جداسازی باکتری‌های حل‌کننده کانی‌های سیلیکاتی از ریزوسفر توتون (Nicotiana tabacum L.) و بررسی کارایی آن‌ها در فراهمی پتاسیم خاک

آب و خاک

مقاله 9، دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 65، شهریور 1398، صفحه 489-500   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.78382

نویسندگان

رحمت اله رنجبر^{* 1}؛ ابراهیم سپهر¹؛ عباس صمدی²؛ میرحسن رسولی صدقیانی¹؛ محسن برین¹؛ بهنام دولتی¹

¹دانشگاه ارومیه

²ارومیه

چکیده

برخی از ریزجانداران خاک توانایی انحلال کانی‌های حاوی پتاسیم و آزادسازی پتاسیم آن را دارند. این مطالعه به منظور جداسازی باکتری‌های حل‌کننده کانی‌های پتاسیم‌دار (KSBs) از خاک ریزوسفر توتون و بررسی تأثیر آنها بر آزادسازی پتاسیم از خاک‌ انجام شد. نمونه‌‌های خاک از ریزوسفر توتون رقم بارلی21 در مرحله گلدهی بوته برداشت شد. با استفاده از محیط‌کشت جامد الکساندروف، 9 جدایه‌ KSB جداسازی و خالص‌سازی شدند. سپس ارزیابی‌های کیفی (شاخص حلالیت) و کمی (آزادسازی پتاسیم از کانی‌های پتاسیم‌دار) به ترتیب در محیط‌کشت جامد و مایع الکساندروف و بررسی تأثیر جدایه‌های KSBs بر مقدار پتاسیم قابل استفاده خاک در قالب 3 طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار صورت گرفت. بیشترین شاخص حلالیت در اثر فعالیت جدایه‌های باکتری KSB22، KSB42 و KSB10 در محیط‌کشت جامد الکساندروف به ترتیب 8/2، 7/2 و 5/2 به دست آمد و بیشترین میزان پتاسیم محیط‌کشت مایع الکساندروف با مقدار 40/9 میلی‌گرم بر لیتر مربوط به تلقیح جدایه‌های باکتری KSB42 و KSB10 بود که میزان آن نسبت به شاهد (محیط‌کشت بدون تلقیح)، سه برابر افزایش یافت. جدایه‌های KSB42 و KSB10 در آزادسازی پتاسیم از کانی‌های پتاسیم‌دار و خاک کاراتر بودند به طوری که میزان پتاسیم قابل استفاده خاک در تلقیح با این جدایه‌ها در مقایسه با شاهد، حدود 29 درصد افزایش یافت. این تحقیق نشان داد که از برخی باکتری‌های ریزوسفر توتون می‌توان در متحرک نمودن منابع نامحلول پتاسیم خاک استفاده کرده و بخشی از نیاز گیاه توتون را که یک گیاه پرنیاز نسبت به پتاسیم است، تأمین نمود.

کلیدواژه‌ها

شاخص حلالیت؛ کانی پتاسیم‌دار؛ محیط کشت

مراجع

1- Adesemoye A.O., Torbert H.A., and Kloepper J.W. 2008. Enhanced plant nutrient use efficiency with PGPR and AMF in an integrated nutrient management system. Canadian Journal of Microbiology 54(10): 876-86.

2- Ashrafi Saeidloo S., and Rasouli Sadaghiani M.H. 2017. The role of silicate-solubilizing microorganisms on potassium release kinetics from K-bearing minerals. Iranian Journal of Soil and Water Research 48(3): 639-649. (In Persian)

3- Bagyalakshmi B., Ponmurugan P., and Marimuthu S. 2012. Influence of potassium solubilizing bacteria on crop productivity and quality of tobacco (Camellia sinensis). African Journal of Agricultural Research 7(30): 4250-4259.

4- Bhattacharyya P.N., Dutta P., Mausomi Madhab P., Phukan I.K., Sarmah S.R., and Pathak S.K. 2016. Isolation of potash mobilizing microorganisms in tobacco soil and evaluation of their efficiency in potash nutrition in tobacco: a novel approach. Two and a Bud 63(1): 8-12.

5- Bozhinova R. 2012. Effect of long-term potassium fertilization on the chemical composition of oriental tobacco. Journal of Central European Agriculture 13(3): 510-518.

6- Deaker R., Kecskes M.L., Rose M.T., Amprayn K., Ganisan K., Tran T.K.C., Vu T.N., Phan T.C, Hien N.T., and Kennedy I.R. 2011. Practical methods for the quality control of inoculant bio-fertilizers. ACIAR Monograph Series No.147, Australian Center for International Agricultural Research: Canberra.

7- Ebrahimi Karim-Abad R., Rasouli-Sadaghiani M.H., and Barin M. 2016. Isolation of phosphate-solubilizing microorganisms from wheat rhizosphere and evaluation of their solubilizing potential in presence of two insoluble phosphate sources. Soil Applied Research 3(2): 29-41. (In Persian with English abstract)

8- Friedrich S., Platonova N.P., Karavaiko G.I., Stichel E., and Glombitza F. 2004. Chemical and microbiological solubilization of silicates. Acta Biotechnology 1: 187–196.

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

10- Kasana R.C., Panwar N.R., Burman U, Pandey C.B., and Kumar P. 2017. Isolation and identification of two potassium solubilizing fungi from arid soil. International Journal of Current Microbiological and Applied Science 6(3): 1752-1762.

11- Khoshrou B., Sarikhani M.R., and Aliasgharzad N. 2013. Molecular and biochemical identification of the bacterial isolates used in common biofertilizers in Iran. Water and Soil Science 25 (4/2): 13-26.

12- 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.

13- Liu W., Xu X., Wu X., Yang Q., Luo Y., and Christie P. 2006. Decomposition of silicate minerals by Bacillus mucilaginosus in liquid culture. Environmental Geochemistry and Health 28: 133–140.

14- Malinovskaya I.M., Kosenko L.V., Votselko S.K., and Podgorskii V.S. 1990. Role of Bacillus mucilaginosus polysaccharide in degradation of silicate minerals. Microbiology 59: 49–55.

15- McLean E.O., and Watson M.E. 1985. Soil measurement of plant- available potassium. P. 277-308. In R.D. Munson (ed.) Potassium in agriculture. ASA, CSSA and SSSA, Madison, WI.

16- Nihala J.P.P. 2017. Solubilization of Insoluble Potassium by Different Microbial Isolates in vitro Condition. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences 6: 3600-3607.

17- Parmar P., and Sindhu S.S. 2013. Potassium solubilization by rhizosphere bacteria: Influence of nutritional and environmental conditions. Journal of Microbiological Research 3(1): 25-31.

18- Ponmurugan P., and Gopi C. 2006. In vitro production of growth regulators and phosphate activity by phosphate solubilizing bacteria. African Journal of Biotechnology 5: 348-350.

19- Rasouli Sadaghiani M, Sadeghi S, Barin M, Sepehr E, and Dovlati B. 2017. The effect of silicate solubilizing bacteria on potassium release from mica minerals and its uptake by corn plants. Journal of Water and Soil Science 20(78): 89-102. (In Persian with English abstract)

20- Richmond M.D., Pearce R.C., and Bailey W.A. 2016. Dark fire- cured tobacco response to potassium and application method. Tobacco Science 53: 12-15.

21- Sadeghi Azad S., Rasouli-Sadaghiani M.H., Barin B., Sepehr M., Dovlti D., and Vahedi R. 2018. Influence of K- Solubilizing Fungi on Potassium Release from Silicate Minerals and some Growth Indices of Corn (Zea mays L.). Applied Soil Research 6(3): 96-108. (In Persian with English abstract)

22- Sarikhani M.R., Madani O., and Oustan Sh. 2017. Study on potassium release from mica minerals and its alteration as influenced by microbial inoculation. Journal of Water and Soil 30(3): 900-914. (In Persian with English abstract)

23- Sarikhani M.R., Khoshru B, and Oustan Sh. 2016. Efficiency of some bacterial strains in potassium release from mica and phosphate solubilization under in vitro conditions. Geomicrobiology Journal 33 (9): 832-838.

24- Schaad N.W., Jones J.B., Chun W. 2001. Laboratory guide for identification for plant pathogenic bacteria. 3nd ed. The American Phytopathological society, Minnesota USA.

25- Sessitsch A., Kuffner M., Kidd P., Vangronsveld J., Wenzel W.W., Fallmann K., and Puschenreiter M. 2013. The role of plant-associated bacteria in the mobilization and phyto-extraction of trace elements in contaminated soils. Soil Biology and Biochemistry 60: 182-194.

26- Sheng X.F., and Huang W.E. 2002. Mechanism of potassium relase from feldspar affected by the strain NBT of silicate bacterium. Acta Pedologica Sinica 39 (6): 863-871.

27- Singh G., Biswas D.R., and Marwaha T.S. 2010. Mobilization of potassium from waste mica by plant growth promoting rhizobacteria and its assimilation by maize (Zea mays) and wheat (Triticum aestivum L.): a hydroponics study under phytotron growth chamber. Journal of Plant Nutrition 33(8): 1236-1251.

28- Subhashini D.V. 2013. Effect of bio-inoculation of AM fungi and PGPR on the growth, yield and quality of FCV tobacco (Nicotiana tabacum) in vertisols. Indian Journal of Agricultural Science 83(6): 667-672.

29- Subhashini D.V. 2014. Growth promotion and increased potassium uptake of tobacco by potassium-mobilizing bacterium frateuria aurantia grown at different potassium levels in vertisols. Communication in Soil Science and Plant Analysis 46(2): 210-220.

30- Subhashini D.V., Anuradha M., Reddy D., and Vasanthi J. 2016. Development of bioconsortia for optimizing nutrient supplementation through microbes for sustainable tobacco production, International Journal of Plant Production 10 (4): 479-490.

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

32- Vann M.C., Fisher L.R., Jordan D.L., Hardy D.H., Smith W.D., and Stewart A.M. 2012. The effect of potassium rate on the yield and quality of flue-cured tobacco (Nicotiana tabacum L). Tobacco Science 49: 14–20.

33- Velazquez E., Silva R.L., Ramirez-Bahena M.H., and Piex A. 2016. Diversity of potassium solubilizing microorganisms and their interactions with plants. P. 99-110. In V.S. Meena, B.R. Maurya, J.P. Verma, R.S. Meena (eds) Potassium solubilizing microorganisms for sustainable agriculture. Springer, New Delhi.

34- Zhang C., and Kong F. 2014. Isolation and identification of potassium-solubilizing bacteria from tobacco rhizospheric soil and their effect on tobacco plants. Applied Soil Ecology 82: 18-25.