادات الحيوية والسيانيد ومركبات الـ Siderophores والتي لها القدرة عليتيسر الحديد للنبات.

* الكائنات الدقيقة الموجودة في منطقة الريزوسفير والتي تسبب زيادة نمو وتطور النبات يطلق عليها البكتريا المشجعة للنمو Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR).

* منظمات النمو عادة ما تكون هرمونات تخلق في جزء من النبات ثم تنتقل إلي جزء آخر محتاج إليها لأداء وظيفة معينة.

3- أهمية استخدام الأسمدة الحيوية:

<!--إنتاج غذاء كافي عالي الجودة والقيمة الغذائية.

<!--الحد من استخدام الأسمدة الكيماوية مما يترتب عليه تقليل تكاليف الإنتاج وخفض مستوي التلوث الحادث للبيئة.

<!--توفير جزء كبير من العناصر الغذائية الهامة اللازمة لتغذية النباتات مثل النيتروجين

<!--تعويض الفقد السريع في النيتروجين نتيجة (الذوبان والتطاير والتحول من صورة إلي أخري) مما يعني خصوبة التربة.

<!--تيسير الكثير من العناصر الغذائية الهامة اللازمة للنبات والتي توجد في التربة بكميات كبيرة ولكنها مثبتة (مثل إذابة الفوسفات الثلاثي وتحرير البوتاسيوم).

<!--زيادة المادة العضوية في التربة مما يحسن خواصها خاصة الأرض الرملية والحديثة.

<!--إنتاج نبات مميز في المظهر والنمو والمجموع الخضري والجذري وسرعة النمو ووفرة في المحصول.

<!--زيادة المحصول النهائي من حيث الكمية والمحتوي من البروتين تصل إلي 30 %.

<!--تحسين إمتصاص المياه بواسطة الجذور ومعها كثير من العناصر المتوفرة بالتربة.

<!--تحسين خواص التربة الرملية المفككة (نتيجة إفراز الميكروبات لمواد صمغية تجمع الحبيبات).

<!--إعادة التوازن الميكروبي في التربة وتنشيط كافة العمليات الحيوية بها.

<!--الحد من تلوث البيئة وخفض تكاليف الإنتاج حيث أن تكلفة الأسمدة الحيوية للفدان تصل إلي أقل من 5 % من تكلفة الأسمدة الكيماوية.

<!--الإسراع من إنبات البذور وخروج البادرات مما يقلل من فرصة الإصابة بالأمراض.

<!--إمداد التربة بكميات وفيرة من الكائنات الدقيقة المفيدة والتي قد تنافس الميكروبات الممرضة وتحول دون نشاطها وإصابتها للنباتات.

<!--إفراز مضادات حيوية تثبط نمو بعض الميكروبات الممرضة للنبات.

<!--أكسدة بعض الميكروبات المختزلة مثل أكسدة مركبات الكبريت وتحويلها إلي كبريتات صالحة.

<!--إنتاج الإنزيمات القادرة علي تحليل المواد العضوية المعقدة وتحويل العناصر الموجودة بها إلي الصورة المعدنية الصالحة لاستخدام النبات.

<!--إنتاج بعض المركبات المخلبية والتي تعرف بحوامل الحديد والتي تيسر امتصاص الحديد كما تعمل علي تكوين معقدات باتحادها مع العناصر الثقيلة مما يجعل الأخيرة في صورة غير صالحة للامتصاص بواسطة النبات.

<!--تكوين الدوبال Humus والذي يفيد في تحسين خواص التربة الطبيعية والكيماوية.

<!--تخليق الاسترات ذات التأثير الطارد لبعض الحشرات الضارة.

<!--تحليل الكثير من المركبات المعقدة ذات التأثير السام مثل المبيدات.

<!--جعل شعار الزراعة النظيفة واقعا ملموسا وذلك بإنتاج محصول عالي الجودة كما ونوعا خالي من الملوثات والأمراض والسموم خاصة فيما يتعلق بمحاصيل الخضر والفاكهة مما يعني حالة صحية أفضل للمستهلك.

4- خصائص الكائن الحي المستخدم في تحضير الأسمدة الحيوية:      

<!--أن يكون ذات كفاءة عالية من حيث قدرته علي توفير العنصر في الصورة الملائمة للنبات المسمد.

<!--أن يتوافق الكائن الحي مع العائل النباتي (الظروف البيئية الملائمة لهما).

<!--في حالة الميكروبات المتكافلة يجب إختيار العائل المناسب.

<!--يجب أن يكون ذو مقدرة علي البقاء في التربة لمدة طويلة.

<!--يجب أن يكون له قدرة تنافسية عالية للكائنات المماثلة والموجودة بصور طبيعية في التربة المسمدة.

<!--يجب ألا يكون له أي آثار جانبية أو ضارة علي نمو النباتات المسمدة.    

أنواع المخصبات الحيوية أو الأسمدة الحيوية:

<!--أسمدة حيوية مثبتة للنيتروجين.

<!--أسمدة حيوية مذيبة للفوسفات المعدنية وكذلك المعدنة للفوسفات العضوية.

<!--أسمدة حيوية محللة للسليكات والمحررة للبوتاسيوم والسليكون.

<!--أسمدة حيوية المؤكسدة للكبريت.

أولا: الأسمدة الحيوية المثبتة للنيتروجين:

          يتعرض النيتروجين في التربة للفقد المستمر نتيجة لعمليات حيوية وغير حيوية منها الغسيل واختزال وانطلاق الأزوت وكذلك ما تأخذه المحاصيل المختلفة.

          تتوقف خصوبة التربة علي مقدار ما يعوض من هذا النقص بإضافة الأسمدة المعدنية والعضوية بالإضافة إلي ما تضيفه أكاسيد الأزوت المتكونة في الجو بواسطة البرق والرعد كذلك إشعاع UV في الجو حيث يتحد N2 مع H2 مكونا أمونيا NH4 ولكن كل هذا لا يعوض إلا نسبة ضئيلة ويبقي العامل الاساسي في التعويض وهو تثبيت النيتروجين الجوي حيويا.

تثبيت نيتروجين الهواء الجوي Nitrogen fixation:

          المقصود بعملية التثبيت الحيوي biological fixation هو استخدام نيتروجين الهواء الجوي بواسطة الميكروبات لبناء بروتوبلازم الخلايا الحية.

يقوم بهذه العملية عددا من الميكروبات بدائية النواة Procaryota وتحتوي جميعها علي الإنزيم المثبت للنيتروجين وهو إنزيم النيتروجيناز Nitrogenase وتعتبر عملية التثبيت ثاني عملية في الطبيعة بعد التمثيل الضوئي من حيث الأهمية لاستمرار الحياة علي الأرض.

<!--<!--N2 + 3 H2                               2NH3

هذه الامونيا المثبتة داخل جسم الميكروبات تمثل لبناء مواد بروتينية.

<!--<!--NH3 + (glutamate)    glutamine synthetase    amino acids

<!--<!--                                                           glutamic synthase            

Bio synthesis

                                                                        Protein

هذه العملية تتم بيولوجيا تحت درجة الحرارة والضغط الجوي الموجود بينماكيماويا والتي تعرف (طريقة هابروبوش): حيث تحتاج إلي درجاتحرارة مرتفعة وكذلك 250 ض.ج.

<!--<!--N2 + 3 H2         Ferricoxid            2NH3

         500 °C + 250 atm.

طبقا للإحصائيات الحديثة فإنه ما يزيد عن 90 % من نيتروجين التربة في العالم يسترجع ثانية عن طريق Biological fixation بواسطة الميكروبات إما عن طريق البرق والرعد حوالي 0.5 % أما بطريقة هابر وبوش فحوالي 5 %.

وينقسم تثبيت النيتروجين الجوي إلي قسمين:

<!--تثبيت النيتروجين الجوي لا تكافليا Non symbiotic nitrogen fixation

<!--تثبيت النيتروجين الجوي تكافليا Symbiotic nitrogen fixation

<!--تثبيت النيتروجين الجوي لا تكافليا:

   وتقوم بهذه العملية مجموعة من الميكروبات يطلق عليها A symbiotic bacteria أو يطلق عليها البكتريا حرة المعيشة Free living bacteria وهي التي تقوم بعملية التثبيت دون الحاجة إلي الدخول في علاقة تكافلية او علاقة تبادل منفعة.

وتنقسم هذه الميكروبات:

<!--ميكروبات غير ذاتية التغذية: Heterotrophic

1- هوائية وتتبع عائلة Family Azotobacteriaceae  ويتبعها أجناس كثيرة ولكن سوف نركز هنا إلي أهمها وهي:

* الأزوتوباكتر Azotobacter                 * الأزوسبيريلليم Azospirillum

1- الأزوتوباكتر Azotobacter:

تثبت النيتروجين الجوي هوائيا – كبيرة الحجم طولها من 5 – 7 ميكرون عرضها  3 – 4 ميكرون –الميكروب شبه كروي أو بيضي أو عصوي أحيانا – مفرد أو في أزواج سالب لجرام يثبت حوالي 18 ملليجرام أزوت/ جم سكر – عنصر الفوسفور مهم له الـ pH المناسب من 6 – 8.5 ينتشر في الأراضي المتعادلة والقلوية ويقل في الأراضي الحمضية – الحرارة المثلي له من 30 – 35 °م.

يستطيع أن يعيش تعاونيا مع الطحالب الخضراء المزرقة حيث تمد الأخيرة الأزوتوباكتر بالمواد الكربوهيدراتية – أيضايعيش تعاونيا مع Closteridium حيث يسحب الازوتوباكتر الأكسجين فتنمو  Closteridiumوينتج أحماض عضوية تعتبر مصدر للطاقة عند الأزوتوباكتر تبلغ أعداده في الأراضي المصرية حوالي مليون خلية/ 1 جم تربة.

2- الأزوسبيريلليم Azospirillum

          ميكروب حلزوني قصير (واوي أو ذو ثنيتين) – طوله 2 ميكرون عرضه 1 ميكرون – له جدار صلب – سالب لجرام – غير متجرثم – يكون قشرة بيضاء تحت سطح البيئة السائلة، مستعمراته بيضاء أو وردية اللون علي البيئة الصلبة – متحرك بخصلة من الفلاجللات، هوائي ولكنه يثبت النيتروجين عند ضغط منخفض من الأكسجين PO2 أقل من 0.01 جوي (مستوي PO2 المعتاد في منطقة الريزوسفير حوالي 0.2).

          الحرارة المثلي من 25 – 30 °م يقف النمو عند 18°م أو أعلي من 42 °م حساس للحموضة يلائمه الـ pH المتعادل – أعداده في التربة المصرية 410/ جم تربة – من أهم الميكروبات المثبتة في الأراضي الإستوائية فيثبت النيتروجين حرا أو بالتعاون مع جذور بعض النباتات مثل الذرة ولذلك تسمي Semi-symbiotic – يثبت حوالي 20 كجم ن/ فدان/ سنة.

3- ميكروبات لا هوائية من جنس Closteridium:

          غير هوائي – موجب لجرام متجرثم أعداده – يزيد عن 100 ألف خلية / جم تربة – يستطيع أن يعيش في الأراضي الحامضية.

العوامل المؤثرة علي معدل تثبيت النيتروجين لا تكافليا:

Factors affecting non-symbiotic N2- fixation

1- محتوي التربة من النيتروجين المعدني:

          توفر صور النيتروجين خصوصا الأمونيا في التربة تثبط عملية التثبيت لحد كبير حيث أن الميكروبات المثبتة سوف تجد أمامها مصدرا جاهزا للنيتروجين بدلا من التثبيت.

2- توفر عناصر معدنية معينة:

          توفر بعض العناصر مثل الموليبدنيوم والحديد والكالسيوم والكوبالت فمثلا المولبيدنيوم ضروري لإحتواء إنزيم النيتروجيناز علي هذا العنصر  أما عنصر الحديد فقد وجد أنه ضروري لعملية التثبيت في الأزوتوباكتر والكلوستريديا والطحالب وغيرها واتضح حاجة بعض أنواع الأزوتوباكتر والطحالب الخضراء المزرقة للكالسيوم لقيامها بتثبيت النيتروجين ونموها أيضا. كما أمكن إثبات أن كثيرا من مثبتات النيتروجين تحتاج للكوبالت لقيامها بتلك العملية.

3- توفر مصادر الطاقة:

          لقد وجد أن إضافة سكريات بسيطة أو سليولوز وقش ذو نسبة C/N ratio واسعة يزيد من عملية التثبيت كثيرا سواء تحت الظروف الهوائية أو اللاهوائية.

4- درجة الحموضة:

          تتوقف علي حسب نوع الميكروب فالأزوتوباكتر حساس جدا للحموضة وايضا الطحالب الخضراء المزرقة بينما الكلوستريديا فتتحمل الحموضة أكثر من الأزوتوباكتر وعموما فإن أنسب الأراضي لتثبيت النيتروجين هي المتعادلة أو المائلة قليلا للقلوية.

5- الرطوبة:

          عملية التثبيت تتوقف في التربة الجافة وتزداد بزيادة الرطوبة. وأعلي معدل للتثبيت يكون عند درجة رطوبة قريبة من السعة الحقلية. كما أن أعلي معدلات التثبيت تكون تحت الظروف اللاهوائية (الأراضي المغمورة).

6- درجة الحرارة:

          في درجات الحرارة المنخفضة يكون معدل التثبيت منخفضا ويزداد مع رفع الحرارة عن الدرجة المثلي.

تثبيت النيتروجين الجوي تكافليا :Symbiotic nitrogen fixation

          عرف منذ القدم أن النباتات البقولية لها أثر كبير في خصوبة التربة ووفرة المحاصيل التالية مثل الحبوب.

          ويقوم بهذه العملية بكتريا تتبع جنس Bradyrhizobium, Rhizobium داخل العقد الجذرية تسمي بالبكتريا العقدية. حيث تعيش هذه الميكروبات مع النباتات البقولية معيشة تكافلية (تبادل المنفعة) حيث يمد النبات الميكروب بما يحتاجه من المواد العضوية وغير العضوية اللازمة له. بينما تمد الميكروبات النبات بالمواد النيتروجينية وذلك بتثبيتها لنيتروجين الهواء الجوي في النبات.

          والعقد الجذرية مملوءة بعصير مغذي Nutrient plant juice ويمكن فصل العقدة من الجذر بسهولة وفوائدها كبيرة للنباتات والتربة إذ أنها مصدر كبير للنيتروجين.

العوامل التي تؤثر علي تثبيت النيتروجين الجوي تكافليا:

          هناك عوامل تتعلق بالتربة وعوامل تتعلق بكل من الريزوبيا والنبات البقولي أما فيما يتعلق بالتربة فعموما كل ما يتناسب نمو النبات البقولي من تهوية وحرارة ورطوبة وملوحة ورقم أيدروجيني بالطبع تساعد علي تكوين العقد الجذرية وتثبيت النيتروجين وتزيد من مقدرتها علي تثبيت النيتروجين فمثلا pH قريب من التعادل، الحساسية للجفاف والملوحة والحرارة المرتفعة والرطوبة الزائدة والغمر تؤدي إلي نقص الأكسجين كما في الأراضي الغدقة. كما أنها حساسة لبعض الآفات ويرقات الحشرات والبكتريوفاج.

          أيضا وجود أو إضافة المركبات الكيميائية مثل K, P, Mn, Ca تنشط تكوين العقد الجذرية وبالتالي تزيد من عملية التنثبيت.

          فمثلا الكالسيوم يساعد ميكروب الريزوبيا علي إختراق الشعيرة الجذرية لأنه يدخل في نشاط الإنزيم المحلل للبكتين. وجود المنجنيز يساعد علي الاستفادة من الكالسيوم. الفوسفات تزيد من قدرة الميكروبات علي التثبيت، البوتاسيوم يزيد من عملية التثبيت لقدرته علي التأثير علي زيادة الكربوهيدرات في النبات. المولبيدنيوم هام حيث يدخل في تركيب إنويم النيتروجيناز علاوة علي يوجد أيضا في إنزيم Nitrate reductase الذي يوجد في بكتيرويد بعض العقد. أيضا الكوبالت فهو يدخل في تركيب مساعدات الإنزيمات.

          مستوي النيتروجين المعدني (أمونيا ونترات) فوجود مستوي عال منهما يجعل النبات يحصل عليه ويمثله مع حدوث تناقص واضح في أعداد وأحجام العقد أما وجود مستوي منخفض منهما يشجع عملية التثبيت.

أما العوامل التي تتعلق بالنبات والبكتريا العقدية فهي:

<!--سلالة البكتريا: أو إختلاف السلالات داخل النوع الواحد من الريزوبيا فمثلا عند عزل 100 مزرعة من ريزوبيا البرسيم من حقول مختلفة فإن هذه السلالات تختلف في قدرتها علي تثبيت النيتروجين الجوي علي صنف واحد من البرسيم فقد وجد أنه يكون منها 25 سلالة لها قدرة عالية علي التثبيت، 50 لها قدرة متوسطة بينما 25 ليس لها إلا قدرة ضعيفة والتي تسمي سلالات غير فعالة Ineffective.

<!--تخصيص العائل: حيث يكون للسلالة البكتيرية القدرة علي التثبيت مع أحد أفراد المجموعة النباتية التي تصيبها وغالبا ما يكون النبات التي عزلت من جذوره فمثلا R. meliloti المعزولة من عقد البرسيم الحجازي فهي تكون أكفأ مع البرسيم الحجازي عنه في حالة الحلبة والحندقوق والنقل مثلا.

<!--عدد البكتريا من السلالة الملائمة في التربة: لابد من توفر عدد كافي من السلالة الملائمة القوية حتي تتكون عقد كثيرة وبالتالي تثبيت أكثر للنيتروجين والعكس صحيح حيث ان البكتريا العقدية تتعرض في التربة لظروف بيئية غير مناسبة علاوة علي تاثير البروتوزوا والبكتريوفاج عليها.

التلقيح بالبكتريا العقدية:

1- استعمال التربة:

        ينقل جزء من التربة السطحية (5 – 20 سم) وتكفي 200 كجم تربة من حقل سبق زراعته بنفس المحصول البقولي لتلقيح فدان واحد.

2- استعمال المزارع البكتيرية:                   

أ- سائلة:                ب- علي مادة حاملة

          تعتبر مرحلة معاملة البذور من أهم المراحل لضمان نجاح التلقيح وهناك عدة طرق تتبع للتلقيح منها:

<!--البذور المغلفة حيث تغلف البذور بمعلق الريزوبيا بعد إضافة 40 % صمغ عربي مع بعض حبيبات كربونات الكالسيوم الناعمة وتوضع في وعاء لمدة دقيقتين وبعدها تصبح البذور مغلفة بغشاء رقيق من الميكروبات وجاهزة للزراعة.

<!--البذور جاهزة التلقيح بعض المصانع في أمريكا تبيع بذور ملقحة جاهزة بدلا من بيع اللقاح.

<!--حبيبات البيت الطبيعية حيث تخلط حبيبات البيت الطبيعية مع مزارع الريزوبيا بحيث تكون أعداد الخلايا حوالي 810 – 910 خلية/ جرام من الحبيات وتستخدم هذه الطريقة عند استخدام الميكنة في زراعة البذور.

<!--اللقاحات المكبسلة Immobilized inocula توجد تقنية حديثة جدا في إضافة اللقاحات الميكروبية للتربة فقد لوحظ أن كثيرا من اللقاحات المضافة للتربة بالطرق العادية لا تؤدي الغرضالمطلوب وذلك لتعرضها في التربة لعوامل كيماوية وفيزيائية صعبة تجعلها غير فعالة وكذلك تعرضها للفيروسات التي تقضي عليها ولذلك ابتكرت طريق الكبسولات وهي عبارة عن إضافة اللقاح في شكل كبسولات من مادة جيلاتينية مثل الجينات الصوديوم أو الجيلاتين او الأجار. ويتم عمل هذه الكبسولات بخلط حجم من معلق الميكروب المحتوي علي عدد كثيف من الخلايا بحجم مماثل من ألجينات الصوديوم الذائبة ثم تنقيط الخليط في محلول كلوريد الكالسيوم فتتكون كرات صغيرة يتوقف حجمها علي حجم النقط، ثم تفصل الكرات المليئة بالميكروبات وتحفظ لحين الاستخدام.

مقارنة بين عملية التثبيت من الميكروبات اللاتكافلية والتكافلية:

 1- من حيث طور النمو الذي يتم خلاله التثبيت:

          يتم التثبيت في حالة الميكروبات اللاتكافلية مثل الأزوتوباكتر:

<!--في الخلايا الداخلية في الطور اللوغاريتمي والذي يقدر متوسط عمر الجيل فيه عدة ساعات.

<!--أما الخلايا غير النامية فإن النيتروجين المثبت بها يتجمع في صورة NH4+ يثبط التثبيت.

أما في حالة الريزوبيا فيكون التثبيت في الخلايا غير النامية في الطور الثابت الذي يستمر حوالي شهر.

2- من حيث كمية النيتروجين المثبت لكل جرام خلايا:

 في الازوتوباكتر تكون الكمية المثبتة 0.1 جم نيتروجين/ جم خلايا، أما في حالة الريزوبيا فتكون 1 – 2.5 جم نيتروجين لكل جرام بكترويد طول مدة حياتها.

3- كفاءة عملية التثبيت: (مقدرة علي أساس ملليجرام نيتروجين مثبت لكل جرام جلوكوز مستهلك) الأزوتوماتير تثبت حوالي 10 – 20 ملليجرام، الكلوستريديم 5 – 10 ملليجرام /ن/ جم، الريزوبيا 270 ملليجرام/ ن/ جم جلوكوز مستهلك

وهذا الفارق الكبير يرجع إلي ظاهرتين:

أ- التثبيت في الخلايا الحرة مثل الأزوتوباكتر يكون في خلايا نامية تستهلك الكثير من الكربون والطاقة لتكون الخلايا الجديدة النامية.

ب- تحتاج الأزوتوباكتر إلي كمية كبيرة من الكربون في التنفس الهوائي الزائد بها لإبعاد الأكسجين عن غنزيم النيتروجيناز وبالتالي الكمية المتبقية منه والتي تستخدم في التثبيت تصبح قليلة.

4- النشاط النسبي لتثبيت النيتروجين (ملليجرام ن/ جم بروتين/ ساعة).

 يكون أكبر في حالة الأزوتوباكتر عنه في حالة الريزوبيا. بفرض أن عمر الجيل في الطور اللوغاريتمي للأزوتوباكتر حوالي 2 – 4 ساعات وفيها يتكون مثلا 1 جم بروتين من خلايا تحتوي علي 160 ملليجرام نيتروجين فإن الكفاءة النسبية تصبح حوالي 40 – 80 ملليجرام ن/ جم بروتين/ ساعة أما في حالة الريزوبيا فتقدر بحوالي 2 – 5 ملليجرام ن/ جم بروتين/ ساعة.

5- مصير النيتروجين المثبت:

الميكروبات الحرة تستعمل الجزء الأكبر من النيتروجين المثبت في تكوين خلاياها النامية بينما تفرز حوالي من 7 – 13 % خارج خلاياها من الطحالب 20 – 40 % أما في الريزوبيا فهي تفرز أغلبما تثبته من نيتروجين أكبر من 90 % خارج خلاياها.

ثانيا: الأسمد الحيوية المذيبة للفوسفات:

          يعتبر الفوسفات ثاني أهم العناصر بعد النيتروجين بالنسبةلتغذية النبات وهو يوجد في التربة الزراعية في عديد من الصور حسب نوع التربة وخواصها ونسبة المادة العضوية وعوامل أخري. وظهور أعراض نقص الفوسفور علي النباتات لا تعني نقص كميته الكلية في التربة، ولكن ترجع إلي نقص في الفوسفور القابل للاستفادة بواسطة النبات. ويوجد الفوسفور  في التربة في صورتين.

أ- الصورة المعدنية:

          حيث يوجد في صورة معدنية مرتبطة بالكالسيوم أو الحديد أو الألومنيوم او قد يكون مدمصا علي الجزيئات الغروية وهذه الصورة تكون أقل استفادة بواسطة النباتات. وعند التسميد الفوسفوري للأراضي فإن الفوسفور القابل للاستفادة بواسطة النباتات تحدث له تحولات تتوقف علي pH التربة ففي الأراضي القاعدية (ذات pH المرتفع) فإن فوسفات الكالسيوم الأحادية (H2SO4) المضافة تتحول إلي الحالة غير الذائبة وتصبح في صورة فوسفات الكالسيوم الثلاث4ية Ca(PO4)2 Tricalcium phosphate والتي تترسب مما يجعلها أقل صلاحية للنباتات. ولكن بالرغم من انها تترسب في صورة غشاء رقيق حول الحبيبات فإن لها سطح نوعي كبير جدا مما يعطي الميكروبات وجذور النباتات فرصة كبيرة لتحويلها إلي صورة ذائبة مرة ثانية. اما الأراضي الحامضية (ذات الـ pH المنخفض فإن الفوسفات الذائبة تترسب في صورة فوسفات حديد أو الألومنيوم وهذه تكون شديدة المقاومة لعملية الإذابة مما يؤدي إلي ظهور أعراض نقص الفوسفور علي النباتات ذلك ما لم تسمد باستمرار وبكميات كبيرة بالاسمدة الفوسفاتية أو بالتسميد الورقي

ب- الصورة العضوية:  

          وهذه الصورة تمثل جزءا كبيرا مما في التربة من فوسفات فمثلا بقايا النباتات تحتوي علي (0.1 – 0.3 %) فوسفور بينما تحتوي أجسام الميكروبات علي كميات أكبر (ميسليوم الفطريات تحتوي علي 0.5 – 1 % فوسفور) ونسبةالكربون إلي الفوسفورفي التربة C/N ratio حوالي 100 – 200: 1 والفوسفور يوجد في عديد من المركبات العضوية مثل الأحماض النووية، الفوسفوليبيدات، الفيتين، الليسيثين والمرافقات الإنزيمية، الفوسفور في المركبات العضوية يوجد في الصورة المؤكسدة PO4--- بعكس النيتروجين والكبريت فهما يوجدان فيالصورة المختزلة –NH2, SH- .

          يوجد الفوسفور في التربة المصرية في صورة فوسفات كالسيوم ثلاثية أو أباتيت apatite والنباتات تأخذ الفوسفور اللازم لها (القابل للإستفادة) من الفوسفات المعدنية الذائبة الصورة الأحادية والتي تختلف نسبتها بالأرض من تربة إلي اخري. عموما إذا كان تركيز الفوسفات الذائبة بالتربة أقل من 10-5 مولر فإن النباتات النامية ستعاني نقصا من الفوسفات. ويمثل الفوسفور العضوي في الأراضي المصرية 20 – 85 % من الفوسفور الكلي.

دور الميكروبات في إذابة الفوسفات المعدنية غير الذائبة في التربة:

          لقد أمكن في عام 1908 بواسطة العالم Saket وآخرون ملاحظة وجود الميكروبات المذيبة للفوسفات معمليا.

وهذه الميكروبات يمكنها إذابة فوسفات اكالسيوم الثلاثية وتحويلها إلي الأحادية وأثبت العلماء أيضا أن هناك عديد من الميكروبات لها القدرة علي هذه العملية وقد فسروا ذلك علي أساس إنتاج هذه الميكروبات للأحماض العضوية وثاني أكسيد الكربون أثناء نشاطها، ومن الأحماض التي تفرزها هذه الميكروبات حمض الفورميك والخليك والبروبيونيك والستريك واللاكتيك والسكسنيك والجليكوليك وهذه الأحماض قادرة علي إذابة الفوسفات المعدنية غير الذائبة. والأحماض العضوية منالنوع Alpha hydr