دانلود اثر کود آهن و باکتری سودوموناس بر رشد و تغذیه گیاه شاهی

در اين تحقيق اثرات باكتري پسودوموناس و کود کلات آهن در افزايش جذب آهن و رشد گياه شاهی در خاك هاي آهكي در سال 2015 مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايش به صورت فاكتوريل بر پايه طرح كامل تصادفي بود. تيمارها شامل دو سطح باكتري پسودوموناس (تلقيح شده و بدون باكتري) و سه سطح آهن (بدون کود آهن، سولفات آهن و سکوسترین آهن) در سه تكرار بود. در هر گلدان حدود 5 كيلوگرم خاك انتقال داده شد و در هر گلدان 5 کیلویی 30 بذر شاهی كشت شد. در طول 90 روز دوران رشد گياه رطوبت گلدان‌ها در F.C 70% نگه داشته شد. بعد از پس از برداشت وزن تر و خشك گياه، کلروفیل a ، b و کل، درصد فسفر و مقدار آْهن جذب شده توسط گياه اندازه گيري شد. داده‌ها به كمك نرم افزار SAS تجزيه شد. نتايج نشان داد استفاده از باكتري سودوموناس تاثير معني‌داري روي پارامترهاي اندازه‌گيري شده نداشته است. نتايج نشان داد كه استفاده از کود کلات آهن باعث افزایش مقدار فسفر و جذب آهن شده است. بيشترين مقدار آهن جذب شده مربوط به تيمار تلقيح شده با باكتري پسودوموناس به همراه کود سولفات آهن بوده است. می توانید این تحقیق رشته کشاورزی را به صورت فایل word دانلود نمایید.

مقدمه

باکتری های جنس سودوموناس بالاخص سودوموناس فلورسنت از مهمترین اعضای جامعه باکتری های ریزوسفری می باشند که مطالعات زیادی در خصوص صفات آنها و اثرات مثبت ناشی از تلقیح آنها بر رشد گیاه صورت گرفته است (رسولی و همکاران، 1385). باكتري‌هاي سودوموناس باكتري‌هاي خاكزي هستند كه در خاك سبب ترشح سيدروفور شده و جذب آهن و برخي ديگر از عناصر ريزمغذي نظير روي را امكان‌پذير مي‌سازد.باکتريهای جنس سودوموناس از خانواده Pseudomonadaceae كه به شکل ميله‌اي راست يا كمي خميده، دارای تاژك قطبي، بدون اسپور و گرم منفي مي‌باشند. اين باكتري‌ها هوازي و از نظر منبع انرژي و كربن شیموارگانوتروف‌ هستند. از نظر نيازهای غذايی گونه های سودوموناس نياز غذايی بسيار ساده ای دارند. در شرايط آزمايشگاهی در محيط‌های حاوی مقداری ماده آلی در pH خنثی به خوبی رشد می کنند. از مهمترين اين محيطها کینگ ب است.

 سودوموناس فلورسنت در هر 12 ساعت در دمای 25 درجه سانتیگراد یک نسل تولید می کند. رشد سریع سودوموناس و انتخابی عمل کردن آنها به خاطر تمایل بالای باکتری های گرم منفی در جذب شدن به سمت ترشحات اسید های آمینه در آنها یک ویژگی برتر در رقابت با سایر میکروفلور ریزوسفر می دهد (رسولي و همكاران، 1384). .

یکی از خصوصیات بارز باکتريهاي سودوموناس فلورسنس تولید هورمون- هاي گیاهی است. از مهمترین هورمونهاي گیاهی که بر رشد و توسعه گیاه موثرند اکسینها هستند (استپانووا  و همکاران، 2008). شناخته شده ترین اکسین ها، ایندول- 3- استیک اسید است. هورمون IAA از طریق متابولیسم ال- تریپتوفان بهعنوان پیش ماده توسط گیاهان و بسیاري از ریزجانداران خاك از قبیل باکتري‌ها، قارچ‌ها وجلبک‌ها تولید میشود.

کود بیولوژیک

امروزه با توجه به ایجاد آلودگی‌های زیست‌محیطی و بهداشتی كه از مصرف كودهای شیمیایی حاصل می‌شود،تولید و مصرف كودهای بیولوژیك  به‌عنوان مهمترین رویكرد در زمینه بیوتكنولوژی خاك به‌شمار رفته و مورد توجه سرمایه‌گذاران بخش كشاورزی در سطح جهان قرار گرفته است.

تولید و كاربرد كودهای بیولوژیك یكی از مولفه‌های اساسی در بیوتكنولوژی خاك و به تبع آن مدیریت تلفیقی تغذیه گیاه محسوب می‌شود. به‌طور كلی، كود بیولوژیك، تراكم زیادی از یك یا چند نوع ارگانیزم مفید خاک‌زی و یا مواد متابولیك این موجودات است كه با یك ماده نگهدارنده همراه است و صرفاً به‌منظور تأمین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه، تولید می‌شود. ارزش کود بیولوژیک به دلیل سه خاصیت مهم آن است: تغذیه ای و شیمیایی (از نظر میکرو ارگانیزم خاک) و خواص فیزیکی و بهبود خواص بیولوژیک می باشد.

درواقع کودهای بیولوژیک به مواد حاصل خیزکننده ای گفته میشود که حاوی تعداد کافی از یک یا چند گونه از میکروارگانیسم های مفید خاکزی هستند که ابتداکشت وتکثیر داده می شوند و سپس به همراه نگهدارنده های خاصی به صورت مایع یا خشک و بسته بندی شده، عرضه می شوند.

برای دستیابی به توسعه پایدار در كشاورزی و تحقق اهداف و سیاست های پیش بینی شده در این راستا ، استفاده از راهكاری مناسب برای تأمین نیازهای غذایی گیاه به كمك موجودات زنده ساكن خاك ضروری خواهد بود كه استفاده از كودهای بیولوژیك می تواند راهكار موثری برای این كار باشد. (اردکانی،1380).

از عمده ترین مزایای ناشی ازکاربرد کودهای بیولوژیک می توان به موارد زیر اشاره کرد.

-           صرفه جویی اقتصادی یکی از کاربردهای مهم کودهای بیولوژیک است. جایگزین نمودن كود بیولوژیك به جای کودهای شیمیایی، مزایای اقتصادی مناسبی را برای كشاورزان و كشور به همراه دارد.

-           ازمزایای زیست محیطی فراوانی برخوردارست.

-           حفظ و توسع باروری خاك  به‌موازات افزایش حاصلخیزی خاك

-           جلوگیری از ایجاد آلودگی خاك و منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی ناشی از تركیبات باقیماند كودهای شیمیایی.

-           جلوگیری از توسعه بیماری‌های ناشی از مصرف آب و محصولات آلوده

-           علاوه بر ایجاد و حفظ پایداری منابع موجود در خاك، توان تولید در بلندمدت را افزایش داده و آلودگی های زیست محیطی را كاهش می دهند.

آهن

عنصر آهن، يكي از عنصر غذایی ضروری كم مصرف است كه وجود آن به اندازه كافي براي رشد گياهان زراعي و باغي لازم است و در تشكيل سبزينه گياهان زراعي و باغي نقش ارزنده اي دارد. آهن به صورت دو ظرفیتی جذب می‌شود و به صورت کلیت هم جذب می‌گردد. این عنصر در ساختار هموپروتئینها مانند سیتوکرومها ، سیتوکروم اکسیداز و لگ هموگلوبین شرکت می‌کند. آهن گرچه در ساختار کلروفیل وجود ندارد ولی در سنتز آن عنصر نقش مهمی دارد. این عنصر به اشکال مختلف کانی در خاک وجود دارد.

آهن سه ظرفيتي كه فرم غالب آهن در طبيعت است داراي حلاليت ناچيزي است .عملاً قابل جذب براي گياهان و ميكروارگانيسم ها نمي باشد همچنين ميزان آهن در خاك در ارتباط با ميزان فسفر و كلوئيدهاي خاك است. بنابراين غلظت آهن قابل دسترس براي موجودات زنده در خاكهاي كشاورزي (به علت مصرف بالاي كودهاي فسفره) معمولاً پايين است.

در بيشتر نقاط كشور ما مهمترين عاملي كه موجب كمبود آهن زيادي بي كربنات در محلول خاك است اغلب خاك هاي ايران مقدار قابل توجهي آهك دارند. آهك بتنها يي مشكل چنداني در جذب آهن ايجاد نمي كند . ريشه ي گياه با ايجاد شرايط ويژه اي در اطراف خود (ترشح هيدروژن يك بار مثبت يا پروتون ، اسيدهاي آلي و كلاتهاي طبيعي ) از قليایيت خاك در نزديكي ريشه مي كاهد و به اين ترتيب حلاليت تركيبات آهن دار خاك را افزوده ، آهن مورد نياز گياه را در حد كافي تامين مي كند . آبياري سنگين، فشردگي و يا هر عامل ديگري كه تهويه خاك را كاهش دهد، به افزايش غلظت دي اكسيد كربن در خاك مي شود ودر حضور آهك ،واكنش انجام مي دهد كه طي آن بي كربنات توليد شده ، خاصيت بافري دارد. بدين معني كه از كاهش  pHدر اطراف ريشه تا حدي جلوگيري مي كند و در نتيجه از حلاليت بيشتر تركيبات آهن دار و قابليت جذب آهن كاسته مي شود . توانايي ريشه گياهان مختلف در ايجاد شرايط مناسب براي جذب آهن متفاوت است . گياهان مقاوم به كمبود آهن ، ريشه هاي كارآيي براي جذب آهن دارند . ريشه گياهان حساس به كمبود آهن ، كارايي مناسبي براي جذب آهن ندارند . اين خصوصيت بيشتر جنبه وراثتي دارد.

 البته تاثير تغذيه گياهي مناسب نيز در اين مورد به اثبات رسيده است . آب آبياري ، گاهي به ويژه هنگامي كه از چاه هاي عميق تامين شود بي كربنات دارد. هوادهي اين آب ها ( با استفاده از فواره و يا ريزش از بلندي ) و يا  مصرف مقداري اسيد سولفوريك( كاهش pH آب آبياري تا حد خنثي) ، مقدار بي كربنات را كاهش مي دهد (فارمل  و همكاران: 1991: کلوپر  و همكاران، 1988).

تیسدل  و همكاران (1990) مهمترين عوامل موثر در كاهش جذب آهن توسط گياه در خاك‌هاي آهكي عوامل زير دانسته‌اند.

1-         وجود يون كلسيم در خاک‌هاي آهكي براي واكنش با عوامل كلات كننده رقابت كرده و قابليت جذب آن را كاهش مي‌دهد.

2-         مقادير فراوان يون بي‌كربنات در خاک‌هاي آهكي كه در اثر واكنش گاز كربنيك و آهك توليد مي‌شود، و باعث افزايش pH و تبديل آهن Fe+2به Fe+3 شده و جذب آن‌ را كاهش مي‌دهد.

با توجه به مطالب ذكر شده كاهش pH خاك به طور موضعي و جلوگيري از تبديل آهن از به فرم نامحلول موثرترين و پايدارترين راه براي مقابله با كمبود آهن در مناطق آهكي مي‌باشد.

گاهي در گياهان مبتلا به كمبود آهن ، غلظت آهن در برگ ها بيشتر از حد نرمال است و حتي اخيرا در تجزيه هاي برگي ، مقدار غلظت آهن را درج نمي كنند . اين بدان علت است كه وجود آهن زيادي در برگ ها ملاك عمل نيست و بايد از طريق محلول پاشي و ايجاد شرايط خوب مديريتي حركت آهن را در گياه بهبود بخشيد تا علائم كمبود آهن در برگها مشاهده نگردد.

باکتری‌ سودوموناس

 باکتری‌های سودوموناس باکتری‌های خاکزی هستند که در خاک سبب ترشح سیدروفور شده و جذب آهن و برخی دیگر از عناصر ریزمغذی نظیر روی را امکان‌پذیر می‌سازد. باکتری‌های محرک رشد گیاه نظیر سودوموناس ها به‌عنوان مکمل و جایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی شناخته می‌شوند که از طریق مستقیم و غیرمستقیم باعث رشد گیاه می‌شوند باکتریهای جنس سودوموناس، از خانواده سودوموناس  که به شکل میله‌ای راست یا کمی خمیده، دارای تاژک قطبی، بدون اسپور و گرم منفی می‌باشند..

 از نظر نیازهای غذایی گونه های سودوموناس نیاز غذایی بسیار ساده ای دارند. در شرایط آزمایشگاهی در محیط‌های حاوی مقداری ماده آلی در pH خنثی بخوبی رشد می کنند. از مهمترین این محیطها King'B است. متابولیسم گونه‌های سودوموناس تنفسی بوده وحالت تخمیری ندارند. این باکتریها قادرند از 150 ترکیب آلی بعنوان منبع کربن وانرژی استفاده نمایند. در سالهای گذشته گونه‌های سودوموناس طبق طبقه‌بندی محققین باکتری‌های جنس سودوموناس را بر اساس مطالعات همسانی rRNA/DNA به پنج گروه تقسیم‌بندی کردند. از پنج گروه مذکور اخیرا فقط گروه I در جنس سودوموناس ابقا شده و بقیه در جنسهای جدید ویا موجود قبلی جای گرفته اند. گروه I ، بعنوان بزرگترین گروه انواع فلورسنت را در خود جای داده است. وجه تمایز سودوموناس‌های فلورسنت از سایر سودوموناس‌ها، تولید پیگمانهایی است که در برابر نور طول موج کوتاه فرابنفش (254 نانومتر) بویژه در شرایط کمبود آهن خاصیت فلورسانس دارند. به این پیگمان‌های با خاصیت فلورسنت و محلول در آب سیدروفور  و اختصاصاً در مورد سودوموناس‌ها پیووردین یا سودوباکتین گفته می‌شود. از مهمترین گونه های فلورسنت می‌توان به; P. fluorescens ، P. putida، P. aeruginosa و همچنین پاتوژنهای گیاهی نظیر P. syringae و P. cichorii اشاره نمود.

سودوموناس‌ها باكتري‌هايي هستند كه در شرايط كمبود آهن مقدار زيادي سيدروفور توليد مي‌نمايند. سيدروفورهاي ميكروبي ملكول آلي نسبتا درشتي هستند كه ميل تركيبي شديدي با Fe+3 (فرم غير متحرك آهن) دارند و نوعي كلات آهن براي تامين آهن مورد ميكروارگانيسم‌هاي خاك را فراهم مي‌آورند. جالب اين است كه سيدروفورهاي توليد شده توسط اين باكتري‌ها قابل استفاده بـراي عوامل بيماري‌زاي گياهي نمي‌باشد زيرا براي جذب فعال سيدروفورها نياز بوجود ماده پذيرنده در غشاي سلولي است. كه اين پذيرنده‌ها از جنس پروتئين بوده و فقط در سلول‌هاي ريشه گياه موجود مي‌باشند و در نتيجه پاتوژن‌هاي گياهي از جذب آهن محروم شده از اين طريق فعاليت عوامل بيماري‌زا را كاهش مي‌يابد وگياه بهتر مي‌تواند آهن را جذب نمايد چون ميزان رقابت كاهش يافته است و گياه از تغذيه و رشد بهتري برخوردار مي‌شود.

در اين تحقیق به منظور دستيابي به افزايش رشد گياه و تغذيه بـهتر گياه شاهی به عنوان یکی از سبزیجات پر مصرف و كمك به حفظ محيط‌‌ زيست و گام برداشتن در راستاي كشاورزي پايدار اثرات باكتري سودوموناس در افزايش جذب آهن توسط گياه شاهی مورد بررسي قرار گرفته است.

گیاه شاهی

شاهی گیاهی است از خانواده Cruciferae نام علمی آن Lepidium. sativum L باشد. شاهی بومی اروپا و شاید غرب آسیاست و به احتمال زیاد بومی ایران می باشد. سابقه کشت آن به 2000 سال پیش می رسد. تره تیزک (یا تَرْتیزک ، شاهی )، گیاهی خوراکی از تیرة چلیپاییان با نام علمی لپیدیوم ساتیوم . به سبب عطر و طعم تندِ مطبوعش، در سطح وسیعی در مزارع سبزیِ ایران و بسیاری از کشورهای جهان کشت می شود.

حوزة انتشار جغرافیایی آن در ایران ، مناطق شمالی ، شمال غربی ، جنوبی ، سواحل خلیج فارس ، جنوب شرقی و بخش مرکزی است علاوه بر گونة رایج آن ، تره تیزک آبی ، آبْتره یا بولاغ اودی با نام علمی ناستورتیوم افیسینال یا لپیدیوم لاتیفلیوم ، نیز در ایران شناخته شده است و مصرف می شود.

 شاهی، گیاهی است یکساله که برگهای بدون کرک و بدون دندانه آن به مصرف تغذیه انسان می رسد. طول بوته شاهی شاید به 30 تا 50 سانتی متر برسد. تره تیزک از گیاهانی است که ضمن پرورش دانه اش به نواحی مجاور انتقال یافته تدریجاً طی مدت کوتاهی به فواصل دور از منطقه نفوذ می کند. برگ و ساقه آن رنگ سبز روشن دارد. گلهایش صورتی روشن یا سفید است. میوه اش بیضوی مدور به طول 5 تا 6 میلیمتر و به عرض 3 تا 4 میلیمتر و بطور محسوس بال دار است برگ و ساقه جوان آن در حالت تازه طعم تند و مطبوع شبیه بولاغ اوتی دارد. تخم آن ریز و قرمز و کمی دراز است. تکثیر تره تیزک از طریق کاشت بذر آن به محض برطرف شدن سرمای زمستان آغاز و در تمام طول فصل بهار در هوای آزاد می توان به فواصل زمانی برداشتهای متناوب کاشت. از نظر ترکیبات شیمیایی بررسیهای متعددی در مدارک فنی مختلف منتشر شده که از نظر اهمیتی که این گیاه در طب سنتی دارد. وجود اسانس روغنی فرار درگیاه تایید شده است و به علاوه گزارش شده است که گیاه حاوی گلوکوزیدی به اسم تروپئولوزید است و از از نظر ویتامینها نیز گیاه غنی از ویتامینهای A,B می باشد فراورده های فرار حاصل از برگ گیاه شاهی دارای خاصیت و فعالیت ضد باکتری در مقابل میکروب باسیلوس سبتی لیس و مایکرو کوکوس پیوژنس واریته ارئوس است. تخم تره تیزک دارای یک الکالوئید (19/0 درصد ) ، سینا پیک اسید، کولین اتر و یک اسانس روغنی است. اسانس روغنی تره تیزک خاصیت فعالیت اوئستروژن دارد . تخم تره تیزک در حدود 5.25 درصد روغن نیم خشک دارد . لعاب تخم تره تیزک ازنظر خواص جانشین صمغ عربی وکتیرا است.

فصل اول مقدمه     1

1-1- آهن            2

1-2- کود بیولوژیک           4

1-3- باکتری‌ سودوموناس    6

1-4- گیاه شاهی     7

فصل دوم پیشینه تحقیق        9

فصل سوم مواد و روش ها    16

3-1-  طرح آزمايش            17

3-2- تهيه مايه تلقيح سودوموناس       17

3-2-1-نمونه برداري از مزارع ذرت جهت جداسازي باکتري‌هاي سودوموناس فلورسنت 17

3-2-2- بررسي توليد سيدروفور         17

3-2-3- تهيه مايه تلقيح استرين‌هاي سودوموناس براي آزمايش تيمار خاك        18

3-3-اعمال تيمارها 18

3-4- نمونه‌برداري از گياه شاهی        18

3-5- اندازه گیری وزن تر و خشک بخش هوایی 19

3-6- اندازه گیری مقدار کلروفیلa ، کلروفیل b و کاروتنوئیدها به روش آرنون (1967) 19

3-7- اندازه گیری فسفر        19

3-8- اندازه گیری آهن برگ (به روش طیف سنجی نوری جذب اتمی)            20

3-9-تجزيه و تحليل آماري    24

فصل چهارم تجزیه و تحلیل داده ها      25

4-1- خصوصيات خاك و آب 26

4-2- اثر تیمارهای مختلف بر وزن خشک گیاه شاهی        26

4-2- تغییرات کلروفیل a ، b و کلروفیل کل در گیاه شاهی 30

4-2- اثر تیمارهای مختلف بر درصد فسفربرگ در گیاه شاهی          34

4-2- اثر تیمارهای مختلف بر میزان آهن برگ در گیاه شاهی           36

فصل پنجم نتیجه گیری        40

نتیجه گیری و پیشنهادات      41

منابع      43

فهرست اشکال

شکل 1-1- باکتری سودوموناس فلورسنس         6

شکل 1-2- گیاه شاهی (Lepidium. sativum L)            8

شکل 4-1- اثر تیمارهای مختلف بر وزن خشک گیاه         29

شکل 4-2- اثر اصلی کود آهن بر وزن خشک گیاه           29

شکل 4-3- اثر تیمار های مختلف بر میزان کلروفیل a       32

شکل 4-4- اثر تیمار های مختلف بر میزان کلروفیل b      33

شکل 4-5- اثر تیمار های مختلف بر میزان کلروفیل کل     33

شکل 4-6- اثر تیمار های مختلف بر درصد فسفر برگ      35

شکل 4-7- اثر اصلی کود آهن بر درصد فسفر برگ         36

شکل 4-7- اثر اصلی کود آهن بر درصد آهن جذب شده توسط برگ  38

شکل 4-8- اثر تیمارهای مختلف بر درصد آهن جذب شده توسط برگ            38

فهرست جداول

جدول 4-3- جدول تجزیه واریانس اثر تیمارهای بر صفات مورد بررسی        27

جدول5- نتايج تجزيه شيميايي آب مورد استفاده در طول فصل رشد گياه ذرت    26

جدول4-1- نتايج تجزيه آزمايشگاهي نمونه‌هاي خاک قبل از اعمال تيمارها       26