مهمترین مکانیسم های ناشی از فعالیت میکروارگانیسم های موجود در کودهای بیولوژیک که باعث کاهش اثرات سوء تنش خشکی و کم آبی در گیاهان می شود، به شرح زیر می باشند:
۱- بهبود خصوصیات ساختمانی خاک
میکروارگانیسم های موجود در کود های بیولوژیک از راه های متعددی باعث بهبود خصوصیات ساختمانی خاک و افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک می شوند. مثلا ازتوباکترها می توانند در شرایط تنش مقدار قابل توجهي پلی بتا هیدروکسی بوتیرات تولید کنند. این بیومولکول نقش عمده اي در افزايش مقاومت گیاهان جهت غلبه یافتن بر شرایط نامناسب ايفا مي کند و همچنین در حفظ و نگهداري مولکولهای آب در نزدیکي ریزوسفر بسيار موثر است. بیومس میکروبی اضافی این باکتریها در کنار باکتریهای بومی خاک نیز کمک می کند تا اثرات نامطلوب تنش خشکی خاک در فاصله نزدیک به ریشه کاهش یابد.
۲- تاثیر بر مورفولوژی ریشه
میکروارگانیسم ها با ایجاد تغییرات در مورفولوژی و ساختار ریشه، اثرات قابل توجهی بر جذب آب و عناصر غذایی دارند. برخی از میکروارگانیسم ها با تولید ترکیبات هورمونی مانند اکسین باعث افزایش رشد طولی، سطح ویژه و وزن ریشه و افزایش تعداد ریشه های موئین و انشعابات ریشه ای و در نهایت بهبود جذب آب و عناصر غذایی می شوند.
۳- بهبود وضعیت تغذیه ای گیاه
به طور کلی هر عاملی که باعث افزایش عملکرد ماده خشک گیاهی شود، راندمان و کارآیی مصرف آب توسط گیاه را افزایش داده است. به عنوان مثال میکروارگانیسم های موجود در کودهای بیولوژیک باعث می شوند که گیاهان در شرایط تنش خشکی فسفر، آهن و برخی دیگر از عناصر غذایی را به میزان بیشتری جذب و عملکرد بالاتری تولید می کنند. در این گیاهان میزان ماده خشک و به طور کلی عملکرد گیاه به ازای واحد آب مصرفی افزایش یافته و بنابراین کارآیی مصرف آب افزایش می یابد.
بسیاری از باکتری های محرک رشد ریزوسفری نیز از طریق تثبیت نیتروژن، تولید سیدروفور، افزایش حلالیت فسفات های نامحلول و یا کنترل بیولوژیک عوامل بیماریزا، باعث بهبود رشد گیاه و افزایش کارایی مصرف آب می شوند.
۴- تطابق اسمزی و بهبود وضعیت آبی گیاه
تطابق اسمزی مکانیسمی است که در هنگام کاهش آب خاک، توسط گیاه فعال می شود تا بتواند آب بیشتری را جذب کند. این عمل با کاهش پتانسیل اسمزی گیاه از طریق تجمع فعال یونهای آلی و املاح معدنی درگیاه انجام، و باعث حفظ فشار تورژسانس سلول می گردد. یونهای معدنی پتاسیم و کلر و پرولین ، گلیسین ، بتانین ، ساکارز، مانیتول و پینیتول از جمله مهمترین این املاح می باشند. افزایش میزان پرولین و دیگر اسیدهای آمینه، ذخایر قندی و پتاسیم بیشتر در اثر مجاورت باکتری های مفید خاکزی با ریشه گیاه به فراوانی گزارش شده است.
۵- جلوگیری از کاهش فعالیت های اسیمیلاسیونی ضروری
جلوگیری از کاهش فعالیت های اسیمیلاسیونی ضروری برای رشد گیاه در شرایط تنش خشکی از دیگر مکانیسم های مفیدی است که به کمک میکروارگانیسم ها بیشتر فعال می شود.
میزان فعالیت آنزیم احیاء نیترات و تولید ماده خشک گیاهی در شرایط تنش خشکی در گیاهان میکوریزی نسبت به غیر میکوریزی بیشتر می باشد. یون نیترات یک منبع عمدۀ نیتروژن برای گیاه و آنزیم احیاء نیترات اولین آنزیم کلیدی برای احیاء نیترات درگیاه است که به شدت تحت تأثیر شرایط محیطی مثل خشکی قرار می گیرد.
۶- محافظت گیاه در مقابل خسارت های اکسیداتیو
تنش خشکی باعث بسته شدن روزنه ها و کاهش ورود دی اکسید کربن برای فتوسنتز و متعاقبا افزایش تشکیل گونه های اکسیژنی در سیستم های نوری می شود. گونه های اکسیژنی فعالی مانند سوپراکسید و پراکسیدها باعث تخریب غشاء می گردند. سیستم های آنزیمی آنتی اکسیدانت مانند سوپراکسید دسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز باعث تخریب این گونه های فعال سمی می گردند.
باکتری های محرک رشد گیاه باعث افزایش فعالیت آنزیم های فوق در گیاه و کاهش خسارت های اکسیداتیو و اثرات سوء تنش خشکی می شوند. فعالیت بیشتر این سیستم های آنزیمی در گیاهان تلقیح شده با میکروارگانیسم ها در رابطه با بیان بیشتر ژنهای مسئول این گونه آنزیم ها است که باعث می شود گیاه بتواند رشد بهتری را در شرایط تنش ایجاد کند.
برخی از میکروارگانیسم ها نیز در شرایط تنش، با تولید آنزیم ACC – دآمیناز باعث کاهش تولید اتیلن و افزایش رشد گیاه می شوند. اتیلن از جمله هورمون هایی است که تولید زیاد آن در شرایط تنش به عنوان بازدارنده رشد گیاه عمل می کند.
۷- اثرات مولکولی
اثرات مفید مولکولی میکروارگانیسم ها در کاهش اثرات سوء ناشی از تنش به دو صورت زیر ظاهر می شوند:
الف- بیان بیشتر بعضی ژنهای مفید در گیاه در اثر حضور میکروارگانیسم
ب- وجود ژنهای مشابه در میکروارگانیسم که در شرایط تنش به میزان بیشتری بیان می شود.
