توانایی باکتری‌های‌حل‌کننده پتاسیم در افزایش رشد گندم و جذب پتاسیم در زیستگاه درون شیشه‌ای

آب و خاک

مقاله 5، دوره 31، شماره 4 - شماره پیاپی 54، مهر 1396، صفحه 120-1134   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i4.57235

نویسندگان

نعیمه عنایتی ضمیر^* ؛ احمد لندی

گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

هوادیدگی کانی‌های خاک، خاستگاه بسیاری از عناصر غذایی ضروری رشد گیاه مانند پتاسیم هستند. کانی‌ های میکایی خاستگاه اصلی برآورد پتاسیم در خاک های کشورمان هستند. این پژوهش با هدف جداسازی باکتری‌های حل کننده پتاسیم از ریزوسفر گندم و بررسی توانایی این باکتریها در بهره گیری از پتاسیم ساختاری کانی‌های مسکوویت و ورمی‌کولیت انجام شد. این پژوهش در زیستگاه درون شیشه‌ای با آرایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 3 تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش سه سطح باکتری (شاهد بدون مایه زنی، و مایه زنی با باکتری1 و 2) و چهار گونه تیمار کانی پتاسیم (مسکویت، ورمیکولیت، مسکویت+K2HPO4 ، ورمیکولیت + K2HPO4) بود. در پایان دوره کشت، بخش هوایی گیاه برداشت و به روش خاکستر خشک پتاسیم آن به کمک فروغ سنج اندازه گیری شد. همچنین صفات وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، بلندی گیاه و درازی ریشه اندازه-گیری شد. این بررسی نشان داد که پیامد مایه زنی دو باکتری برهمه ویژگی‌های اندازه‌گیری شده در سطح یک درصد معنی‌دار است. همه ویژگی های یاد شده در بودن Bacillus subtilis و کانی ورمی‌کولیت بالاترین اندازه‌ها را داشتند. اندازه پتاسیم جذب شده در گیاه به گونه معنی‌داری وابسته به بستر کشت گیاه بود. اندازه پتاسیم جذب شده در گیاه، در سطح یک درصد به گونه معنی‌داری وابسته به باکتری حل‌کننده پتاسیم بود. بیش‌ترین غلظت پتاسیم اندام هوایی (062/0 درصد) در تیمار بستر ورمی‌کولیت به همراه پتاسیم محلول در بودن Bacillus subtilis بود. بیشترین اندازه جذب پتاسیم در اندام هوایی گیاه ( 049/0میلی‌گرم در گلدان) نیز در بستر ورمی‌کولیت به همراه پتاسیم محلول در بودن Bacillus subtilis و پس از آن در اندام هوایی گیاه (036/0 میلی‌گرم در گلدان) کشت شده در بستر مسکویت به همراه پتاسیم محلول در بودن Bacillus subtilis با اختلاف معنی‌دار در سطح 5 درصد اندازه‌گیری شد.

کلیدواژه‌ها

بلندی گیاه؛ پتاسیم نامحلول؛ مسکویت؛ ورمی‌کولیت؛ وزن خشک

مراجع

1. Ahmad S., and Haddad R. 2011. Study of silicon effects on antioxidant enzyme activities and osmotic adjustment of wheat under drought stress. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 47 (1): 17–27.

2. Aleksandrov V.G., Blagodyr R.N., and Iiiev I.P. 1967. Liberation of phosphoric acid from apatite by silicate bacteria. Mikrobiolohichnyi Zhurnal (Kiev), 29: 111-114.

3. Bacilio M., Rodrguez H., Moreno M., Hernandez J.P., and Bashan Y. 2004. Mitigation of salt stress in wheat seedlings by a gfp-tagged Azospirillum lipoferum. Biology and Fertility of Soils, 40: 188-193.

4. Badr M.A. 2006. Efficiency of K-feldspar combined with organic materials and silicate dissolving bacteria on tomato yield. Journal of Applied Sciences Research, 2: 1191-1198.

5. Banchio E., Bogino P.C., Zygadlo J., and Giordano W. 2008. Plant growth promoting rhizobacteria improve growth and essential oil yield in Organum majorana L. Biochemical Systematics and Ecology, 36: 766-771.

6. Bordoloi N.K., and konwar B.K. 2008. Microbial surfactant enhanced mineral oil recovery under laboratory conditions. Colloids Surf. B: Biointerfaces, 63: 73-82.

7. Cappiccinio J. 1992. Microbiology: A laboratory manual. The Benjamin Cummings publishinig company, INC.39. Bridge parkway Redwood city, California.

8. Chakraborty U., Chakraborty B., and Basnet M. 2006. Plant growth promotion and induction of resistance in Camellia sinensis by Bacillus megaterium. Journal of Basic Microbiology, 46: 186 – 195.

9. Chithrashree A.C., Udayashankar S., Chandra Nayaka M.S., and Reddy C.S. 2011. Plant growth-promoting rhizobacteria mediate induced systemic resistance in rice against bacterial leaf blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Biological Control, 59: 114–122.

10. Girgis M. G. Z., Khalil H.M.A., and Sharaf M.S. 2008. In Vitro evaluation of rock phosphate and potassium solubilizing potential of some Bacillus strains. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2 (1):68-81.

11. Glick B.R. 2004. Bacterial ACC deaminase and the alleviation of plant stress. Advances in Applied Microbiology, 56:291–312.

12. Goldstein A.H. 1994. Involvement of the quino protein glucose dehydrogenase in the solubilization of exogeneous mineral phosphates by gram negative bacteria. Pp. 197-203. In: Torriani-Gorini. A, Yagil E and Silver S, (eds.) Phosphate in Micro-Organisms: Cellular and Molecular Biology. Washington DC, ASM Press.

13. Hu X.F., Che, J., and Guo J.F. 2006. Two phosphate and potassium solubilizing bacteria isolated from Tiannumountain, Zhejiang, China. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 22: 983-990.

14. Huang P.M., and Song S. 1988. Dynamics of potassium release from potassiumbearing minerals as influenced by oxalic and citric acids. Soil Science Society of American Journal, 52: 383-390.

15. Khayamim F., Khademi H., and Sabzalian R. 2011. Effect of Neotyphodium endophyte-tall fescue symbiosis on mineralogical changes in clay-sized phlogopite and muscovite. Plant and Soil, 341: 473-484.

16. Khyamim F., Khademi H., Khoushgoftarmanesh A.H., and Ayoubi Sh. 2010. Ability of barley (Hordeum vulgare L.) to take up potassium from di-and tri-octahedral micas. Journal of Water and Soil, 23: 4. 170-178. (in Persian with English abstract)

17. Lifshitz R., Kloepper J.W., Kozlowski M., Simonson C., Carlson J., Tipping E.M., and Zaleska I. 1987. Growth promoting of canola (rapeseed) seedlings by a strain of pseudomona putida under gnotobiotic conditions. Canadian Journal of Microbiology, 33: 390-395.

18. Liu D., Lian B., and Dong H. 2012. Isolation of Paenibacillus sp. and assessment of its potential for enhancing mineral weathering. Geomicrobiology Journal, 29:413–421.

19. Liu W., Xu X., Yang Q., and Chrisite P. 2006. Decomposition of silicate minerals by Bacillus mucilaginosus in liquid culture. Environmental Geochemistry and Health, 28:133–140.

20. Naher U.A., Othman R., Shamsuddin Z.H.J., Saud H.M., and Ismail R. 2009. Growth Enhancement and Root Colonization of Rice Seedlings by Rhizobium and Corynebacterium spp. Internatianal Journal of Agriculture and Biology, 11(5): 1814–9596.

21. Patten C.L., and Glick B.R. 2002. Role of Pseudomonas putida indole acetic acid in development of host plant root system. Applied Environmental Microbiology, 3795-3801.

22. Pettigrew W.T. 2008. Potassium influences on yield and quality production for maize, wheat, soybean and cotton. Physiologia Plantarum, 133: 670–681.

23. Prajapati K., Sharma M.C., and Modi H.A. 2013. Growth promoting effect of potassium solubilizing microorganisms on okra (Abelmoschus esculentus). International Journal of Agricultural Sciences and Research, 3(1): 181-188.

24. Rai M. K. 2006. Hand book of microbial biofertilizers. Food products press, an imprint of the Haworth press, Inc, PP: 137-182.

25. Rogers J.R., and Bennett P.C. 2004. Mineral stimulation of subsurface microorganisms: release of limiting nutrients from silicates. Chemical Geology, 203: 91-108.

26. Sarikhani M.R. 2015. Increasing potassium (K) release from K-containing minerals in the presence of insoluble phosphate by bacteria. Biological Journal of Microorganism, 4(16): 87-96.

27. Sheng X.F., Zhao F., He L.Y., Qiu G., and Chen L. 2008. Isolation and characterization of silicate mineral solubilizing Bacillus globisporus Q12 from the surfaces of weathered feldspar. Canadian Journal of Microbiology, 54: 1064-1068.

28. Sheng X.F., and He L.Y. 2006. Solubilization of potassium bearing minerals by a wild type strain of Bacillus edaphicus and its mutants and increased potassium uptake by wheat. Canadian Journal of Microbiology, 52(1): 66-72.

29. Sheng X.F. 2005. Growth promotion and increased potassium uptake of cotton and rape by a potassium releasing strain of Bacillus edaphicus. Soil Biology and Soil Biochemistry, 37: 1918-1922.

30. Sheng X.F., He L.Y., and Huang W.Y. 2002. The conditions of releasing potassium by a silicate dissolving bacterial strain NBT. Agricultural Sciences in China, 1: 662-666.

31. Shilev S., Sancho D.E., and Benlloch-Gonzalez M. 2010. Rhizospheric bacteria alleviate salt-produced stress in sunflower. Journal of Environmental Management, 1-5.

32. Sparks D.L. 1987. Potassium dynamics in soils. Advances in Soil Science, 6: 1- 63.

33. Sparks D.L., and Huang P.M. 1985. Physical chemistry of soil potassium. pp: 201–276. In: Munson R. D (Ed.), Potassium in Agriculture. Amatuer Softball Association (ASA),

34. Sugumaran P., and Janarthanam B. 2007. Solubilization of potassium containing minerals by bacteria and their effect on plant growth. World Journal of Agricultural Science, 3: 350-355.

35. Tilak K.V.B.R., Ranganayaki N., Pal K. K., De, R., Saxena A.K., Nautiyal C.S., Mittal S., Tripathi A.K., and Johri B.N. 2005. Diversity of plant growth and soil health supporting bacteria. Current science, 89(1): 136-150.

36. Tolay I., Erenoglu B., and Cakmak I. 2001. Phytosiderophore release in Aegilopsis and Triticum species under zinc and iron deficiencies. Journal of Experimental Botany, 52:1093-1099.

37. Vessey F. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Biomedical and Life Sciences. Plant and Soil, 255(2): 571-586.

38. Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A., and Lane D.J. 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology, 173 (2):697-703.

39. Yu X., Ai C., Xin L., and Zhou G. 2011. The siderophore-producing bacterium, Bacillus subtilis CAS15, has a biocontrol effect on Fusarium wilt and promotes the growth of pepper. European Journal of Soil Biology, 47:138-145.