بخشی از مقاله
چکیده:
بهمنظور بررسی تأثیر تلقیح با باکتری ریزوبیوم تریفولی و قارچ میکوریز گلوموس موسهآ بر عملکرد گیاه شبدر برسیم تحت تنش کادمیوم یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی اجرا گردید. سطوح کادمیوم خاک شامل صفر، 10 و 25 میلیگرم بر کیلوگرم خاک بود. فاکتور تلقیح با کودهای زیستی شامل تیمار بدون تلقیح، تلقیح با باکتری ریزوبیوم تریفولی، تلقیح با قارچ میکوریز گلوموس موسهآ و تلقیح با باکتری ریزوبیوم تریفولی+قارچ میکوریز گلوموس موسهآ بود. نتایج نشان داد با افزایش سطوح کادمیوم عملکرد گیاه شبدر کاهش یافت. بیشترین عملکرد در تیمار شاهد و کمترین عملکرد در تیمار 25 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک اندازهگیری گردید. همچنین تلقیح مشترک باکتری ریزوبیوم تریفولی و قارچ گلوموس موسهآ منجر به افزایش عملکرد نسبت به تیمار شاهد شد.
کلمات کلیدی: آربسکولار، آلودگی، تنش، کود زیستی، گیاهپالایی.
مقدمه:
آلودگی خاک به فلزات سنگین نظیر کادمیوم، سرب و روی به دلیل تأثیر سوئی که این فلزات بر سلامت انسانها و موجودات زنده دارند، در چند دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. کادمیوم یک فلز سنگین است که اثرات مخرب زیادی بر کیفیت محصولات کشاورزی دارد - Verma et al., 2004 - و به آسانی توسط گیاه جذب میشود . - Kabata-Pendias and 3HQGLDV 2001 - این فلز با کاهش سطح و توسعه ریشه و مختل کردن متابولیسم گیاه، باعث کمبود عناصر غذایی در گیاه میشود - Vassilev et . - DO. 2002 کادمیوم نه تنها برای گیاه ضروری نیست بلکه هیچگونه عملکرد بیولوژیک شناخته شدهای هم ندارد - Clemens, - 2001; 0DXVNDU 2007 و حتی در غلظتهای خیلی کم برای گیاهان سمی میباشد. کادمیوم برای کلروپلاست و میتوکندری بسیار سمی بوده و باعث کاهش رشد گیاه از طریق کاهش شدت فتوسنتز و افزایش تنفس نوری میگردد - Laomreaux and . - Chaneym, 1978 گیاهپالایی فناوری مبتنی بر تلفیق فعالیت گیاهان برای تجزیه، انتقال، غیرفعال کردن و ساکنسازی ترکیبات آلاینده خاک و آبهای زیرزمینی مانند کادمیوم، مس، سرب، روی، کروم و غیره میباشد. شناسایی گیاهانی که مصرف خوراکی ندارند در گیاهپالایی از اهمیت بیشتری برخوردار است - مقیمی و همکاران، . - 1390 امروزه توجه محققان به استفاده از بقولات و میکروارگانیسمهای همزیست آنها برای اصلاح زیستی اراضی آلوده به فلزات سنگین و همچنین دیگر آلایندههای آلی معطوف شده است . - Carrasco et al., 2008 - از آنجایی که همزیستی بقولات با باکتریهای ریزوبیوم امکان رشد گیاهان را بدون عرضه کودهای نیتروژندار فراهم میکند لذا رابطه همزیستی از نظر اصلاح اراضی آلوده دارای چند مزیت است. اولاً میکروارگانیسمها میتوانند بر روی حلالیت و زیستفراهمی فلزات و حرکت آنها در خاک بسیار تأثیرگذارباشند. ثانیاً بقولات بهراحتی در اراضی غیر حاصلخیز مستقر میشوند و به همین خاطر در مطالعات و تحقیقات گیاهپالایی مورد توجه قرار گرفتهاند. ثالثاً محققان به این نتیجه رسیدهاند که در تجزیه آلایندهها ترکیب دو روش گیاهپالایی و زیست پالایی در مقایسه با بکارگیری جداگانه هر کدام از روشها مفیدتر بوده است . - Pajuelo et al., 2008 - تلقیح توأم باکتریهای محرک رشد گیاه با قارچ میکوریز آربسکولار روش مناسبی برای افزایش کارایی گیاهپالایی میباشد . - Khan et al., 2008 - استفاده از قارچهای میکوریزی و باکتری ریزوبیوم یکی از روشهای بیولوژیکی پالایش خاکهای آلوده به فلزات سنگین است - زارعی و همکاران، . - 1382 هدف کشاورزی ارگانیک افزایش تنوع زیستی و ایجاد چرخههای بیولوژیک در سیستمهای زراعی است به صورتی که از نظر اکولوژیکی و اقتصادی مقرون بهصرفه باشد . - Samman et al., 2008 - بهمنظور کاهش واردات کودهای شیمیایی و اثرات زیانبار زیستمحیطی آنها، در این تحقیقصرفاً از ترکیب کودهای زیستی استفاده شد. با توجه به نقش سودمند کودهای زیستی در رشد و نمو گیاه و کاهش تنشهای محیطی و نیز اهمیت اقتصادی گیاه شبدر، این تحقیق بهمنظور بررسی تأثیر قارچ میکوریز آربسکولار گلوموس موسهآ و باکتری ریزوبیوم تریفولی بر عملکرد گیاه شبدر برسیم تحت تنش کادمیوم صورت گرفت.
مواد و روش:
بهمنظور بررسی تأثیر سطوح مختلف کادمیوم خاک و تلقیح با قارچهای میکوریز آربسکولار گلوموس موسهآ و باکتری ریزوبیوم تریفولی بر عملکرد گیاه شبدر برسیم یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی اجرا گردید . سطوح کادمیوم خاک شامل صفر، 10 و 25 میلیگرم بر کیلوگرم خاک بود که از منبع سولفات کادمیوم - Cd3O12S3.8H2O - تأمین و مصرف شدند. میکروارگانیسمهای مورد استفاده در خاک شامل قارچ میکوریز گلوموس موسهآ و باکتری ریزوبیوم تریفولی بودند که هم بهصورت جداگانه و هم بهصورت مخلوط با یکدیگر مورد استفاده قرار گرفتند. بنابراین تیمارها شامل تیمار بدون تلقیح، تلقیح با قارچ گلوموس موسهآ، تلقیح با باکتری ریزوبیوم تریفولی و تلقیح با باکتری ریزوبیوم تریفولی+ قارچ گلوموس موسهآ بودند، بنابراین تعداد تیمارهای آزمایشی 12 عدد است که با لحاظ کردن 3 تکرار در مجموع 36 واحد آزمایشی وجود داشت. برای کاشت شبدر از جعبههای کوچک حاوی 5 کیلوگرم خاک استفاده شد. مقدار مصرف کود جامد قارچی 50 گرم در هر جعبه و بذر شبدر برسیم قبل از کاشت با باکتری ریزوبیوم تریفولی آغشته گردید. در هر جعبه بهطور یکسان دو گرم بذر شبدر برسیم کشت شد. بافت خاک مورد استفاده در آزمایش بافت لوم بود و خاک بعد از آلوده شدن به کادمیوم، قبل از کاشت برای رسیدن به تعادل به مدت یک ماه در رطوبت ظرفیت مزرعه نگهداری گردید. قبل از کاشت آزمایشهای اولیه برای اندازهگیری عناصر کممصرف و پرمصرف و کادمیوم قابل جذب انجام و در صورت وجود کمبود در خاک، قبل از کاشت اقدام به رفع کمبودهای عناصر غذایی شد - جدول . - 1 عملیات داشت به مدت سه ماه انجام و در پایان دوره رشد وزن تر بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر اندازهگیری گردید. سپس نمونههای گیاهی ابتدا با آب مقطر شسته و در دمای 55 درجه سانتیگراد در آون به مدت 72 ساعت خشک شدند؛ و وزن خشک بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر توزین گردید. دادهها با استفاده از نرمافزار آماری SAS 9.4 مورد تجزیهوتحلیل قرار گرفتند. در ضمن مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون چند دامنهای دانکن صورت گرفت.
جدول .1 ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده در آزمایش
نتایج و بحث تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر برسیم
نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر در سطح احتمال یک درصد معنیدار شد - جدول . - 2 افزایش غلظت کادمیوم وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر را کاهش داد بهطوریکه بیشترین وزن تر بخش هوایی در تیمار شاهد به میزان 71/79 گرم در جعبه و کمترین وزن تر بخش هوایی در تیمار 25 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک به میزان 54/03 گرم در جعبه اندازهگیری شد - شکل . - 1 افزایش سطح کادمیوم از تیمار شاهد - بدون مصرف کادمیوم - به تیمار 25 میلیگرم بر کیلوگرم خاک منجر به کاهش 49/71 درصدی وزن خشک بخش هوایی گیاه شبدر گردید - شکل . - 2 همچنین بیشترین وزن تر و خشک ریشه گیاه شبدر در تیمار شاهد به ترتیب به میزان 63/08 و 8/02 گرم در جعبه و کمترین وزن تر و خشک ریشه در تیمار 25 میلیگرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک به ترتیب به میزان 40/53 و 5/89 گرم در جعبه اندازهگیری گردید - شکلهای 3 و . - 4 غلظت بالای کادمیوم در با ایجاد برهمکنش باعث کاهش جذب عناصر کممصرف شده و با ایجاد ترکیبات فسفات کادمیوم و نیترات کادمیوم جذب عناصر پرمصرف را نیز کاهش داد و کاهش شاخصهای رشد و به دنبال آن کاهش عملکرد گیاه گوجهفرنگی را در پی داشت - Benavides. - et al., 2005 شیرازی و همکاران - 2012 - گزارش کردند با افزایش سطح کادمیوم، میانگین وزن تر شاخساره ارقام برنج نسبت به شاهد بهطور معنیداری کاهش یافت.
جدول .2 نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایشی بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر برسیم
شکل .1 تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن تر بخش هوایی گیاه شبدر
سطوح کادمیوم - میلی گرم بر کیلوگرم - شکل .3 تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن تر ریشه گیاه شبدر
شکل .2 تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن خشک بخش هوایی گیاه شبدر
شکل .4 تأثیر سطوح مختلف کادمیوم بر وزن خشک ریشه گیاه شبدر
تأثیر تلقیح با کود زیستی بر وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر برسیم
