اثر كمبود آب و تلقيح با ريزموجودات همزيست بر صفات فنولوژيك، مورفولوژيك، زراعي و خصوصيات كيفي سويا

Effect of water deficit and inoculation with symbiotic micro-organisms on traits of phenological, morphological, agronomic and qualitative properties in soybean

سابقه و هدف: تنش خشكي يكي از عوامل مهم غيرزيستي است كه رشد و عملكرد گياه را تحت تأثير قرار مي‌دهد. زراعت سويا در اغلب كشورهاي دنيا بهمنظور توليد روغن، پروتئين‌هاي گياهي و علوفه صورت مي‌گيرد. در نظام‌هاي كشاورزي پايدار كاربرد كودهاي زيستي از اهمّيت ويژه‌اي در افزايش توليد محصول و حاصلخيزي خاك برخوردار است. قارچ‌هاي ميكوريزا با ايجاد رابطه همزيستي با ريشه گياهان از طريق افزايش جذب آب، افزايش مقاومت در برابر تنش‌هاي زنده (عوامل بيماريزا) و غيرزنده (خشكي و شوري) سبب بهبود رشد و نمو و عملكرد گياهان مي‌شوند. لذا اين تحقيق با هدف بررسي اثرات كمبود آب بر صفات مهم زراعي، عملكرد دانه و شاخص برداشت روغن و پروتئين دانه سويا رقم كوثر تحت شرايط تلقيح ميكوريزا آربوسكولار و باكتري ريزوبيوم در اروميه انجام شد. مواد و روش‌ها: آزمايش در سال زراعي 1396 در مزرعه تحقيقاتي هنرستان كشاورزي شهرستان اروميه به‌صورت طرح اسپليت پلات فاكتوريل در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار اجرا شد. عامل اصلي آبياري در سه سطح شامل آبياري مطلوب (آبياري بعد از 70 ميلي‌متر تبخير)، تنش ملايم خشكي (آبياري بعد از 110 ميلي‌متر تبخير) و تنش شديد خشكي (آبياري بعد از 150 ميلي‌متر تبخير از تشتك تبخير كلاس A)، عامل‌هاي فرعي قارچ ميكوريزا در سه سطح شامل بدون ميكوريزا، گونه Glomus mosseae و گونه Glomus intraradices و باكتري ريزوبيوم در دو سطح شامل عدم تلقيح و تلقيح با باكتري Rhizobium japonicum بود. يافته‌ها: در شرايط تنش خشكي شديد در مقايسه با شرايط آبياري مطلوب، ميزان شاخص سطح برگ، قطر ساقه، ارتفاع بوته و عملكرد دانه به ترتيب به ميزان 60، 31، 11 و 22 درصد كاهش يافت. در هرسه شرايط مختلف آبياري، تلقيح با قارچ ميكوريزا گونه Glomus mosseae و گونه Glomus intraradices در مقايسه با عدم تلقيح، ارتفاع بوته، قطر ساقه، شاخص برداشت روغن و پروتئين، شاخص سطح برگ و عملكرد دانه را افزايش داد اما ميزان پرولين را كاهش داد. در شرايط آبياري مطلوب، تنش خشكي ملايم و شديد، تلقيح با باكتري در مقايسه با عدم تلقيح با باكتري، عملكرد دانه را به‌ترتيب 17، 19 و 17 درصد افزايش داد. تلقيح با قارچ گونه Glomus mosseae و گونه Glomus intraradices در مقايسه با عدم تلقيح ميكوريزا، عملكرد دانه را به‌ترتيب 13 و 8 درصد افزايش داد. بيشترين درصد كلونيزاسيون ريشه از قارچ نوع گونه Glomus mosseae (48/80 درصد) حاصل شد. تلقيح با باكتري در مقايسه با عدم تلقيح، درصد كلونيزاسيون ريشه را حدود 17 درصد افزايش داد. تلقيح با باكتري در مقايسه با عدم تلقيح، درصد نيتروژن را حدود 8 درصد افزايش داد. تنش خشكي ملايم درصد نيتروژن دانه را افزايش داد. نتيجه‌گيري: تنش خشكي، صفات فنولوژيك مانند طول دوره رشد و زمان تا شروع دوره گلدهي، صفات موفولوژيك مانند قطر ساقه، طول غلاف و ارتفاع بوته، صفات كيفي مانند درصد و عملكرد نيتروژن، شاخص برداشت روغن، صفات فيزيولوژيك مانند شاخص سطح برگ، عملكرد دانه و كلونيزاسيون ريشه گياه سويا رقم كوثر را به طور معني‌داري كاهش داد در حالي كه موجب افزايش پرولين گرديد. تلقيح با قارچ ميكوريزا به ويژه G. mosseae و تلقيح با باكتري ريزوبيومي از طريق افزايش دسترسي گياه به آب و عناصر غذايي توانست موجب افزايش كليه صفات مورد مطالعه شود. همچنين حضور اين ريزجانداران در هر سه شرايط آبياري، پرولين را كاهش و در نهايت عملكرد دانه را افزايش داد. بنابراين مي‌توان با تلقيح قارچ ميكوريزا به‌ويژه G. mosseae و باكتري Rhizobium japonicum شرايط را براي بدست آوردن حداكثر عملكرد كمي و كيفي در گياه سويا در شرايط مختلف رطوبتي فراهم كرد تا علاوه بر كاهش اثرات تنش خشكي، مصرف كودهاي شيميايي را نيز كاهش داد.

Introduction: Drought stress is one of the important factors of abiotic stress that affects plant growth and yield. Soybean crops are used in most parts of the world to produce oils, vegetable proteins and forages. In sustainable agricultural systems, the use of biofertilizers is of particular importance in increasing plant production and soil fertility. Fungi improve the growth, development and function of host plants in agricultural systems by creating a symbiotic relationship with plant roots by increasing water absorption, increasing resistance to live stress (pathogenic) and abiotic (drought and salinity) stresses. Therefore, this study was conducted to investigate the effects of water deficit on important crop characteristics, seed yield and oil and protein harvest index of soybean cultivar Kosar under conditions of inoculation with arbuscular mycorrhizal and rhizobium bacteria in Urmia. Material and Methods: Experiment was conducted as factorial split plot based on Randomized Complete Block Design with three replications at Research Farm of Agricultural highschool of Urmia during 2017. The main factor was three levels of irrigation (irrigation after 70 mm evaporation), moderate stress (irrigation after 110 mm evaporation) and severe drought stress (irrigation after 150 mm evaporation from class A evaporation pan), subplots were including mycorrhizal fungus in three levels of none inoculation, Glomus mosseae, Glomus intraradices and Risobium bacteria in two levels, none inoculationand inoculation with Rhizobium japonicum.. Results and Discussion:. In severe drought stress compared to optimum irrigation conditions, leaf area index, stem diameter, plant height and seed yield were significantly decreased 60, 31, 11 and 22 percent, respectively. In all irrigation conditions, inoculation with mycorrhiza G. mosseae and G. intraradices in comparison to non-inoculation, plant height, stem diameter, oil and protein harvest index, leaf area index and seed yield increased, but reduced proline. In optimum irrigation, mild and severe drought stress conditions, inoculation with bacteria in comparison to non-inoculation with bacteria, increased seed yield about 17, 19 and 17 percent, respectively. Inoculation with G. mosseae and G. intraradices in comparison to non-inoculation of mycorrhiza increased seed yield about 13% and 8%, respectively. The highest percentage of root colonization was obtained from G. mosseae (48.80). Inoculation with bacteria compared to non-inoculation increased the percentage of root colonization about 17%. Inoculation with bacteria compared to non-inoculation increased the nitrogen percentage about 8%. Moderate drought stress led to increase nitrogen content. Conclusion: Drought stress was decreased significantly phenological traits such as growth period and time to flowering, morphological traits such as stem diameter, pod length and plant height, qualitative traits such as nitrogen percentage and yield, oil harvest index, physiological traits such as leaf area index, seed yield and root colonization of Kowsar cultivar, while led to increase the proline content. Inoculation with Mycorrhiza fungus especially Glomus mosseae and inoculation with Rhizobium increased the access to water and nutrients and increased all traits in this study. It also reduced proline in all three irrigation conditions and ultimately increased seed yield. Thus, by inoculation of mycorrhiza fungi, in particular G. mosseae and Rhizobium japonicum bacteria, it was possible to obtain suitable conditions for obtaining maximum quantitative and qualitative yield in soybean plants under different moisture conditions. in addition to reducing the effects of drought stress, also reduced the use of chemical fertilizers.