تاثير ريزجانداران مفيد خاكزي بر رشد و جذب كادميوم توسط ذرت

Role of Beneficial Soil Microbes on Growth and Cd Uptake by Corn

استفاده از روابط هم‌افزايي بين باكتري هاي محرك رشد گياه (PGPR) و قارچ هاي ميكوريز آربوسكولار (AMF) براي رشد گياه در خاك هاي آلوده به فلزات سنگين و پالايش آنها به‌عنوان يك راهكار مديريتي پايدار و اقتصادي معرفي شده است. براي اين منظور يك آزمايش گلخانه اي با استفاده از گياه ذرت به صورت فاكتوريل با دو فاكتور تيمار آلودگي كادميوم (صفر، 10، 20 و 30 ميلي گرم در كيلوگرم خاك) و تيمار تلقيح ميكروبي شامل بدون تلقيح (C)، تلقيح باكتري-هاي سودوموناس گروه فلورسنت (B)، تلقيح ميكوريز گلوموس ورسيفورم (F) و تلقيح توام باكتري ها و ميكوريز (BF) در 3 تكرار اجرا شد. پس از گذشت 14 هفته وزن خشك اندام هاي هوايي، ريشه‌ها، غلظت و مقدار كادميوم در آنها اندازه گيري شدند. با افزايش سطوح كادميوم وزن خشك اندام هوايي نسبت به شاهد كاهش نشان داد، با اينحال غلظت و مقدار كادميوم جذب‌ شده در اندام هاي هوايي در مقايسه با شرايط بدون مصرف كادميوم به‌ترتيب 8/1 و 4/1 برابر افزايش نشان داد. مقدار كادميوم جذب‌ شده كل از 250 ميكرو‌گرم در تيمار بدون كادميوم به 966 ميكرو‌گرم در گلدان در سطح 30 ميلي گرم در كيلوگرم كادميوم رسيد. وزن خشك كل گياه با تلقيح ريزجانداران خاك در مقايسه با شرايط بدون تلقيح به طور معني‌داري افزايش يافت و بيشترين وزن خشك (5/27 گرم در گلدان) در تيمار باكتري هاي PGPR به دست آمد و 4/3 برابر بيشتر از شرايط بدون تلقيح (1/8 ‌گرم در گلدان) بود. تلقيح ريزجانداران محرك رشد بطور معني‌داري مقدار كل جذب كادميوم توسط ذرت را نسبت به شرايط بدون تلقيح تا 57/2 برابر افزايش داد. در ميان تيمارهاي ميكروبي باكتري هاي محرك رشد بيشترين تاثير را بر وزن خشك و مقدار كادميوم اندام هاي هوايي داشتند. با تلقيح ريزجانداران مفيد غلظت كادميوم در برگ ها كاهش يافت، اما با توجه به افزايش بيوماس گياه، منجر به تجمع بيشتر كادميوم در گياه ذرت شدند. با توجه به نتايج چنين استنباط مي‌شود كه تلقيح باكتريهاي محرك رشد و قارچ هاي ميكوريز به ترتيب سبب افزايش استخراج گياهي (Phytoextraction) و تثبيت گياهي (Phytostabilization) كادميوم توسط ذرت گرديد.

Using the synergistic relations between plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) is a sustainable and economically significant management method for growing plants in soils with heavy metal contamination. A greenhouse experiment was carried out using corn plant in a factorial design with four Cd levels of zero, 10, 20, and 30 mg kg-1 and four microbial inoculation including control (C), PGPR inoculation (B), AMF inoculation (F) and PGPR+AMF (BF). PGPRs inoculant was a mixture of fluorescent Pseudomonads and the AMF isolate belonging to Glomus versiforme. After 98 days, plants were harvested and shoots and roots were separately weighed and dried. Growth parameters and Cd concentration and content (accumulation) were determined in different parts of the plants. Analysis of variances showed that different Cd levels and microbial inoculations significantly affected the measured indices. High concentration of Cd decreased shoot dry weight, and increased Cd concentration as well as Cd content compared to non-contaminated treatments by 1.8 and 1.4 fold, respectively. Accumulated Cd in plants of Cd0 treatment was 250 ?g/pot and significantly increased in Cd30 treatment (966 ?g/pot). Microbial inoculation of corn led to an increase in plant biomass compared to the control plants in the contaminated condition. The highest plant biomass (27.5 g/pot) was achieved in PGPR inoculation which 3.4 times higher than that of the control plants (8.1 g/pot). Microbial inoculation increased significantly (2.57 fold) Cd uptake in comparison with control condition. Among microbial treatments, PGPR inoculation showed the highest effect on shoot dry weight and Cd accumulation. Microbial inoculation reduced the concentration of shoot Cd, however, due to higher plant biomass, Cd accumulation increased in the whole plant. It is concluded that PGPR and AMF inoculations resulted in increasing phytoextraction and phytostabilization of Cd, respectively