
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,649,600 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,255,796 |
تاثیر بیوچار و قارچ Piriformospora indica بر عملکرد ذرت در خاک آلوده به روی | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
مقاله 4، دوره 8، شماره 3، آذر 1397، صفحه 61-78 اصل مقاله (417.81 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2018.14390.1794 | ||
نویسندگان | ||
زهرا دیانت مهارلویی* 1؛ جعفر یثربی2؛ مژگان سپهری3؛ رضا قاسمی4 | ||
1دانش آموخته کارشناسی، علوم خاک، دانشگاه شیراز | ||
2استادیار علوم خاک دانشگاه شیراز | ||
3استادیار، بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز | ||
4دانشیار گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: رابطه همزیستی قارچهای اندوفیت و گیاهان به دلیل اثرات قابل توجه آنها بر رشد و عملکرد گیاهان در شرایط آلودگی خاک نقش مؤثری در افزایش مقاومت گیاهان به تنش فلزات سنگین دارد. این پژوهش با هدف بررسی اثر بیوچار پوست برنج و قارچ اندوفیت Piriformospora indica بر برخی شاخصهای رشدی (ارتفاع، وزن تر و قطر اندام هوایی) گیاه ذرت و برخی ویژگیهای بیولوژیکی (تنفس میکروبی و کربن زیست توده میکروبی) در یک خاک آلوده به روی در شرایط گلخانه انجام گردید. مواد و روشها: جهت انجام این آزمایش، مقدار کافی خاک از افق سطحی صفر تا 30 سانتیمتری خاک جمع آوری شد. پس از هوا خشک کردن نمونه ها از الک دو میلیمتری عبور داده شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل تیمارهای سولفات روی (0، 50، 100، 200 و 300 میلیگرم بر کیلوگرم خاک )، بیوچارپوست برنج (0، 2 و 4 درصد وزنی) و قارچ Piriformospora indica (عدم تلقیح و تلقیح) انجام شد. جهت تهیه بیوچار از بقایای پوست برنج استفاده شد که بقایا به مدت چهار ساعت در دمای 500 درجه سلسیوس در شرایط اکسیژن محدود تولید شد. جهت تکثیر قارچ و تولید مقدار کافی اسپور، جدایه-های قارچ مذکور کشت و در دمای 24 درجه سلسیوس درون انکوباتور به مدت چهار هفته نگهداری شد. قبل از کشت ذرت، بعد از اضافه کردن بیوچار و روی، خاک به مدت 2 ماه در شرایط رطوبت مزرعهای در دمای 25 درجه سیلسیوس خوابانیده شد. هشت هفته پس از رشد گیاه، برخی ویژگیهای بیولوژیک و مورفولوژی در گیاه ذرت اندازهگیری گردید. یافتهها: در سطوح 2 و 4 درصد وزنی بیوچار، وزن تر اندام هوایی گیاهان شاهد (تلقیح نیافته با قارچ ) به ترتیب 14/4، 18/9 درصد، ارتفاع اندام هوایی به ترتیب 49/3 و 43/8 درصد و قطر ساقه به ترتیب 18/3 و 25/9 درصد افزایش معنیداری یافت. در حالیکه در شرایط مشابه، وزن تر اندام هوایی گیاهان تلقیح یافته با قارچ به ترتیب 73/5، 76/12درصد، ارتفاع اندام هوایی به مقدار 84/4 و 67/7 درصد و قطر ساقه به ترتیب 71/6 و 16/22 درصد نسبت به گیاهان شاهد افزایش معنیدار نشان دادند. همچنین میانگین تنفس میکروبی و کربن زیست توده میکروبی در خاک پس از برداشت ذرت در گیاهان فاقد قارچ P. indica در شرایط کاربرد سطوح 2 و 4 درصد وزنی بیوچار نسبت به شاهد بدون بیوچار به ترتیب 33/39، 83/47 درصد و 69/12، 30/31 درصد افزایش یافت (p <0.05). اما مقدار شاخص-های مذکور در گیاهان تلقیح یافته با قارچ در سطوح 2 و 4 درصد وزنی بیوچار نسبت به شاهد بدون بیوچار به ترتیب 85/40، 63/46 درصد و 96/2، 48/26 درصد افزایش یافت (p <0.05). نتیجهگیری: کاربرد سطوح 2 و 4 درصد وزنی بیوچار سبب افزایش ارتفاع، وزن تر و قطر اندام هوایی گیاه ذرت و نیز افزایش تنفس میکروبی و کربن زیست توده میکروبی خاک نسبت به سطح شاهد گردید، در حالی که این افزایش در گیاهان تلقیح یافته با قارچ P. indica بیشتر میباشد. میتوان گفت افزایش سطوح بیوچار سبب افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی و بهبود رشد گیاه میگردد. همچنین قارچ P. indica احتمالاٌ به دلیل تولید مواد محرک رشد و همچنین افزایش قابلیت فراهمی عناصر غذایی معدنی برای گیاه، سبب بهبود رشد گیاه ذرت شده است. همچنین ارتفاع، وزن تر و قطر اندام هوایی گیاه در سطوح 50 و 100 میلیگرم روی در کیلوگرم خاک افزایش و در سطوح بالاتر (200 و 300 میلیگرم روی در کیلوگرم خاک) کاهش یافت، احتمالا در سطوح بالای روی به دلیل کاهش سیتوکنین، آهن، پتاسیم و کلسیم و همچنین افزایش اتیلن و باز دارندههای رشد مانع رشد گیاه ذرت شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
فلزات سنگین؛ قارچهای اندوفیت؛ تنفس میکروبی؛ کربن زیست توده میکروبی | ||
مراجع | ||
1.Aceves, M., Grace, C., Ansorena, J., Dendooven, L., and Brookes, P.C. 1999. Soil microbial biomass and organic C in gradient of zinc concentrations in soil around a mine spoil tip. J. Soil Biol. Biochem. 31: 867-876. 2.Aidid, S., and Okamoto, H. 1993. Responses of elongation rate, turgor pressure and cell wall extensibility of stem cells of Impatiens balsmina to Lead, Copper and Zinc. Biometals. 6: 245-249. 3.Baath, E. 1989. Effects of heavy metals in soil on microbial processes and populations (a review). J. Water Air Soil Pollut. 47: 335-379. 4.Babich, R.J., Bewley, F., and Stotzky, G. 1983. Application of the ecological dose concept to the impact of heavy metals on some microbe- mediated ecologic processes in soil. J. Archit. Environ. Contam. Toxicol. 12: 421-426. 5.Banerjee, M., Yesmin R.L., and Vessey, J.L. 2006. Plant-growth-promoting rhizobacteria as biofertilizers and biopesticides. P 137-181. In: Handbook of microbial biofertilizers, M.K. Rai (ed), Food Production Press, U.S.A. 6.Bouyoucos, G.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils. Agron. J. 54: 5. 464-465. 7.Bradley, P.D., Schipper, L.A., Graham, P. and Sparling, L.C. 2001. Is the microbial community in a soil with reduced catabolic diversity less resistant to stress or disturbance? Soil Biol. Biochem. 33: 1143-115. 8.Bremner, J.M. 1996. Nitrogen Total P 1085-1122. In: D.L. Sparks et al., (eds) Methods of Soil Analysis. Part 3. American. Society. Agronomy, Madison. WI. 9.Carter, S., Shackley, S., Sohi, S., Suy, T.B., and Haefele, S. 2013. The impact of biochar application on soil properties and plant growth of pot grown lettuce (Lactuca sativa) and cabbage (Brassica chinensis). Agron. J. 3: 404-418. 10.Chapman, H.D., and Pratt, P.F. 1961. Method of analysis for soils, plants and waters. University of California. Div. agricul Sci. J. Pp: 60-68. 11.Chapman, H.D., and Pratt, P.E. 1982. Methods of analysis for soil plants and waters, University of California Publication. no. 4034. Berkely, California. 12.Chelvei, M. 2011. Isolation of sewage sludge effects and microbial growth enhancement on the concentration and distribution of chemical species of zinc and cadmium in soil. Master's thesis, Shahid Chamran University. 147p. (In Persian) 13.Dai, J., Becquer, T., Rouiller, J.H., Reversat, G., Bernhard-Reversat, F., Nahmani, J., and Lavelle, P. 2004. Influence of heavy metals on C and N mineralization and microbial biomass in Zn, Pb, Cu and Cd contaminated soils. Appl. Soil Ecol. J. 25: 99-109. 14.Fierer, N., Schimel, J.P., and Holden, P.A. 2003. Variations in microbial community composition through two soil depth profiles. Soil Biol. Biochem. J. 35: 167-176. 15.Fu, P., Yi, W., Bai, X., Li, Z., Hu, S., and Xiang, J. 2011. Effect of temperature on gas composition and char structural features of pyrolyzed agricultural residues. Bioresour. Technol. J. 102: 17. 8211-8219. 16.Ghorbani, M. 2010. Effect of vermicompost and vermiculite application on growth and absorption of cadmium by spinach in a calcareous soil under greenhouse conditions. Master's thesis, Shiraz University. 145p. (In Persian) 17.Giller, K.E., Witter, E., and Mc Grath, S.P. 1998. Toxicity of heavy metals to micro-organisms and microbial processes in agricultural soils (a review). Soil Biol. Biochem. J. 30: 1389-1414. 18.Hall, G., Woodborne, S., and Scholes, M. 2008. Stable carbon isotope rations from archaeological charcoal as palaeoenvironmental indicators. Chem. Geol. J. 247: 3. 384-400. 19.Hojjati, S., Nourbakhsh, F., and Khavari, K. 2006. Effect of sewage sludge on microbial biomass index, enzymatic activity and corn yield. 20: 1. 84-93. (In Persian) 20.Hosseini, Z., and Pourakbar, L. 2013. Investigation of interaction between zinc and organic acid (malic acid, citric acid) on antioxidant responses in Zea mays L. 5: 16. 1-12. (In Persian) 21.Ikiz, O., Abak, K., Dasgan, H.Y., and Ortas, I. 2009. Effects of mycorrhizal inoculation in soilless culture on pepper plant growth. Acta Hortic. J. 807: 533-540. 22.Inal, A., Gunes, A., Sahin, O., Taskin, M.B., and Kaya, E.C. 2015. Impacts of biochar and processed poultry manure, applied to a calcareous soil, on the growth of bean and maize. Soil Use and Manage. J. 2: 106-113. 23.Isermeyer, H. 1952. Eine einfache Methode zur Bestimmung der Bodenatmung and der carbonate in Boden. Pflanzenernah Bodenk. J. 56: 26-38. 24.Jenkinson, D.S., and Powlson, D.S. 1976. The effect of biocidal treatments of metabolism in soils. V. A method for measuring soil biomass. Soil Biol. Biochem. J. 8: 209-213. 25.Khavari Nezhad, R.A., Najafi, Kh., and Firozeh, R. 2011. Effects of zinc sulfate on (ZnSO4) on some physiological parameters of bean plant (phaselus vulgaris L.). Q. plant Sci. J. 6: 1. 1-14. (In Persian) 26.Landi, L., Renella, G., Moreno, J.L., Falchini, L., and Nannipieri, P. 2000. Influence of cadmium on the metabolic quotient, L-, D- glutamic acid respiration ratio and enzyme activity, microbial biomass ratio under laboratory conditions. Biol. Fertil. Soil. J. 32: 8-16. 27.Lekzyan, A., and Yazdan Panah, N. 2007. Study of the rate of degradation of wheat, alfalfa and tomato residues under laboratory conditions. Agric. Sci. Technol. J. 21: 3-9. (In Persian) 28.Lindsay, W.L., and Norvell, W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Soc. Am. J. 42: 3. 421-428. 29.Loeppert, R.H., and Suarez, D.L. 1996. Carbonate and gypsum. P 437-474. In: D.L. Sparks (ed). Methods of Soil Analysis. Part 3. 3rd ed. Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin. 30.Lotfi, A. 2011. Different forms of potassium and the possibility of alteration of clay minerals in corntreated soils by drought stress, bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi. Master's thesis, Shiraz University. 176p. (In Persian) 31.Masto, R.E., Ansari, M.A., George, J., Selvi, V.A., and Ram, L.C. 2013. Coapplication of biochar and lignite fly ash on soil nutrients and biological parameters at different crop growth stages of Zea mays, Ecol. Eng. J. 58: 314-322. 32.Megharaj, M. 2000. Influence of petroleum hydrocarbon contamination on microalgae and microbial activities in a long-term contaminated soil. J. Archi Environ Contam. Toxicol. 38: 439-445. 33.Mehtadi, A., and Hoshyari, S. 2016. Investigating the interaction of cadmium and zinc in the plant (Matthiola flavida boiss). J. Plant Res. 29: 1. 210-220. (In Persian) 34.Misbahuzzaman, K., and Ingleby, K.A. 2005. Structural study of ecto-mycorrhizas formed in Seedlings of Eucalyptus camaldulensis Dehnhardt, Int. Agric. Biol. J. 7: 400-405. 35.Mukherjee, A., Lal, R., and Zimmerman, A.R. 2014. Effects of biochar and other amendments on the physical properties and greenhouse gas emissions of an artificially degraded soil. Sci. Total Environ. 487: 26-36. 36.Nelson, D.W., and Sommers, L.E. 1996. Total carbon, organic carbon and organic matter. P 961-1010. In: D.L. Sparks, (ed). Methods of Soil Analysis. Part 3- chemical methods and microbiological properties. Soil Sci. Am. Soc. Agron. J. Madison, Wisconsin. 37.Olsen, S.R.C., Cole, V., Watanabe, F.S., and Dean, L.A. 1954. Estimation of available phosphorous in soils by extraction with sodium bicarbonate. USDA.Cir. 939, US Govern printing office, Washing ton, DC. 38.Pattiya, A. 2011. Bio-oil production via fast pyrolysis of biomass residues from cassava plants in a fluidised-bed reactor. Bioresour. Technol. 102: 2. 1959-1967. 39.Pham, G.H., Kumari, R., Singh, A., Malla, R., Prasad, R., Sachdev, M., Kaldorf, M., Buscot, F., Oelmuller, R., and Hampp, R. 2004. Axenic culture of symbiotic fungus piriforomospora indica. P 593-613. In: A. Varma, L. Abbott, D. Werner, R. Hampp (eds.), Plant Surface Microbiology. Springer – Verlag. Germany. 40.Rajabi, H. 2014. Effect of Pistachio pulp, sewage sludge, and fertilizer on bioavailability and absorption of nitrogen and phosphorus by spinach. Master's thesis, Shiraz University. 187p. (In Persian) 41.Rasoli Sedghiyani, M.H., Ghareh Maleki, T., Besharati, H., and Tavasoli, A.R. 2011. Effect of mycorrhizal stimulating bacteria on growth and zinc absorption by maize in a zinc contaminated soil. Water Soil. Sci. J. 21: 2. 135-147. (In Persian) 42.Renella, G., Chaudri, A.M., and Brookes, P.C. 2002. Fresh additions of heavy metals do not model long- term effects on microbial biomass and activity. Soil Biol. Biochem. J. 34: 121-124. 43.Rhoades, J.D., Sparks, D.L., Page, A.L., Helmke, P.A., Loeppert, R.H., Soltanpour, P.N., and Sumner, M.E. 1996. Salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids. P 417-435. Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. 44.Rion, B., and Alloway, J. 2004. Fundamental aspects of zinc in soils and plants. Int Zinc. Pp: 39-45. 45.Sumner, M.E., Miller, W.P., Sparks, D.L., Page, A.L., Helmke, P.A., Loeppert, R.H., and Johnston, C.T. 1996. Cation exchange capacity and exchange coefficients. Methods of Soil Analysis. P 1201-1229. Part 3. Chemical Methods. 46.Thomas, G.W. 1996. Soil pH and soil acidity. P 475-490. In D.L. Sparks, (ed) Methods of Soil Analysis. Part 3. American Society of Agronomy, Madison. WI. 47.Uzoma, K.C., Inoue, M., Andry, H., Fujimaki, H., Zahoor, A., and Nishihara, E. 2011. Effect of cow manure biochar on maize productivity under sandy soil condition. Journal compilation British Society of Soil Science. Soil Use. Manage. J. 27: 205-212. 48.Varma, A., Savita, S., Sahay, N., Butehorn, B., and Franken, P. 1998. Piriformos poraindica, a cultivable plantgrowth- promoting root endophyte. J. Appl. Environ. Microbiol. 65: 2741-2744. 49.Verheijen, F., Jeffery, S., Bastos, A.C., Van der Velde, M., and Diafas, I. 2010. Biochar application to soils. Institute for Environment and Sustainability, Luxembourg. 149p. 50.Watzinger, A., Feichtmair, S., Kitzler, B., Zehetner, F., Kloss, S., Wimmer, B., Boltenstern, S.Z., and Soja, G. 2014. Soil microbial communities responded to biochar application in temperate soils and slowly metabolized 13C-labelled biochar as revealed by 13C PLFA analysis: results from a short term incubation and pot experiment, Eur. Soil Sci. J. 65: 40-51. 51.Yazdan Panah, N., Fotovat, A., Lekzeyan, A., and Hagh Niyah, Gh.M. 2008. Effect of Zn and Cd heavy metals on the microbial respiration process in both calcareous and non calcareous soils. Agric. Sci. Technol. J. Special Water and Soil. 22: 1. 60-69. (In Persian) | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,177 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 647 |