بررسی اثر کاربرد سوپرجاذب رطوبتی و تلقیح با قارچ میکوریزا بر جذب عناصر غذایی، کارآیی مصرف آب و عملکرد گیاه سیب‌زمینی (Solanum tuberosum) در شرایط کم‌آبیاری

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 9، دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 56، تیر 1402، صفحه 359-380   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/agry.2021.71426.1057

نویسندگان

خسرو پرویزی^{* 1}؛ علیرضا یزدانپناه²؛ بهروز مرادی عاشور³

¹دانشیار پژوهشی، بخش تحقیقات علوم زراعی-باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران

²استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران.

³مربی پژوهشی بخش تحقیقات علوم زراعی-باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران.

چکیده

به‌منظور بررسی اثر سوپرجاذب رطوبتی و تلقیح میکوریزایی بر میزان مصرف آب، جذب عناصر غذایی، عملکرد کمّی و کیفی سیب­زمینی (Solanum tuberosum) آزمایشی به‌صورت طرح استریپ- پلات ‌فاکتوریل (طرح نواری) با طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی طی سال‌های 98-1397 در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی همدان به اجرا درآمد. در این تحقیق، مقدار آب آبیاری در سه سطح ( 100 ، 75 و50 درصد نیاز آبی بر اساس تبخیر و تعرق) در کرت­های افقی و فاکتور استفاده از سوپر جاذب Trawat200A با دو سطح (0 و 80 کیلوگرم در هکتار) و میکوریزادر دو سطح (تلقیح و عدم تلقیح با میکوریزا گونه Glomus etunicatum) در کرت­های عمودی قرار گرفتند. در طول فصل رشد، درصد کلونیزاسیون ریشه، غلظت عناصر غذایی در اندام­های مختلف اندازه‌گیری شد. در مرحله برداشت عملکرد هر کرت توزین، ماده خشک غده اندازه­گیری و کارآیی مصرف آب تعیین گردید. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثرات اصلی میزان آبیاری، استفاده از میکوریزا و سوپرجاذب در عملکرد غده و درصد ماده خشک آن، میزان جذب عناصر غذایی در ساقه، برگ و در غده معنی­دار شد. در مقایسه اثر سال‌های آزمایش صرفاَ در کارآیی مصرف آب تفاوت معنی­دار (P≤0.05) مشاهده شد. مقایسه میانگین­ها نشان داد که با اعمال کم‌آبیاری (کاهش میزان آب آبیاری) عملکرد کل 96/8 تن در هکتار کاهش پیدا کرد، امّا این کاهش در شرایط تلقیح توأم با میکوریزا و با کاربرد پلیمر سوپر جاذب به‌طور معنی‌داری (فقط 92/4 تن در هکتار) کمتر بود. در شرایط کم‌آبیاری متوسط و شدید استفاده از میکوریزا و سوپر جاذب عملکرد کل را در مقایسه با عدم استفاده از آ‌ن‌ها به‌ترتیب حدود 5/9 و 15/10 درصد افزایش داد. همچنین میزان جذب عناصر غذایی (پرمصرف و کم مصرف) در غده و نیز در شاخ و برگ متناسب با کاهش میزان آب آبیاری کاهش پیدا کرد. میکوریزا و سوپرجاذب در افزایش قدرت جذب عناصر غذایی به‌ویژه در شرایط کم‌آبیاری مؤثرتر عمل کردند. در مجموع، تلقیح با میکوریزا و به‌کارگیری سوپرجاذب در سیب‌زمینی اثرات مثبت و مؤثری در جذب مواد غذایی و همچنین عملکرد کل در شرایط کم‌آبیاری و به‌ویژه با اعمال کم‌آبیاری شدید داشت.

کلیدواژه‌ها

رژیم‌های آبیاری؛ قارچ همزیست؛ محصول سیب‌زمینی؛ مواد جاذب رطوبت

مراجع

1. Allahdadi, M.A., Ghamsari, B. M., Akbari, G., & Zohoor Mehr, M.G. )2005(. Investigating the effect of various A200 hydrogel polymer and different levels of irrigation on growth and yield of corn. In 9^th Iranian Congress of Agricultural Sciences and Plant Breeding, Tehran University, Tehran, Iran, 26-27 September 2005, p. 113-163. (In Persian)
2. Al-Karaki, G.N., McMichael, B., & Zak, J. )2004(. Field response of wheat to arbuscular mycorrhizal fungi and drought stress. Mycorrhiza, 14, 263–269. org/10.1007/s00572-003-0265-2.
3. Amerian, M.R., & Stewart, W.S. (2001). Effect of 2 species of arbuscular mycorrhizal fungi on growth assimilation and leaf water relations in maize (Zea mays). Aspects of Applied Biology, 63, 1-6.
4. Auge´, R.M. (2001). Water relations, drought and vesicular-arbuscular mycorrhizal symbiosis. Mycorrhiza 11: 3-42.
5. Bagheri, A., Azizi, K., Heidari, S., & Hasanvandi, M.S. (2013). Regression modeling of growth indices of lentil affected by bio-fertilizer with superabsorbent polymer. International Journal of Farming and Apllied Sciences, 2(19): 712-719. (In Persian with English Summary)
6. Banedj Schafiee, S., & Rahbar, E. (2019). Efficiency of a hydrophilic polymer in agriculture and natural resources. Iranian Journal of Rangeland and Desert Research, 10(1): 111-129. (In Persian with English Summary). org/10.22092/ijrdr.2019.119699.
7. Bolandnazar, S., Aliasgarzad, N.., Neishabury, M.R., & Chaparzadeh, N. (2007). Mycorrhizal colonization improves onion (Allium cepa) yield and water use efficiency under water deficit condition. Scientia Horticulture, 114: 11–15.
8. Boomsma, C.R., & Vyn, T.J. (2008). Maize drought tolerance: Potential improvements through arbuscular mycorrhizal symbiosis. Field Crops Research, 108: 14–31. org/10.1016/j.scienta.2007.05.012.
9. Carlile, M.J., Watkinson, S.C., & Gooday, G.M. (2001). The fungi. Elsevier Academic Press, San Diego pp. 260.
10. Davies, J.R., Calderón, F.T., & Huainan, Z. (2005). Influence of arhuscular on growth, yield, and leaf elemental concentration of 'Yungay' potatoes. Hort Science, 40: 381-385. org/10.1080/01448765.2007.10823209.
11. Demir, S. (2004). Influence of arbuscular mycorrhiza on some physiological growth parameters of pepper. Turkish Journal of Biology, 28: 85-90. org/10.1007/s00572-010-0360-0.
12. Elizabeth, M., Duffy, A., & Cassells, C. (2000). The effect of inoculation of potato microplant with arbuscular mycorrhizal fungi on tuber yield and tuber size distribution. Applied Soil Ecology, 15: 137-144. org/10.1016/S0929-1393(00)00089-5.
13. Eissenstat, D.M., Graham, J.H, Syvertsen, J.P., & Drouillard, D.L. (1993). Carbon economy of sour orange in relation to mycorrhizal colonization and phosphorus status. Annual Botany, 71: 1-10. org/10.1006/anbo.1993.1001.
14. Elliott, A.P., Bird, G.W., & Safir, G.R. (1984). Joint influence of Pratylenchus penetrans (Nematode) and Glomus fasciculatus (Phycomycete) on the ontology of Phaseolus vulgaris. Nematropica Journal, 14: 111-119.
15. Elwan, L.M. (2001). Effect of soil water regimes and inoculation with mycorrhizae on growth and nutrients content of maize plants. Zagazig Journal of Agricultural Research, 28: 163-172.
16. Feng, G., Zhang, F.S., Tian, C.Y., & Tang, C. (2002). Improved tolerance of maize plants to salt stress by arbuscular mycorrhiza is related to higher accumulation of soluble sug-ars in roots. Mycorrhiza, 12: 185–190. org/ 10.1007/s00572-002-0170-0.
17. Gaurav, S.S., Sirohi S.P.S., Singh, B., & Sirohi, P. (2010). Effect of mycorrhiza on growth, yield and tuber deformity in Potato (Solanum tuberosum) grown under water stress conditions. Progressive Agriculture Journal, 10: 31-40.
18. Gee, G.W., & Bauder J.W.C. (1986). Methods of Soil Analysis, Part1, Physical and Mineralogical Methods. Second edition, American Society of Agronomy, USA pp. 383-411.
19. Giovannetti, M. (2000). Arbuscular Mycorrhizas: Physiology and Function. Kluwer Academic publishers, Netherlands pp. 320.
20. Goicoechea, N., Antolín, M.C., & Sánchez-Díaz, M. (1997). Influence of arbuscular mycorrhizae and Rhizobium on nutrient content and water relations in drought stressed alfalfa. Plant and Soil, 192: 261-268. org/10.1023/A:1004216225159
21. Gonigle, T., Miller, M., and Swan, J. (1990). A new method that gives an objective measure of colonization of roots by vesicular arbuscular mycorrhizal fungi. New Phytologist, 115: 495-501. org/10.1111/j.1469-8137.1990.tb00476.x.
22. Graham, S.O., Green, N.E., & Hendrix, J.W. (1996). The influence of vesicular- arbuscular mycorrhiza on growth and tuberization of potatoes. Mycologia Journal, 68: 925-929. org/10.1080/00275514.1976.12019968
23. Hao, J.J., Meng, Q.X., Yin, J.F., & Kirk, W.W. (2009). Characterization of a new Streptomyces strain, DS3024, that causes potato common scab. Plant Diseases, 93: 1329–1334. org/10.1094/PDIS-93-12-1329.
24. Jahan, M., Kamayestani, N., & Ranjbar, F. (2013). The feasibility of using superabsorbent moisture to reduce drought stress in corn in a low input system. Journal of Agroecology 5(3): 272-281. (In Persian with English Summary)
25. Jalili, K.H., Jalili, J., & Sohrabi, H. (2011). The effect of super absorbents and irrigation period on generative growth of rosa bushes. Journal of Plant Production, 18(3): 91-104. (In Persian with English Summary). org/10.22067/jag.v5i3.28999.
26. Jones, J. (2001). Laboratory Guide for Conducting Soil Tests and Plant Analysis. CRC Press, LLC. USA.
27. Karoliina, N., Ritta, j., Hely, H., & Tytii, S. (2006). Suillus Variegatus causes significant changes in Scots pine seedlings during mycorrhiza formation in vitro Journal Experimental Botany, 1-11. doi.org/10.1093/jxb/erl209.
28. Kellam, M.K., & Schenck, N.C. (1980). Interaction between a vesicular arbuscular mycorrhizal fungus and root-knot nematode on soyabean. Phytopathology, 70: 293-296.
29. Khadem, S.A., Raroudi, M., Ghalvi, M., & Roosta, M.G. (2011). Effect of drought stress and application of different ratios of manure and polymers-permeable fertilizer on yield and yield components of corn. Iranian Journal of Crop Sciences 42(1): 115-123. (In Persian with English Summary)
30. Knudsen, D., Peterson, G.A., & Pratt, P.E. (1982). Lithium, sodium and potassium. In A.L. page (Ed.). Methods of Soil Analysis-Part 2, Agron. Monogr. 9, American Society of Agronomy, Madison, WI, pp. 225-246.
31. Krishna. H., Singh, S.K., & Sharma, R.R. (2005). Biochemical changes in micropropagated grape (Vitis vinifera) plantlets due to arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) inoculated during ex vitro acclimatization. Scientia Horticulturae 106: 554-567. doi.org/10.1016/j.scienta.2005.05.009.
32. Maclean, A.M., Bravo, A., & Harrison, M.J. (2017). Plant signaling and metabolic pathways enabling arbuscular mycorrhizal symbiosis. Plant Cell American Society of Plant Biologists, 29(10): org/10.1105/tpc.17.00555.
33. Mao, R., Islam, S., Xue, X., Yang, X., Zhao, X., & Hu, Y. (2011). Evaluation of a water-saving superabsorbent polymer for corn (Zea mays) production in arid regions of Northern China. African Journal of Agricultural Research, 6(17): 4108-4115. doi.org 10.5897/AJAR11.395.
34. Menzel, C.M. (1985). Tuberization in potato at high temperature: Interaction between temperature and irradiance. Annual Botany 55: 35-39. org/10.1093/oxfordjournals.aob.a086875.
35. Monnig, S. (2005). Watter saturated super- absorbent polymers used in high strength concrete. Journal of Otto- Graf 3(16): 193-202.
36. Mutetwa, M., Shoko, M.D., & Mtaita, T.A. (2010). The effect of super phosphate and planting density on mini-tuber production from true potato seed. Second Ruforum Biennial Meeting, 20-24 September 2010, Entebbe, Uganda. pp. 120-126. org/10.4314/ijbcs.v4i4.63067.
37. Olsen, S.R., Cole, C.V., Watanabe, F.S., & Dean, L.A. (1954). Estimation of available phosphorus in soil by extraction with sodium bicarbonate. USDA Circ. 939 US Gover. Prin. Office, Washington DC.
38. Parvizi, K., Parvizi, Y., & Navaei, A. (2017). Effect of arbuscular mycorrhizal (AM) fungus (Rhizophagus irregularis) inoculation in different levels of water deficit on minituber production in potato. Journal of Plant Productions (Agronomy, Breeding and Horticulture), 40(3): 15-26. (In Persian with English Summary). org/10.22055/ppd.2017.19706.1402.
39. Pawlowska, T.E., & Taylor, J.W. (2004). Organization of genetic variation in individuals of arbuscular mycorrhizal fungi. Nature, 427: 733-737.
40. Rapparini, F., Liusia, J., & Penuelas, J. (2008). Effect of arbuscular mycorrhiza on contents of Artemisia annua. Plant Biology, 10(1): org/108-122. 10.1055/s-2007-964963.
41. Rashidi, N., Arji, I., Gerdekaneh, M., & Kashi, A. (2014). The effect of organic manure and water super absorbent on tuber yield and yield components of potato (Solanum tuberosum, cv. marfona). Plant Production Technology, 5(2): 11-22. (In Persian with English Summary). org/10.22067/jhorts4.v0i0.45072.
42. Rosendahl, S. (1985). Interactions between the vesicular arbuscular mycorrhizal fungus Glomus fasciculatus and Aphanomyces euteiches root-rot of peas. Phytopathologische Zeitschrift 114: 31-40.
43. Rowe, R.C. (1993). Potato Health Management. pp. 5-27. APS Press.
44. Ryan, J.R., Stefan, G., & Rashid A. (2001). Soil and Plant Analysis Laboratory Manual (2^nd Edition). ICARDA. Aleppo, Syria, pp.172.
45. Sanchez-Blanco, M.I., Ferrandez, T., Morales M., Morata, A., & Alarcon, J.J. (2004). Variations in water status, gas exchange and growth in Rosmarinus officinalis plant infected with Glomus deserticola under drought condition. Journal of Plant Physiology, 161: 673-682. org/10.1078/0176-1617-01191.
46. Subramanian, K.S., Bharathi, C.A., & Jegan, O. (2008). Response of maize to mycorrhizal colonization at varying levels of zinc and phosphorus. Biology Fertil Soils, 45: 133–144. org/10.1007/s00374-008-0317-z.
47. Upadhya, M.D., Hardy, B., Guar, P.C., & Iiantileke, S.G. (1996). Production and utilization of the potato seed in Asia, CIP. pp. 233.
48. Waling, I., Vark, W.V., Houba, V.J.G., & Vanderlee, J.J. (1989). Soil and Plant Analysis, a series of syllabi. Part 7. Plant Analysis Procedures. Wageningen Agriculture University, Netherland, pp 272.
49. Yao, M.K., Tweddell, R.J., & Desilets, H. (2002). Effects of two Vesicular- arbuscular mycorrhizal fungi on the growth of microplanted potato plantlets. Mycorrhiza, 12: 235-242. org/10.1007/s00572-002-0176-7
50. Zhu, H.H., & Yao, Q. (2004). Localized and systemic increase of phenols in tomato roots induced by Glomus versiforme inhibits Ralstonia solanacearum. Journal of Phytopathology, 152: 537-542. org/10.1111/j.1439-0434.2004.00892.x.