بخشی از مقاله
چکیده
به منظور ارزیابی اثر قارچ اندوفیت Piriformospora indica و باکتری محرک رشد Pantoea ananatis بر عملکرد برنج - رقم ʼطارم محلی - ʽ در سطوح مختلف کود سولفات پتاسیم، آزمایشی به صورت کرتهای خردشده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل کود سولفات پتاسیم در چهار سطح - صفر، 60، 120 و 180 کیلوگرم در هکتار - به عنوان کرت اصلی و چهار تیمار تلقیح شامل شاهد - بدون تلقیح - ، تلقیح تنها با قارچ اندوفیت P. indica، تلقیح تنها با باکتری P. ananatis و تلفیق ترکیبی قارچ و باکتری با ریشه گیاهچه برنج به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج حاکی از آن بود که صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت به طور معنیداری تحت تأثیر سطوح مختلف کود پتاسیم و تیمارهای تلقیح قرار گرفتند. تلقیح ریشه با باکتری، تلقیح ریشه با قارچ و تلقیح ریشه با قارچ و باکتری به صورت ترکیبی بهترتیب باعث افزایش 11/8، 11/2 و 19/4 درصدی عملکرد دانه، 5/12، 4/60 و 6/85 درصدی عملکرد بیولوژیک و 5/53، 6/18 و 11/7 درصدی شاخص برداشت نسبت به شرایط شاهد - بدون تلقیح - شد. همچنین، با افزایش مصرف کود پتاسیم از صفر تا 180 کیلوگرم در هکتار مقدار عملکرد دانه از 448/8 تا 590/6 گرم در مترمربع 31/57 - درصد - ، عملکرد بیولوژیک از 1286/2 تا 1643/7 گرم در مترمربع 27/79 - درصد - و شاخص برداشت از 34/8 تا 36/4 درصد 4/38 - درصد - نسبت به شرایط شاهد - بدون مصرف کود - افزایش یافت. در زمان کاربرد تلفیقی قارچ و باکتری علاوه بر کاهش مصرف کود پتاسه به مقدار 36/7 کیلوگرم در هکتار 26/3 - درصد - نسبت به شرایط شاهد، عملکرد دانه 99 گرم در مترمربع 18/6 - درصد - افزایش نشان داد. در مجموع، نتایج نشاندهنده اثر مثبت این ریزجانداران در مقادیر کاهش یافته کود پتاسیم بود.
واژگان کلیدی: قارچ اندوفیت، باکتری افزاینده رشد، برنج، سولفات پتاسیم.
-1 مقدمه
برنج - Oryza sativa L. - یکی از مهم ترین گیاهان زراعی جهان محسوب می شود که سالیانه تقریبا 35 تا 70 درصد از کالری مورد نیاز 3 میلیارد نفر از جمعیت دنیا را تأمین میکند. سطح زیر کشت برنج در دنیا حدود 164 میلیون هکتار و در ایران 590 هزار هکتار با میزان تولید شلتوک 2/6 میلیون تن در سال میباشد - فائو . - 2014
پتاسیم به عنوان سومین عنصر غذایی پرمصرف و فراوانترین کاتیون جذب شده در بیشتر گیاهان محسوب میشود که نقش مهمی در رشد و توسعه گیاه ایفا میکند. پتاسیم در حفظ تورژسانس سلول، افزایش فتوسنتز، کمک در انتقال قند و نشاسته، کمک در جذب نیتروژن، فعالیت آنزیمها و برای سنتز پروتئین ضروری است. علاوه بر این، این عنصر از طریق بهبود فرایند پر شدن دانه، وزن دانه، افزایش مقاومت به بیماریها و تنشها، استحکام ساقه و کاهش خوابیدگی گیاه باعث بهبود کیفیت محصول میشود - پارمار و سیندهیو، 2013؛ اکبرلو، . - 1392
در مجموع، اگرچه اعمال کودهای شیمیایی در تغذیه غلات بسیار مهم است اما با توجه به کمبود مواد اولیه و افزایش هزینههای نهادههای مصرفی در بخش کشاورزی - از قبیل کود و سم - و همچنین افزایش آلودگیهای زیستمحیطی، استفاده از کودهای زیستی به عنوان جایگزین مناسب، در جهت بهبود تأمین عناصر غذایی و کاهش مصرف کودهای شیمیایی برای رسیدن به کشاورزی پایدار را امری اجتنابپذیر ساخته است - پارک و همکاران، 2010؛ بوت و مورفی، 2007؛ حجتیپور و همکاران، . - 1392 امروزه استفاده از کودهای زیستی در برخی موارد به عنوان جایگزین و در برخی موارد به عنوان مکمل کودهای شیمیایی، پایداری تولید، حداکثر بهرهوری زراعی و کاهش خطرات زیستمحیطی را در نظامهای کشاورزی تضمین میکنند - وسی، 2003؛ کیزلکایا، . - 2008
کود زیستی به مجموعه از ریزجانداران - باکتریایی و یا قارچی - اطلاق میگردد که از طریق سازوکارهای مختلف از قبیل تثبیت نیتروژن اتمسفری و محلول کردن ترکیبات نامحلول مانند فسفر و پتاسیم در خاک، تولید هورمونهای محرک رشد - مانند اکسین، جیبرلین و سیتوکینین - ، ترشح برخی از آنزیمها مانند آنزیم فسفاتاز و اسیدهای آلی بر رشد و نمو و عملکرد گیاهان زراعی و همچنین ویژگیهای خاک تأثیر مثبت میگذارند - وسی، 2003؛ زهیر و همکاران، 2004؛ بخشنده و همکاران، 2014؛ احتشامی و امیندلدار، 1392؛ شارما و همکاران، . - 2013
از جمله این ریزجانداران میتوان به قارچ Piriformospora indica اشاره کرد که در سال 1999 توسط وارما و همکاران از خاکهای مناطق بیابانی کشور هندوستان جداسازی شد . این قارچ با دارا بودن دامنه وسیعی از گیاهان میزبان از طریق کلونیزاسیون ریشه سبب تحریک رشد گیاه میزبان خواهد شد - وارما و همکاران، . - 1999 باکتریهای افزاینده رشد گیاه به گروهی از ریزجانداران ریزوسفری اطلاق میشود که از طریق تولید و ترشح برخی ترکیبات مانند فیتوهورمونها، سیدروفور، حلالیت ترکیبات نامحلول - مانند فسفاتها - و تسهیل جذب عناصر غذایی، موجب بهبود شاخصهای رشد و نمو گیاه میگردند - گلیک،2010؛ ذبیحی و همکاران، . - 2011
حجتیپور و همکاران - 1392 - گزارش کردند که با مصرف کود زیستی در کنار کودهای شیمیایی، مصرف کودشیمیایی کاهش معنیداری داشت و بیشترین عملکرد دانه، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه در گندم در تیمار تلفیقی کود زیستی به همراه کود شیمیایی مشاهده شد. به طور مشابه، عیدیزاده و همکاران - 1390 - بیان داشتند که کاربرد کود زیستی میتواند باعث کاهش 50 درصدی مصرف کودهای شیمیایی گردد. بنابراین، مصرف اینگونه ترکیبات نه تنها باعث صرفهجویی اقتصادی شده بلکه پیامدهای منفی مصرف بیش از حد نهاده های شیمیایی بر محیط را کاهش خواهند داد. سینگ و همکاران - 2014 - افزایش معنیدار تعداد دانه، وزن دانه و جذب فسفر گیاه نخود تحت تأثیر باکتریهای Pantoea ananatis, Entrobacter aerogenes, Rhizobium ciceri را گزارش نمودند. کنگ و همکاران - 2011 - گزارش کردند که کاربرد کود زیستی به تنهایی باعث افزایش معنیدار عملکرد دانه برنج شد. احتشامی و همکاران - 1389 - نیز افزایش عملکرد دانه برنج از طریق افزایش تعداد پنجه بارور را در اثر تلقیح بذر با باکتری Psuedomonas گزارش نمودند. به نظر میرسد این باکتری از طریق افزایش جذب عناصر غذایی به ویژه فسفر میتوانند منجر به افزایش وزن خشک و عملکرد برنج گردند - امیندلدار و همکاران،. - 1391 در پژوهشی مشابه حضور باکتری P. ananatis همچنین موجب افزایش وزن خشک ریشه، برگ و ساقه شد - بخشنده و همکاران، . - 2015
از سوی دیگر آکاتز و همکاران - 2010 - بیان داشتند که قارچ P. indica باعث تسریع در ظهور سنبله، افزایش تعداد پنجه، سنبله و در نهایت افزایش عملکرد گیاه جو شد . تلقیح ریشههای گیاهچه برنج با قارچ P. indica سبب افزایش وزن خشک اندام هوایی و ریشه بهترتیب به میزان 47 و 63 درصد نسبت به شرایط بدون تلقیح گردید - قبولی و همکاران، . - 1394 وزن ساقه، تعداد پنجه و تعداد دانه در خوشه برنج با کاربرد P. indica بهترتیب به میزان 10/96، 19/16و 7/21 درصد نسبت به شرایط شاهد افزایش یافت - عبدالهی و زارع، . - 1393 بنابراین، هدف از این مطالعه بررسی تأثیر باکتری P. ananatis و قارچ P. indica بر عملکرد برنج - رقم طارم محلی - در سطوح مختلف کود سولفات پتاسیم میباشد.
-2 مواد و روشها
این آزمایش در روستای لاریم شهرستان جویبار با عرض جغرافیایی 36 درجه و 33 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 53 درجه شرقی با ارتفاع 25/7 متر از سطح آبهای آزاد به صورت کرتهای خرد شده و در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1395 اجرا شد. در این مطالعه از باکتری افزاینده رشد Pantoea ananatis پیشنهاد شده توسط بخشنده و همکاران - 2014 - و قارچ اندوفیت Piriformospora indica استفاده گردید. ریزجانداران مورد مطالعه از پژوهشکده ژنتیک و زیستفناوری کشاورزی طبرستان تهیه شدند. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح کود سولفات پتاسیم 0 - ، 60، 120و180 کیلوگرم در هکتار - به عنوان کرت اصلی و چهار سطح تلقیح - شاهد، تلقیح نشاء تنها با باکتری، تلقیح نشاء تنها با قارچ و تلقیح نشاء با باکتری و قارچ به صورت توام - به عنوان کرت فرعی بودند
بر اساس نتایج آزمون خاک - عمق صفر تا 30 سانتی متری - ، قبل از کاشت 50 کیلوگرم در هکتار کود سوپر فسفات تریپل و تیمارهای مختلف کود سولفات پتاسیم مصرف گردید و نیز 150 کیلوگرم در هکتار کود اوره در دو مرحله کاشت 100 - کیلوگرم در هکتار - و غلافدهی برنج 50 - کیلوگرم در هکتار - به زمین اضافه شد. منطقه مورد آزمایش دارای خاکی با بافت لومیشنی بود. برای کشت باکتری P. ananatis از محیط کشت نیترینت براث - بخشنده و همکاران، - 2015 و برای کشت اندوفیت P. indica از محیطکشت کفر - کفر، - 1997 استفاده گردید. تلقیح ریشه گیاهچه برنج 30 - روز سن و به طور میانگین 4-5 برگ - بعد از کندن نشاءها و قبل از نشاءکاری انجام شد. برای تلقیح ریشههای گیاهچه برنج از سوسپانسیون باکتری و قارچ بهترتیب با جمعیت 106 و 108 سلول زنده در هر میلیلیتر به مدت 12 ساعت و به روش غوطهوری ریشه استفاده شد. در نهایت، نشاءها از محلول خارج و نشاءکاری در زمین اصلی انجام شد. در تیمار شاهد تنها از محیط کشت بدون باکتری و یا قارچ استفاده گردید.
هر کرت آزمایشی دارای شش متر طول، 2/5 متر عرض و شامل 16 خط کشت بود. جهت تسهیل در آبیاری فاصله بلوکها از یکدیگر 50 سانتیمتر در نظر گرفته شد. پس از اعمال تیمارها، نشاءها به صورت چهار خال و با فاصله 20×20 سانتیمتر کشت گردید. آزمایش در شرایط مطلوب مدیریتی اجرا شد. بنابراین، کلیه عملیات زراعی از قبیل آبیاری، مبارزه با علفهایهرز، آفت و بیماریها برای همه کرت بهصورت یکنواخت و در زمان لزوم انجام شد. جهت اندازهگیری عملکرد دانه و بیولوژیک واقعی در زمان رسیدگی 85 - روز پس از کاشت - یک مترمربع از هر کرت با حذف اثر حاشیهایی برداشت شد. شاخص برداشت از تقسیم عملکرد اقتصادی به عملکرد بیولوژیک ضربدر صد محاسبه گردید . تجزیه و تحلیل داده های آزمایشی با استفاده از نرمافزار آماری SAS نسخه 9/4 و شکلها به وسیله نرمافزار SigmaPlot10 ترسیم شدند. مقایسه میانگینها نیز به روش حداقل تفاوت معنیدار - LSD - در سطح احتمال 0/05 درصد صورت گرفت.
-3 نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که صفات مورد مطالعه به طور معنیداری تحت تأثیر سطوح مختلف کود پتاسیم و تلقیح قارچ و باکتری قرار گرفتند، همچنین اثرات متقابل بین تیمارها نیز معنیدار بود - جدول . - 1 با افزایش مصرف کود پتاسیم مقدار عملکرد دانه از 448/8 تا 590/6 گرم در مترمربع 31/57 - درصد - ، عملکرد بیولوژیک از 1286/2 تا 1643/7 گرم در مترمربع 27/79 - درصد - و شاخص برداشت از 34/8 تا 36/4 درصد 4/38 - درصد - نسبت به شرایط شاهد - بدون مصرف کود - افزایش یافت - جدول . - 1 نتیجه بررسی قاسمیلمراسکی و همکاران - - 1392 نیز نشان دادند که با مصرف مقادیر 40، 80 و 120 کیلوگرم در هکتار کود پتاسیم وزن هزار دانه برنج به ترتیب 0/97، 0/42 و 0/21 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت و همچنین طول خوشه از 25/31سانتیمتر در تیمار بدون مصرف کود پتاسیم تا 28/40سانتیمتر پس از مصرف 80 کیلوگرم کود پتاسیم در هکتار متغیر بود. حداقل تعداد کل خوشهچه در شرایط بدون مصرف پتاسیم 114/8 - خوشهچه - بهدست آمد و با مصرف پتاسیم تا 90 کیلوگرم در هکتار این تعداد به نسبت 13/74 درصد روند افزایشی داشت.
بر اساس نتایج این مطالعه تلقیح ریشه گیاهچه برنج در زمان نشاءکاری به روش تلفیقی از قارچ و باکتری باعث افزایش بیشتر تمامی صفات نسبت به دو روش تلقیح دیگر شد. همچنین، بین روشهای مختلف تلقیح اختلاف معنیداری از لحاظ آماری وجود داشت - جدول . - 1 به عبارت دیگر، تلقیح تنها با باکتری، تلقیح تنها با قارچ و تلقیح به صورت تلفیقی از باکتری و قارچ بهترتیب باعث افزایش 11/80 ، 11/18 و 19/42 درصدی عملکرد دانه، 5/12، 4/6 و 6/85 درصدی عملکرد بیولوژیک و 5/53، 6/18 و 11/69 درصدی شاخص برداشت نسبت به شرایط شاهد - بدون تلقیح - شد - جدول . - 1 مطابق نتایج این مطالعه، مدر و همکاران - 2011 - گزارش کردند که در اثر تلقیح توأم بذر گندم با قارچ میکوریزی و باکتری Pseudomonas، عملکرد دانه به میزان 41 درصد نسبت به شاهد بیشتر شد. به طور مشابه، بهاریساروی و همکاران - 2011 - نیز بیان نمودند که کاربرد کودهای زیستی بر صفاتی همچون وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت گندم - لاین - N80 تأثیر معنیداری داشته و بیشترین عملکرد دانه در سطح کودی 75 کیلوگرم در هکتار کود اوره به همراه کاربرد کود زیستی بارور-2 - شامل باکتری Pseudomonas putida و - Pantoea agglomerans مشاهده شد. علاوه بر این، با مصرف کود زیستی بارور-2 در بهار، افزایش 40/8 درصد عملکرد دانه کلزا، و در صورت مصرف دو مرحلهای کود زیستی در پاییز و بهار، افزایش 58/3 درصد عملکرد دانه کلزا مشاهده گردید - مدنی و همکاران . - 1389
جدول -1 نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات مورد مطالعه در رقم برنج طارم محلی تحت تأثیر سطوح مختلف کود سولفات پتاسیم و
