پديد آورندگان :
ديانت مهارلويي، زهرا دانشگاه شيراز - گروه علوم خاك , يثربي، جعفر دانشگاه شيراز - گروه علوم خاك , سپهري، مژگان دانشگاه شيراز - گروه علوم خاك , قاسمي، رضا دانشگاه شيراز - گروه علوم خاك
كليدواژه :
تنفس ميكروبي , فلزات سنگين , قارچ هاي اندوفيت , كربن زيست توده ميكروبي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: رابطه همزيستي قارچ‌هاي اندوفيت و گياهان به دليل اثرات قابل توجه آن‌ها بر رشد و عملكرد گياهان در شرايط آلودگي خاك نقش مؤثري در افزايش مقاومت گياهان به تنش فلزات سنگين دارد. اين پژوهش با هدف بررسي اثر بيوچار پوست برنج و قارچ اندوفيت Piriformospora indica بر برخي شاخص‌هاي رشدي (ارتفاع، وزن تر و قطر اندام هوايي) گياه ذرت و برخي ويژگي‌هاي بيولوژيكي (تنفس ميكروبي و كربن زيست توده ميكروبي) در يك خاك آلوده به روي در شرايط گلخانه انجام گرديد.
مواد و روش‌ها: جهت انجام اين آزمايش، مقدار كافي خاك از افق سطحي صفر تا 30 سانتي‌متري خاك جمع آوري شد. پس از هوا خشك كردن نمونه ها از الك دو ميلي‌متري عبور داده شد. آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي شامل تيمارهاي سولفات روي (0، 50، 100، 200 و 300 ميلي‌گرم بر كيلوگرم خاك )، بيوچارپوست برنج (0، 2 و 4 درصد وزني) و قارچ Piriformospora indica (عدم تلقيح و تلقيح) انجام شد. جهت تهيه بيوچار از بقاياي پوست برنج استفاده شد كه بقايا به مدت چهار ساعت در دماي 500 درجه سلسيوس در شرايط اكسيژن محدود توليد شد. جهت تكثير قارچ و توليد مقدار كافي اسپور، جدايه-هاي قارچ مذكور كشت و در دماي 24 درجه سلسيوس درون انكوباتور به مدت چهار هفته نگهداري شد. قبل از كشت ذرت، بعد از اضافه كردن بيوچار و روي، خاك به مدت 2 ماه در شرايط رطوبت مزرعه‌اي در دماي 25 درجه سيلسيوس خوابانيده شد. هشت هفته پس از رشد گياه، برخي ويژگي‌هاي بيولوژيك و مورفولوژي در گياه ذرت اندازه‌گيري گرديد.
يافته‌ها: در سطوح 2 و 4 درصد وزني بيوچار، وزن تر اندام هوايي گياهان شاهد (تلقيح نيافته با قارچ ) به ترتيب 4/14، 9/18 درصد، ارتفاع اندام هوايي به ترتيب 3/49 و 8/43 درصد و قطر ساقه به ترتيب 3/18 و 9/25 درصد افزايش معني‌داري يافت. در حاليكه در شرايط مشابه، وزن تر اندام هوايي گياهان تلقيح يافته با قارچ به ترتيب 5/73، 12/76درصد، ارتفاع اندام هوايي به مقدار 4/84 و 7/67 درصد و قطر ساقه به ترتيب 6/71 و 22/16 درصد نسبت به گياهان شاهد افزايش معني‌دار نشان دادند. همچنين ميانگين تنفس ميكروبي و كربن زيست توده ميكروبي در خاك پس از برداشت ذرت در گياهان فاقد قارچ P. indica در شرايط كاربرد سطوح 2 و 4 درصد وزني بيوچار نسبت به شاهد بدون بيوچار به ترتيب 39/33، 47/83 درصد و 12/69، 31/30 درصد افزايش يافت (p<0.05). اما مقدار شاخص-هاي مذكور در گياهان تلقيح يافته با قارچ در سطوح 2 و 4 درصد وزني بيوچار نسبت به شاهد بدون بيوچار به ترتيب 40/85، 46/63 درصد و 2/96، 26/48 درصد افزايش يافت (p<0.05).
نتيجه‌گيري: كاربرد سطوح 2 و 4 درصد وزني بيوچار سبب افزايش ارتفاع، وزن تر و قطر اندام هوايي گياه ذرت و نيز افزايش تنفس ميكروبي و كربن زيست توده ميكروبي خاك نسبت به سطح شاهد گرديد، در حالي كه اين افزايش در گياهان تلقيح يافته با قارچ P. indica بيشتر مي‌باشد. مي‌توان گفت افزايش سطوح بيوچار سبب افزايش قابليت جذب عناصر غذايي و بهبود رشد گياه مي‌گردد. همچنين قارچ P. indica احتمالاٌ به دليل توليد مواد محرك رشد و همچنين افزايش قابليت فراهمي عناصر غذايي معدني براي گياه، سبب بهبود رشد گياه ذرت شده است. همچنين ارتفاع، وزن تر و قطر اندام هوايي گياه در سطوح 50 و 100 ميلي‌گرم روي در كيلوگرم خاك افزايش و در سطوح بالاتر (200 و 300 ميلي‌گرم روي در كيلوگرم خاك) كاهش يافت، احتمالا در سطوح بالاي روي به دليل كاهش سيتوكنين، آهن، پتاسيم و كلسيم و همچنين افزايش اتيلن و باز دارنده‌هاي رشد مانع رشد گياه ذرت شده است.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: The symbiotic relationship between endophytic fungi and plants
due to its significant influences on the growth and yield of plants under the conditions of soil
pollution has an effective role in heavy metal stress tolerance in plants. The purpose of this
study is to investigate the effect of rice husk biochar and the endophytic fungus; Piriformospora
indica; on some growth indicators (the shoot height, fresh weight and stem diameter) on corn
and biological properties (microbial respiration and microbial biomass carbon) of a Zn-polluted
soil under greenhouse condition.
Materials and Methods: To do this research, suitable amount of soil from surface horizon
(0-30) of a calcareous soil was collected, after air drying, samples were passed through a 2 mm
sieve. This experiment was conducted in a completely randomized factorial design experiment
with three factors including Zn (0, 50, 100, 200 and 300 mg kg-1 soil), rice husk biochar
(0, 2 and 4 weight percent) and P. indica (non-inoculated and inoculation with fungi). Biochars
were produced using the pyrolysis of rice husk (500 °C for 4 h) in the limited oxygen
conditions. For propagation of fungi and production of sufficient amount of spores, the isolates
of the fungus were cultured and stored at 24 °C in the incubator for 4 weeks. Before the corn
was cultivated, after addition of biochar and zinc for 2 months, soil was incubated in field
capacity moisture conditions at 25 °C. After 8 weeks of plant growth some biological and
morphological characteristics were measured.
Results: At levels of 2 and 4 (% w/w) biochar, The shoot fresh weight, the shoot height and
stem diameter of the control plants and non-inoculated with P. indica significantly increased by
4.14 and 9.18 percent, 3.49 and 8.43 percent, 3.18 and 9.25 percent respectively. Where as in
the same conditions, shoot fresh weight of plants inoculation of P. indica was 5.73 and 12.76
percent, the shoot height was 4.84 and 7.67 percent and stem diameter showed a significant
increase 6.71 and 22.61 percent compared to the control plants respectively. Also average
microbial respiration and microbial biomass carbon in soil after corn harvesting in noninoculated
of P. indica plants in condition at levels of 2 and 4 (% w/w) biochar of the control
(without biochar) 39.33 and 47.83 percent and 12.69 and 31.30 percent significant increase
respectively (P<0.05). But the amount of these indicators of plants inoculation of P. indica at
levels of 2 and 4 (% w/w) biochar of the control (without biochar) 40.85 and 46.63 percent and
2.96 and 26.48 percent significant increase respectively (P<0.05). Conclusion: Application of 2 and 4 (% w/w) biochar resulted in significant increases in the
shoot height, fresh weight and stem diameter on corn plant as well as microbial respiration and
microbial biomass carbon of the soil. While this increase is more in the plants inoculation with
P. indica fungi. Increasing biochar levels increases the nutrients absorption and improves
plant growth. In addition, the P. indica fungi is likely to improve corn growth due to the
production of growth stimulants and the increased nutritional capacity of the mineral nutrients
for the plant. Also, the height, fresh weight and diameter of the shoots increased at levels of
50 and 100 mg kg-1 of Zn and decreased at higher levels (200 and 300 mg kg-1), possibly at high
zinc levels due to decreased cytokinin, Iron, potassium and calcium, as well as increased
ethylene and growth inhibitors inhibit corn growth.
