بخشی از مقاله
چکیده
کمبود آهن خاکهای آهکی مناطق خشک و نیمه خشک یکی از عوامل کاهش دهنده رشد و عملکرد گیاهان زراعی میباشد. بهاین منظور آزمایشی با عنوان بررسی تاثیر کلات آهن و باکتریهای محرک رشد بر برخی شاخصهای فیزیولوژیکی سورگوم به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی شامل دو تیمار الف: کلات آهن با غلظت 10 میلیگرم بر کیلوگرم در سه سطح - سکوسترین آهن 138، Fe-EDTA و بدون کلات - و ب: باکتری در چهار سطح - سه سویه باکتریهای محرک رشد p159، T17-24، p96 و بدون باکتری - در چهار تکرار در دانشگاه ولیعصر - عج - رفسنجان در بهار سال 1394 به اجرا در آمد.
در این آزمایش صفات سطح برگ، شاخص کلروفیل، قطر و طول ساقه مورد اندازهگیری قرار گرفت. نتایج نشان داد کاربرد خاکی کلات آهن بهطور معنیداری موجب افزایش تمام صفات مورد ارزیابی گردید. از بین دو کلات مورد بررسی کلات Fe-EDTA دارای سطح برگ، قطر و طول ساقه بیشتری نسبت به Fe-EDDHA بود. همچنین تمام جدایهها بهطور معنیداری موجب افزایش سطح برگ و شاخص کلروفیل گیاه شدند، اما تاثیر معنیداری بر قطر و طول ساقه نشان ندادند. از بین باکتریها بالاترین میزان سطح برگ مربوط به جدایه p96 با افزایشی معادل 18/9 درصد نسبت به شاهد میباشد.
در پژوهش حاضر بیشترین میزان کلروفیل مربوط به تیمار کلات Fe-EDDHA و باکتری p3 با میانگین 41/8 و کمترین میزان کلروفیل در تیمار شاهد مشاهده شد. از آنجایی که یکی از نقشهای آهن در گیاه سنتز کلروفیل میباشد، احتمالا تیمارهای کلات آهن و باکتریهای تولید کننده سیدروفور موجب فراهمی آهن و بهبود فتوسنتز در گیاه شده و با افزایش مواد فتوسنتزی، سایر خصوصیات رشدی گیاه را تحت تاثیر قرار دادهاند.
مقدمه
یکی از مشکلات عمده خاکهای قلیایی، که بخش عمدهای از خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک ایران را تشکیل میدهند، کمبود آهن قابل استفاده گیاه است. آهن یکی از عناصر کممصرف بسیار مهم برای گیاه به شمار میآید . - 8 - مقدار آهن قابل استفاده در خاکهای آهکی با پ-هاش بالا برای گیاهان حساس به کمبود آهن، از جمله سورگوم، کم میباشد 2 - و - 6 فرم کلات شده عناصر ریز مغذی از کارایی بالاتری نسبت به ترکیبات مرسوم برخوردار میباشند. در پژوهشی که بر روی چندین کلات جهت مقایسه پایداری آنها در پهاش بالا انجام شد، ترتیب پایداری به شرح ذیل بیان شد: Fe- - < - Fe-EDDHA - . - 10 - - Fe-EDTA - < - DTPA روش دیگری که برای تامین آهن گیاهان وجود دارد استفاده از سیدروفورهای میکروبی است.
تقریبا تمامی باکتریهای هوازی و قارچها سیدروفور تولید مینمایند . - 9 - باکتریهای محرک رشد گیاه 1PGPR به گروهی از باکتریها اطلاق میشود که با مکانیسمهای مستقیم یا غیرمستقیم میتوانند رشد گیاه را افزایش دهند. مکانیسمهای مستقیم شامل حل کردن فسفاتهای نامحلول، تثبیت نیتروژن اتمسفری، تولید هورمونهای گیاهی مانند اکسین و سیتوکینین و افزایش حلالیت آهن با تولید سیدروفور میباشد
مواد و روشها
به منظور بررسی تاثیر کاربرد باکتریهای PGPR و کلات آهن و اثرات متقابل آنها بر رشد و شاخصهای فیزیولوژیک در سورگوم، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی شامل دو تیمار الف: کلات آهن با غلظت 10 میلیگرم بر کیلوگرم در سه سطح - سکوسترین آهن 138، Fe-EDTA و بدون کلات - و ب: باکتری در چهار سطح - سه سویه باکتریهای محرک رشد p159، T17-24، p96 و بدون باکتری - هر کدام با چهار تکرار به اجرا در آمد. جهت آزمون گلخانهای از گلدانهای پلاستیکی چهار کیلوگرمی با یک خاک با بافت متوسط استفاده شد و در هر گلدان تعداد10 بذر جوانهدار سورگوم کشت داده شد.
تیمارهای کلات آهن قبل از کشت به خاک اضافه شد و به منظور اعمال تیمار باکتری، هر بذر با 500 میکرولیتر از سوسپانسیون باکتری مورد نظر با جمعیت 108CFC ml-1 تلقیح گردید. بعد از استقرار کامل گیاهچهها بعد از 20 روز در هر گلدان تعداد چهار گیاهچه که از نظر اندازه مشابه بودند نگه داشته شدند و بقیه نهالها از گلدان خارج گردیدند. در طول دوره رشد گلدانها به روش وزنی و در حد 80 درصد ظرفیت زراعی آبیاری شدند. گلدانها به مدت 60 روز در گلخانه نگهداری شدند. پس از پایان دوره رشد، ابتدا بخش هوایی آنها از محل طوقه قطع شد. سطح برگ به وسیله دستگاه اندازهگیری سطح برگ - Delta T, WD3,Uk - ، طول ساقهها به وسیله خطکش، قطر ساقه به وسیله کولیس دیجیتال و شاخص کلروفیل به وسیله دستگاه اسپد - SPAD-502 - اندازهگیری شد.
نتایج و بحث
طبق نتایج به دست آمده از جدول تجزیه واریانس، اثرات اصلی تیمارهای کلات آهن و باکتری در سطح احتمال پنج درصد از نظر آماری بر سطح برگ معنیدار شد. کاربرد کلات آهن، شاخص سطح برگ را نسبت به شاهد بهطور معنیداری افزایش داد. کلات Fe-EDTA با 43/7 درصد افزایش شاخص سطح برگ نسبت به Fe-EDDHA کارایی بهتری داشت - شکل . - 1 پایداری کلات Fe-EDDHA بین پهاش چهار تا نه بسیار بالاست، در حالیکه کلات Fe-EDTA در پهاشهای پایین پایدار بوده و در پهاش بالای 6/5 پایداری خود را از دست میدهد . - 14 - با توجه به اینکه پهاش خاک مورد مطالعه بالاتر از هفت میباشد دلیل کارایی بالاتر کلات Fe-EDTA در افزایش سطح را میتوان علاوه بر نقش تغذیهای این کلات در تامین آهن به افزایش فراهمی سایر عناصر میکرو مانند روی، مس و منگنز در اثر کمپلکس با EDTA آزاد نسبت داد. در پهاش بالاتر از شش فراوانی کمپلکس روی و کلسیم با کلات EDTA افزایش مییابد . - 7 -
چنانچه شکل - 2 - نشان میدهد از بین باکتریهای مورد بررسی بالاترین میزان شاخص سطح برگ مربوط به باکتری p3 با افزایشی معادل 18/9 درصد نسبت به شاهد میباشد. باکتریهای p2 و p1 از نظر آماری تفاوتی با شاهد نشان ندادند.
با توجه به توان بالاتر باکتری p3 در تولید سیدروفور احتمالا این باکتری توانسته با تولید سیدروفور بیشتر باعث افزایش فراهمی آهن و بهتبع بهبود فتوسنتز، افزایش رشد و افزایش سطح برگ شده است. تاثیر مثبت باکتریهای محرک رشد بر افزایش سطح برگ گیاه پیش از این گزارش شده است 11 - و . - 13 افزایش جذب یونها در اثر تلقیح گیاه با باکتریهای PGPR میتواند نقش مهمی در افزایش رشد برگها داشته باشد.
شکل -1 تاثیر کلات آهن بر سطح برگ سورگوم شکل -2 تاثیر باکتری بر سطح برگ سورگوم
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل کلات آهن و کاربرد باکتری بر شاخص کلروفیل معنیدار بود. با افزودن کلات آهن شاخص کلروفیل نسبت به شاهد افزایش پیدا کرد ولی از نظر آماری تفاوتی بین Fe-EDTA و Fe-EDDHA مشاهده نشد این نتایج با نتایج آلوارز- فرناندز - 2005 - 2 که به بررسی اثر کلاتهای آهن در سه محصول آفتابگردان، هلو و گلابی در خاک آهکی پرداختند، مشابه بود که در هر سه محصول با کاربرد کلات آهن در گیاهان تیمار شده عدد SPAD افزایش یافت .
در پژوهش حاضر بیشترین میزان کلروفیل مربوط به تیمار کلات Fe-EDDHA و باکتری p3 با میانگین 41/8 و کمترین میزان کلروفیل در تیمار شاهد با میانگین 33/3 مشاهده شد - جدول . - 1 بر اساس نتایج مقایسه میانگین - جدول - 1 تمام باکتریهای مورد بررسی در آزمایش شاخص کلروفیل را نسبت به شاهد افزایش دادند، و از نظر آماری تفاوتی بین آنها مشاهده نشد. ظفر و همکاران - 16 - نیز گزارش کردند که تلقیح باکتریهای محرک رشد باعث افزایش میزان کلروفیل برگ گندم و ذرت گردید.
بیان شده است که باکتری سودوموناس با افزایش فعالیت آنزیمهایی مانند کاتالاز و پراکسیداز به عنوان یک فاکتور مهم در سنتز کلروفیل بر میزان کلروفیل تاثیر داشته است . با توجه به اینکه تمام سویههای مورد بررسی دارای خصوصیات محرک رشدی از جمله تولید سیدروفور میباشند دلیل افزایش کلروفیل، جذب بیشتر عناصری چون آهن و منیزیم میباشد که نقش اساسی در ساختمان کلروفیل دارند.
