اثر قارچ میکوریزا بر ویژگی‌های اکوفیزیولوژیک ارقام جو در واکنش به تلقیح با باکتری سودوموناس فلورسنت تحت شرایط دیم

زهرا اسپیدکار ^۱، مهرداد یارنیا*^۲، محمد­حسین انصاری^۳، بهرام میرشکاری^۴ و هادی اسدی­رحمانی^۵

1) دانشجوی دکتری گروه زراعت، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

2) استاد گروه زراعت، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

۳) استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران.

۴) دانشیار گروه زراعت، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

۵) دانشیار موسسه تحقیقات آب و خاک، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

* نویسنده­ مسئول: m.yarnia@yahoo.com

تاریخ دریافت: 07/06/94                                                         تاریخ پذیرش: 10/09/94

چکیده                                                       

به­منظور ارزیابی اثر قارچ میکوریزا بر ویژگی‌های اکوفیزیولوژیک ارقام جو در واکنش به تلقیح با سویه­های مختلف باکتری سودوموناس فلورسنت تحت شرایط دیم، این آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل به­صورت فاکتوریل در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل قارچ میکوریزا گونه Glomus mosseae (تلقیح و عدم تلقیح)، سویه‌های باکتری سودوموناس (چهار سویه باکتری سودموناس  فلورسنت S153، S169، S4، S8 و عدم تلقیح) و  ارقام جو (رقم دشت و صحرا) بودند. در هر دو رقم بیش­ترین عملکرد دانه از تیمار کاربرد میکوریزا و سویه S169 (در رقم دشت با میانگین ۱۲۹۳ و در رقم صحرا با میانگین۱۷۵۲ کیلوگرم در هکتار) به­دست آمد. در صفات فیزیولوژیک نیز بیش­ترین مقدار کلروفیل a از تیمار کاربرد قارچ میکوریزا و عدم تلقیح با باکتری در رقم صحرا و کلروفیل b، کلروفیل کل و  قند محلول نیز از تیمار کاربرد قارچ میکوریزا و تلقیح با باکتری سودوموناس سویه S169 در رقم صحرا به­دست آمد. بیش­ترین مقدار فسفر دانه نیز در تیمار  کاربرد میکوریزا و تلقیح با سویه S153 در رقم دشت مشاهده شد، در حالی­که بیش­ترین مقدار نیتروژن دانه از تیمار کاربرد قارچ میکوریزا و تلقیح با باکتری سویه S4 در رقم صحرا به­دست آمد. هرچند سویه­های به­کار­برده شده در این آزمایش واکنش متفاوتی به رقم و کاربرد میکوریزا داشتند، اما در اغلب صفات اندازه­گیری شده نسبت به تیمار عدم تلقیح با باکتری از برتری برخوردار بودند.

واژه‌های کلیدی: فسفر،  قند محلول، کلروفیل و نیتروژن.

مقدمه

ﺟﻮ (.Hordeum vulgare L) ﺍﺯ جمله مهم­ترین محصولات ﺯﺭﺍﻋﯽ ﺑﻪ‌­شمار ﻣﯽﺭﻭﺩ ﻭ ﺍﺯ ﺩﻳﺮ­ﺑﺎﺯ ﺩﺭ ﺗأﻣﻴﻦ ﻣﻌﺎﺵ ﻭ ﺍﺩﺍﻣﻪ ﺣﻴﺎﺕ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ ﺭﺍ ﺑﺮ­ﻋﻬﺪﻩ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﺍﺳﺖ. ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ﺑﺎﻻ، ﺳﻬﻮﻟﺖ ﻧﮕﻬﺪﺍﺭی و حمل ﻭ ﻧﻘﻞ، ﺩﺍﻣﻨﻪ ﻭﺳﻴﻊ ﮐﺸﺖ ﻭ ﮐﺎﺭ، ﮐﻢ توقع ﺑﻮﺩﻥ ﺩﺭ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﺮ ﮔﻴﺎﻫﺎﻥ ﺯﺭﺍﻋﯽ، ﺩﺍﺭﺍ ﺑﻮﺩﻥ ﺍﺭﻗﺎم مختلف ﺑﺎ ﺍﻧﻌﻄﺎﻑ ﭘﺬﻳﺮی­ﻫﺎی ﻓﻨﻮﺗﻴﭙﯽ ﻭ ژﻧﻮﺗﻴﭙﯽ ﻣﻮﺟﺐ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺩﺭ بیش­تر ﻣﻨﺎﻃﻖ ﮐﺸﺖ ﮔﺮﺩﺩ (Zarea, 2010). ﺳﻄﺢ ﺯﻳﺮ ﮐﺸﺖ ﺟﻮ ﺩﺭ ﮐﺸﻮﺭ ﻣﻌﺎﺩﻝ ١/۵ ﻣﻴﻠﻴﻮﻥ ﻫﮑﺘﺎﺭ (ﺁﺑﯽ ﻭ ﺩﻳﻢ) ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﻣﻴﺰﺍﻥ ﺑﻴﺶ ﺍﺯ ۶٠ درصد ﺁﻥ ﺑﻪ­ﺻﻮﺭﺕ ﺩﻳﻢ ﺍﺳﺖ ﻭ ﻗﺴﻤﺖ ﻋﻤﺪﻩ ﺍﺭﺍﺿﯽ ﺩﻳﻢ ﺩﺭ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺳﺮﺩ ﻭ ﺳﺮﺩ ﻣﻌﺘﺪﻝ ﻗﺮﺍﺭ ﺩﺍﺭﺩ. ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻛﻮﺩﻫﺎﻱ ﺑﻴﻮﻟﻮژﻳﻚ، به‌خصوص ﺩﺭ ﻛﺸﺖﻫﺎﻱ ﻓﺸﺮﺩﻩ ﻭ ﺧﺎﻙﻫﺎﻱ فقیر ﺍﺯ لحاظ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻏﺬﺍﻳﻲ، ﺿﺮﺭﻭﺭﺗﻲ ﺍﺟﺘﻨﺎﺏ ﻧﺎﭘﺬﻳﺮ ﺑﺮﺍﻱ ﺣﻔﻆ ﺍﺭﺯﺵ ﻛﻴﻔﻲ ﺧﺎﻙ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. از مهم­ترین ریزموجودات مفیـدخاکزی، مـی‌تـوان بـه قارچ‌هـای میکوریز آربسکولار^[1] و باکتری‌های محرک رشد گیاه^[2] اشاره کرد. بــاکتری‌هــای آزادزی ریزوســفر را کــه بــه­طــور مستقیم و غیرمستقیم باعث بهبود رشد و سلامت گیاه مـی‌شـوند، بـاکتری‌هـای ریزوسفری محرک رشد گیاه مـی‌نامنـد (Asghar et al., 2002). در روش غیـر مسـتقیم باکتری­های محرک رشد با استفاده از مکانیسم­های خاصی اثرات مضر بیمارگرهای گیاهی را تعدیل نموده و به این طریـق موجب افزایش رشد گیاه می­شوند. اما در روش مستقیم این باکتری‌ها با تثبیت آزادزی نیتروژن، تولید متابولیت‌های مؤثر در رشد گیاه، مانند هورمون‌های گیاهی (اکسین، سیتوکینین، جیبرلین)، افـزایش حلالیت ترکیبات نامحلول مثل فسفر و پتاسیم از طریق تولید اسیدهای معدنی و آلی، تولید سیدروفورها و افزایش فراهمی عناصر کم مصرف بـه‌ویژه آهـن و مؤثر در کاهش اثر سوء اتیلن تنشی، بـه تولید آنزیم ACC دی‌‌آمیناز^[3] رشد بهتر گیـاه کمـک مـی­کننـد (Arshad et al., 2008). سودومونادس‌های فلورسنت خاکزی به­طور ویژه‌ای به­دلیل تطبیق‌پذیری کاتابولیکی، قابلیت کلونیزاسیون عالی در سطح ریشه و قابلیت تولید دامنه وسیعی از آنزیم‌ها و متابولیت‌ها که در شرایط مختلف تنش‌های زنده و غیر زنده می‌توانند مفید ‌باشند، مورد توجه قرار گرفته‌اند (Mayak et al., 2004; Sandhya et al., 2009). سویه‌های باکتری سودوموناس در افزایش عملکرد گندم تحت تنش خشکی فوق‌العاده موثر می­باشند (مظفری و همکاران، ۱۳۹۴). گزارش‌هایی مبنی بر توانایی زنده ماندن و بقای باکتری سودوموناس تحت شرایط تنش به­دلیل تولید اگزوپلی‌ساکاریدها (EPS) وجود دارد که میکروارگانیسم‌ها را از تنش هیدریک و نوسانات بالقوه آب به­وسیله افزایش احتباس آب و تنظیم انتشار منابع کربنی در محیط میکروبی محافظت می­کند (Sandhya et al., 2009). اگزوپلی‌ساکاریدها دارای ترکیبات ویژه نگهداری آب و خواص چسبندگی می‌باشند، بنابراین نقش حیاتی در تشکیل و پایداری خاک‌دانه‌ها و تنظیم جریان آب و مواد غذایی در ریشه گیاه از طریق تشکیل بیوفیلم بازی می‌کنند (Kumar et al., 2015) ضمن آن‌که فعالیت رشدی گیاه را تعدیل می‌کنند (Mayak et al., 2004). در یک بررسی نشان دادند که تلقیح ذرت بـا باکتری‌های سودوموناس فلورسنت موجب افزایش تولید هورمون‌های ‌رشد گیاه و عملکرد دانه تحت تنش خشکی شدند (انصاری و همکاران، ۱۳۹۴). قارچ‌های میکوریز آربوسکولار از مهم­ترین عوامل همزیست اجباری ریشه گیاهان به­شمار رفته و تقریبـاً بـا 80 درصـد گونـه‌هـای گیاهی رابطه همزیستی برقرار می‌کننـد. بـه­دلیل پراکنش جهانی این قارچ‌ها و نیز ارتباط گـسترده آن­هـا بـا گیاهان، تعاملات میکوریزایی از فراوان‌ترین روابط همزیستی موجود در طبیعت محسوب می‌گردند (Schalamuk et al., 2006). از مهم­ترین منافع حاصل از همزیستی ایـن قارچ‌ها با گیاهان می‌توان به افزایش جذب آب و عناصر غذایی به ویژه فسفر، افزایش مقاومت گیاهان به بیماری‌هـای خاک­زاد و نیـز بهبود تحمل آن­ها به تنش‌های غیر زیستی نظیـر شوری و خشکی، افزایش رشد گیاهان و همچنین بهبود بافت خاک اشاره نمود (Shi et al., 2006). Ricken و Hofner (1996) در آزمایشی نشان ­دادند که قـارچ‌هـای میکـوریزا جـذب عناصـر سنگین را در جو کاهش می‌دهند. در تحقیقی مشخص گردیـد کـه کلنیزاسیون شدید ریشه‌های جو با قارچ‌های میکوریز آربوسکولار، رشد گیاه و تولید ماده خشک را افـزایش مـی‌دهـد (Chaurasia and Khare, 2005). کلونیزاسیون مکمل‌های باکتریایی^[4] قارچ میکوریزا مانند سودوموناس، به سطح ریشه چسبیده و رابطه همزیستی بین قارچ میکوریزا و گیاه را اصلاح نموده و مزایای زیادی برای گیاه میزبان فراهم می­کنند (Schalamuk et al., 2006). پتانسیل مکمل باکتریایی قارچ میکوریزا شامل ساز­و­کارهایی است که استقرار و کارایی همزیستی میکوریزایی را متاثر نموده و منجر به تحریک جوانه زنی اسپور، رشد مسیل­ها، تحریک تماس قارچ و ریشه یا ارتقای پتانسیل تولید ریشه میکوریزایی می­شود (Frey-Klett et al., 2007). از آن­جا که بخش زیادی از سطح زیر کشت گندم در شهرستان اردبیل به­صورت دیم می‌باشد، این آزمایش به­منظور ارزیابی اثر قارچ میکوریزا بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه، ویژگی‌های فیزیولوژیک مانند کلروفیل و قند و جذب نیتروژن و فسفر ارقام جو تحت تلقیح با سویه­های مختلف باکتری سودوموناس فلورسنت در منطقه اردبیل اجرا شد.

مواد و روش ها

     به­منظور ارزیابی اثر قارچ میکوریزا بر ویژگی­های اکوفیزیولوژیک و جذب عناصر غذایی ارقام جو تحت تلقیح با سویه­های مختلف باکتری سودوموناس فلورسنت عملیات مزرعه ای درمزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل با ارتفاع 1460متر از سطح دریا، طول جغرافیایی ′20 ˚48 و عرض جغرافیایی ′19 ˚38 انجام شد. محل آزمایش از نظر آب­ و هوا و طبقه­بندی اقلیمی جزو مناطق نیمه­خشک سرد محسوب می­شود. متوسط بارش سالانه منطقه در دوره آماری 3۸0 میلی‌متر می‌باشد (جدول ۱). نتایج حاصل از تجزیه خاک مزرعه آزمایشی که از عمق ۳۰-۰ سانتی­متر نمونه­برداری انجام شد که مشخصات تجزیه خاک به شرح جدول ۲ می­باشد.

جدول ۱: اطلاعات هواشناسی ایستگاه هواشناسی کشاورزی اردبیل در سال های ۹۴-1393

جدول ۲: ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه آزمایشی

 آزمایش به­صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل قارچ میکوریزا گونه Glomus mosseae (تلقیح (M₁) و عدم تلقیح (M₂))، سویه­های باکتری سودوموناس (چهار سویه باکتری سودموناس  فلورسنت S153، S169، S4، S8 و عدم تلقیح که به ترتیب به صورت B₄، B₃، B₂، B₁و B₀ نشان ­داده شده‌اند) و  ارقام جو (رقم دشت (C₁) و صحرا (C₂)) بودند. هر واحد آزمایشی شامل پنج خط کاشت هر یک به طول پنج­متر و فاصله ردیف­های کشت 30 سانتی­متر بود. در پاییز قبل از کاشت، عملیات شخم و دیسک انجام و بعد از تسطیح زمین، اقدام به کاشت گردید. اولین بارندگی موثر در نه آبان ماه بود که عملیات کشت بعد از آن شروع شد. بعد از عملیات آماده­سازی زمین، بذرها با تراکم ۴۰۰ بذر در متر مربع کشت شدند. جهت تهیه تیمارها، بذرها به­وسیله صمغ عربی، آغشته و باکتری‌های مورد نظر (میزان مصرف بر اساس دستورالعمل بخش تحقیقات بیولوژی خاک موسسه تحقیقات خاک و آب هفت­گرم مایه تلقیح  برای هر کیلو­گرم بذر بود که بر اساس برچسب موجود روی بسته مایه تلقیح در هر گرم آن 10⁷ عدد باکتری زنده و فعال وجود دارد) به توده بذر اضافه گردید. این باکتری‌ها، توسط بخش تحقیقات بیولوژی خاک موسسه تحقیقات خاک و آب جدا و خالص­سازی شده و مایه تلقیح آن­ها تهیه گردیده است. پس از تلقیح بذور و خشک­کردن در سایه، عملیات کاشت با توصیه­های صورت گرفته، انجام شد. قارچ میکوریزا نیز در زیر بذر ریخته شده و پس از قراردادن بذر روی آن با خاک پوشانده شد. مبارزه با علف­های هرز به روش مکانیکی (وجین) انجام گرفت. نمونه‌برداری از خطوط اصلی هر کرت با رعایت حاشیه و از بین بوته­های رقابت­کننده انجام گرفت. جهت بررسی تغییرات مقدار محتوای کلروفیل در تیمارهای مختلف از هر کرت تعداد سه عدد برگ پرچم ۲۰ روز پس از ظهور سنبله انتخاب و سپس به آزمایشگاه منتقل شد تا مقدار محتوای کلروفیل و قند نمونه‌ها اندازه­گیری شود. استخراج کلروفیل برگ پرچم با استفاده از استون و اندازه­گیری آن با استفاده از روش تغییر یافته انجام گردید (Arnon, 1949). ابتدا یک نمونه ۵/۰ گرمی به همراه 5 /0 گرم سولفات منیزیم 10 میلی­لیتر آستن 80 درصد که به­تدریج اضافه می شد در داخل یک هاون چینی به خوبی ساییده شدند. سپس عصاره به­دست آمده از کاغذ صافی واتمن عبور داده شد و در لوله‌های آزمایش دردار ریخته و سپس نمونه­ها دور به مدت دو دقیقه با سرعت 2500 دور در دقیقه سانتریفیوژ گردیدند و یک عصاره یک­نواختی از هر نمونه به­دست آمد. سپس میزان نور جذب شده عصاره به­دست­آمده توسط دستگاه اسپکتروفتومتردر طول موج­های 647 و 663 نانومتر به ترتیب برای کلروفیل a و b  قرائت گردید و با استفاده از فرمول‌های زیر محتوای کلروفیل برگ­ها محاسبه شدند (در روابط زیرV حجم نهایی نمونه استخراج شده وW وزن تر نمونه است):  (Yoshida et al., 1976).

رابطه1:

میلی­گرم کلروفیلa  در هر گرم وزن تر: ( w×1000) / v×](جذب در 645 نانومتر (69/2- (جذب در 663 نانومتر) 7/12[

رابطه 2: 

 میلی­گرم کلروفیلb  در هر گرم وزن تر: ( w×1000) /v×](جذب در 663 نانومتر (69/4 - (جذب در 645 نانومتر) 9/22[

رابطه 3: 

 میلی­گرم کلروفیل ­aوb  در هر گرم وزن تر: (w×1000) /v×]( جذب در663نانومتر (02/8+ (جذب در645نانومتر) 9/22[

برای اندازه­گیری قندهای محلول اﺑﺘﺪا 5/0ﮔﺮم از بافت سبز برگ فریز شده را در داﺧﻞ پنج ﻣﻴﻠﻲﻟﻴﺘﺮ اﺗﺎﻧﻮل 95 درصد در هاون کاملاً ﻟﻪ ﻛﺮده و به لوله­های آزمایش دربدار منتقل گردید و به­مدت30 ثانیه به شدت ورتکس شد. بعد مایع رویی جدا و به لوله دربدار به حجم 20 سی‌سی منتقل شد. سپس دو مرتبه و هر بار پنج میلی‌لیتر اتانول 70 درصد به بخش جامد باقی مانده اضافه و کاملاً شستشو گردید. کلیه مراحل فوق در حمام یخ و نور کم انجام گرفت. سپس بخش مایع رویی به لوله آزمایش منتقل شد. در نهایت 15 میلی­لیتر از عصاره به­دست آمده به­مدت 15 دقیقه با 3500 دور در دقیقه سانتریفیوژ شده و ﻗﺴﻤﺖ ﻣﺤﻠﻮل زﻻل به‌دست آﻣﺪه را ﺟﺪا ﻛﺮده و ﺑﻪ 1/0 ﻣﻴﻠﻲﻟﻴﺘﺮ از آن، سه ﻣﻴﻠﻲﻟﻴﺘﺮ ﻣﺤﻠﻮل آﻧﺘﺮون ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه (15/0 ﮔﺮم آﻧﺘﺮون+ 100 ﻣﻴﻠﻲﻟﻴﺘﺮ اﺳﻴﺪ ﺳﻮﻟﻔﻮرﻳﻚ ۷۲ درصد در بالن ژوژه به­دست می‌آید) اﺿﺎﻓﻪ شد. ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﺣﺎوی ﻣﺤﻠﻮل­های ﻓﻮق را ﺑﻪ­ﻣﺪت 10 دﻗﻴﻘﻪ در ﺣﻤﺎم آب گرم ﻗﺮارداده و ﺳﭙﺲ ﻣﻴﺰان ﺟﺬب آن­ها را ﺑﺎ دﺳﺘﮕﺎه اﺳﭙﻜﺘﺮوﻓﺘﻮﻣﺘﺮ در ﻃ­ﻮل ﻣﻮج 625 ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ قرائت شد. محلول­های اﺳﺘﺎﻧﺪارد از ﮔﻠﻮﻛﺰ ﺑﺎ غلظت­های 1000 ،1500 و2000 پی‌پی‌ام تهیه و کلیه مراحل کار روی 1/0 میلی‌لیتر عصاره روی هر یک از نمونه‌ها انجام گردید. جذب نمونه‌های شاهد با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج 625 نانومتر قرائت گردید. با توجه به خط رگرسیونی برازش شده، مقدار قندهای محلول با ضرایب لازم اعمال و ﻣﻘﺪار ﻗﻨﺪ ﺑﺮﺣﺴﺐ ﻣﻴﻠﻲﮔﺮم ﺑﺮﮔﺮم وزن­ﺗﺮ (میلی­گرم برگرم وزن­تر) محاسبه شد (Yoshida et al., 1976). برای محاسبه تعداد پنجه بارور در بوته، از نمونه‌های برداشت شده 10 بوته به­طور تصادفی انتخاب و در هر 10 بوته شمارش شد و سپس میانگین آن­ها در هر بوته محاسبه گردید. عملکرد دانه از سه ردیف وسطی دست­نخورده هر کرت آزمایشی به مساحت یک­متر مربع برآورد گردید. برای تعیین متوسط تعداد دانه در سنبله، سنبله‌های مربوط به 30 بوته برداشت و میانگین تعداد دانه در سنبله محاسبه شد. غلظت نیتروژن و فسفر کل دانه اندازه­گیری شد. غلظت نیتروژن به­روش کجلدال و غلظت فسفر و آهن با استفاده از روش خاکستر خشک و با دستگاه غلظت اتمی مدل  GBC932 ساخت استرالیا تعیین شدند (امامی، 1375). تجزیه واریانس با استفاده از نرم افزار SAS_9.1 انجام و مقایسه میانگین‌های برهمکنش با استفاده از روش برش و روش L. S. Means و با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد انجام گرفت.

نتایج و بحث

تعداد پنجه بارور

     نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان­ داد که برهمکنش سه گانه رقم× باکتری× میکوریزا بر تعداد پنجه بارور در سطح احتمال پنج درصد معنی­دار بود (جدول ۳)، با بررسی بیش­تر مشخص شد که تلقیح با باکتری سودوموناس فقط در رقم صحرا معنی­دار بود (جدول ۴). مقایسه میانگین نشان ­داد که در رقم دشت چه در شرایط کاربرد و چه در شرایط عدم کاربرد قارچ میکوریزا بین سویه­های باکتری سودوموناس اختلاف معنی­دار وجود نداشت، در حالی­که در رقم صحرا در شرایط عدم کابرد قارچ میکوریزا سویه S153 و S169 و در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا سویه S8 بیش­ترین تعداد پنجه بارور را داشتند (جدول ۵). نکته مورد توجه این است که در رقم صحرا در شرایط عدم کاربرد قارچ میکوریزا، بین عدم تلقیح با باکتری و سویه S8 اختلاف معنی­دار وجود نداشت اما با اضافه شدن قارچ میکوریزا سویه S8 نسبت سایر سویه­ها تعداد پنجه بیش­تری تولید کرد. اثر قارچ میکوریزا در افزایش کارایی باکتری سودموناس توسط پزشک­پور و همکاران (۱۳۹۳) گزارش شده است. آزادی و همکاران (۱۳۹۲) در پژوهشی به­عنوان اثر میکروارگانیسم‌های محرک رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم دوروم افزایش تعداد پنجه و سنبله‌های بوته گندم در اثر تلقیح با باکتری‌های محرک رشد گیاه را ضمن کاهش مصرف کود نیتروژن تا ۵۰ درصد گزارش کردند. با توجه به اینکه پنجه­ها بسیار زودتر از مرحله گلدهی تعیین می­شوند بی شک تلقیح بذرها با باکتری‌های تحریک کننده رشد تعداد پنجه بارور را افزایش داده است. Ali و همکاران (۲۰۰۵) در پژوهش‌های انجام شده روی باکتری‌های محرک رشد گیاه اثر معنی‌دار سویه‌های سودوموناس فلورسنت را بر ارتفاع و تعداد پنجه بارور گندم ارائه کرده­اند. Bacilio و همکاران (2004) اعلام نمودند که استفاده از آزوسپریلوم لیپوفروم سویه gfp-tagged می‌تواند اثر منفی تنش کمبود آب در گندم را کاهش دهد و وزن خشک ریشه، برگ و تعداد پنجه بارور در گندم را افزایش دهد. آن­ها یکی از دلایل افزایش عملکرد این گیاهان را به افزایش جذب آب در گیاه نسبت دادند. Wagar و همکاران (2004) ضمن بررسی اثر تلقیح باکتری های حاوی آنزیم ACC دی‌آمینار بر رشد و عملکرد گندم دریافتند که باکتری‌های دارای حاوی آنزیم عملکرد دانه، وزن ریشه تعداد پنجه و جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم در کاه و دانه را نسبت به شاهد در همه ارقام به­طور معنی­داری افزایش می‌دهند و اعلام نمودند که فعالیت آنزیم در جدایه‌های مختلف متفاوت می‌باشد. باکتری‌های به­کار برده در این آزمایش نیز قابلیت تولید آنزیم ACC دی آمیناز دارند که می‌توان این افزایش تعداد پنجه ناشی از این آنزیم دانست. نتایج این آزمایش با یافته‌های Nadeem و همکاران (2007) مبنی بر افزایش تعداد پنجه بارور در شرایط دیم توسط باکتری‌های محرک رشد مطابقت دارد.

تعداد دانه در سنبله

      نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان ­داد که برهمکنش سه گانه رقم× باکتری× میکوریزا بر تعداد دانه در سنبله معنی­دار بود (جدول ۳)، با بررسی بیش­تر مشخص شد که تلقیح با باکتری سودوموناس فقط در رقم  دشت در شرایط عدم تلقیح با میکوریزا معنی­دار نبود (جدول ۴). مقایسه میانگین نشان ­داد که در رقم دشت در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا سویه S169 نسبت به سایر سویه­ها برتر بود، ولی بین سویه­های دیگر و عدم تلقیح اختلاف معنی­دار مشاهده نشد. در رقم صحرا در شرایط عدم کاربرد قارچ میکوریزا سویه S153 و در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا سویه S169 بیش­ترین تعداد دانه در سنبله را داشتند (جدول ۵). در رقم صحرا کاربرد قارچ میکوریزا منجر به برتری معنی­دار تیمارهای باکتریایی نسبت به تیمار عدم تلقیح گردید اما در شرایط عدم کاربرد میکوریزا فقط سویه S4 نسبت به تیمار عدم تلفیح برتری معنی­دار داشت. خیری‌زاده آروق و همکاران (۱۳۹۴) با آزمایش واکنش گندم به تلقیح سودوموناس، ازتوباکتر و قارچ میکوریزا گزارش کردند که کاربرد همزمان مایکوریزا با باکتری‌های محرک رشد می‌تواند در بهبود عملکرد، زیست توده کل و شاخص سطح برگ در شرایط محدودیت آبی مؤثر واقع شود. Belimov و همکاران (۲۰۰4) نیز حداکثر اثر مثبت را از تلقیح مخلوط باکتری آزوسپریلیوم لیپوفروم و اگروباکتریوم رادیو باکتر^[5] و قارچ میکوریزا مشاهده کردند. تلقیح انفرادی یا دو گانه گیاهچه­های گندم با ازتو باکتر کروکوکوم، آزوسپریلوم برازیلنس واسترپتومایسز موتابیلیس^[6] در خاک استریلیزه شده رشد گیاه را تحریک نموده و به­­طور معنی‌داری غلظت ایندول استیک اسید،P ,Mg ,N و کل قندهای محلول در اندام‌های هوایی و دانه گندم علاوه بر تعداد پنجه افزایش داد ولی اثری بر وزن هزار دانه نداشتElshanshoury et al.,) 1995). Khan و همکاران (200۷) نیز گزارش کردند که از بین ارقام گندم مورد آزمایش فقط یک رقم به تلقیح با باکتری سودوموناس فلورسنت تحت شرایط دیم واکنش نشان داد و علت افزایش تعداد پنجه و تعداد دانه را ناشی از تغییرات مورفولوژیک ریشه گیاهان تلقیحی و ترشح ترکیبات حل کننده مواد غذایی مانند اسید استیک گزارش کردند.

     وزن هزار دانه

     نتایج نشان ­داد که تلقیح باکتریایی در رقم دشت در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا و در رقم صحرا هم در هر دو سطوح قارچ میکوریزا بر وزن هزار دانه معنی­دار بود (جدول ۴). در رقم دشت کاربرد میکوریزا منجر به کاهش وزن هزار دانه در تیمارهای باکتریایی نسبت به تیمار غیرباکتریایی گردید ولی در رقم صحرا فقط در سویه S4 وزن هزار دانه نسبت به تیمار غیر تلقیحی برتری معنی­دار داشت و سایر سویه­ها اختلاف معنی­دار نداشتند. این درحالی است با عدم استفاده از میکوریزا در رقم صحرا به استثای سویه S153 بین سویه­ها و تیمار غیر تلقیحی اختلاف معنی­دار وجود نداشت (جدول ۵). عطارباشی و همکاران (۱۳۸۱) گزارش کردند که اگر چه رقم دشت دارای وزن هزار دانه کمتری نسبت به رقم صحرا می‌باشد، ولی دارای تعداد دانه در سنبله بیش­تری نسبت به رقم صحرا می‌باشد. آن­ها اذعان داشتند که در گندم مانند سایر گیاهان زراعی بین اجزای عملکرد رابطه معکوس مشاهده شده است، به­طوری که با تغییرات اجزای عملکرد نمی­توان میزان محصول را از یک حد نهایی بالاتر برد. نکته شایان ذکر این است که در رقم دشت کاربرد قارچ میکوریزا کارایی سویه‌های باکتری سودوموناس برای افزایش وزن هزار دانه را به نحو مطلوب­تری افزایش داد. به­نظر می­رسد که افزایش تأمین آب کافی از ابتدای رشد گیاه منجر به افزایش پنجه زنی و تعداد برگ می‌شود، که در نتیجه جذب CO₂ و میزان فتوسنتز افزایش می‌یابد. در حالت کلی موجب افزایش اجزای عملکرد و به طبع آن عملکرد دانه شد. کم بودن وزن هزار دانه در شرایط دیم به­دلیل رقابت دانه‌ها در به­دست آوردن مواد غذایی و کاهش کربوهیدرات ذخیره‌ای گیاه می­باشد که تعداد سلول‌های مولد کاهش یافته و وزن هزار دانه کاهش می‌یابد، هرچند قارچ میکوریزا در افزایش وزن دانه‌های گندم نقش موثری ایفا کرد (Arshad et al., 2008).

عملکرد دانه

      برهمکنش سه گانه رقم× باکتری× میکوریزا بر عملکرد دانه معنی­دار بود (جدول ۳)، با بررسی بیش­تر مشخص شد که تلقیح با باکتری سودوموناس بر عملکرد دانه به­جز رقم دشت در شرایط عدم کاربرد میکوریزا معنی­دار بود (جدول ۴). مقایسه میانگین نشان ­داد که در رقم دشت در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا سویه S169 بیش­ترین عملکرد دانه را با میانگین ۱۲۹۳ کیلوگرم در هکتار داشت و سایر سویه­ها نیز نسبت به عدم تلقیح برتری معنی­دار داشتند. در رقم صحرا در شرایط عدم کابرد قارچ میکوریزا سویه S8 با میانگین ۱۷۲۶ کیلوگرم در هکتار و در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا سویه S169 با میانگین ۱۷۵۲ کیلوگرم در هکتار بیش­ترین عملکرد دانه را نشان ­دادند (جدول ۵). در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا هم در رقم صحرا و هم در رقم دشت بیش­ترین عملکرد دانه از سویه S169 مشاهده شد. اثر باکتری بر گیاه بستگی به عوامل زیادی دارد از جمله ماده آلی خاک، میزان عناصر موجود در خاک، بافت خاک، رطوبت خاک، نوع سویه و نوع رقم گیاه (Vessey, 2003). رابطه بین رقم گیاه و نوع سویه در آزمایش‌های Kader و همکاران (۲۰۰۲) و انصاری و همکاران (۱۳۹۰) گزارش شده است. هر چند افزایش عملکرد دانه در شرایط عدم کاربرد میکوریزا، تلقیح باکتری سودوموناس نسبت به تیمار عدم تلقیح در رقم صحرا منجر به افزایش عملکرد دانه شد، ولی افزایش عملکرد دانه با افزودن قارچ میکوریزا بیش­تر شد و در رقم دشت نیز کارایی تلقیح باکتریایی را افزایش داد. اثر میکوریزا بر افزایش کارایی تلقیح باکتریایی توسط پزشکپور و همکاران (۱۳۹۳) نیز گزارش شده است. اثر سودمند همزیستی میکوریزایی و تلقیح باکتریایی باعث افزایش تحمل گیاه به تنش خشکی گردیده است و در تیمارهای عدم تلقیح مایکوریزایی وجود تنش رطوبتی بیش­تر باعث کاهش عملکرد مناسب سویه‌های شده است (Subra Manian et al., 2006). هر چند افزایش عملکرد دانه را می‌توان به نقش قارچ میکوریزا و باکتری سودموناس در افزایش جذب عناصری مانند آهن و فسفر نسبت داد (Vessey, 2003)، ولی بخشی از افزایش عملکرد دانه گندم را می‌توان ناشی از هورمون‌های گیاهی ترشح شده توسط میکروارگانیسم‌ها مانند اکسین دانست. ترشح ایندول استیک اسید و دیگر هورمون‌های گیاهی رشد در کلزا، گندم و گوجه‌فرنگی تلقیح شده با باکتری سودوموناس توسط Mayak و همکاران (۲۰۰۴) گزارش شده است. همچنین میکروارگانیسم‌های محرک رشد گیاه با اثر بر اندازه و مورفولوژی ریشه، بر توانایی ریشه در دسترسی به حجم وسیع‌تر خاک اثر گذاشته و در نتیجه جذب آب و  عملکرد گیاهان را افزایش می‌دهند (Arshad et al., 2008).

کلروفیل برگ

نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان ­داد که برهمکنش سه گانه رقم× باکتری× میکوریزا بر کلروفیل a، b و کلروفیل کل معنی‌دار بود (جدول ۳). مقایسه میانگین نشان ­داد که در رقم دشت در شرایط عدم کاربرد میکوریزا، بیش­ترین مقدار کلروفیل b و کلروفیل کل از عدم تلقیح با باکتری سودوموناس به­دست آمد، اما از نظر مقدار کلروفیل a بین سویه­هایS4  و S8 تفاوت معنی­دار وجود نداشت. همچنین در رقم دشت و در شرایط کاربرد میکوریزا در رقم دشت، سویه­های باکتری سودموموناس کلروفیل a وb  را نسبت به تیمار عدم تلقیح افزایش دادند و بیش­ترین مقدار کلروفیل کل از سویه S153 به­دست آمد. در رقم صحرا در شرایط عدم کاربرد میکوریزا، مقدار کلروفیل a، b و کلروفیل کل در تیمار عدم تلقیح نسبت به تیمارهای تلقیح با سویه‌های سودوموناس بیش­تر بود، اما زمانی که قارچ میکوریزا استفاده شد سویه­های باکتری توانستند نسبت به تیمار عدم تلقیح به­طور معنی­دار مقدار کلروفیل برگ را افزایش دهند (جدول ۵). Han و Lee (2005) گزارش کردند که در گیاه تحت تنش محتوای کلروفیل به­طور معنی‌داری کاهش می‌یابد. این درحالی است که Ali و همکاران (2009) گزارش کردند که سودوموناس سویه AMK. P6 وضعیت محتوای کلروفیل، آمینو­اسید و قند را در گیاهچه های سورگرم اصلاح می­کند. Zahir و همکاران (۲۰۰۸) نیز گزارش کردند که محتوای کلروفیل برگ در گیاهچه­های ذرت تحت خشکی تغییر می­کند. آن­ها کاهش 54 درصدی محتوای کلروفیل برگ را گزارش کردند. جلیل و همکاران (۲۰۰۸) نیز گزارش کردند که تنش محتوای کلروفیل و متابولیت­های ثانویه را در گیاه Catharanthus roseus تغییر می­دهد.

مقدار نیتروژن دانه

نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان­ داد که برهمکنش سه گانه رقم× باکتری× میکوریزا بر مقدار نیتروژن دانه معنی­دار بود (جدول ۳). مقایسه میانگین نشان ­داد که در رقم دشت در شرایط کاربرد میکوریزا، تلقیح باکتریایی مقدار نیتروژن دانه را نسبت به عدم تلقیح کاهش داد، اما در رقم صحرا چه در شرایط کاربرد و چه در شرایط عدم کاربرد قارچ میکوریزا نیتروژن دانه با تلقیح باکتریایی در تمام سویه­ها نسبت به تیمار عدم تلقیح افزایش معنی­دار داشت و در هر دو شرایط، سویه S4 بیش­ترین مقدار دانه را نشان­ داد (جدول ۵).

 این نتیجه با نتایج Arshad و همکاران (۲۰۰۸) هماهنگ می‌باشد. از نظر مقدار نیتروژن دانه، رقم صحرا نسبت به رقم دشت واکنش بهتری به تلقیح با میکروارگانیسم­ها داد. هر چند بنا به گزارش انصاری و همکاران (۱۳۹۴) تنش خشکی منجر به افزایش نیتروژن دانه می شود، ولی در رقم صحرا عکس این گزارش مشاهده شد. علت این افزایش نیتروژن دانه در رقم صحرا در واکنش به تلقیح را می­توان به اثر متقابل مناسب رقم صحرا با باکتری سودوموناس و افزایش جذب نیتروژن توسط باکتری­های سودوموناس و انتقال آن به اندام‌های هوایی و در نهایت به دانه دانست (سلیمانی‌فرد و همکاران، ۱۳۹۲). هرچند نباید نقش قارچ میکوریزا را جذب عناصر غذایی به ویژه نیتروژن تحت شرایط دیم (Al-Karaki, 1997)، را نادیده گرفت. Harvas و همکاران (2008) که سودوموناس پوتیدا سویه NtrC می‌تواند نیتروژن خاک را برای ریشه تنظیم کرده و ترکیبات آمینواسیدی در اختیار ریشه قرار دهد.

     فسفر دانه

    نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان ­داد که برهمکنش سه گانه رقم× باکتری× میکوریزا بر مقدار فسفر دانه معنی‌دار بود (جدول ۳)، با بررسی بیش­تر مشخص شد که تلقیح با باکتری سودوموناس بر مقدار فسفر دانه در هر دو رقم در شرایط کاربرد و عدم کاربرد میکوریزا معنی­دار بود (جدول ۴). نتایج مقایسه میانگین نشان ­داد که در رقم دشت در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد میکوریزا و در رقم صحرا در شرایط عدم کاربرد قارچ میکوریزا بیش­ترین مقدار فسفر دانه از سویه S153 به­دست آمد، ولی در رقم صحرا و کاربرد قارچ میکوریزا بین سویه­های S169، S4 و S8 اختلاف معنی­دار وجود نداشت. در مجموع در هر­دو رقم سویه­های باکتری سودوموناس فسفر دانه را نسبت به تیمار غیر­باکتریایی افزایش دادند (جدول ۵). باکتری سودوموناس حامل آنزیم ­ACCدی‌آمیناز ضمن اصلاح رشد گیاه سنتز اتیلن از طریق هیدرولیز ACC به NH₃ و آلفاکتوبوتیرات کاهش می‌دهند (Shaharonna et al., 2008). از طرف دیگر باکتری‌های به­کار برده شده در این آزمایش قابلیت حل کردن فسفر نامحلول خاک را از طریق تولید اسیدهای آلی مانند اسید سیتریک، اسید اگزالیک و اسید گلوکونیک دارتد که مقادیر زیادی فسفر محلول در اختیار گیاه قرار می­دهد (Vassilev et al., 2001). Shaharonna و همکاران (2008) گزارش کردند سودوموناس فلورسنت بیوتیپ F ضمن اصلاح اجزای رشدی گندم، جذب N، P و K را نسبت به گیاهان غیرتلقیحی افزایش داد.

 انصاری و همکاران (۱۳۹۴) اظهار داشتند که ویژگی‌های مورد ارزیابی تیمار تلقیح بذر با میکروارگانیسم‌های سودوموناس تحت شرایط تنش شدید کم­آبی به­طور معنی­داری پایین‌تر از شرایط معمولی آبیاری و شرایط متوسط تنش کم آبی بود و به این نتیجه رسیدند که این ریزجانداران به زمان بیش­تری برای تثبیت و استقرار در خاک نیاز دارند. یافته‌های این تحقیق نشان می­دهد که ریزجانداران حل کننده فسفات می­توانند با افزایش رشد و جذب فسفر در جو، منجر به افزایش تحمل گیاه تحت شرایط تنش کم­آبی گردند. در این آزمایش نیز افزایش فسفر اندام‌های هوایی منجر به افزایش فسفر دانه شده است، به­طوری که حداکثر فسفر دانه در سویه مشابه مشاهده شد (جدول 5). پس می‌توان گفت که هر عاملی فسفر اندام‌های هوایی را افزایش دهد، فسفر بیش­تری به دانه انتقال­داده و منجر به افزایش درصد فسفر دانه خواهد شد.

قند محلول

نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان ­داد که برهمکنش سه گانه رقم× باکتری× میکوریزا بر قندهای محلول معنی­دار بود (جدول ۳)، به­طوری که تلقیح با باکتری سودوموناس بر قندهای محلول به­جز رقم صحرا در شرایط عدم کاربرد میکوریزا معنی­دار بود (جدول ۴). افزایش غلظت قندهای محلول در سلول می‌تواند در ارتباط با تجزیه نشاسته باشد (Fischer and Holl, 1991). قندهای محلول در سلول می‌توانند منجر به جذب آب شوند، بدون آن‌که بر کارکرد اجزای سلول اثر بگذارند (Hamdia, 2004). بنابراین تجمع قندها در سلول می‌تواند در شرایط تنش به تنظیم اسمزی کمک نموده و گیاه را در تحمل تنش یاری نماید (Fischer and Holl, 1991). مقایسه میانگین‌ها نشان ­داد که سویه‌های باکتری نسبت به تیمار عدم تلقیح  قند بیش­تری در برگ تولید کرده‌اند و بیش­ترین قند محلول در رقم دشت در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد قارچ میکوریزا از سویه S4 ‌به­دست آمد و سویه S169 در رقم صحرا در شرایط کاربرد قارچ میکوریزا نسبت به سایر سویه­ها از برتری معنی­دار برخوردار بود. با این وجود در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد قارچ میکوریزا در هر دو رقم جو، سویه­ها نسبت به عدم تلقیح قند محلول بیش­تری تولید کردند (جدول 5).

جدول۳: نتایج تجزیه واریانس صفات ارقام جو تحت تاثیر قارچ میکوریزا و سویه‌های باکتری که در آن میانگین مربعات نشان داده شده است.

			میانگین مربعات							درجه آزادی	منابع تغییرات
قند محلول	فسفر دانه	نیتروژن دانه	کلروفیل کل	کلروفیل a
Send email to the article author
Add your comments about this article
Your username or Email: