پديد آورندگان :
قاسمي فر، ليلا دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك , گلچين، احمد دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك , رخش، فاطمه دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك
كليدواژه :
آلودگي خاك , رايزوبيوم لگومينوزاروم تريفولي , فانلي فورميس موسه آ , ريزوفاگوس ايريگولاريس , فلز سنگين
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: كادميوم يك فلز سنگين است كه اثر مخرب زيادي بر كيفيت محصول دارد. افزون بر آن‌يك فلز بسيار متحرك در خاك و محيط‌زيست مي‌باشد و گياهان مي‌توانند به آساني كادميوم را جذب و آن را به بخش‌هاي هوايي خود منتقل كنند. با توجه به افزايش مناطق آلوده در كشور و وجود زمين‌هاي كشاورزي زير كشت گياهان علوفه‌اي مختلف و مصرف اين محصولات علوفه‌اي در بخش دام موجب شد تا اين پژوهش با هدف بررسي تأثير مايه‌زني قارچ‌هاي مايكوريز و باكتري رايزوبيوم لگومينوزاروم تريفولي بر عملكرد و غلظت عناصر غذايي پرمصرف و كادميوم در گياه شبدر برسيم تحت تنش كادميوم اجرا گردد.
مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسي تأثير مايه‌زني قارچ‌هاي مايكوريز و رايزوبيوم لگومينوزاروم تريفولي بر عملكرد و غلظت عناصر غذايي پرمصرف و كادميوم در گياه شبدر برسيم تحت تنش كادميوم يك آزمايش با 40 تيمار و در 3 تكرار به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي اجرا شد. تيمارهاي آزمايش شامل 5 سطح مختلف آلودگي خاك به كادميوم (صفر، 10، 25، 50 و 100 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) و 8 سطح مايه‌زني (مايه‌زني جدا و مشترك با فانلي‌فورميس موسه‌آ، ريزوفاگوس ايريگولاريس و رايزوبيوم لگومينوزاروم تريفولي) بودند.
يافته‌ها: نتايج نشان داد كه تأثير كادميوم بر وزن خشك، غلظت عناصر نيتروژن، فسفر، پتاسيم و كادميوم بخش هوايي و ريشه گياه معني-دار (سطح احتمال 5 و 1 درصد) بود. با افزايش غلظت كادميوم در خاك، وزن خشك بخش هوايي و ريشه و همچنين غلظت عناصر غذايي پرمصرف گياه نسبت به تيمار شاهد (تيمار صفر كادميوم) كاهش يافتند. بيشترين وزن خشك بخش هوايي و ريشه و غلظت عناصر غذايي نيتروژن، فسفر و پتاسيم در اثر مايه‌زني مشترك با فانلي‌فورميس موسه‌آ + رايزوبيوم لگومينوزاروم تريفولي (MT) و تيمار صفر كادميوم (Cd0) به دست آمدند (جدول 3). همچنين كمترين وزن خشك بخش هوايي و ريشه و غلظت عناصر غذايي پرمصرف در تيمار Cd100 و بدون مايه‌زني (WI) اندازه‌گيري شدند. آلودگي خاك به كادميوم موجب كاهش 66/94 و 71/11 درصدي وزن خشك بخش هوايي و ريشه گرديد. كمترين غلظت كادميوم بخش هوايي و ريشه در اثر مايه‌زني مشترك با فانلي‌فورميس موسه‌آ + رايزوبيوم لگومينوزاروم تريفولي و تيمار صفر كادميوم (Cd0) به ترتيب ميزان 0/0012 و 0/0046 ميلي‌گرم بر كيلوگرم به دست آمدند. همچنين بيشترين غلظت كادميوم بخش هوايي و ريشه در تيمار Cd100 و بدون مايه‌زني به ترتيب به ميزان 11/25 و 17/80 ميلي‌گرم بر كيلوگرم اندازه‌گيري شدند. نتايج مقايسه ميانگين داده‌ها نشان داد كه غلظت كادميوم در ريشه بالاتر از بخش هوايي است و غلظت كادميوم ريشه در تيمار Cd100 و بدون مايه‌زني 80/36 درصد بيشتر از غلظت كادميوم بخش هوايي بود.
نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج به‌دست‌آمده از اين پژوهش مشاهده گرديد كه با افزايش سطح آلودگي در خاك از رشد گياه كاسته شده و غلظت عناصر غذايي پرمصرف در بخش هوايي و ريشه نيز كاهش يافت. مايه‌زني خاك با مخلوط قارچ‌ها و باكتري توانست اثر سوء آلودگي خاك به كادميوم را بر رشد گياه شبدر كاهش دهد. همچنين مايه‌زني جداگانه قارچ‌هاي مايكوريز نيز نسبت به تيمار بدون مايه‌زني باعث كاهش غلظت كادميوم در بخش هوايي و ريشه شد ولي استفاده هم‌زمان از قارچ‌هاي مايكوريز و باكتري رايزوبيوم تأثير بيشتري در كاهش غلظت كادميوم بخش هوايي و ريشه گياه داشت. با توجه به نتايج اين مطالعه مي‌توان در خاك‌هاي آلوده براي كاهش اثر سوء كادميوم و افزايش عملكرد گياه شبدر از مايه‌زني مشترك فانلي‌فورميس موسه‌آ + رايزوبيوم لگومينوزاروم تريفولي استفاده نمود.
چكيده لاتين :
Background and objectives:
Cadmium is a very mobile element in soil that is absorbed by plant roots and translocation of cadmium from root to shoot deteriorates crop quality. It enters the food chains of humans and animals easily and is a potential threat to human health. The increase of contaminated areas in the country and the existence of farms under cultivation of various forages and the use of these forage products in the animal feed led to this study was carried out with the aim of investigating the effects of arbuscular mycorrhizal fungi and Rhizobium leguminosarum bv. trifolii on the yield of berseem clover (Trifolium alexandrium) under cadmium stress.
Materials and methods:
A factorial experiment was conducted in the greenhouse of Faculty of Agriculture, University of Zanjan, using a completely randomized design with three replications. In this experiment, the effects of different levels of soil cadmium (0, 5, 10, 25 and 50 mg/kg) and soil inoculation (without inoculation and inoculation with Funneliformis mosseae, Rhizophagus irregularis, Funneliformis mosseae + Rhizobium leguminosarum bv. trifolii, Rhizophagus irregularis + Rhizobium leguminosarum bv. trifolii, Rhizobium leguminosarum bv. trifolii, Funneliformis mosseae + Rhizophagus irregularis and Funneliformis mosseae + Rhizophagus irregularis + Rhizobium leguminosarum bv. trifolii) on growth of berseem clover (Trifolium alexandrium) were assessed.
Results:
The results of this study showed a significant effect (1% and 5% probability level) due to soil cadmium levels on dry weights and N, P, K and Cd concentrations of aerial parts and roots of berseem clover. The dry weights and N, P and K concentrations of aerial parts and roots of berseem clover decreased as the levels of soil Cd increased. The highest dry weights of aerial parts and roots, N, P and K concentrations were measured in treatment co-inoculated with Funneliformis mosseae and Rhizobium leguminosarum bv. Trifolii and without Cadmium. Also, the lowest dry weights of aerial parts and roots and macronutrient concentrations were observed in treatment 100 mg Cd/kg and without inoculation with microorganism. Soil contamination with Cd decreased the dry weight of aerial parts and roots by 66.49 and 71.11%, respectively. the highest Cd concentrations in aerial parts and roots were measured 11.25 and 17.80 mg/kg in treatment 100 mg Cd/kg and without inoculation with microorganism and the lowest Cd concentrations in aerial parts and roots were 0.0012 and 0.0046 mg/kg in treatment co-inoculated with Funneliformis mosseae and Rhizobium leguminosarum bv. Trifolii and without Cadmium. The results of the mean comparison of data showed that the Cd concentration in the roots was higher than the aerial parts, and in treatment 100 mg Cd/kg without inoculation with microorganism, Cd concentration of roots was 36.8% higher than the Cd concentration in aerial parts.
Conclusion:
Based on the results obtained from this study with the increase in Cd levels of soil, the dry weights and N, P and K concentrations of aerial parts and roots of berseem clover decreased. Soil inoculation with mixture of fungi and bacteria reduced the effect of Cd stress on the growth of clover. Also, the separate inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi also reduced the concentration of Cd in the aerial parts and roots. According to the results of this study, in contaminated soils can be used co-inoculated with Funneliformis mosseae and Rhizobium leguminosarum bv. Trifolii to reduce the Cd concentration and increase the yield of plants.
