فعالیت آنزیم نیترات ریداکتاز ، غلظت آهن و نیترات در اسفناج تلقیح شده با دو گونه باکتری سودوموناس در سطوح مختلف نیتروژن

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد گروه علوم و مهندسی خاک ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 استادگروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

چکیده

اسفناج (Spinacia oleracea L. ) به‌عنوان یک سبزی غنی از آهن شناخته می‌شود اما به‌دلیل کاشت این گیاه در حاشیه شهرها و آبیاری با آب آلوده، نه‌تنها غنی از آهن نبوده بلکه تجمع نیترات نیز در آن دیده می‌شود. به نظر می‌رسد، باکتری‌های سودوموناس بتوانند با افزایش فعالیت نیترات ریداکتاز (NRA) در گیاه و تولید سیدروفور ضمن کاهش تجمع نیترات، سبب افزایش جذب آهن نیز بشوند. یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار، گیاه اسفناج با باکتری‌های سودوموناس(Pseudomonas fluorescensCha0 ، Pseudomonas putidaTabriz و شاهد بدون باکتری) تلقیح شده و با سه سطح نیتروژن صفر، 125 و 250 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک از منبع اوره، تیمار گردید. نتایج تجزیه آماری نشان داد که با افزایش سطوح نیتروژن از صفر به 250 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک، غلظت نیترات و آهن بخش هوایی به‌طور معنا‌داری افزایش یافت در حالی که فعالیت آنزیم در بخش هوایی تغییر معنا‌داری نداشت. با تلقیح باکتری‌ها فعالیت آنزیم در بخش هوایی به‌طور معناداری افزایش یافت و بیشترین NRA در گیاهان دارای گونه P.putida با حدود 51/180 درصد بیشتر از گیاهان بدون باکتری مشاهده شد. غلظت نیترات در تیمارهای دارای باکتری P.putida ، 98/32 درصد نسبت به تیمارهای شاهد کاهش داشت. همچنین غلظت آهن در تیمارهای دارای P.putida و P.fluorescens به‌ترتیب معادل 40 و 85/26 درصد در بخش هوایی نسبت به شاهد افزایش داشت. بر اساس نتایج به‌دست آمده در این تحقیق، بیشترین کاهش غلظت نیترات، بالاترین فعالیت آنزیم و غلظت آهن در بخش هوایی در حضور باکتری P.putida حاصل شد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nitrate Reductase Activity, Iron and Nitrate Concentrations in Spinach Inoculated with Two Species of Pseudomonas under Different Nitrogen Levels

نویسندگان [English]

  • afsaneh kalantari 1
  • Nasser Aliasgharzad 2
  • Nosratollah Najafi 3
1 MSc Graduate, Dept. of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
2 Prof., Soil Science Dept., Faculty of Agriculture, University of Tabriz
3 Prof. Soil Science Dept., Faculty of Agriculture, University of Tabriz
چکیده [English]

Spinach (Spinacia oleracea L.) has been known as iron rich vegetable but in many cases it not only lacks enough iron but accumulates a high amount of nitrate due to irrigation with polluted water around the cities. It seems that Pseudomonas species could diminish nitrate accumulation by inducing nitrate reductase activity (NRA) and could increase iron uptake by producing siderophore. In a factorial experiment based on randomized complete block design with two factors and three replications, spinach plants were inoculated with bacteria (Pseudomons fluorescens Cha0, P.putida Tabriz and non-bacterial) and treated with three levels of nitrogen (0, 125 and 250 mg N Kg-1 as urea).Statistical analysis showed that with increasing levels of nitrogen in soil from 0 to 250 mg kg-1 nitrate concentration and iron was significantly increased in shoot while shoot nitrate reductase activity had not significant changes. By applying the bacteria, nitrate reductase activity was significantly increased in shoot and the most NRA about 180.51% was observed in plant inoculated with P.putida compared to the non non inoculated treatments. Nitrate concentration showed about 32.98% decrease P.putida compared to control. Also iron concentration, increased up to 40 and 26.85% in shoot in P.putida and P.fluorescens treated plants, respectively compared to the non-bacterial. Based on the result obtained in this study, The highest decrease in nitrate accumulation, the highest nitrate reductase activity and iron cocentration in spinach shoots were achieved by P.putida inoculation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Enzyme
  • Iron
  • Nitrate accumulation
  • Plant growth promoting bacteria
  • Spinach
Allen RG, Pereira LS, Raes D, Smith, 1998. Crop evapotranspiration guidelines for computing crop water requirements- FAO Irrigation and Drainage Paper, No. 56. Rome.
Azizi Gh, Yarahmadi D, 2003. Investigating the relationship between climate parameters and wheat yield using regression model (Case study: Seilab Khor plain). Journal of Geographical Studies, 44: 23-29. [Persian]
Bazgir S, Kamali QA, 2008. Rainfed wheat yield forecast using agricultural meteorological indices in some western regions of the country. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources,15(2): 113-121. [Persian].
Cai X, 2005. Risk in irrigation water supply and the effects on food production. Journal of the American Water Resources Association, 41(3): 679-692.
Dashti G, Bagheri P, Pishbahar E and Majnooni-Heris A, 2018. Evaluation of Climate Change effect on Evapotranspiration and Yield of Rainfed Wheat in Ahar, Iranian Journal of irrigation and Drainage, 12: 409-423.
Kamali QA, Sadaghiani Pur A, Sadaghat Kerdar A, 2008. Investigating climate potential of rainfed wheat in East Azarbaijan province. Water and Soil Science, 22(2):467-483.
Lu H, Bryant RB, Buda AR, Collick AS, Folmar GJ, Kleinman PJ, 2015. Long-term trends in climate and hydrology in an agricultural, headwater watershed of central Pennsylvania, USA. Journal of Hydrology:  Regional Studies, 4: 713-731.
Mousavi-Baygi M, Bannayan M, Ashraf B, Asadi Oskuei E, 2016. Assessment of climatic indices limiting rainfed wheat yield. Ecological Indicators, 62: 298-305.
Musavi Bayeghi M, Ashraf B, Ramazan Zadeh Hazhbar F, 2013. Identification of susceptible areas and determining the appropriate date for the cultivation of wheat in dryland of Khorasan Razavi province, Agronomy Journal. 99:131-140.
Nassiri M, Koochechi A, Kamali GA, Shahandeh H, 2006. Potential impact of climate change rainfed wheat production in Iran. Archives of Agronomy and Soil Science, 52 (1): 113-124.
Norwood CA, 2000, Dryland winter wheat as affected by previous crops. Agronomy Journal. 92:121–127.
Rosegrant MW, Agcaoili M, 2010. Global food demand, supply, and price prospects to 2010. International Food Policy Research Institute, Washington, DC. USA.
Sabzchi H, Sadraddini AA, Nazami AH, Majnooni-Heris A, Asim B, 2021. Recognition of different yield potentials among rain-fed wheat fields before harvest using remote sensing. Agricultural Water Management, 245: 106611.
 Salehnia N,  Salehnia N,  Saradari Torshizi A and  Kolsoumi S, 2020. Rainfed wheat (Triticum aestivum L.) yield prediction using economical, meteorological, and drought indicators through pooled panel data and statistical downscaling. Agricultural Water Management, 111: 105991.
Taliei AA, Bahrami N. 2003, Effect of rainfall and temperature on rainfed wheat yield in Kermanshah province. Soil and Water Sciences Journal, 17(1): 106-112.