تاثير كودهاي زيستي بر عملكرد و غلظت عناصر كم‌‌مصرف اندام‌هاي گياه گوجه‌‌فرنگي تحت تنش كادميوم

Effects of biological fertilizers on yield and concentrations of micronutrients in organs of tomato under cadmium stress

سابقه و هدف: آلودگي خاك به عناصر سنگين نظير كادميوم، روي و سرب به‌دليل تاثير سويي كه اين عناصر بر سلامت انسان‌ها و موجودات زنده دارند، در چند دهه اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. به همين دليل تلاش شده است كه از ورود اين عناصر به چرخه طبيعت تا حد امكان جلوگيري شود. از اين‌رو روش‌هاي كاهش قابليت جذب فلزات سنگين توسط گياه به‌وسيله پژوهشگران مختلف مورد بررسي قرار گرفته است و از روش‌هاي فيزيك و شيميايي مختلفي براي اين امر استفاده شده است كه اغلب آن‌ها علاوه بر داشتن هزينه زياد، سبب تخريب ساختار فيزيكي و شيميايي و فعاليت‌هاي حياتي خاك شده‌اند. بنابراين بهتر است تا حد امكان از روش‌هاي بيولوژيكي و سازگار با محيط ‌زيست براي كاهش تنش فلزات سنگين بر گياهان استفاده شود. مواد و روش‌ها: يك آزمايش با هدف بررسي اثرات كودهاي زيستي بر عملكرد، اجزاي عملكرد و غلظت عناصر كم‌مصرف گياه گوجه‌فرنگي تحت تنش كادميوم به اجرا درآمد. اين آزمايش به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار انجام گرديد. فاكتور تلقيح با كودهاي زيستي شامل :M1 باكتري ازتوباكتركروكوكوم + قارچ ميكوريز + باكتري جنسآزوسپريلوم، M2: باكتري جنس باسيلوس + باكتري جنسسودوموناس + باكتري ازتوباكتر كروكوكوم + قارچ ميكوريز، M3: باكتري ازتوباكتركروكوكوم + قارچ ميكوريز + باكتري جنس سودوموناس و M0 تيمار بدون تلقيح كود زيستي بود. فاكتور سطوح آلودگي خاك به كادميوم نيز شامل صفر، 5، 10، 20، 40 و 80 ميلي‌گرم كادميوم در كيلوگرم خاك بود. يافته‌ها: نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه تلقيح خاك با كودهاي زيستي عملكرد، اجزاي عملكرد و غلظت عناصر كم‌مصرف گياه را به‌طور معني‌داري افزايش داد. بيش‌ترين ميزان عملكرد از تيمار كود زيستي M1 به‌دست آمد به‌طوري‌كه با بقيه تيمارها تفاوت معني‌دار داشت. در مقابل ميزان عملكرد به‌دست آمده از تيمار كود زيستي M3 در حدي بود كه با تيمار شاهد تفاوت معني‌دار نداشت. با افزايش سطوح آلودگي خاك به كادميوم غلظت عناصر كم‌مصرف، عملكرد و اجزاي عملكرد گياه به‌طور معني‌داري كاهش يافت. سطح 80 ميلي‌گرم كادميوم در كيلوگرم خاك، عملكرد گوجه‌فرنگي را نسبت به تيمار شاهد (بدون كادميوم) به‌ميزان 67 درصد كاهش داد. نتيجه‌گيري: نتايج اين پژوهش نشان داد كه تلقيح خاك با كودهاي زيستي مي‌تواند اثر سو كادميوم خاك را بر رشد گياه گوجه‌فرنگي كاهش دهد. با توجه به عملكرد بيش‌تر تيمار M1 نسبت به ساير تيمارها، اين تيمار براي كاهش اثر سو كادميوم در خاك‌هاي آلوده پيشنهاد مي‌شود.

Background and Objectives: Soil pollution by heavy elements such as cadmium, zinc and lead, because of adverse effects of the elements on human health and living organisms, have been a matter of concern in recent decades. Lots of effort has been made to block the entrance of these elements into natural and biological cycles. For this purpose, different methods for decreasing the availability of the elements have been assessed and chemical and physical approaches have been used. But the methods are expensive and sometimes destroy the physical and chemical properties of soils. Thus, it is better to use biological methods to decrease the availability of heavy metals in soils since these methods are inexpensive and environmentally friendly. Materials and Methods: An experiment was aimed to assess the effects of biological fertilizers on yield and yield components of tomato under cadmium stress. This experiment was factorial and had a completely randomized design and three replications. Three combinations of biological fertilizers including M1: Azotobacter bacteria + Mycorrhizal fungi +Azosperillium bacteria, M2: Mycorrhizal fungi + Bacillus bacteria + Pseudomonas bacteria + Azotobacter bacteria, M3: Pseudomonas bacteria + Azotobacter bacteria + Mycorrhizal fungi and M0: treatment without biological fertilizers (control) was used. The levels of soil cadmium were 0, 5, 10, 20, 40 and 80 mg Cd/kg soil. Results: The results of this study showed that application of biological fertilizers increased yield and growth indices of tomato and caused the concentrations of micronutrients to increase in aerial part and the root of this plant. The highest yield was obtained from the M1 treatment, so that it was significantly different from the other treatments. By contrast the M3 treatment was not significantly different from the control. The yield and growth indices of tomato plant decreased as the levels of soil cadmium increased. The cadmium level of 80 mg Cd/kg soil decreased tomato yield by 67% compared with control. Conclusion: The results of this research showed that inoculation of soils with biological fertilizers decreased the adverse effects of cadmium on tomato plants and due to higher yield and performance of the M1 treatment, this treatment is recommended for decreasing the adverse effects of cadmium in polluted soils.