بخشی از مقاله
چکیده
امروزه افزایش روز افزون مشکلات زیست محیطی ناشی از مصرف بیرویه کودهای شیمیایی موجب افزایش توجه به استفاده از باکتریهای محرک رشد در کشاورزی میشود. به منظور بررسی تاثیر باکتری محرک رشد سودوموناس بر روی برخی ویژگیهای گیاه گندم آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با پنج تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل باکتری در دو سطح B1 - شاهد - ، - Pseudomonas sp - B2 و کود سولفات روی در سه سطح Zn1 - شاهد - ، 20 - Zn2کیلوگرم بر هکتار - و 40 - Zn3 کیلوگرم بر هکتار - بودند.
نتایج نشاندهنده تاثیر معنادار - P<0.01 - اثر متقابل باکتری و کود بر وزن خشک اندام هوایی و محتوای کلروفیل گندم بود. بیشترین عدد اسپد و وزن خشک اندام هوایی در حضور باکتری و بدون مصرف کود سولفات روی به دست آمد. اثر ساده باکتری بر وزن تر و خشک ریشه، وزن تر اندام هوایی، طول ریشه و ارتفاع اندام هوایی معنادار - P<0.01 - بود.
مقدمه
در میان محصولات غذایی، گندم - Triticum aestivum L - یکی از مهمترین غلات در تأمین غذا و امنیت غذایی در سطح جهان و به ویژه در کشورهای در حال توسعه است. این محصول به عنوان راهبردیترین محصول برای تغذیه انسان در بسیاری از کشورها میباشد
این گیاه از لحاظ مصرف در بسیاری از مناطق دنیا در رتبه دوم بعد از برنج قرار دارد و غذای اصلی 35 درصد از جمعیت جهان را تشکیل میدهد . - Behl et al., 2003 - همچنین، گندم از مهمترین منابع تأمین روی و آهن در رژیم غذایی انسانها به ویژه در کشورهای در حال توسعه میباشد . گندم مهمترین گیاه زراعی تولیدی در ایران میباشد .
این گیاه تامین کننده بیش از 45 درصد پروتئین و 55 درصد از کالری مورد نیاز مردم کشور ایران میباشد. در ایران، در هر سال حدود 6/5 میلیون هکتار به کشت گندم اختصاص مییابد - . - FAO, 2004 عنصر روی - Zn - برای رشد طبیعی انسان و حیوانات مورد نیاز است - . - Alloway et al., 2004 کمبود روی به عنوان یکی از اصلیترین مشکلات تغذیهای انسانها در سطح جهان به ویژه در مناطقی است که زندگی مردم به غلات به عنوان غذای اصلی وابسته است
روی در فعالسازی بیش از 300 آنزیم در بدن نقش دارد و به عنوان یک عنصر ضروری برای بقا و زندگی گیاه، دام و انسان شناخته شده و وظایف مهمی به عهده دارد از جمله در گیاه موجب بهبود رشد و عملکرد گردیده و در انسان افزایش ایمنی بدن در برابر بیماریها و کنترل اسیدیته معده را بر عهده دارد
عنصر روی در سنتز کلروفیل، متابولیسم کربوهیدرات، فعالیت آنزیم کربنیک انهیدراز، ساخت پروتئین، استحکام آنزیمها و فتوسنتز در گیاه نقش دارد
بسیاری از خاکهای نواحی جنوب کشور آهکی بوده و دارای پ.هاش بالا و ماده آلی کم میباشند که در این خاکها بروز کمبود روی در آنها محتمل است - . - Hosseini, 2004 کمبود روی سبب نقصان تولید اکسین، کاهش تولید پروتئین و کربوهیدراتها و در نهایت موجب کاهش رشد گیاه میشود - . - Brown et al., 1993 کاربرد روی در خاک موجب افزایش رشد برگ و ساقه و در نهایت رشد گیاه و وزن خشک بوته میشود . - Singh and Shukla, 1985; Brennan, 2007 - بعد از استفاده از کودهای محلول روی در خاکهای آهکی مناطق خشک و نیمه خشک 96 تا 99 درصد از روی محلول و قابل استفاده به شکلهای غیرقابل استفاده تبدیل میشود
با توجه به آگاهی انسان از مشکلات زیستمحیطی ناشی از مصرف بیرویه کودهای شیمیایی توجه زیادی به استفاده از باکتریهای محرک رشد در کشاورزی به عنوان روشی جایگزین برای کودهای شیمیایی میشود - Ashrafuzzaman et al., . - 2009 این باکتریها از راههای گوناگون مانند تولید هورمونها - اکسین، سیتوکنین و جبرلین - ، تولید اسیدهای آلی و در نتیجه کاهش پ.هاش و افزایش رهاسازی عناصر غذایی، تولید آنزیم ACC دی آمیناز، افزایش حلالیت فسفر، تثبیت نیتروژن، افزایش حلالیت آهن بواسطه تولید سیدروفور موجب افزایش رشد گیاه میشوند
باپیری و همکاران - - 2012، در آزمایشی نشان دادند Pseudomonas aeruginosa و Pseudomonas putida دارای توانایی انحلال ترکیبات نامحلول اکسید روی و کربنات روی هستند - . - Bapiri et al., 2012 آنها به این نتیجه رسیدند باکتریهای نامبرده با کاهش پ.هاش محیط باعث افزایش انحلال ترکیبات نامحلول روی میشوند. پراوین و همکاران - - 2013، در آزمایشی تاثیر باکتریهای انحلال کننده روی بر افزایش جذب عناصر غذایی و رشد گیاه ذرت نشان دادند Pseudomonas spp و Bacillus sppدارای توانایی انحلال ترکیبات نامحلول روی و در نتیجه سبب افزایش رشد گیاه ذرت می شوند . - Praveen et al., 2013 - آنها بیان کردند افزایش جذب عناصر غذایی توسط گیاه ممکن است به خاطر اثر باکتریهای محرک رشد بر روی رشد ریشه-های جانبی گیاه باشد.
مواد و روش ها
خاک مورد استفاده از مزارع تحقیقاتی دانشگاه شهید چمران اهواز تهیه و برخی ویژگیهای آن شامل نیتروژن - با استفاده از کجلدال - ، فسفر - روش اولسن - ، پتاسیم قابل تبادل - با استفاده از دستگاه فلیم فتومتر - ، ماده آلی - روش والکی بلک - ، هدایت الکتریکی - در نسبت 1:1 خاک به آب - ، pH - در نسبت 1:1 خاک به آب - ، بافت خاک - روش هیدرومتر - ، آهک - به روش خنثی سازی با اسید کلریدریک - و اندازه عنصر روی قابل تبادل - با استفاده از - DTPA اندازهگیری شد. نتایج ویژگیهای اندازهگیری شده در جدول 1 آمده است.
آزمایش در شرایط آزمایشگاهی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در پنج تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل باکتری در دو سطح B1 - شاهد - ، - Pseudomonas sp - B2، کود سولفات روی در سه سطح Zn1 - بدون افزودن کود سولفات روی - ، 50 - Zn2 درصد نیاز گیاه - و 100 - Zn3 درصد نیاز گیاه - بودند. توصیه کود سولفات روی برای گندم به میزان 40 کیلوگرم در هکتار است - رحیمی و همکاران . - 1394 فسفر مورد نیاز گیاه با افزودن سوپرفسفات تریپل 50 - کیلوگرم در هکتار - و نیتروژن از منبع اوره 500 - کیلوگرم در هکتار - تامین شد.
بذرهای گندم به مدت سه ساعت درون آب خیسانده شدند و سپس به منظور سترون شدن ابتدا به مدت سی ثانیه در الکل هفتاد درصد قرار داده و بعد از آن به مدت 10 دقیقه درون هیپوکلریت سدیم 10 درصد قرار داده شدند. سپس چندین بار با آب مقطر استریل شسته شدند. خاک به همراه ماسه - هر لوله حاوی 16 گرم خاک و 4 گرم ماسه - اتوکلاو شدند تا بذرها و تیمارهای مورد نظردر شرایط استریل به درون آنها اعمال شوند. بافت خاک مورد آزمایش کلی لوم بود و از ماسه بهمنظور سبک شدن بافت خاک استفاده شد.
برای تهیه مایه تلقیح کشت شبانهای از باکتری مورد نظر تهیه شد و درون لولههایی که نیاز به تیمار باکتری داشتند به میزان 20 میکرولیتر از مایه تلقیح باکتری - 10 9Cfu/g - در شرایط استریل مایهزنی شد. بعد از اعمال تیمارها، لولههای آزمایش در شرایط گلخانهای نگه داری شدند. بعد از یک دوره 15 روزه کلروفیل با اسپد، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی اندازهگیری شد.
آنالیز واریانس کلیه صفات مورد بررسی با استفاده از نرم افزار SAS انجام گرفت. مقایسه میانگین صفات مورد بررسی نیز با استفاده از آزمون دانکن انجام گردید.
جدول -1 نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد کاربرد توام باکتری محرک رشد و کود سولفات روی بر کلروفیل در سطح یک درصد معنادار است - جدول . - 2 کاربرد توام کود و باکتری باعث افزایش معنادار محتوای کلروفیل شد - شکل . - 1 تاثیر باکتری بر افزایش محتوای کلروفیل بیشتر از کود بود - شکل . - 1 عنصر روی با تاثیر بر غلظت عناصر آهن و منگنز - عناصر درگیر در ساخت کلروفیل - میتواند بهطور غیر مستقیم باعث افزایش محتوای کلروفیل شود - . - Kaya and Higgs , 2002 باکتری با فراهمی آب و عناصر غذایی برای گیاه ساخت رنگریزه را افزایش داده و انتقال آب و مواد فتوسنتزی را در گیاه تسهیل مینماید
شکل-1 آزمون میانگین اثر تیمارها بر کلروفیل گیاه
نتایج تجزیه واریانس نشان داد تنها اثر ساده باکتری در سطح احتمال یک درصد بر طول ریشه معنادار است - جدول . - 2 تلقیح ریشههای سویا با باکتری محرک رشد Azospirillum brasilense موجب افزایش شش برابری طول ریشه شد - Molla and . - Chowdhury, 2001 باکتریهای محرک رشد به دلیل داشتن توانایی تولید اکسین که نقش موثری در طول ریشه دارد میتوانند باعث افزایش معنیدار طول ریشه شوند.
نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثرات ساده باکتری و کود سولفات روی بر وزن تر و خشک ریشه گندم در سطح احتمال 1 درصد معنیدار است - جدول . - 2 تلقیح ذرت با باکتری محرک رشد Azospirillum brasilense سبب تکثیر ریشههای موئین و افزایش سطح ریشه میشود - - Fallik et al., 1994 - فالیک و همکاران ، - 1994 در نتیجه وزن ریشه فزونی مییابد.
