
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,647,531 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,248,573 |
ارزیابی کمی فسفر محلول و زیست توده میکروبی آزاد شده توسط برخی سویهها از فسفاتهای نامحلول بهمنظور انتخاب باکتری های کارآمد | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 11، شماره 4، دی 1400، صفحه 55-75 اصل مقاله (965.33 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2022.18475.1981 | ||
نویسندگان | ||
یعقوبعلی کرمی1؛ عباس صمدی* 2؛ علیرضا فلاح نصرت آباد3؛ ابراهیم سپهر4؛ محسن برین5 | ||
1دانشجوی دکتری گروه علوم خاک، دانشگاه ارومیه و مربی پژوهشی بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران. | ||
2استاد، گروه مهندسی علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه | ||
3دانشیار مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. | ||
4استاد، گروه علوم خاک، دانشگاه ارومیه. | ||
5استادیار ، گروه علوم خاک، دانشگاه ارومیه. | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: اثربخشی کودهای شیمیایی فسفری در کشاورزی بسیار پایین و در حدود 25-5 درصد است. این امر موجب مصرف بیشتر این کودها گشته که افزون بر هزینهبر بودن، پیامدهای زیانبار زیستمحیطی را نیز در پی داشته است. بنابراین، ضروری است گزینهای مناسب برای جبران مصرف بخشی از این کودها معرفی گردد. باکتریهای حلکنندهی فسفات بهدلیل توانایی در انحلال فسفاتهای نامحلول، بهعنوان گزینه-ای امیدوارکننده برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی فسفری در محیط خاک شناخته شدهاند. این باکتریها میتوانند بخشی از فسفر حلشده را جذب نمایند که همان فسفر زیستتوده میکروبی است. این فرایند به سیستمهای طبیعی اجازه میدهد بدون استفاده از کودهای فسفاتی، خودپایدار باشند. با توجه به نقش سویه-های باکتریایی توانمند در انحلال فسفاتهای نامحلول و اهمیت فسفر زیستتودهی میکروبی در تأمین بخشی از فسفر گیاهان در درازمدت، این پژوهش با هدف انتخاب سویههای کارآمد با اندازهگیری کمّی فسفر محلول و زیستتوده میکروبی پس از مایهزنی باکتریها در محیط اسپربر دارای منابع مختلف فسفاتی انجام شد. مواد و روشها: این پژوهش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو فاکتور و در سه تکرار انجام گردید. فاکتور اول مایهزنی با سویههای باکتری شامل:Tkd/4 flaccumfaciens Curtobacterium،Ggd/4 Pantoea agglomerans و yanoikuyae Rpd/4 Sphingobium، همگی جداسازی شده از معدن فسفات جیرود شمشک، RPY Bacillus pumilus جداسازیشده از معدن فسفات اسفوردی یزد، Ps/14 Pseudomonas putida تهیه شده از موسسهی تحقیقات خاک و آب (جداسازیشده از خاک مزارع ذرت) و شاهد (دارای منابع فسفات بدون مایهزنی باکتری) و فاکتور دوم شامل سه منبع فسفات: تریکلسیمفسفات، فیتات کلسیم و خاک فسفات بودند. ویژگیهای اندازهگیری شده شاملpH ، EC، مقدار فسفر محلول و فسفر زیستتودهی میکروبی بود. فسفر حل شدهی کل از منبع فسفات (مجموع فسفر محلول و فسفر زیستتودهی میکروبی)، نسبت فسفر محلول به فسفر زیستتودهی میکروبی و درصد جذب زیستی فسفر نیز محاسبه شدند. یافتهها: اثر سویهی باکتری، منبع فسفات و برهمکنش آنها بر همهی ویژگیها معنیدار بود (P ≤0.01). توانایی سویهی Ps/14 در ویژگی فسفر محلول، در هر سه منبع فسفات بیش از دیگر سویهها بود. همهی سویهها از تری کلسیم فسفات نسبت به دو منبع فسفات دیگر، فسفر بیشتری جذب نمودند. فسفر زیست تودهی میکروبی در تیمارهای خاک فسفات مایهزنی شده با همهی سویهها بهجزء سویهی Tkd/4 بیش از تیمارهای فیتات کلسیم مایهزنی شده با آن سویهها بود. کمترین pH (3) و بیشترین EC (dS m-1 53/1) به-ترتیب در تیمارهای خاک فسفات و تریکلسیمفسفات مایهزنی شده با سویهی Ps/14 دیده شد. نتیجهگیری: سویههای مورد مطالعه اثرات متفاوتی بر دو ویژگی مقدار فسفر محلول و فسفر زیستتودهی میکروبی از منابع مختلف فسفات داشتند. توانایی سویهی Ps/14 در انحلال فسفر از هر سه منبع فسفات، بیش از دیگر سویهها بود. نتایج نشان داد، لزوماً سویهای که پتانسیل بیشتری در انحلال فسفر از یک منبع دارد همان پتانسیل را در جذب فسفر از آن منبع ندارد. این را میتوان به ماهیت مادهی حلشونده و کارایی ریزموجود حلکننده نسبت داد. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که میتوان فسفر حلشده کل را بهطور قویتری به فسفر محلول نسبت داد تا فسفر زیست تودهی میکروبی. در کل نتایج نشان داد توانایی برخی از باکتریهای مورد مطالعه در هر دو ویژگی فسفر محلول و فسفر زیست تودهی میکروبی، میتواند بهعنوان گزینهای امیدبخش در کاهش مصرف کودهای شیمیایی فسفری و افزایش اثربخشی آنها مد نظر قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
باکتری حلکنندهی فسفات؛ تریکلسیمفسفات؛ خاک فسفات معدن؛ فسفر زیستتودهی میکروبی؛ فیتات کلسیم | ||
مراجع | ||
1.Aarab, S., El Habil-Addas, F., Laglaoui, A., Bakkali, M., and Arakrak, A. 2015. Solubilization of inorganic phosphate by Pseudomonas strains isolated from rice rhizosphere. International Journal of Biosciences. 6: 10. 116-124.
2.Achat, D.L., Morel, C., Bakker, M.R., Augusto, L., Pellerin, S., Gallet-Budynek, A., and Gonzalez, M. 2010. Assessing turnover of microbial biomass phosphorus: combination of an isotopic dilution method with a mass balance model. Soil Biology and Biochemistry. 42: 12. 2231-2240.
3.Babana, A.H., and Antoun, H. 2006. Effect of Tilemsi phosphate rock-solubilizing microorganisms on phosphorus uptake and yield of field-grown wheat (Triticum aestivum L.) in Mali. Plant and Soil. 287: 1-2. 51-58.
4.Billah, M., Khan, M., Bano, A., Hassan, T.U., Munir, A., and Gurmani, A.R. 2019. Phosphorus and phosphate solubilizing bacteria: Keys for sustainable agriculture. Geomicrobiology Journal.36: 10. 904-916.
5.Bashan, Y., Kamnev, A.A., and de-Bashan, L.E. 2013. Tricalcium phosphate is inappropriate as a universal selection factor for isolating and testing phosphate-solubilizing bacteria that enhance plant growth: a proposal for an alternative procedure. Biology and Fertility of Soils. 49: 4. 465-479.
6.Cao, Y., Fu, D., Liu, T., Guo, G., and Hu, Z. 2018. Phosphorus solubilizing and releasing bacteria screening from the rhizosphere in a natural wetland. Water. 10: 2. 195.
7.Chapman, H.D., and Pratt, P.F. 1961. Methods of analysis for soils, plants and waters. Riverside University California press. 309p.
8.Charana Walpola, B., and Yoon M.H. 2013. Phosphate solubilizing bacteria: Assessment of their effect on growth promotion and phosphorous uptake of mung bean (Vigna radiata [L.] R. Wilczek). Chilean Journal of Agricultural Research. 73: 3. 275-281.
9.Chen, G.C., He, Z.L., and Huang, C.Y. 2000. Microbial biomass phosphorus and its significance in predicting phosphorus availability in red soils. Communications in Soil Science and Plant Analysis.31: 5-6. 655-667.
10.Condron, L.M., Turner, B.L., and Cade-Menun, B.J. 2005. Chemistry and Dynamics of Soil Organic Phosphorus. P 87-121. In: J.T. Sims and A.N. Sharpley (eds.) Phosphorus, Agriculture and Environment. ASA, Madison, WI.
11.De Oliveira Mendes, G., Zafra, D.L., Vassilev, N.B., Silva, I.R., Ribeiro, J.I., and Costa, M.D. 2014. Biochar enhances Aspergillus niger rock phosphate solubilization by increasing organic acid production and alleviating fluoride. Applied and Environmental Microbiology. 80: 10. 3081-3085.
12.Ebrahimi, M., Safari-Sinegani, A.A., Sarikhani, M.R., and Aliasgharzad, N. 2018. Study on phosphate solubilizing ability of some bacterial isolates and determination of solubilized phosphorus fractionation in supernatant and microbial biomass. Biological Journal of Microorganism. 7: 25. 109-125. (In Persian)
13.Gerke, J. 2015. Phytate (inositol hexakisphosphate) in soil and phosphate acquisition from inositol phosphates by higher plants. A review. Plants.4: 2. 253-266. 14.Ghaderi, A., Aliasgharzad, N., Oustan, S., and Olsson, P.A. 2008. Efficiency of three Pseudomonas isolates in releasing phosphate from an artificial variable-charge mineral (iron III hydroxide). Soil and Environment. 27: 1. 71-76.
15.Gilbert, N. 2009. Environment: the disappearing nutrient. Nature News, 461: 7265. 716-718.
16.Glick, B.R. 2012. Plant growth-promoting bacteria: mechanisms and applications. Scientifica (Cairo). Pp: 1-15.
17.Guang-Can, T.A.O., Shu-Jun, T.I.A.N., Miao-Ying, C.A.I., and Guang-Hui, X.I.E. 2008. Phosphate-solubilizing and-mineralizing abilities of bacteria isolated from soils. Pedosphere. 18: 4. 515-523.
18.Gupta, N., Sabat, J., Parida, R., and Kerkatta, D. 2007. Solubilization of tricalcium phosphate and rock phosphate by microbes isolated from chromite, iron and manganese mines. Acta Botanica Croatica. 66: 2. 197-204.
19.Hamdali, H., Hafidi, M., Virolle, M.J., and Ouhdouch, Y. 2008. Rock phosphate-solubilizing Actinomycetes: screening for plant growth-promoting activities. World Journal of Microbiology and Biotechnology.24: 11. 2565-2575.
20.Huang, L.M., Jia, X.X., Zhang, G.L., and Shao, M.A. 2017. Soil organic phosphorus transformation during ecosystem development. A review. Plant Soil. 417: 17-42.
21.Karami, Y., Samadi, A., Fallah Nosrat Abad, A., Sepehr, E., and Barin, M. 2021. Isolation and characterization of phosphate solubilizing bacteria from phosphate mines and investigation on their soil phosphate solubilization potential. Applied Biology. 35: 3. 83-98.
22.Karpagam, T., and Nagalakshmi, P.K. 2014. Isolation and characterization of phosphate solubilizing microbes from agricultural soil. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 3: 3. 601-614.
23.Keneni, A., Assefa, F., and Prabu, P.C. 2010. Isolation of phosphate solubilizing bacteria from the rhizosphere of faba bean of Ethiopia and their abilities on solubilizing insoluble phosphates. Agricultural Science and Technology. 12: 1. 79-89.
24.Khan, M.S., Zaidi, A., Ahemad, M., Oves, M., and Wani, P.A. 2010. Plant growth promotion by phosphate solubilizing fungi–current perspective. Archives of Agronomy and Soil Science. 56: 1. 73-98.
25.Khoshru, B., and Sarikhani, M.R.2018. Isolation and identification of temperature resistant phosphate solubilizing bacteria for use in phosphatic microbial fertilizer. Journal of Water and Soil. 32: 1. 155-167.(In Persian)
26.Kouno, K., Wu, J., and Brookes, P.C. 2002. Turnover of biomass C and P in soil following incorporation of glucose or ryegrass. Soil Biology and Biochemistry. 34: 617-622.
27.Liebisch, F., Keller, F., Huguenin-Elie, O., Frossard, E., Oberson, A., and Bünemann, E.K. 2014. Seasonal dynamics and turnover of microbial phosphorusin permanent grassland. Biology and Fertility of Soils. 50: 465-475.
28.Liu, Z., Li, Y.C., Zhang, S., Fu, Y.,Fan, X., Patel, J.S., and Zhang, M.2015. Characterization of phosphate-solubilizing bacteria isolated from calcareous soils. Applied Soil Ecology. 96: 217-224.
29.Liu, S. 2019. Identification and characterization of the phosphate-solubilizing bacterium Pantoea sp. S32 in reclamation soil in Shanxi, China. Frontiers in Microbiology. 10: 2171.
30.Maharajan, T., Ceasar, S.A., Ajeesh Krishna, T.P., Ramakrishnan, M., Duraipandiyan, V., Naif Abdulla, A.D., and Ignacimuthu, S. 2018. Utilization of molecular markers for improving the phosphorus efficiency in crop plants. Plant Breeding. 137: 1. 10-26.
31.Melo, J., Carvalho, L., Correia, P., de Souza, S.B., Dias, T., Santana, M., and Ramos, A.C. 2018. Conventional farming disrupts cooperation among phosphate solubilizing bacteria isolated from Carica papaya’s rhizosphere. Applied Soil Ecology. 124: 284-288.
32.Mursyida, E., Mubarik, N.R., and Tjahjoleksono, A. 2015. Selection and identification of phosphate-potassium solubilizing bacteria from the area around the limestone mining in Cirebon quarry. Research Journal of Microbiology. 10: 6. 270.
33.Murphy, J.A.M.E.S., and Riley, J.P. 1962. A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Analytica Chimica Acta. 27: 31-36.
34.Nautiyal, C.S. 1999. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiology Letters. 170: 1. 265-270.
35.Neal, A.L., Rossmann, M., Brearley, C., Akkari, E., Guyomar, C., Clark,I.M., and Hirsch, P.R. 2017. Land-use influences phosphatase gene microdiversity in soils. Environmental Microbiology. 19: 7. 2740-2753.
36.Ogbo, F.C. 2010. Conversion of cassava wastes for biofertilizer production using phosphate solubilizing fungi. Bioresource Technology. 101: 4120-4124.
37.Oliveira, C.A., Alves, V.M.C., Marriel, I.E., Gomes, E.A., Scotti, M.R., Carneiro, N.P., Guimaraes, C.T., Schaffert, R.E., and Sa, N.M.H. 2009. Phosphate solubilizing microorganisms isolated from rhizosphere of maize cultivated in an oxisol of the Brazilian Cerrado Biome. Soil Biology and Biochemistry. 41: 9. 1782-1787.
38.Park, J., Bolan, N., Mallavarapu, M., and Naidu, R. 2010. Enhancing the solubility of insoluble phosphorus compounds by phosphate solubilizing bacteria. 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World Brisbane. 1-6 August. 2010. 65-68. 39.Park, J.H., Bolan, N., Megharaj, M., and Naidu, R. 2011. Isolation of phosphate solubilizing bacteria and their potential for lead immobilization in soil. Hazardous Materials Journal.185: 829-836. 40.Paul, D., and Sinha, S.N. 2013. Isolation of phosphate solubilizing bacteria and total heterotrophic bacteria from river water and study of phosphatase activity of phosphate solubilizing bacteria. Advances in Applied Science Research. 4: 4. 409-412.
41.Peix, A., Rivas-Boyero, A.A., Mateos, P.F., Rodriguez-Barrueco, C., Martınez-Molina, E., and Velazquez, E. 2001. Growth promotion of chickpea and barley by a phosphate solubilizing strains of Mesorhizobium mediterraneum under growth chamber conditions. Soil Biology and Biochemistry.33: 1. 103-110. 42.Rodrı́guez, H., and Fraga, R. 1999. Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion. Biotechnology Advances. 17: 4. 319-339.
43.Savita, P.D., Suvarna, V.C., Yallappa, M., and Nivetha, N. 2017. Phytate solubilizing microorganisms and enzyme phytase to combat nutritional problems in cereal-based foods. Bacteriology and Mycology. 4: 3. 86-89.
44.Schnug, E., and Haneklaus, S.H. 2016. The Enigma of Fertilizer Phosphorus Utilization. P 7-26. In: E. Schnug and L.J. De Kok (eds.) Phosphorus in Agriculture. Springer Netherlands, Dordrecht.
45.Sperber, J.I. 1985. The incidence of apatite-solubilizing organisms in the rhizosphere and soil. Crop and Pasture Science. 9: 6. 778-781.
46.Tan, H., Wu, X., Xie, L., Huang, Z., Peng, W., and Gan, B. 2016. Identification and characterization of a mesophilic phytase highly resilient to high-temperatures from fungus-garden associated metagenome. Applied Microbiology and Biotechnology.100: 2225-2241.
47.Taurian, T., Anzuay, M.S., Angelini, J.G., Tonelli, M.L., Ludueña, L.,Pena, D., Ibáñez, F., and Fabra, A.2010. Phosphate-solubilizing peanut associated bacteria: screening for plant growth-promoting activities. Plant and Soil. 329: 1-2. 421-431.
48.Unno, Y., Okubo, K., Wasaki, J., Shinano, T., and Osaki, M. 2005.Plant growth promotion abilities and microscale bacterial dynamics in the rhizosphere of Lupin analysed by phytate utilization ability. Environmental Microbiology. 7: 3. 396-404.
49.Vyas, P., and Gulati, A. 2009. Organic acid production in vitro and plant growth promotion in maize under controlled environment by phosphate-solubilizing fluorescent Pseudomonas. BMC Microbiology. 9: 1. 1-15.
50.Wan, W., Qin, Y., Wu, H., Zuo, W., He, H., Tan, J., and Hem, D. 2020. Isolation and characterization of phosphorus solubilizing bacteria with multiple phosphorus sources utilizing capability and their potential for lead immobilization in soil. Frontiers in Microbiology. 11: 1-15.
51.Whitelaw, M.A., Harden, T.J., and Helyar, K.R. 1999. Phosphate solubilisation in solution culture by the soil fungus Penicillium radicum. Soil Biology and Biochemistry. 31: 5. 655-665.
52.Wu, J., Huang, M., Xiao, H.A.,Su, Y.R., Tong, C.L., Huang, D.Y.,and Syers, J.K. 2007. Dynamics in microbial immobilization and transformations of phosphorus in highly weathered subtropical soil following organic amendments. Plant and Soil. 290: 1-2. 333-342.
53.Xiao, C.Q., Wu, X.Y., and Chi,R.A. 2015. Dephosphorization of high-phosphorus iron ore using different sources of Aspergillus Niger strains. Applied Biochemistry and Biotechnology. 176: 2. 518-528.
54.Xiao, C., Zhou, Y., Hu, J., Guo, S., Zhou, N., and Chi, R. 2020. Biosolubilization of low-grade rock phosphate by native microbial consortia from phosphate mines: effect of sampling sources and culture media. Geomicrobiology Journal. 37: 9. 859-866.
55.Yadav, H., Gothwal, R.K., Solanki, P.S., Nehra, S., Sinha-Roy, S., and Ghosh, P. 2015. Isolation and characterization of thermo-tolerant phosphate-solubilizing bacteria from a phosphate mine and their rock phosphate solubilizing abilities. Geomicrobiology Journal, 32: 6. 475-481.
56.Zhang, L., Ding, X., Peng, Y., George, T.S., and Feng, G. 2018. Closing the loop on phosphorus loss from intensive agricultural soil: A microbial immobilization solution. Frontiers in Microbiology. 9: 104. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 415 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 291 |