بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی اثر قارچهای افزاینده رشد گیاه بر صفات رویشی کلزا - Brassica napus L. - در سطوح مختلف سرب، آزمایشی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل تیمار قارچی در سه سطح شاهد، Piriformospora indica - Pi - و Trichoderma longibrachiatum - Trich - و چهار سطح سرب - صفر، 500، 1000 و 1500 میلیگرم در کیلوگرم در خاک از منبع سرب نیترات - بود. نتایج نشان داد اثر ساده سرب بر وزن تر برگ و وزن خشک ساقه روند کاهشی داشت بهطوریکه در سطح 1500 میلیگرم در کیلوگرم خاک نسبت به شاهد بهترتیب بهمیزان حدود 58 و 51 درصد کمتر شدند. اثر ساده تلقیح قارچ Pi و Trich نیز بر وزن خشک ساقه بهترتیب حدود 34 و 56 درصد افزایش را نسبت به شاهد نشان دادند. همچنین قارچهای Pi و Trich در سطوح مختلف نیترات سرب - صفر، 500، 1000، 1500 میلیگرم در کیلوگرم خاک - بر وزن تر ساقه، وزن خشک برگ و وزن تر و خشک کل اثر مثبتی نشان داد بهطوریکه افت این صفات در تیمار شاهد بهترتیب 68، 69،70 و 65 درصد بود درحالیکه در تیمار قارچهای Pi و Trich بهترتیب به 35، 52، 52، 36 و 57، 52، 53 و 53 درصد رسید. در مجموع، نتایج نشاندهنده بهبود رشد گیاه کلزا در تلقیح با قارچهای افزاینده رشد در مواجهه با عنصر سنگین سرب بود.
-1 مقدمه
از جمله آلایندههای محیطزیست فلزات سنگین میباشند که علاوه بر فعالیتهای طبیعی از طریق فعالیتهای انسانی وارد محیط می شوند. انتقال این آلاینده ها به مناطق غیر آلوده از طریق گرد و غبار یا اشباع خاک و پخش لجن فاضلاب حاوی فلزات سنگین، نمونههای متعددی از راههای آلودگی بوم نظام زراعی هستند . - 17 - این عناصر با تأثیر بر رشد گیاهان میتوانند منجر به کاهش کمی و کیفی محصولات کشاورزی و در حالت های شدید نابودی تنوع گیاهی در مناطق آلوده گردند . - 12 - در میان فلزات سنگین، سرب یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط زیست میباشد که به دلیل تأثیر آن بر سلامتی انسان اهمیت قابلتوجهی دارد . - 6 - بهعلاوه، سرب سبب مسمویت گیاه و اختلال در سیستم فیزیولوژیکی گیاهان میشود . - 9 - بنابراین نیاز به خارج کردن آن از محیط میباشد. در این میان، برخی از گیاهان میتوانند طی فرآیند گیاهپالایی به طور کامل و یا جزیی مواد آلاینده موجود در خاک، لجن، رسوبات، آبهای زیرزمینی و سطحی و هوا را در خود جمع کنند . - 4 - بهترین رهیافت گیاهپالایی، جذب و انتقال آلاینده ها از خاک به گیاه بدون تخریب ساختمان خاک و تغییر در حاصلخیزی آن عنوان شده است. در این روش فلزات بهوسیله گیاهان بیشاندوز جذب و سپس با برداشت زیست توده از منطقه آلوده خارج میشوند . - 3 -
در میان بیشاندوزهای شناخته شده گیاهان خانواده شببو بیشترین میزان جذب و بالاترین تعداد بیشاندوزهای فلزات سنگین را دارا میباشند. در این میان، یکی از مهم ترین گیاهان این خانواده کلزا - Brassica napus L. - است که بهعنوان گیاه بیشاندوز فلزات سنگین معرفی شده است . - 2 - از طرف دیگر، بسیاری از قارچهای اندوفیت به فلزات مقاوم و قادر به تخریب آلایندههای آلی میباشند و از آنها در گیاهپالایی استفاده می گردد . - 8 - در این بین قارچ اندوفیت ریشه بهنام Piriformospora indica که بهعنوان قارچ شبه میکوریز شناخته میشود می تواند بهراحتی در محیطهای کشت مصنوعی مختلف بدون نیاز به گیاه همزیست کشت شود و این یکی از مهمترین مزیتهای این قارچها نسبت به قارچهای میکوریزا آربوسکولار بهشمار میرود . - 16 - قارچهای شبهمیکوریز میتوانند بهعنوان عامل کنترل زیستی قوی در برابر عوامل بیماری زایی ریشه عمل کنند، بنابراین به عنوان ابزار زیستی در جهت بهبود رشد گیاه، حفاظت در برابر آفات و مقابله در شرایط تنش مانند شوری، خشکی و سمیت فلزات سنگین استفاده میگردد . - 7 - همچنین پژوهشهای اخیر نشان داده است که برخی از گونههای تریکودرما قادرند بهطور مستقیم با ریشه گیاهان همزیست شده و به عنوان افزاینده رشد گیاه، سبب بهبود رشد - 15 - و کنترل زیستی تنشهای زنده از قبیل قارچهای بیماریزا - 10 - و تنشهای غیرزنده از جمله شوری و فلزات سنگین - 5 - شوند. بنابراین، هدف از انجام این
آزمایش بررسی اثر قارچهای Piriformospora indica و Trichoderma longibrachiatum بر برخی صفات رویشی کلزا در سطوح مختلف سرب در نظر گرفته شد.
-2 مواد و روشها
این پژوهش در تابستان و پاییز سال 1396 در آزمایشگاه تنش های محیطی و پژوهشکده ژنتیک و زیستفناوری کشاورزی طبرستان واقع در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح عنصر سنگین سرب از منبع نیترات سرب 1500 میلیگرم در کیلوگرم خاک - و سه تیمار قارچی - شاهد، Piriformospora indica و - Trichoderma longibrachiatum بود. برای این منظور، قارچهای همراه با ریشه در محیط کشت PDB - عصاره سیبزمینی و دکستروز - و محیط کشت مایع کفر - 11 - کشت و سپس به مدت دو هفته در دمای 28 درجه سانتیگراد و سرعت 120 دور در دقیقه روی شیکر قرار گرفتند. پس از گذشت مدت زمان مذکور که رشد رویشی قارچها به حداکثر خود رسید، سوسپانسیونی با غلظت حدود 1×108 واحد کلونی در میلی لیتر - CFU/ml - تهیه و جهت تلقیح استفاده شدند. سپس خاک مورد نظر به مدت یک ساعت در اتوکلاو استریل و سپس با مقادیر مورد نظر عنصر سرب مخلوط گردید. پس از گذشت چهار هفته از مخلوط کردن خاک با عنصر، ابتدا بذور کلزا ضدعفونی، سپس به مدت 24 ساعت جوانهدار و پس از آن بذور جوانهدار با سوسپانسیون قارچی به مدت یک ساعت تلقیح و در گلدان کشت شدند. پس از گذشت 60 روز از کاشت نمونههایی از گلدانها انتخاب و صفات وزن تر و خشک ساقه، برگ و کل گیاه کلزا با کمک ترازوی دیجیتال با دقت یک هزارم اندازهگیری شدند. سپس تجزیه و تحلیل داده های بدست آمده از آزمایش با نرم افزار آماری SAS - نسخه - 9/2 و آزمون مقایسه میانگینها نیز با روش آزمون حداقل تفاوت معنیدار - LSD - در سطح احتمال پنج درصد انجام شد.
-3نتایج و بحث
نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادههای آزمایش نشان داد اثر ساده قارچ بر وزن تر و خشک ساقه در سطح احتمال پنج درصد و بر وزن تر و خشک کل در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود. همچنین اثر ساده سرب بر تمام صفات مذکور در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنیداری نشان داد. اثر متقابل قارچ و سرب نیز بر وزن تر ساقه، وزن خشک برگ و وزن تر و خشک کل - P<0/05 - معنی دار بود.
جدول -1 تجزیه واریانس - میانگین مربعات - اثر قارچ های P. indica و T. longibrachiatum برتحمل کلزا به سرب
ns،* و ** به ترتیب، غیر معنیدار و معنی دار در سطح احتمال 5 و 1 درصد.
نتایج نشان داد اثر ساده سرب بر وزن تر برگ و وزن خشک ساقه روند کاهشی را نشان داد به طوری که در سطح 1500 میلیگرم در کیلوگرم خاک نسبت به شاهد به میزان حدود 58 و 51 درصد کاهش یافتند - شکل -1 الف و ب - . در مقایسه، اثر ساده تلقیح قارچ Pi و Trich بر وزن خشک ساقه بهترتیب حدود 34 و 56 درصد افزایش را نسبت به شاهد نشان دادند - شکل-2 ج - . کاهش صفات رویشی مانند طول ساقه، ریشه، سطح برگ و وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه در گیاه کلزا - 1 - و کاهش تولید زیستتوده در گیاه ذرت - 14 - ناشی از تنش سرب پیشتر نیز گزارش شده بود.
شکل -1 اثر ساده سرب بر وزن تر برگ - الف - و وزن خشک ساقه - ب - و اثر ساده قارچهای - P . indica - Pi و - T. longibrachiatum - Trich بر وزن خشک ساقه - ج - کلزا
همچنین مشاهده شد قارچهای Pi و Trich در سطوح مختلف سرب - صفر، 500، 1000، 1500 میلیگرم در کیلوگرم - بر وزن تر ساقه، وزن خشک برگ و وزن تر و خشک کل اثر مثبتی نشان داد بهطوریکه کاهش در سطح 1500 میلیگرم در کیلوگرم نسبت به سطح صفر از 68، 70،69 و 65 درصد در شاهد به 35، 52، 52، 36 درصد در همزیستی با Pi و 57، 52، 53 و 53 درصد پس از بکارگیری Trich رسید - شکل - 2 الف- د - . این نتایج نشاندهنده کاهش اثر منفی تنش عنصر سرب با تیمارهای قارچی بود. در همین زمینه مشاهده شده است که برخی از قارچهای اندوفیت میتوانند با کاهش سمیت فلزی رشد گیاهان و در نتیجه کارایی گیاهپالایی گیاه میزبان را بهبود بخشند . - 13 - در مجموع نتایج بیانگر بهبود رشد گیاه کلزا در تلقیح با قارچهای افزاینده رشد در مواجهه با عنصر سنگین سرب بود. با این وجود شناخت چگونگی اثربخشی مثبت قارچهای Pi و Trich نیازمند مطالعات بیشتر است.
