تأثیر همزیستی گونه‏ های قارچ میکوریزا و شبه میکوریزا بر بهره وری آّب ذرت تحت سطوح مختلف آبیاری و فسفر در شرایط مختلف اقلیمی در استان مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 استادیار، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

3 دانشیار، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

4 استادیار، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران

5 گروه گیاهپزشکی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری. ایران

چکیده

به­منظور بررسی برهمکنش قارچ­های شبه­میکوریزا Piriformosporaindica و میکوریزا Glomusmosseae بر بهبود عملکرد دانه و    بهره­وری آب در ذرت در سطوح مختلف آبیاری و فسفر، پژوهشی مزرعه­ای در سال زراعی 94-1393 در دو منطقه قراخیل (قائم­شهر) و بایع­کلا (نکا) به­صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. تیمار آبیاری در سه سطح (آبیاری کامل، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه) در کرت­های اصلی و چهار سطح تلقیح (بدون تلقیح، تلقیح بذر با قارچ گلوموس موسه، تلقیح بذر با قارچ پیریفورموسپورا ایندیکا و تلقیح همزمان دو قارچ) به­همراه سه سطح کود فسفره (عدم مصرف، 50  و  100 درصد مورد نیاز گیاه) در کرت­های فرعی قرار گرفتند. مطابق نتایج، تلقیح همزمان قارچ­ها موجب افزایش معنی­دار میزان عملکرد دانه در هر دو منطقه (به­ترتیب 6/8 و 3/6 درصد برای ایستگاه­های قراخیل و بایع­کلا) گردید. در هر دو منطقه، همزیستی قارچ­های میکوریزا و شبه­میکوریزا به‏ویژه تلقیح همزمان موجب بهبود قابل­توجه بهره­وری مصرف آب شد. همچنین، بیشترین تأثیر مثبت این همزیستی بر کارآیی مصرف آب در هر دو منطقه در شرایط آبیاری 50 درصد (به­ترتیب 33/4 و 15/4 کیلوگرم بر مترمکعب) مشاهده شد. در مجموع، نتایج بیانگر هم­افزایی مطلوب این قارچ­ها در بهبود بهره­وری آب ذرت به­ویژه در شرایط کم­آبیاری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of coexisting of mycorrhiza-like and mycorrhiza fungi on water use efficiency of corn under different irrigation regimes and phosphorus in different climatic conditions of Mazandaran province

نویسندگان [English]

  • Shahriar Kazemi 1
  • Esfandiar Farahmand 2
  • Hemmatollah Pirdashti 3
  • Mojtaba Mahmoudi 4
چکیده [English]

In order to evaluate the effects of mycorrhiza-like fungi, Piriformospora indica, and mycorrhiza fungi, Glomus mosseae, symbiosys on corn (Zea mays L. cv. SC 704) grain yield and water use efficiency under different limited irrigation regimes and phosphorus, a field experiment was conducted as split factorial based on a randomized complete block design at two stations of Gharakhil and Bayekola during growing season of 2015. Treatments were different irrigations at three levels (100, 75 and 50% ofcrop water requirement) in main plots, four levels of inoculation (control, Pi inoculation, Gm inoculation and Pi + Gm inoculation) and three levels of phosphorus (control, 50 and 100 % of crop requirement) in sub plots as factorial. According to the results, simultaneous inoculation of Pi and Gm induced significant increase in grain yield in both regions (8.6 and 6.3 % for Gharakhil and Bayekola stations, respectively). In both regions, symbiotic fungi incolationimprovement of productivity of water use obtained when Pi and Gm were inoculated (especially simultaneous inoculation), in all irrigation treatments. The most of the positive effects of coexistence were observed in both area under irrigation 50% (4.33 and 4.15 Kg/ha, respectively). Overall, the inocolation, results represented a synergistic effect of two applied fungi for ameliorating the corn water use efficiency, especially under limited irrigations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Glomus mosseae
  • Grain yield
  • piriformospora indica
  • seed inoculation
  • water use productivity

آمارنامه سازمان جهاد کشاورزی (1394) آمارنامه کشاورزی، محصولات زراعی (جلد اول). وزارت جهاد کشاورزی، معاونت برنامه­ریزی و اقتصادی، مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات.

اردکانی م ر (1386) اکولوژی. انتشارات دانشگاه تهران. 340 صفحه.

اصلانی ز، حسنی ع، رسولی صدقیانی م، سفیدکن ف و برین م (1390) تأثیر دو گونه قارچ آربوسکولار مایکوریزا (Glomus mosseae و Glomus intraradices) بر رشد، مقادیر کلروفیل و جذب فسفر در گیاه ریحان تحت شرایط تنش خشکی. فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 27(3): 486-471.

پورابراهیمی م، زواره م و احتشامی س م ر (1392) تأثیر تلقیح بذر با باکتری­ سودوموناس و قارچ مایکوریزا بر عملکرد کمی و کیفی دو رقم ذرت علوفه­ای. مجله تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 3(10): 24-13.

جمشیدی ا، قلاوند ا، سفیدکن ف و محمدی گل­تپه ا (1392) اثر مثبت قارچ پیریفورموسپورا ایندیکا بر عملکرد دانه و اجزای عملکرد رازیانه تحت تأثیر مواد آلی. ویژه­نامه نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار. 158-144.

حیدری م و کرمی ا (1392) تأثیر تنش خشکی و سویه­های مایکوریزا بر عملکرد و  رنگیزه­های فتوسنتزی آفتابگردان. مجله تنش­های محیطی در گیاهان زراعی. 6(1): 26-17.

دری م ع، کامکار ب، اقدسی م و کمشی­کمر ا (1394) اثر تاریخ کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی ماریتیغال در شرایط آب و هوایی استان گلستان. نشریه تولید گیاهان زراعی. 8(4): 86-67.

دهقان ا، ذبیحی­افروز ر و حسینی­ثابت م (1388) بهره‌وری محصولات زراعی در ازای مصرف آب در ایران و مقایسه آن با کشورهای جهان. مؤسسه پژوهش­های برنامه­ریزی، اقتصادکشاورزی و توسعه روستایی. مدیریت امور پردازش یافته­های تحقیقاتی. 82 صفحه.

رضایی استخروئیه ع، هوشمند ع، برومندنسب س و خانجانی م ج (1393) کارایی مصرف آب و شاخص برداشت ذرت دانه­ای تحت تأثیر خشکی موضعی ریشه در منطقه کرمان. مجله پژوهش آب ایران. 15 (پاییز و زمستان): 113-103.

رفیعی م (1381) اثرات تنش کمبود آب، روی و فسفر بر شاخص‌های رشد و عملکرد کمی و کیفی ذرت دانه­ای. پایان­نامه دکتری تخصصی فیزیولوژی گیاهان زراعی. دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات اهواز.

صداقت ن (1391) مقایسه مدیریت­های مختلف آبیاری در برنج از نظر مصرف آب و عملکرد. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

طباطبایی س ع، شاکری ا و نصیری ح (1393) تأثیر شیوه­های مختلف آبیاری و مقادیر کود دامی بر ذرت دانه­ای رقم سینگل­کراس 704. نشریه پژوهش­های زراعی ایران. 12(4) 775-766.

عباسی ف، ناصری ا، سهراب ف، باغانی ج، عباسی ن و اکبری م (1394) ارتقای بهره­وری مصرف آب. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی. 68 صفحه.

 علیزاده ا (1372) اصول طراحی سیستم­های آبیاری (ترجمه). انتشارات آستان قدس رضوی. 539 صفحه.

علیزاده ا، مجیدی ا، نادیان ح ا، نورمحمدی ق و عامریان م ر (1386) اثر تنش خشکی و کود نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه­ای در منطقه لرستان. پایان­نامه دکتری زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس.

فرخی­نیا م، رشدی م، پاسبان اسلام ب و ساسان­دوست ر (1390) بررسی برخی از ویژگی­های فیزیولوژیک و عملکرد گلرنگ بهاره تحت تنش کمبود آب. مجله علوم گیاهان زراعی ایران. 4(3): 553-545.

کارگر ف (1392) تأثیر تنش خشکی و محلول­پاشی متانول بر ویژگی­های کمی و کیفی گلرنگ. پایان­نامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل.

کاظمی ش، آذرآبادی س، رحیم­زاده خوئی ف، نظری ن و مردان ر (1390) مقایسه کارآیی کاربرد سطوح مختلف کود فسفر  بر صفات مورفولوژیکی، عملکرد و اجزای عملکرد ذرت. اولین همایش ملی مباحث نوین در کشاورزی دانشگاه ساوه.

کریمی ا، همایی م، معز اردلان م، لیاقت ع م و رییسی ف.(1385) اثر کود- آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب در ذرت به روش آبیاری قطره­ای- خطی. مجله علمی پژوهشی علوم کشاورزی. 12(3): ٥٧٥-٥٦١.

کریمی شرودانی ف، سپهری م، افیونی م و حاج عباسی م ع (1394) اثر قارچ اندوفایت Piriformospora indica بر افزایش مقاومت گیاه جو به فلز سرب. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک. 19(71): 321-311.

کشاورز ع و صادق­زاده ک (1379) مدیریت آب در بخش کشاورزی، برآورد تقاضا برای آینده بحران خشکسالی، وضعیت موجود، چشم­اندازهای آینده و راهکارهایی جهت بهینه­سازی مصرف آب. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، جهاد کشاورزی.

گلستانی س، نوری م، شایان­نژاد م، محمدخانی ع و شاه­نظری ع (1391) مطالعه اثرات روش کم­آبیاری متناوب بر تعدادی از صفات فیزیولوژیکی گیاه سیب‌زمینی رقم آگریا. اولین کنفرانس ملی راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار.

لک ش (1392) ارزیابی صفات فیزیولوژیکی مؤثر بر عملکرد دانه ذرت در سطوح مختلف آبیاری، نیتروژن و تراکم بوته. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی. 5(19): 33-17. 

مجیدیان م، قلاوند ا، کریمیان ن ع و کامکار حقیقی ع ا (1387) تأثیر تنش رطوبت، کود شیمیایی نیتروژنه، کود دامی و تلفیقی از کود نیتروژن و کود دامی بر عملکرد، اجزاء عملکرد و راندمان استفاده از آب ذرت سینگل کراس ٧٠٤ . مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 12(45): 432-417.

مسجدی ع، شکوه­فر ع و علوی فاضل م (1387) تعیین مناسب­ترین دور آبیاری ذرت تابستانه و بررسی اثر تنش خشکی بر محصول با استفاده از اطلاعات تشت تبخیر کلاس A. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 46(ب): 551-543.

میری ح ر، نیاکان و و باقری ع ر (1391) تأثیر آبیاری تناوبی بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره­وری آب در کشت مستقیم برنج در منطقه کازرون. مجله تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 2(5): 27-13.

یداللهی ده­چشمه پ، باقری ع ا، امیری ا و اسمعیل­زاده بهابادی ص (1393) اثر تنش خشکی و محلول­پاشی کیتوزان بر عملکرد و رنگیزه­های فتوسنتزی در آفتابگردان. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی. 21: 83-73.

یعقوبیان ی (1390) تأثیر قارچ­های آربوسکولار و شبه میکوریزا (Piriformospora indica,  Glomus mosseae) روی مقاومت به خشکی گندم با استفاده از شاخص­های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی. پایان­نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

یعقوبیان ی، پیردشتی ه، محمدی گل­تپه ا، فیضی اصلی و و اسفندیاری ع (1391) ارزیابی واکنش گندم دیم رقم آذر 2 به همزیستی با قارچ­های میکوریزای آربوسکولار و شبه میکوریزا در سطوح مختلف تنش خشکی. بوم­شناسی کشاورزی. 4(1): 73-63.

یعقوبیان ی، عالمی سعید خ، پیردشتی ه، محمدی گل‌تپه ا، فیضی­اصل و و اسفندیاری ع (1392) اثر قارچ‌های Glomus mosseae و Piriformospora indica و سطوح مختلف مواد آلی بر روابط بین صفات مرتبط با عملکرد گندم. تحقیقات غلات. 3(3): 226-211.

Aliabadi Farahani H, Lebaschi H, Hussein M, Shiranirad A, Valadabadi A and  Daneshian J (2008). Effect of arbuscular mycorrhizal fungi different levels of phosphorus and drought stress on water use efficiency relative water content and proline accumulation rate of coriander (Coriandrumsativum L.). Journal of Medicinal Plants Research. 2(6): 125-131.

Caker R (2004) Effect of water stress at different development stage on vegetative and reproductive growth of corn. Field Crops Research. 89(1): 1-16

Dagdelen N, Yilmaz E, Sezgin F and Gorbuz T (2006) Water yield relation and water use efficiency of cotton and season crop corn in Western Turkey. Agricultural Water Management. 82:1-2. 93-85.

Estrada-Luna AA and Davies J (2003) Arbuscular mycorrhizal fungi influence water relations, gas exchange, abscisic acid and growth of micropropagated chileancho pepper (Capsicum annuum) plants during acclimatization and post-acclimatization. Journal plant physiology.160: 1073-1083.

Faramarzi A, Noormohamadi G, Ardakani MR, Darvish F and Khorshidi Benam MB (2012) Effect of mycorrhiza inoculation and application of different phosphorus fertilizer levels on yield and yield components of corn (cv. KSC647) in Miyaneh region, Iran. Journal of Food, Agriculture and Environment.10 (1): 320-322.

Ghorbanian D, Harutyunyan S, Mazaheri D, Rasoli V and Mohebi A (2012) Influence of arbuscular mycorrhizal fungi and different levels of phosphorus on the growth of corn in water stress conditions. African Journal of Agricultural Research. 7(16): 2575-2580.

Golbashy M, Ebrahimi M, Khavari Khorasani S and Choucan R (2010) Evaluation of drought tolerance of some corn (Zea mays L.) hybrids in Iran. African Journal of Agricultural Research. 5(19): 2714-2719.

Harrison MJ (2005) Signaling in the arbuscular mycorrhizal symbiosis. Annual Review of Microbiology. 59:19–42.

Kaefer E (1977) Meiotic mitotic recombination in Aspergillus and its chromosomal aberration. Advances in Genetics. 19: 33-131.

Liu A, Plenchette C and Hamel C (2007) Soil nutrient and water providers: how arbuscular mycorrhizal mycelia support plant performance in a resource limited world. In: Hamel, C., Plenchette, C. (Eds.), Mycorrhizae in Crop Production. Haworth Food & Agricultural Products Press, Binghamton, NY, pp. 37–66.

Lupway NZ, Girma M and Haque I (2000) Plant nutrient content of cattle manure from small-scale farms and experimental stations in the Ethiopian highlands. Agriculture. Ecosystem and Environment. 78: 57-63.

Malla RA, Singh MD, Zeyaullah V, Yadav A, Verma A and Rai M (2002) Piriformospora indica and plant growth promoting rhizobacteria: an appraisal. Frontiers of Fungal Diversity inIndia (Prof. Kamal Festscrift). International Book Distributing Co. Lucknow, India, p. 401-419.

Mobasser HR, Moradgholi A, Mehraban A, Koohkan S (2012) Investigation of mycorrhizal effect on agronomic traits and protein percent of corn varieties in Sistan. International Journal of AgriScience. 2(2): 108-119.

Nagarathna T K, Prasad TG, Bagyaraj DJ and Shadakshar YGI (2007) Effects of arbuscular mycorrhiza and phosphorus levels on growth and water use efficiency in sunflower at different soil moisture stress. Journal of Agricultural Technology. 3(2): 221-229.

Oelmuller R, Sherameti I, Tripathi S and Varma A (2009) Piriformospora indica, a cultivable root endophyte with multiple biotechnological applications. Symbiosis. 49:1-17.

 Orang M (1998) Potential accuracy of the popular non-linear regression equations for estimating pan coefficient values in the original and FAO-24 tables. Unpublished California Department of Water Resources Report, Sacramento, Calif.

Osborne SL, Scheppers JS, Francis DD and Schlemmer MR (2002) Use of spectral radiance to in season biomass and grain yield in nitrogen and water – stressed corn. Crop Science. 42: 165-171.

Sieverding E (1991) Vesicular arbuscular mycorrhizal management in tropical agrosystems. Technical Cooperation, Federal Repuplic of Germany Eschbom. ISBN 3- 88085-462.

Singh MP, Chaturvedi AK and Shah D (2014) Photosynthetic carbon assimilation and grain yield in contrasting rice genotypes under elevated CO2 in face and otc. 4th International Rice Congress. Thailand.

Shahhosseini Z, Gholami A and Asghari H (2012) Study the correlation among some growth characteristics of maize and yield under symbiosis with mycorrhizae fungi. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 4: 696-698.

Sun CA, Johnson J, Cai DG, Sherameti I, Oelmuller R and Lou BG (2010) Piriformospora indica confers drought tolerance in Chinese cabbage leaves by stimulating antioxidant enzymes, the expression of drought-related genes and the plastid-localized CAS protein. Journal of Plant Physiology. 167:1009–1017.

Toussaint JP, Smith FA and Smith SE (2007) Arbuscular mycorrhizal fungi can induce the production of phytochemicals in sweet basil irrespective of phosphorus nutrition. Mycorrhiza. 17(4): 291 – 297.

Varma A, Bakshi M, Lou B, Hartmann A, Oelmueller R (2012) Piriformospora indica: a novel plant growth-promoting mycorrhizal fungus. Journal of Agricultural Research. 1(2):117-131.

Verma S, Varma A, Rexer KH, Kost G, Sarbhoy A, Bisen P, Butehorn B and Franken P (1998) Piriformospora indica gen. et sp. Nov., A new root-colonizing fungus. Mycologia. 95: 896-903.