Soil Microbiomes for Sustainable Agriculture: Functional Annotation

این کتاب شامل دانش کنونی میکروبیوم‌های خاک و کاربرد بیوتکنولوژیکی بالقوه آنها برای رشد گیاه، عملکرد محصول و سلامت خاک تحت شرایط طبیعی و محیطی سخت برای کشاورزی پایدار است. میکروب ها در طبیعت در همه جا حضور دارند. خاک یک کانون طبیعی میکروبیوم خاک است. میکروبیوم خاک نقش مهمی در حفظ تعادل جهانی مواد مغذی و عملکرد اکوسیستم ایفا می کند. میکروبیوم‌های خاک با اکوسیستم‌های گیاهی از طریق شبکه شدید فعل و انفعالات گیاه – میکروب مرتبط هستند. میکروب های موجود در خاک توده ای به دلیل آزاد شدن مواد مغذی مختلف توسط سیستم های گیاهی به سمت ناحیه ریزوسفر حرکت می کنند. میکروب های ریزوسفری بسته به میزان تأثیرات مواد شیمیایی ترشح شده در خاک توسط ریشه ممکن است در منطقه ریزوسفر زنده یا تکثیر شوند. ترشحات ریشه حاوی عوامل اصلی مواد مغذی (اسیدهای آمینه، گلوکز، فروکتوز و ساکارز) است. میکروب های موجود در ناحیه ریزوسفری قابلیت تثبیت نیتروژن اتمسفر، تولید هورمون های گیاهی مختلف و حل شدن فسفر، پتاسیم و روی را دارند. سیستم های گیاهی این مواد مغذی را برای رشد و نمو خود مصرف می کنند. این میکروب‌های مرتبط با خاک و گیاه نیز با تولید متابولیت‌های ثانویه مختلف مانند آمونیاک، سیانید هیدروژن، سیدروفورها و آنزیم‌های هیدرولیتیک، نقش مهمی در محافظت از گیاهان در برابر موجودات بیماری‌زای مختلف گیاهی ایفا می‌کنند. میکروبیوم های خاک با ویژگی های محرک رشد گیاه (PGP) به عنوان یک ابزار مهم و امیدوارکننده برای کشاورزی پایدار ظاهر شده اند. میکروبیوم های خاک رشد گیاه را تقویت کرده و عملکرد محصول و حاصلخیزی خاک را از طریق مکانیسم های مختلف محرک رشد گیاه به طور مستقیم یا غیرمستقیم افزایش می دهند. میکروب های خاک با کاهش تنش غیرزیستی دماهای بالا/پایین، شوری بیش از حد، خشکی و خاک اسیدی/قلیایی به گیاه برای سازگاری در زیستگاه های شدید کمک می کنند. این میکروب‌های PGP به‌عنوان کودهای زیستی/واکسین‌کننده‌های زیستی برای جایگزینی کودهای شیمیایی مضر برای کشاورزی و محیط‌های پایدار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هدف کتاب «میکروبیوم‌های خاک برای کشاورزی پایدار» ارائه پیشرفت‌های اخیر در مکانیسم‌های تقویت رشد گیاه و کاربرد میکروبیوم‌های خاک برای کاهش تنش‌های غیرزیستی مختلف در گیاهان است. این کتاب برای دانشمندان، محققان و دانشجویان مرتبط با میکروبیولوژی، بیوتکنولوژی، کشاورزی، زیست شناسی مولکولی، زیست شناسی محیطی و موضوعات مرتبط مفید است.

This book encompasses current knowledge of soil microbiomes and their potential biotechnological application for plant growth, crop yield, and soil health under the natural as well as harsh environmental conditions for sustainable agriculture. The microbes are ubiquitous in nature. The soil is a natural hotspot of the soil microbiome. The soil microbiome plays a critical role in the maintenance of global nutrient balance and ecosystem functioning. The soil microbiomes are associated with plant ecosystems through the intense network of plant–microbe interactions. The microbes present in bulk soil move toward the rhizospheric region due to the release of different nutrients by plant systems. The rhizospheric microbes may survive or proliferate in rhizospheric zone depending on the extent of influences of the chemicals secreted into the soil by roots. The root exudates contain the principal nutrients factors (amino acids, glucose, fructose, and sucrose). The microbes present in rhizospheric region have capabilities to fix atmospheric nitrogen, produce different phytohormones, and solubilize phosphorus, potassium, and zinc. The plant systems take these nutrients for their growth and developments. These soil and plant associated microbes also play an important role in protection of plants from different plant pathogenic organisms by producing different secondary metabolites such as ammonia, hydrogen cyanide, siderophores, and hydrolytic enzymes. The soil microbiomes with plant growth-promoting (PGP) attributes have emerged as an important and promising tool for sustainable agriculture. The soil microbiomes promote the plant growth and enhance the crop yield and soil fertility via directly or indirectly different plant growth-promoting mechanism. The soil microbes help the plant for adaptation in extreme habitats by mitigating the abiotic stress of high/low temperatures, hypersalinity, drought, and acidic/alkaline soil. These PGP microbes are used as biofertilizers/bioinoculants to replace the harmful chemical fertilizers for sustainable agriculture and environments.

The aim of the book “Soil Microbiomes for Sustainable Agriculture” is to provide the recent advances in mechanisms of plant growth promotion and applications of soil microbiomes for mitigation of different abiotic stresses in plants. The book is useful to scientists, researchers, and students related to microbiology, biotechnology, agriculture, molecular biology, environmental biology, and related subjects.