زیست شناسی خاک
سال:1394 | دوره:3 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

گلومالین، به عنوان گلیکوپروتئین تولید شده توسط قارچ های میکوریزی در غیرپویایی فلزات سنگین در خاک اهمیت دارد و با توجه به این پیش فرض که تنش ناشی از فلز سنگین می تواند میزان تولید گلومالین و در پی آن فلز کمپلکس شده توسط آن را افزایش دهد، پژوهشی به صورت گلدانی و درون شیشه ای طراحی گردید. مقدار گلومالین کل واکنش پذیر بردفورد استخراجی از بخش هیفی و مقدار سرب کمپلکس شده توسط آن در کشت گلدانی و درون شیشه ای مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون گلدانی در بستر شنی به همراه گیاه شبدر سفید میکوریزی شده با قارچ رایزوفاگوس ایرگولاریز و تیمار شده با چهار سطح 0، 150، 300 و 450 میکرومولار سرب انجام گرفت. آزمون درون شیشه ای در ظروف پتری دو بخشی حاوی ریشه های تراریخت هویج میکوریزی شده با همان قارچ و تیمار شده با چهار سطح 0، 0.01، 0.1 و 1 میلی مولار سرب از منبع نیترات سرب مورد بررسی قرار گرفت. همبستگی مشخصی بین شاخص های میکوریزی شامل وزن خشک هیف های خارج سلولی قارچ و درصد فراوانی هیف به ترتیب با میزان گلومالین تولیدی در بخش هیفی کشت گلدانی و درون شیشه ای مشاهده نگردید. همچنین با افزایش غلظت سرب، مقدار گلومالین استخراجی از بخش هیفی کشت گلدانی و درون شیشه ای به طور معنی داری نسبت به شاهد (فاقد تیمار سرب) افزایش یافت. مقدار سرب کمپلکس شده توسط گلومالین با افزایش سطح سرب و نیز افزایش تولید گلومالین به طور معنی داری افزایش یافت که بیانگر همبستگی مثبت و معنی دار بین گلومالین هیفی واکنش پذیر بردفورد با مقدار سرب کمپلکس شده توسط گلومالین می باشد. نتایج این مطالعه نقش گلومالین را در غیرپویایی سرب و اهمیت آن در استفاده از فناوری تثبیت گیاهی در خاک های آلوده به سرب نشان می دهد.

تحقیق پیش رو با هدف بررسی تاثیر ریزوباکتری سودوموناس بر برخی صفات رویشی نهال استبرق (Calotropis procera Ait.) تحت تنش خشکی در شرایط گلخانه انجام شد. این آزمایش با دو سطح تلقیح (ریزوباکتری سودوموناس پوتیدا، و شاهد یا عدم تلقیح) و شش سطح تنش خشکی با فواصل آبیاری (3، 6، 9، 12، 15 و 18 روز) در مدت شش ماه به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار شکل گرفت. نتایج نشان داد که اغلب صفات اندام هوایی و زمینی نهال های استبرق پاسخ معنی داری به تلقیح ریزوباکتری در شرایط تنش خشکی نشان دادند. با این وجود، تا فاصله آبیاری 9 روزه درصد زنده مانی، همانند ارتفاع، در نهال تلقیح شده و نشده تفاوت معنی داری نشان ندادند. این در حالی است که بعضا تا همین فاصله آبیاری، در اندازه برخی پارامترهای رویشی نهال های تلقیح نشده نسبت به نهال های تلقیح شده کاهش چشمگیری مشاهده نشد. از این تحقیق آشکار می شود که در تنش های خشکی شدیدتر (فاصله آبیاری بیش از 9 روز)، ریزوباکتری سودوموناس سبب جلوگیری از کاهش اندازه برخی پارامترهای رویشی می شود. از این رو، برای تحصیل رویش مطلوب نهال استبرق به همراه تقلیل هزینه ها، می توان از اعمال ریزوباکتری سودوموناس پوتیدا تا فاصله آبیاری 9 روز پرهیز کرد.

علف کش پاراکوات از سموم پر مصرف با کاربرد بسیار وسیع جهت کنترل علف های هرز می باشد. پاراکوات سمی نسبتا پایدار با نیمه عمر بالا در خاک است. یکی از روش های موثر در حذف و کاهش اثرات مخرب پاراکوات از محیط زیست، تجزیه زیستی است. در پژوهش حاضر، جدایه های باکتری از خاک مزارع اطراف تبریز با سابقه مصرف آفت کش ها جداسازی شدند. کارآیی سویه ها، در ارلن های دارای محیط کشت مایع حداقل (MSM)، حاوی 0 ppm، 25، 50،75 و 100 از پاراکوات به عنوان تنها منبع کربن و انرژی و همچنین در حضور منبع کربنی گلوکز (%1w/v) انجام شد و پاراکوات باقیمانده بعد از 30 روز انکوباسیون در طول موج nm396 اندازه گیری شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. و از بین جدایه های جمع آوری شده دو جدایه با استفاده از روش های بیوشیمایی و مولکولی (16S rRNA) شناسایی شده وxylosoxidans Achromobacter و Streptomyces sp. نامگذاری گردیدند. این باکتری ها به ترتیب در غلظت 50ppm پاراکوات و در عدم حضور گلوکز دارای توان تجزیه زیستی 47 و 40.667% بودند در حالی که با افزودن گلوکز این توان به ترتیب به 74.533 و 70.267% افزایش یافت.این باکتری ها توانستند در حضور غلظت های مختلف پاراکوات رشد نموده و تجزیه زیستی پاراکوات به طور معنی داری نسبت به شاهد توسط این جدایه ها افزایش یافت. حضور گلوکز باعث افزایش بیشتر رشد باکتری ها و افزایش معنی دار تجزیه زیستی توسط جدایه های باکتریایی در مقایسه با عدم حضور گلوکز شد.

باکتری Azotobacter متعلق به رده گاما-پروتئوباکتری ها و خانواده سودوموناداسه بوده و دارای 7 گونه می باشد. فاقد توان اسپورزایی است ولی معمولا تشکیل کیست می دهد. Azotobacter قادر به تثبیت نیتروژن مولکولی به صورت غیر همزیست می باشد. این باکتری می تواند از طریق مکانیسم های مختلفی از جمله تثبیت نیتروژن، تولید هورمون های گیاهی و توان حل کنندگی فسفات های نامحلول، رشد گیاهان را تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش از مزارع زیر کشت گندم در استان های آذربایجانشرقی، آذربایجانغربی، کردستان، گلستان، فارس و خراسان نمونه برداری و از نظر وجود Azotobacter chroococcum مورد بررسی قرار گرفتند. توانایی تولید اکسین (ایندول استیک اسید)، سیانید هیدروژن (HCN) و توانایی حل-کنندگی فسفات های نامحلول توسط جدایه ها مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون گلخانه ای برای بررسی اثرات تلقیح جدایه های بومی ازتوباکتر در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی شامل تیمارهای تلقیحی و نیتروژنی (35 و 70 میلی گرم در کیلوگرم خاک از منبع نیترات آمونیوم) بر رشد گندم اجرا شد. نتایج مراحل نمونه برداری و آزمایشگاهی نشان داد که از تعداد 362 نمونه خاک، تعداد 217 جدایه ازتوباکتر از نمونه های خاک جداسازی و 102 جدایه از آنها برای بررسی های بیشتر انتخاب شدند. همچنین نتایج نشان داد که همه جدایه های مورد تایید، گرم منفی، دارای توان تشکیل کیست و توانایی تولید رنگدانه قهوه ای تا سیاه نامحلول در آب بودند. مقدار اکسین تولیدی توسط جدایه های انتخابی بین صفر تا 4 میکروگرم بر میلی لیتر محیط کشت در 24 ساعت بود. در هیچ یک از جدایه های انتخابی تولید HCN مشاهده نشد. در این جدایه ها توانایی حل-کنندگی فسفات های آلی و معدنی نامحلول بر اساس نسبت قطر هاله به کلنی بین صفر تا 1.3 محاسبه شد. بر اساس آزمایشات فوق 37 جدایه برای بررسی های گلخانه ای انتخاب شدند. نتایج آزمون گلخانه ای نشان داد، تلقیح بر وزن خشک اندام هوایی و جذب نیتروژن تاثیر معنی داری داشته است اما در مورد جذب فسفر و پتاسیم تاثیر قابل توجهی مشاهده نشد. بر اساس نتایج آزمون گلخانه ای 11 جدایه برای آزمایشات تکمیلی و مزرعه ای انتخاب شدند.

در سال های اخیر استفاده از توانایی ریزسازواره های ریزوسفری به ویژه قارچ ریشه آربوسکولار (AMF) و باکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) در افزایش بردباری گیاهان به فلزات سنگین مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش نقش برخی گونه هایPGPR و AMF بر جذب برخی عناصر و همچنین برخی شاخص های فیزیولوژیک، به وسیله گیاه گل گندم (Centaureacyanus) در خاک آلوده به کادمیم بررسی شد. این مطالعه در شرایط گلخانه ای به صورت فاکتوریل با دو فاکتورغلظت کادمیم در چهار سطح (صفر، 10، 30 و 100 میلی-گرم کادمیم برکیلوگرم) و تیمارتلقیح میکروبی در سه سطح (شاهد، گونه هایPGPR ( ترکیبی از گونه های Pseudomonas شامل سویه های P. fluorescens، P.putida، P. aeruginosa) و AMF (ترکیبی ازگونه های Glomus و Rhizophagus شامل G. mosseae،G. fasciculatum و R. intraradices)، در قالب طرح پایه بلوک-های کامل تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کادمیم در خاک رشد گیاه، غلظت اهن، روی و مس در شاخساره، مقادیرکلروفیل ها و کاروتنوئیدها، ارتفاع، تنفس میکروبی کاهش و مقادیر غلظت کادمیم در شاخساره و ریشه گیاه به طور معنی داری (P£0.05) افزایش یافت. در میانگین کلروفیل کل در تیمارهای AMFو PGPRبه ترتیب بیش از 2.2 و 1.3 و کاروتنوئید به ترتیب بیش از 2.4 و 2 برابر تیمارهای مشابه شاهد بدست آمد. همچنین تیمارهای میکروبی در جذب عناصر ریزمغذی نیز بهتر از شاهد عمل کردند به طوری که غلظت آهن، روی و مس در تیمارهای میکروبی بیش از 1.5 برابر تیمار شاهد بود. چنین نتیجه گیری می گردد که تلقیح میکروبی سبب بهبود رشد و افزایش تحمل گیاه به شرایط سمیت کادمیم می شوند.

بروز تنش خشکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر فعالیت های میکروبی خاک در اکوسیستم های خشک و نیمه خشک محسوب می شود که فعالیت های میکروبی را از طریق محدود کردن دسترسی عناصر غذایی و یا افزایش مرگ و میر میکروب ها کاهش می دهد. هدف این مطالعه بررسی اثر تنش خشکی بر برخی فعالیت های میکروبیولوژیکی خاک در حضور مواد طبیعی و مصنوعی جاذب رطوبت(هیدروژل) بود. دو نوع ماده طبیعی جاذب رطوبت (کوکوپیت و خاک اره) و دو نوع ماده مصنوعی جاذب رطوبت (سوپرجاذب A200 وA300 ) در رطوبت های 30% و 70% ظرفیت مزرعه ای به خاک اضافه و خصوصیات میکروبیولوژیکی خاک شامل تنفس و زیتوده میکروبی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با کاهش رطوبت از 70% به 30% ظرفیت مزرعه ای کل تنفس میکروبی در خاک شاهد، کوکوپیت و خاک اره کاهش (%72-49) ولی در دو تیمار سوپرجاذب افزایش (%221-188) و کربن زیتوده میکروبی در تمامی تیمارها کاهش (%59-10) ولیکن در سوپرجاذب A300 افزایش داشت. نتایج این بررسی حاکی است مواد مصنوعی جاذب رطوبت (سوپرجاذب ها) اثرات بیشتری بر تنفس و زیتوده میکروبی به خصوص در شرایط تنش خشکی دارند.

گیاهان مناطق خشک و نیمه خشک معمولا در طی فصل رشد با تنش های مختلفی از جمله تنش خشکی مواجه می شوند. در یک آزمایش گلخانه ای، تاثیر سطوح رطوبت خاک، فسفر و مایه زنی باکتری Ensifer melilotiبر ویژگی های رشد گیاه یونجه (Medicago sativa L.) رقم قره یونجه بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی شامل شرایط رطوبت خاک در سه سطح (0.9FC-FC، 0.7FC-0.8FC و 0.5FC-0.6FC به ترتیب برای بدون تنش خشکی، تنش خشکی کم و تنش خشکی متوسط)، فسفر در سه سطح (صفر، 30 و 60 میلی گرم بر کیلوگرم خاک از منبع مونوکلسیم فسفات، (Ca(H2PO4)2H2O و مایه زنی باکتری در دو سطح (با و بدون مایه زنی) و در سه تکرار انجام شد. در پایان دوره رشد، وزن خشک بخش هوایی و ریشه، نسبت وزن خشک بخش هوایی به ریشه، ارتفاع ساقه و حجم ریشه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با کاهش رطوبت خاک ارتفاع ساقه، وزن خشک بخش هوایی و ریشه، نسبت وزن خشک بخش هوایی به ریشه و حجم ریشه یونجه کاهش یافت (p<0.01). مصرف فسفر و مایه زنی باکتری باعث افزایش ارتفاع ساقه، وزن خشک بخش هوایی و ریشه، نسبت وزن خشک بخش هوایی به ریشه و حجم ریشه یونجه شد. (p<0.01) اثر متقابل رطوبت خاک ´ فسفر ´ مایه زنی باکتری بر حجم ریشه (p<0.01)و وزن خشک بخش هوایی و ریشه، نسبت وزن خشکبخش هوایی به ریشه معنادار بود (p<0.05). به طور کلی، برای کاهش مصرف کودهای نیتروژن و افزایش عملکرد یونجه، مصرف 30 میلی گرم فسفر بر کیلوگرم خاک و مایه زنی باکتری E. meliloti می تواند در شرایط با و بدون تنش کمبود آب توصیه شود.

به منظور بررسی واکنش ماشVigna radiata L.) ) به محلول پاشی بور و تلقیح بذربا کودهای زیستی در شرایط تنش خشکی آزمایشی به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی اجرا شد. عامل تنش خشکی در سه سطح: (بدون قطع آبیاری (آبیاری در تمامی مراحل رشد،تیمار شاهد)؛ قطع آبیاری از مرحله سبز شدن تامرحله گلدهی و قطع آبیاری از مرحله گلدهی تا رسیدگی فیزیولوژیک) در کرت های اصلی و ترکیب دو عامل (محلول پاشی بور با غلظت 5 در هزار و عدم محلول پاشی) و تلقیح بذر باکودهای زیستی (سوپرنیتروپلاس و نیتراژین) در کرت های فرعی بررسی شدند. صفات عملکرد دانه، عملکرد زیستی، وزن هزار دانه، تعداد دانه در غلاف، و میزان پرولین برگ اندازه گیری شد. نتایج نشان داد تیمارهای قطع آبیاری در هردو مرحله رشدی باعث کاهش معنی دار صفات عملکرد دانه، عملکرد زیستی، وزن هزار دانه، تعداد دانه در غلاف، و میزان پرولین برگ گیاه ماش گردید. اما اثر ساده تلقیح با کود زیستی و همچنین محلولپاشی بور بر هیچکدام از صفت های مورد مطالعه معنی دار نبود. اثر متقابل تنش خشکی و محلول پاشی با بور بر تمامی صفات به جز وزن هزار دانه معنی دار بود. اثرمتقابل تلقیح با کود زیستی و محلول پاشی با بور بر عملکرد دانه ومیزان پرولین برگ معنی دار بود. اثر متقابل سه تیمار تنش خشکی، تلقیح با کود زیستی و محلول پاشی با بور تنها بر عملکرد دانه و عملکرد زیستی معنی دار بود. به طور کلی نتایج نشان داد که آبیاری در مرحله زایشی عمدتا به دلیل نیاز بالا به مواد فتوسنتزی ضروری است. و تیمارهای تلقیح با کودهای زیستی و محلول پاشی نتوانسته است اثرات نامطلوب تنش خشکی را کاهش دهد، بنابراین می توان چنین نتیجه گیری کردکه برای حصول عملکرد بهینه در مناطق خشک و نیمه خشک، می باید آبیاری در تمامی مراحل رشد، به ویژه در مرحله زایشی انجام شود.

در خاک های آهکی علیرغم وجود مقادیر فراوان برخی عناصر نظیر فسفر و عناصر کم مصرف، فرم محلول و قابل جذب آنها اندک بوده و کمبود آنها یکی از عوامل محدود کننده رشد گیاه در این خاک ها محسوب می شود. کارایی مصرف گوگرد در این خاک ها به عوامل متعددی از جمله خاصیت تامپونی خاک و خنثی شدن اسید حاصل از اکسایش گوگرد بستگی دارد، لذا تعیین مناسب ترین مقدار مصرف گوگرد در خاک های آهکی با ظرفیت بافری متفاوت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در تحقیق حاضر تاثیر سطوح گوگرد و باکتری های Thiobacillus بر فراهمی برخی عناصر غذایی در 4 خاک آهکی با ظرفیت بافری مختلف مورد بررسی قرار گرفت. فاکتورها شامل گوگرد در هفت سطح (مقداری از گوگرد که بتواند با 0، 3.1، 6.25، 12.5، 25، 50 و 100 درصد مواد خنثی شونده خاک واکنش دهد)، نوع خاک در چهار سطح (خاک هایی با 8، 14، 22 و 38 درصد کربنات کلسیم معادل) بودند. نتایج نشان داد که اثر سطوح مختلف گوگرد به همراه باکتری Thiobacillus و نوع خاک و نیز اثرات متقابل آنها بر غلظت فسفر، آهن، روی، مس، منگنز و سولفات قابل جذب خاک، در سطح یک درصد معنی دار می باشد. با افزایش سطوح گوگرد تلقیح شده با Thiobacillus، مقدار قابل جذب عناصر غذایی اندازه گیری شده در خاک در مقایسه با تیمار شاهد افزایش یافت. بطوریکه مقدار فسفر، آهن، روی، منگنز، مس و سولفات که در تیمار شاهد به ترتیب 11.4، 2.4 ، 2.8، 4.2، 1.4 و 48.5 میلیگرم در کیلوگرم بودند، در سطح آخر گوگرد (مقداری از گوگرد که بتواند با 100 درصد مواد خنثی شونده خاک واکنش دهد(Thiobacillus + به ترتیب به 25.4، 13.1، 3.5، 28.7، 1.8 و 207.2 میلیگرم در کیلوگرم افزایش یافتند. افزایش سولفات خاک در چهار خاک مورد آزمایش بین 140تا 180 میلی گرم در کیلوگرم متغیر بود. بیشترین افزایش قابلیت جذب عناصر کم مصرف در خاک C1(با 8% کربنات کلسیم معادل) در حالیکه بیشترین افزایش قابلیت جذب فسفر خاک C3(با 22% کربنات کلسیم معادل) مشاهده شد.