اثر باکتری محرک رشد گیاه بر جذب برخی عناصر کم‌‌مصرف به‌وسیله ذرت در یک خاک آلوده به کادمیم تحت تنش کم‌آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

2 دانشیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

3 استادیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

چکیده

خاک‌های آلوده به فلزات سنگین از جمله کادمیم عمدتاً از نظر مواد غذایی و جمعیت میکروبی فقیر می‌باشند. تنش کم آبی در این مناطق می تواند سبب بدتر شدن شرایط برای رشد سالم گیاه گردد. کاربرد باکتری‌های محرک رشد گیاه به عنوان کود زیستی، با تأثیر بر قابلیت دسترسی عناصر غذایی، می‌تواند رشد و سلامت گیاه را بهبود بخشد. به این منظور آزمایشی گلخانه‌ای به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل دو سطح باکتری میکروکوکوس یونانیسیس (با و بدون باکتری)، چهار سطح کادمیم (٥، ١٠، ٢٠، و ٤٠ میلی‌گرم در کیلوگرم خاک)، و سه سطح رطوبتی (100، 80، و 65 درصد رطوبت ظرفیت مزرعه) بود. نتایج نشان داد افزایش آلودگی خاک به کادمیم موجب کاهش وزن خشک و جذب منگنز و روی به‌وسیله گیاه شد درحالی‌که مایه‌زنی باکتری به خاک با افزایش وزن خشک اندام هوایی، و جذب کل روی موجب تعدیل اثر منفی کادمیم بر گیاه شد. اثر اصلی تنش کم‌آبی بر وزن خشک اندام هوایی، و جذب کل آهن، منگنز، روی، و مس معنادار بود و موجب کاهش این صفات گردید درحالی‌که مایه‌زنی باکتری به خاک با افزایش وزن خشک اندام هوایی و جذب عناصرآهن و روی اثر منفی تنش کم‌آبی را کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Plant Growth Promoting Rhizobacterium on Uptake of Some Micronutrients by Corn in a Cd-contaminated Soil under Water Deficit Stress Conditions

نویسندگان [English]

  • Sh karami 1
  • M Zarei 2
  • J Yasrebi 3
  • AA Moosavi 2
چکیده [English]

Soils contaminated with heavy metals such as cadmium (Cd), mainly are poor in nutrients and microbial population. Water deficit stress can deteriorate the situation for healthy plant growth. Application of plant growth promoting rhizobacterium as bio-fertilizer can influence the availability of nutrients and improve the plant growth and health. For this reason, a greenhouse factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Treatments consisted of two levels of Micrococcus yunnanensis bacterium (with and without bacterium), four levels of Cd (5, 10, 20, and 40 mg kg-1), and three levels of soil moisture regimes (100, 80, and 65% of field capacity). Results showed that increasing soil Cd contamination, resulted in reduction of shoots dry weight and total manganese (Mn) and zinc (Zn) uptake, while the soil inoculation with bacterium moderated the negative effects of Cd on the plant by increasing shoots dry weight and total Zn uptake. The main effect of water deficit stress on the shoot dry weight, and the uptake of iron (Fe), Mn, Zn, and copper (Cu) were significant and reduced these traits while the soil inoculation with bacterium increased shoot dry weight and uptake of Fe and Zn and mitigated negative effects of water deficit stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Corn
  • Heavy metal
  • Micrococcus yunnanensis
  • Micronutrients
قوامی ن، 1392. بررسی نقش برخی از انواع سیدروفورهای باکتریایی در تغذیه آهن گیاهان کلزا و ذرت (گیاهان استراتژی I و II). پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه مهندسی علوم خاک، دانشگاه تهران.
 
Abdel-Sabour MF, Mortvedt JJ and Keelson JJ, 1988. Cadmium-Zinc interaction in plants and extractable cadmium and zinc fractions in soil. Soil Science 145: 426-431.
Abou-Shanab RA, Angle JS, Delorme TA, Chaney RL, van Berkum P, Moawad H, Ghanem K and Ghozlan HA, 2003. Rhizobacterial effects on nickel extraction from soil and uptake by Alyssum murale. New Phytologist 158: 219 –224.
Abou-Shanab RAI, Ghanem K, Ghanem N and Al-Kolaibe A, 2008. The role of bacteria on heavy-metal extraction and uptake by plants growing on multi-metal-contaminated soils. World Journal of Microbiology and Biotechnology 24: 253-262.
Behbood M, Golchin A and Besharat H, 2012. The Effects of Phosphorus and Inoculation with Plant Growth Promoting
Rhizobacter (PGPR), Pseudomonas Fluorescent, on Yield and Quality of Potato Tuber (Agria Cultivar). Journal of Water and Soil 26: 260-271.
Benavides MP, Gallego SM and Tomaro ML, 2005. Cadmium toxicity in plants. Brazilian Journal of Plant Physiology 17: 21–34.
Boomsma CR and Vyn TJ, 2008. Maize drought tolerance: Potential improvements through arbuscular mycorrhizal symbiosis. Field Crops Research 108: 14-31.
Dey RK, Pal K, Bhatt DM and Chauhan SM, 2004. Growth promotion and yield enhancement of peanut (Arachis hypogaea L) by application of plant growth promoting rhizobacteria. Microbiological Research 159: 371-394.
Giller KE, Witter E and Mcgrath SP, 1998. Toxicity of heavy metals to microorganisms and microbial processes in agricultural soils. Soil Biology and Biochemistry 30: 1398-1414.
Glick BR. 1995. The enhancement of plant growth by free-living bacteria. Canadian Journal of Microbiology 41: 109-117.
Hayat R, Ali S, Amara U, Khalid R and Ahmed I, 2010. Soil beneficial bacteria and their role in plant growth promotion: a review. Annals of Microbiology 60: 579–584.
Idris R, Trifonova R, Puschenreiter M, Wenzel WW and Sessitsch A, 2004. Bacterial communities associated with flowering plants of the Ni hyperaccumulator Thlaspi goesingense. Applied and Environmental Microbiology 70: 2667–2677.
Kabata-Pendias A , 2011. Chapter 17, Cadmium. Pp. 287 – 304. In: Kabata-Pendias A (eds). Trace Elements in Soils and Plants, 4th ed CRC Press.
Khan MS, Zaidi A, Wani PA and Oves M, 2008. Role of plant growth promoting rhizobacteria in the remediation of metal contaminated soils. Environmental Chemistry Letters 7: 1-19.
Liu DH, Wang M, Zon JH and Jiang WS, 2006. Uptake and accumulation of cadmium and some nutrient ions by root and shoots of maize (Zea mays .L). Pakistan Journal of Botany 38: 701-709.
Lonergan JF and Webb MJ, 1993. Chapter 9, Interaction between zinc and other nutrients affecting the growth of plants. Pp. 119-134 In: Robson AD (eds). Zinc in Soils and Plants, kluwer Academic Publishers, Dordrecht
Malekzadeh E, Alikhani HA, Savaghebi Firoozabadi GR and Zarei M, 2012. Bioremediation of cadmium-contaminated soil through cultivation of maize inoculated with plant growth–promoting rhizobacteria. Bioremediation Journal 16: 204–211.
Mishra PK, Bisht SC, Ruwari P, Joshi GK, Singh G, Bisht JK and Bhatt JC, 2011. Bioassociative effect of cold tolerant Pseudomonas spp. and Rhizobium leguminosarum-PR1 on iron acquisition, nutrient uptake and growth of lentil (Lens culinaris L.).
European Journal of Soil Biology 47: 35-43.
Ramos I, Esteban E, Lucena JJ and Ga´rate A, 2002. Cadmium uptake and subcellular distribution in plants of
Lactuca sp. Cd-Mn interaction. Plant Science 162: 761-767.
Sandaio LM, Dalurzo HC, Gomez M, Romero-Puertas MC and del Rio LA, 2001. Cadmium-induced changes in the growth and oxidation metabolism of pea plants. Journal of Experimental Botany 52: 2115-2126.
Sharma A, Shankhdhar D, Sharma A and Shankhdhar SC, 2014.Growth promotion of the rice genotypes by pgprs isolated
from rice rhizosphere. Journal of Soil Science and Plant Nutrition14: 505-517.
Sing B and Sing G, 2004. Influence of soil water regime on nutrient mobility and uptake by Dalbergin sissoo seedlings. Tropical Ecology 45: 331-340.
Sparks DL, Page AL, Helmke PA, Loeppert RH, Soltanpour PN, Tabatabai MA, Johnston CT and Sumner ME, 1996. Methods of soil analysis, Parts 2 (chemical and microbiological properties) and 3 (chemical methods), 3rd ed. American Society of Agronomy, Madison, WI. 1390 p.
Wallace A, Romney EM, Alexander GV, Soufi SM and Patel PM, 1977. Some interactions in plants among cadmium, other heavy metals and chelating agents. Agronomy Journal 69: 18-20.
Wang M, Zou J, Dnan X, Jiang W and Liu D, 2007. Cadmium accumulation and its effects on metal uptake in maize (Zea mays .L). Bioresource Technology 98: 82-88.