تأثير سويه هاي باكتري Bacillus cereus بر جذب پتاسيم و آهن توسط يونجه (Medicago sativa L.) از بسترهاي حاوي موسكويت و فلوگوپيت

Effect of Bacillus cereus strains on potassium and iron uptake from substrates containing muscovite and phlogopite

سابقه و هدف: ريزجانداران مفيد خاك از عوامل بيولوژيك مهم جهت بهبود جذب عناصر غذايي ضروري توسط گياه مي‌باشند. ريزجانداران با مكانيسم‌هاي متعددي باعث آزادسازي عناصر غذايي از كاني‌هاي خاك مي‌شوند. استفاده از باكتري‌هاي محرك رشدگياه (PGPBs) جهت نيل به اهداف كشاورزي پايدار در دهه‌هاي اخير افزايش چشمگيري يافته است. اين پژوهش به منظور بررسي اثر دو سويه باكتري cereus Bacillus بر ميزان جذب عناصر پتاسيم و آهن توسط يونجه از بسترهاي حاوي كاني‌‌هاي ميكايي (موسكويت و فلوگوپيت) انجام شد. مواد و روش: آزمايش گلخانه‌اي به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در سه تكرار انجام شد. تيمارهاي آزمايش شامل چهار سطح محلول غذايي (كامل، بدون آهن و پتاسيم، با آهن و بدون پتاسيم و بدون آهن و با پتاسيم)، نوع كاني‌هاي پتاسيم‌دار (فلوگوپيت و موسكويت) و سويه باكتري (PTCC 1247، PTCC 1665 و عدم تلقيح ) بود. گياهان مورد مطالعه در طي دوره رشد با چهار نوع محلول غذايي آبياري ‌شدند، 150 روز پس از كاشت، گياهان برداشت و غلظت پتاسيم و آهن اندام هوايي و ريشه به ترتيب با دستگاه شعله‌سنج و جذب اتمي اندازه‌گيري شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه حضور سويه‌هاي باكتري باعث افزايش وزن خشك اندام هوايي و ريشه گياهان و همچنين افزايش جذب پتاسيم و آهن در بسترهاي مورد مطالعه شد. بيشترين مقدار جذب پتاسيم (66/352 ميلي‌گرم در گلدان) شاخساره در گياهان كشت شده در بسترهاي حاوي فلوگوپيت و موسكويت و تغذيه شده با دو محلول غذايي كامل و داراي پتاسيم و بدون آهن مشاهده گرديد. بيشنرين مقدار جذب پتاسيم ريشه (43/79 ميلي‌گرم در گلدان) در بستر حاوي فلوگوپيت تلقيح شده با سويه PTCC 1247 و تغذيه شده با محلول غذايي با پتاسيم و بدون آهن مشاهده شد. ميزان جذب آهن در ريشه‌ گياهان به طور قابل توجهي بيشتر از اندام هوايي آنها بود. غلظت آهن در ريشه گياهان كشت شده در بستر فلوگوپيت بالاتر از موسكويت بود. تلقيح گياه با سويه‌هاي باكتري موجب افزايش ميزان جذب آهن در ريشه‌هاي تلقيح شده نسبت به انواع فاقد تلقيح شد .نتايج بدست آمده نشان داد كه ميزان جذب آهن در گياهان رشد يافته در بسترهاي حاوي فلوگوپيت بيشتر از بسترهاي حاوي مسكويت بود. مقدار جذب عناصر پتاسيم و آهن گياهان كشت شده در بسترهاي حاوي موسكويت با توجه به نوع تيمار محلول غذايي متغير بود، بيشترين مقدار جذب پتاسيم و آهن براي گياهان كشت شده در بسترهاي حاوي مسكويت، در محلول غذايي كامل مشاهده گرديد. نتيجه‌گيري: حضور باكتري‌ها در ريزوسفر گياهان مي‌تواند باعث آزادسازي عناصر غذايي از كاني‌هاي خاك شده و در نتيجه موجب بهبود رشد و عملكرد گياه مي‌شود. همچنين استفاده بهينه از گونه‌هاي مفيد باكتري مي‌تواند باعت كاهش استفاده از كودهاي شيميايي در شرايط گلخانه‌اي ‌شود.

Effect of Bacillus cereus strains on potassium and iron uptake from substrates containing muscovite and phlogopite Background and objectives: Beneficial soil microorganisms are important biological factors in improving take up micronutrient by plants. Microorganisms help the release of nutrients from soil minerals using different mechanisms. The use of plant growth promoting bacteria (PGPBs) for sustainable agriculture has increased tremendously in the last decades. This study was conducted to investigate the effect of two strains of Bacillus cereus on potassium and iron uptake by alfaalfa from substrates containing micaceous minerals (muscovite and phlogopite). Materials and methods: The greenhouse experiment was achieved using a completely randomized design in factorial arrangement with three replications. The treatments included four levels of nutrient solution (complete, iron- and potassium-free, potassium-free, and iron- free), two types of potassium bearing minerals (phlogopite and muscovite), three bacterial treatments (PTCC 1247, and PTCC 1665 and non-inoculated). The studied plants which were irrigated with four nutrient solutions during the growing seasons were harvested after 150 days of planting and potassium and iron of the shoots and roots were measured by flame photometry and atomic absorption spectrometery, respectively. Results: The results showed that the presence of bacteria strains resulted in increased shoot and root dry weights, and also take up of potassium and iron from studied substrates. The highest uptake of shoot potassium observed in the plants Cultivated at substrates containing muscovite and phlogopite and Nutrition with two nutrient solutions, complete and iron free. The highest uptake of root potassium observed at substrate containing phlogopite inoculated with strain PTCC 1247 and nutrient with nutrient solution iron free. The uptake of iron in plant roots was several folds greater than the shoot. Iron concentration in the roots of growing plants in phlogopite substrate was higher than muscovite. Plant inoculation with bacterial strains resulted in increased iron uptake in inoculated roots compared to non-inoculated ones. The obtained results showed the content of iron concentration in growing plants in phlogopite substrates was greater than substrates containing muscovite. The uptake of potassium and iron was different Due to different treatment Nutrient solution. The highest uptake potassium and iron were observed for plants cultivated at substrates containing muscovite and Nutrient with Complete nutrient solution. Conclusion:The presence of bacteria in plant rhizosphere could release nutrients from soil minerals and lead to improve growth and yield of plants. In conclusion, the optimal use of useful type of bacteria could decrease chemical fertilizer application under greenhouse conditions.