پديد آورندگان :
فاطمي، حميده دانشگاه محقق اردبيلي - گروه باغباني، اردبيل , اسماعيل پور، بهروز دانشگاه محقق اردبيلي - گروه باغباني، اردبيل , اشرف سلطاني، علي دانشگاه محقق اردبيلي - گروه علوم و مهندسي خاك، اردبيل
كليدواژه :
سيليسيم , باكتري محرك رشد , تنفس پايه , تنفس تحريك شده , صفات مورفولوژيك
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: آلودگي خاك‌هاي كشاورزي به فلزات سنگين يكي از معضلات بزرگ زيست محيطي به‌ويژه در كشورهاي در حال توسعه است. انتقال اين آلاينده‌ها از طريق گياهان به انسان، سلامتي افراد جامعه به خطر مي‌افتد. سرب با سميت ماندگاري بالاتر در خاك تاثير مخرب‌تري در اكوسيستم برجاي مي‌گذارد و يكي از عوامل اصلي كاهش فعاليت زيستي ريزجاندارن خاك به‌شمار مي‌رود. كاربرد همزمان سيليسيم و تيمارهاي زيستي به‌ندرت براي تنش فلزات سنگين به‌كار برده شده است. در اين پژوهش سعي شد امكان‌سنجي كاربرد همزمان آنها بر صفات گياه گشنيز بررسي شود.
مواد و روش‌ها: اين آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با چهار سطح تنش سرب (0، 500، 1000 و 1500 ميلي‌گرم بر كيلوگرم سرب)، چهار سطح از ريز‌جانداران (بدون باكتري، جدايه 6 (B. ceruse strain 264ZG5)، 19 (B. thuringiensis isolate 2T22) باكتري و قارچ ميكوريز گونه Glomus mosseae) و سه سطح محلول‌پاشي با نانو ذرات سيليسيم (0، 1.5 و 3 ميلي‌مولار) انجام شد. در انتهاي آزمايش صفاتي همانند ارتفاع گياه، وزن بوته و ريشه، طول ريشه، سطح برگ، درصد ماده خشك برگ، رنگيزه‌هاي فتوسنتزي (كلروفيل a، كلروفيل b، كلروفيل كل و كارتنوييد)، نشت غشا، پرولين و سنجش ميزان كربوهيدرات و همچنين تنفس پايه و تحريك شده و درصد كلونيزاسيون ميكوريز در خاك اندازه‌گيري شد.
يافته‌ها: نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه هر دو جدايه باكتري و ميكوريز توانستند حتي در غلظت‌هاي بالا زنده‌ماني قابل قبولي داشته باشند هر چند غلظت‌هاي بالا بطور معني‌داري جمعيت آنها را كاهش داد. هم‌افزايي سيليسيم و تيمارهاي زيستي در اكثر صفات مورد مطالعه برآيند مطلوبي داشتند. صفات مورفولوژيك شامل وزن تر و خشك بوته، سطح برگ، كلروفيل a، b، كل و كارتنوييد تحت هر دو تيمار آزمايشي نسبت به تيمار شاهد با سرب افزايش نشان دهند. ميزان نشت غشا و پرولين تحت تنش سرب به‌ويژه در غلظت‌هاي بالا افزايش معني‌داري نشان داد اما تيمار تركيبي سيليسيم و تيمارهاي زيستي تاحد مطلوبي سبب كاهش اين تيمارها شد. همينطور سرب سبب افزايش كربوهيدرات گياه گشنيز شد و نكته جالب توجه افزايش اين ماده در اثر كاربرد همزمان تيمارها مي‌باشد. به‌نظر مي‌رسد تيمارهاي زيستي در اين مطالعه از طريق تاثير بر سيستم ريشه و همچنين تاثير بر رنگيزه‌هاي فتوسنتزي سبب بهبود رشد گياه گشنيز در شرايط آلودگي سرب شدند.
نتيجه گيري: به‌طور كلي سرب به‌ويژه در غلظت‌هاي بالا سبب نقصان معني‌دار در صفات مورد اندازه‌گيري در گياه گشنيز شد. در اين پژوهش تيمار ميكوريز و جدايه 6 باكتري در اكثر صفات مورفولوژيك و فيزيولوژيك نتايج بهتري نشان دادند هرچند در غلظت‌هاي پايين‌تر سرب در برخي صفات جدايه 19 نيز نتايج خوبي نشان داد. تلفيق جدايه‌ها با 3 ميلي‌مولار نانو ذرات سيليسيم سبب نتايج بهتري در اين صفات شد. كاربرد همزمان تيمارهاي زيستي و سيليسيم در گياه گشنيز نسبت به كاربرد تكي آنها توصيه مي‌شود هرچند مكانيسم آنها بصورت دقيق مشخص نشده است و نيازمند مطالعات بيشتري است.
چكيده لاتين :
Background and objectives: One of the major environmental problems is heavy metal contamination of agricultural soils, especially in developing countries. The transfer of pollutants to human via plants endangers people helth in community. Lead (Pb) with higher shelf life toxicity in soil has a more devastating decrese on the biological activities in soils. Same application of silicon and biological treatments under heavy metal stresses rarely investigated before. In this study, it was tried to evaluate the feasibility of their simultaneous use on the properties of coriander.
Materials and methods: This factorial experiment was conducted in a completely randomized design with four levels of Pb stress (0, 500, 1000 and 1500 mg.Kg), four levels of biological treatments (Without bacteria, strains 6, 19 bacteria and mycorrhizal fungi Glomus mosea) and three levels of silicon nano particles (0, 1.5 and 3 mM) on coriander plants. At the end of the experiment, traits including plant height, root and shoot weight, root length, leaf area, leaf dry weight, photosynthesis pigment (Chlorophyll a, b, and total, carotenoid), electro leakage, proline, and carbohydrate were measured in coriandrum sativum. Also, basal and induced respiratory and percentage of mychorizha colonization in soil were measured.
Results: The results of this study showed that both mycorrhizae symbiosis and bacterial isolates inoculation were acceptable population even at high intensities, such that high amoun of Pb decresed population. Both application of Silicon nano particles and biological treatments showed desirable results in most of the studied traits. Morphological traits including fresh and dry weight of plant, leaf area, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoid under both experimental treatments were partially offset by Pb treatment. The amount of electro lekage and proline under Pb stress, especially at high concentrations, was significantly increased, but the combination of silicon nano particles and biological treatments decreased this treatments significantly. Also, Pb increased the carbohydrate content of coriander plants, and the interesting thing was that it increased as a result of their joint application of silicon nano particles and biological treatments. It seems that the biological treatments in this study improved the growth of Coriandrum sativum under Pb contamination by affecting the root system and subsequently the effect on photosynthetic pigments.
Conclusion: In general, Pb, especially at high concentrations, caused significant deficiency in measured traits in Coriander. In this study, mycorrhizal and isolates 6 showed better results in most morphological and physiological conditions, although at lower concentrations of Pb in some isolates 19 also showed good results. Combining the microorganisem treatment with 3 mM silicon nanoparticles were better results in these traits. Simultaneous application of biological treatments and silicon in coriander is recommended for their individual application, although their mechanism has not been elucidated and needs further study.
