تاثير كاربرد توام باكتري هاي سينوريزوبيوم و فسفر بررشد، تثبيت نيتروژن و جذب برخي عناصر غذايي در شنبليله (Trigonella foenum- graecum L.)

Effect of combined application of Sinorhizobium and phosphorus on growth, nitrogen fixation and some nutrients uptake in Fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.)

سابقه و هدف: نيتروژن يكي از مهمترين عناصر غذايي درگياه بوده كه كمبود آن در خاك از عوامل اصلي محدودكننده رشد گياه مي باشد. نيتروژن ملكولي حدود 80 درصد از گازهاي اتمسفر را تشكيل مي دهد ليكن بصورت مستقيم براي گياهان قابل جذب نمي باشد. تثبيت بيولوژيك نيتروژن از طريق همزيستي با گياهان لگومينوز يكي از مهمترين راه هاي ورود نيتروژن معدني به خاك است. همچنين تلقيح گياهان لگوم با باكتري هاي ريزوبيومي فرآيندي مهم در افزايش ظرفيت تثبيت بيولوژيك نيتروژن به شمار مي رود. علاوه بر اين فسفر نيز يكي از عناصر ضروري براي تبديل بيولوژيك نيتروژن اتمسفري به آمونيوم دز فرايند تثبيت بيولوژيك نيتروژن مي باشد. بنابر اين در اين پژوهش تاثير كاربرد توام باكتري هاي سينوريزوبيوم و فسفر بر رشد، تثبيت نيتروژن و جذب عناصر غذايي شنبليله مورد ارزيابي قرار گرفت. مواد و روش ها: به منظور بررسي تاثير كاربرد توام باكتري هاي سينوريزوبيوم و سطوح فسفر بر رشد، مقدار نيتروژن و جذب ساير عناصر غذايي شنبليله، تعداد 5 جدايه سينوريزوبيوم جدا شده از گره هاي ريشه شنبليله كه از كارايي همزيستي بالايي برخوردار بودند؛ از بانك باكتري گروه علوم خاك، دانشگاه ولي عصر رفسنجان انتخاب و در يك آزمون گلخانه اي مورد استفاده قرار گرفتند. آزمون گلخانه اي به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در 3 تكرار با دو فاكتور شامل 1) باكتري با 5 سطح (چهار جدايه سينوريزوبيوم (SR4، SR5، SR12 و SR16) و شاهد بدون باكتري)، 2) فسفر با 4 سطح (صفر، 20، 40 و 60 ميلي گرم فسفر در كيلوگرم خاك از منبع منوكلسيم فسفات (مرك)) در سال 1393 در دانشكده كشاورزي دانشگاه ولي عصر رفسنجان انجام شد. يافته ها: نتايج نشان داد كه كاربرد هم زمان جدايه هاي سينوريزوبيوم و سطوح فسفر باعث افزايش معنادار تعداد گره و وزن خشك شاخساره شد. همچنين كاربرد تواٌم جدايه هاي سينوريزوبيوم و سطوح فسفر باعث افزايش معنادار مقدار نيتروژن، فسفر، آهن و منگنز در شاخساره شنبليله گرديد. كاربرد توام اين جدايه ها و سطوح فسفر اثر معني داري (در سطح 5 درصد) بر وزن خشك ريشه و جذب عناصر روي و مس شاخساره نداشت؛ ليكن وزن خشك ريشه و مقدار روي و مس شاخساره در نتيجه تلقيح شنبليله با جدايه هاي سينوريزوبيوم و نيز كاربرد سطوح مختلف فسفر هر يك به تنهايي به طور معناداري افزايش يافت. نتيجه گيري: اين پژوهش نشان داد كه كاربرد توام جدايه SR4 و 60 ميلي گرم فسفر بر كيلوگرم خاك كارامدترين تيمار در افزايش رشد و مقادير نيتروژن و ساير عناصر غدايي در شنبليله بود. اين تيمار وزن خشك شاخسار را از 25/0 گرم بر گلدان در تيمار شاهد به 25/2، تعداد گره را از 70 عدد بر گلدان در تيمار شاهد به 570 و همچنين جذب نيتروژن و فسفر را به ترتيب از 95/6 و 28/0 ميلي-گرم بر گلدان در تيمار شاهد به 100 و 54/3 و جذب آهن و منگنز را از 02/0 و 03/0 ميكروگرم بر گلدان در تيمار شاهد به 19/0 و 28/0 افزايش داد.

Background and Objectives: Nitrogen is one of the most important nutrients in plants which its shortage in soil is the main factor limiting plant growth. Molecular nitrogen comprises about 80% of the atmospheric gases whereas it is not directly absorbable in plants. Biological nitrogen fixation (BNF) through symbiosis with leguminous plants is one of the most important ways of entrance of inorganic nitrogen into soils. Inoculation of legumes with rhizobia is also an important process to maximize biological N2 fixation capacity in these crops. Moreover, phosphorus is an essential element to convert atmospheric N (N2) into ammonium (NH4) in nitrogen fixation process. Hence in this study, the effects of simultaneous application of Sinorhizobium and phosphorus on the growth, nitrogen fixation and nutrients uptake of Fenugreek were evaluated. Material and Methods: To evaluate the effect of combined application of Sinorhizobium and phosphorus levels on growth, nitrogen content and other nutrients uptake of Fenugreek, five isolates of Sinorhizobium were selected from bacterial bank of soil science department, University of Rafsanjan and used in a greenhouse experiment. These bacteria were isolated from Fenugreek root nodules and had the highest symbiotic effectiveness. The greenhouse experiment was conducted in factorial based on completely randomized design with three replications including two factors i) five levels of bacteria (inoculation with four Sinorhizobium isolates (SR4, SR5, SR12, SR16) and non-inoculated as control) ii) four levels of phosphorous (0, 20, 40 and 60 mg kg-1 soil). Results: Results showed that simultaneous application of Sinorhizobium and phosphorus levels significantly increased the number of nodule and shoot dry weight. Also combined application of Sinorhizobium and phosphorus levels significantly enhanced amounts of nitrogen, phosphorus, iron and magnesium in shoot of Fenugreek. Interaction of the isolates and phosphorus levels didn’t have any significant effect (P<0.05) on root dry weight and uptake of zinc and copper, while root dry weight and amounts of zinc and copper in the Fenugreek were significantly increased by application of Sinorhizobium isolates and phosphorus levels each one alone. Conclusion: This study revealed that simultaneous application of isolate SR4 and 60 mg phosphorus per kg soil was the most efficient treatment in improving growth nitrogen content and other nutrients uptake of Fenugreek. In comparison with control, this treatment enhanced shoot dry weight from 0.25 to 2.25 g pot-1, nodule number from 70 to 570, nitrogen and phosphorus contents from 6.95 and 0.28 to 100 and 2.54 mg pot-1 and also iron and manganese uptake from 0.02 and 0.03 to 0.19 and 0.28 μg pot-1 respectively.