بخشی از مقاله
چکیده
تراوش های ریشه یکی از قابل دسترس ترین منابع مواد آلی خاک و یکی از فاکتورهای مهم در حاصلخیزی و پایداری ساختمان خاکهای ک شاورزی میبا شد. این پژوهش با هدف برر سی میزان تر شح اگزالیک ا سید در شرایط تنش خ شکی و کمبوی روی انجام شد. گیاه ذرت در محیط هیدروپونیک و با اعمال تیمارهای کبود روی و تنش خشکی انجام شد. روی از منبع سولفات روی و در سطوح صفر، 0,5 و 1 میکرومولار و تیمارهای خ شکی در 4 سطح صفر، -0/19، -0/41 و -0/99 مگاپا سگال اعمال شد. نتایج ن شان داد با افزایش تنش خ شکی و کمبود روی میزان ترشح اگزالیک اسید ریشه افزایش یافت. بیشترین ترشح اگزالیک اسید مربوط به تیمار بدون روی و تنش -0/99 مگاپاسکال بود.
مقدمه
تراوشهای ریشه یکی از قابل دسترس ترین منابع مواد آلی خاک و یکی از فاکتورهای مهم در حاصلخیزی و پایداری ساختمان خاکهای کشاورزی میباشد . - Marschner & Rengel, 2003 - ویژگیهایی نظیر سن، نوع ریشه و وضعیت تغذیهای گیاهان میتوانند کیفیت و کمیت ترشحات ریشهای را به طور قابل ملاحظهای تغییر دهند. ترشحات ریشهای موادی با انرژی بالا هستندکه علاوه بر اینکه برای جمعیت میکروبی خاک به عنوان منبع غذایی مهمی محسوب میشوند، نقش ارزندهای در رهاسازی عناصر کم محلول مانند فسفر، آهن و روی، از طریق کمپلکس کردن آنها به عهده دارند
از نقشهای مختلف تراوشهای ریشه در اکولوژی گیاه، ظرفیت آنها در بهبود قابلیت جذب عناصر غدایی پرمصرف و کممصرف در ریزوسفر میباشد. به طور ویژه اسیدهای آلی موجود در ریشه نقش مهمی در حلالیت کاتیونهایی که جذب سطحی شده اند و یا رسوب کرده اند، دارند
اسیدهای آلی ترکیباتی با وزن مولکولی کم میباشند که شامل حداقل یک گروه کربوکسیل - COOH - بوده و به دلیل نقش اصلی که در متابولیسم سلولی دارند در تمام ارگانیسمهای زنده یافت میشوند . - Marschner, 1995 - اگرچه این تعریف گروه بزرگی از ترکیبات آلی مانند اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه را در بر میگیرد اما معمولاً تأکید بر روی اسیدهای آلی با وزن مولکولی کم نظیر سیترات - Citrate - ، مالات - Malate - ، اگزالات - Oxalate - ، فارمارات - Famarate - ، مالونات - Malonate - ، قندها، مواد فنلی و فیتوسیدروفورها میباشد. مقدار و نسبت ترکیبات آلی ترشح شده از ریشه با توجه به گونه و ارقام گیاهی متفاوت میباشند.
تنشهای محیطی و عناصر غذایی سبب افزایش میزان ترشحات ریشه ای میشود. این پژوهش با هدف بررسی میزان ترشح اگزالیک اسید در شرایط تنش خشکی و کمبوی روی انجام شد.
مواد و روشها
این پژوهش در گلخانه بخش علوم خاک دانشگاه شیراز انجام شد. ابتدا بذرهای ذرت رقم KSC 704 به طور سطحی توسط محلول هیپوکلریت سدیم یک درصد، ضدعفونی شده و پس از ضد عفونی با محلول قارچ کش، به صورت ردیفی در پرلیت کاشته شد. دو هفته بعد از کاشت، بوتههای گیاهان از جعبه های کاشت به محلول غذایی حاوی سطوح صفر، 0,5 و 1 میکرومولار روی از منبع سولفات روی - Seher et al., 2009 - - Marcusl Marahiel, 2007 - انتقال داده شدند.
دوهفته پس از انتقال گیاهان به محیط کشت، تیمارهای خشکی در 4 سطح صفر، -0/19، -0/41 و -0/99 مگاپاسگال با استفاده ازمحلول پلیاتیلنگلیکول 6000 - PEG - انجام شد.
برای اندازهگیری اسیدهای آلی از دستگاه کروماتوگرافی مایع با فشار بالا - HPLC, LC-10A, Shimadzu, Kyoto , Japan - ازستون تبادل یونی C-18 - Shim-pack SCR-102h, 0.8cm×30cm - و فاز تبادلی مایع - KH2PO4,18 mM, pH 2.18 - در طول موج 214 نانومتر، با شناساگر - UV-Vis 190-600 - استفاده شد.
پس از اندازهگیری اسیدهای آلی ریشه، اندام هوایی از ریشه جدا شده و در آون در دمای 70 درجه سانتیگراد خشک و سپس توزین شدند.
نتایج و بحث
نتایج ن شان داد تیمار بدون روی کمترین میزان وزن خ شک ری شه و اندام هوایی را دا شت. تیمار کمبود و کفایت روی از نظر وزن خ شک ری شه تفاوت معناداری ندا شتند اما وزن خ شک اندام هوایی در تیمار کفایت روی به طور معنی داری بیش از تیمار کمبود روی و بدون روی بود. بیشترین وزن خشک ریشه و اندام هوایی مربوط به تیمار کفایت روی و به ترتیب برابر 6,2 و 2,4 گرم بود
میزان تر شح اگزالیک ا سید ری شه با افزایش تنش کمبود روی افزایش یافت به طوریکه کمترین میزان تر شح مربوط به تیمار کفایت روی و برابر 520 میکرو مول در گلدان و بی شترین میزان تر شح اگزالیک ا سید مربوط به تیمار بدون روی و برابر 1230 میکرو مول در گلدان بود
کمبود برخی عنا صر از جمله روی و کل سیم سبب افزایش نفوذبذیری غ شا سلولی شده و به همین دلیل سبب افزایش میزان تر شحات ا سیدهای آلی ری شه می شوند؛ با افزایش میزان تر شحات ا سیدهای آلی ری شه، حلالیت و قابلیت جذب ایت عنا صر افزایش مییابد
جدول -1 وؤن خشک ریشه، اندام هوایی و میزان ترشح اگزالیک اسید ریشه در تیمارهای روی
با افزایش میزان روی در محلول غذایی غلظت روی ریشه و اندام هوایی افزایش یافت. بیشترین میزان غلظت روی ریشه و اندام هوایی مربوط به تیمار حد کفایت روی، به ترتیب برابر 88 و 35 میلی گرم بر گیلوگرم وزن خشک و کمترین میزان در تیمار بدون روی، برابر 34 و 18 میلی گرم بر گیلوگرم وزن خشک مشاهده شد. غلظت روی در تیمار بدون روی به دلیل استفاده گیاه از ذخیره روی موجود در بذر بود. بین غلظت روی ریشه در تیمار حد کفایت و کمبود روی تفاوت معناداری مشاهده نشد
شکل -1 تأثیر تغذیه روی بر غلظت روی ریشه و اندام هوایی ذرت - میلیگرم بر کیلوگرم -
با افزایش تنش خشکی میزان ترشح اگزالیک اسید ریشه افزایش یافت به طوریکه بیشترین میزان ترشح در تیمار -0/99 مگاپاسگال - p20 - برابر2185 میکرو مول در گلدان و کمترین میزان ترشح در تیمار بدون تنش خشکی و برابر 520 بود - شکل . - 2 پژوهشگران نشان دادند با افزایش تنش خشکی، گیاه سازوکارهای مختلفی برای مقابله با این تنش بهکار میگیرد که یکی از آنها افزایش میزان ترشحات اسیدهای آلی ریشه میباشد. در پژوهشی که بر روی گیاه گندم انجام شده بود، با افزایش تنش خشکی میزان ترشح اسیدهای آلی ریشه افزایش یافت به طوریکه در ارقام متحملتر میزان این ترشحات بیشتر بود
