افزایش بهره وری محصولات کشاورزی با باکتری های محرک رشد گیاه و ذرات نانو: سازوکارها، چالش ها و جهت گیری های آینده

در دهه های اخیر، توجه به کشاورزی پایدار و بهره برداری موثر از منابع طبیعی به طور فزاینده ای افزایش یافته است. باکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) و ذرات نانو به عنوان دو فناوری نوین در زیست فناوری کشاورزی، توانسته اند به بهبود رشد و کیفیت محصولات کشاورزی کمک شایانی کنند.PGPR ها، گروه متنوعی از باکتری های مفید خاکزی هستند که از طریق سازوکارهای مستقیم و غیرمستقیم، رشد گیاهان را بهبود می بخشند. از سوی دیگر، ذرات نانو با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصربه فرد خود، نقش های متعددی در کشاورزی ایفا می کنند و می توانند به عنوان حامل های موثر مواد مغذی و آفت کش ها عمل کرده و مستقیما بر فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاه تاثیر بگذارند. بررسی ها نشان می دهد که استفاده ترکیبی از PGPR و نانوذرات می تواند اثرات هم افزایی قابل توجهی بر عملکرد محصولات کشاورزی داشته باشد. به عنوان مثال، کاربردBacillus subtilis با کود NPK در مزارع کلزا منجر به افزایش حدود ۴۶ درصدی عملکرد دانه در دو سال متوالی شده است. همچنین، استفاده از نانوذرات اکسید روی، آهن و Zn-Fe همراه با Azotobacter در گندم، افزایش چشمگیر ۸۸ درصدی در عملکرد دانه را نشان داده است. در شرایط تنش آلودگی خاک، ترکیب Actinobacterium sp. و نانوذرات سلنیوم موجب افزایش ۷۴ درصدی زیتوده در سویا گردید. علاوه بر این، استفاده از نانوذرات نقره با Bacillus pumilus و Pseudomonas moraviensis وزن تر پیاز را به ترتیب ۷۵ و ۳۳ درصد افزایش داده است. این اثرات هم افزایی احتمالا از طریق بهبود جذب مواد مغذی، تولید هورمون های رشد گیاهی، افزایش تحمل به تنش و بهبود کلونیزاسیون ریشه، بهبود جذب مواد مغذی و تحریک سیستم ایمنی گیاه صورت می گیرد. با وجود این نتایج امیدوارکننده، استفاده از این فناوری ها با چالش هایی نظیر سمیت احتمالی برخی نانوذرات، اثرات بلندمدت زیست محیطی و نیاز به تدوین پروتکل های استاندارد برای تولید و مصرف همراه است. بنابراین، تحقیقات بیشتری برای بهینه سازی کاربرد این ترکیبات و درک کامل مکانیسم های عمل آن ها ضروری است.

کلیدواژه ها:

امنیت غذایی ، کودهای نانو ، جذب مواد مغذی ، کشاورزی پایدار ، هم افزایی