به زراعی کشاورزی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

داوران

عضویت و راهنمای پابلونز

دستورالعمل حذف نام داور از روی کامنت ها در برنامه Word

ارزیابی کارایی باکتری‎های محرک رشد گیاه در کاهش مصرف کود شیمیایی فسفر در گندم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 دانش‎آموخته دکتری، گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

چکیده

در این پژوهش پتانسیل جدایه‏های فراریشه‏ای و درون‏رست جداشده از ریشه گیاه گندم به‌منظور بررسی خصوصیات محرک رشد و اثر آن‌ها بر عملکرد گندم و کاهش مصرف کودهای شیمیایی فسفر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا باکتری‎ها از نظر تولید هورمون ایندول استیک اسید در محیط کشت حاوی ال-تریپتوفان غربال‎گری شدند و سپس توانایی آن‏ها در انحلال فسفات‌های نامحلول معدنی و آلی ارزیابی شد. در ادامه مطالعات آزمایشگاهی، آزمایش مزرعه‌ای به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‏های کامل تصادفی و در سه تکرار در طی دو سال‎ زراعی 1396-1395 و 1397-1396 اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل تیمار کود زیستی وشیمیایی فسفر بود که تیمار کود زیستی در دو سطح (زادمایه باکتری به‌همراه شاهد) و کود شیمیایی به‌عنوان فاکتور دوم از منبع سوپر فسفات تریپل در پنج سطح (1- عدم مصرف کود شیمیایی فسفر، 2- 25 درصد توصیه کودی فسفر، 3- 50 درصد توصیه کودی فسفر، 4- 75 درصد توصیه کودی فسفر، و 5- 100 درصد توصیه کودی فسفر) در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که افزایش شاخص‎های رشد و عملکرد گیاه گندم در نتیجه مایه‌کوبی بذور گندم با سویه‎های محرک رشد گیاه به‌علاوه 75 درصد از کود فسفر از نظر آماری برابر با تیمار 100 درصد کود فسفر و بدون زادمایه باکتری بود. کاربرد زادمایه باکتری‏های محرک رشد (تلفیقی از جدایه فراریشه‎ای و درون‎رست) با 75 درصد کود شیمیایی توانست به میزان 4/747 گرم بر مترمربع تولید را داشته باشد. براساس این نتایج، پیشنهاد می‏شود که زادمایه می‎تواند به‌عنوان مکمل با کودهای شیمیایی به‌منظور کاهش سطح مصرف کودهای شیمیایی استفاده شود اما نمی‎تواند جایگزینی برای کود فسفر باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the efficiency of plant growth promoting bacteria in reducing phosphate fertilizer application in wheat

نویسندگان [English]

  • Hossein Ali Alikhani 1
  • somayeh emami 2
  • Fatemeh Alikhani 3

1 Professor, Department of Soil Science, College of Agriculture and Natural Resource, University of Tehran, Karaj, Iran

2 Former Ph.D. Student, Department of Soil Science, College of Agriculture and Natural Resource, University of Tehran, Karaj, Iran

3 M.Sc. Student, Department of Soil Science, College of Agriculture and Natural Resource, University of Tehran, Karaj, Iran

چکیده [English]

The present study investigates the potential of rhizosphere and endophytic bacterial isolates isolated from the roots of wheat plant in terms of plant growth promoting (PGP) traits and their effect on the wheat yield and decreased phosphorus (P) fertilizer use. To this end, the isolated bacteria have been first screened for the production of indole-3-acetic acid (IAA) in the presence of tryptophan in the culture medium, and then the bacteria have been tested for their ability to dissolve inorganic and organic phosphates. In further laboratory studies, a factorial experiment has been conducted as a randomized complete block design with three replications over two-year field study (2017 and 2018). Experimental treatments include biological and chemical phosphorus fertilizer, the former with two levels (with and without bacterial inoculation) and latter (as the second factor) from triple super phosphate source with five (0%, 25%, 50%, 75%, and 100% of the full recommended fertilizer rate). Results from this experiment prove that supplementing 75% of the recommended P-fertilizer rate with bacterial isolates (co-inoculation with rhizospheric and endophytic bacteria) increases wheat growth indices and yield (747.40 g m-2), which are statistically equivalent to the full fertilizer rate without them. Based on these results, it is suggested that biofertilizer can be used as a fertilizer supplement to reduce the level of fertilizer use but cannot be a substitute for phosphorus fertilizer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Phosphate solubilization
  • plant yield
  • rhizospheric and endophytic bacteria
مراجع
Afzal, A., Ashraf, M., Asad, S. A., & Farooq, M. (2005). Effect of phosphate solubilizing microorganisms on phosphorus uptake, yield and yield traits of wheat (Triticum aestivum L.) in rainfed area. International Journal of Agriculture and Biology, 7(2),207-209.
Belimov, A., Dodd, I., Safronova, V., Shaposhnikov, A., Azarova, T., Makarova, N., & Tikhonovich, I. (2015). Rhizobacteria that produce auxins and contain 1‐amino‐cyclopropane‐1‐carboxylic acid deaminase decrease amino acid concentrations in the rhizosphere and improve growth and yield of well watered and water limited potato (Solanum tuberosum). Annals of Applied Biology, 167(1), 11-25. https://doi.org/10.1111/aab.12203|
Bric, J. M., Bostock, R. M., & Silverstone, S. E. (1991). Rapid in situ assay for indoleacetic acid production by bacteria immobilized on a nitrocellulose membrane. Applied and Environmental Microbiology, 57(2), 535-538.   
 Canarini, A., Kaiser, C., Merchant, A., Richter, A., & Wanek, W. (2019). Root exudation of primary metabolites: mechanisms and their roles in plant responses to environmental stimuli. Frontiers in Plant Science, 10. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00157
Chen, Y.P., Rekha, P.D., Arunshen, A.B., Lai, W.A., & Young, C.C. (2006). Phosphate solubilising bacteria from subtropical soil and their tricalcium phosphate solubilising abilities. Applied Soil Ecology, 34, 33-41. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2005.12.002
Delfim, J., Schoebitz, M., Paulino, L., Hirzel, J., & Zagal, E. (2018). Phosphorus availability in wheat, in volcanic soils inoculated with phosphate-solubilizing Bacillus thuringiensis. Sustainability, 10(1), 144. https://doi.org/10.3390/su10010144
Emami, S., Alikhani, H. A., Pourbabaei, A. A., Etesami, H., Motashare Zadeh, B., & Sarmadian, F. (2018). Improved growth and nutrient acquisition of wheat genotypes in phosphorus deficient soils by plant growth-promoting rhizospheric and endophytic bacteria. Soil Science and Plant Nutrition, 64(6), 719-727. https://doi.org/10.1080/00380768.2018.1510284
Glick, B.R. (2012). Plant Growth-Promoting Bacteria: Mechanisms and Applications. Hindawi Publishing Corporation, Scientifica. https://doi.org/10.6064/2012/963401
Gyaneshwar, P., Kumar, G. N., Parekh, L., & Poole, P. (2002). Role of soil microorganisms in improving P nutrition of plants. Plant and Soil, 245(1), 83-93. https://doi.org/10.1023/A:1020663916259
Hameeda, B., Harini, G., Rupela, O., Wani, S., & Reddy, G. (2008). Growth promotion of maize by phosphate-solubilizing bacteria isolated from composts and macrofauna. Microbiological Research, 163(2),234-242. https://doi.org/10.1016/j.micres.2006.05.009
Jat, R. C., Sharma, Y., Jakhar, R., & Sharma, R. (2018). Effect of phosphorus, zinc and iron on Physico-chemical properties of soils and yield of wheat in loamy sand soils. International Journal of Chemical Studies, 6(2), 1377-1380.
Jeshni, M. G., Mousavinik, M., Khammari, I., & Rahimi, M. (2017). The changes of yield and essential oil components of German Chamomile (Matricaria recutita L.) under application of phosphorus and zinc fertilizers and drought stress conditions. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 16(1), 60-65. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2015.02.003
Khan, M.S., Zaidi, A., & Wani, P.A. (2007). Role of phosphate-solubilizing microorganisms in sustainable agriculture-a review. Agronomy for Sustainable Development, 27, 29-43. https://doi.org/10.1051/agro:2006011
Khavazi, K., Davatgar, N., Moshiri, F., Balali, M.R., Bazargan, K., Tehranchi, M.M. et al. (2014). Soil Fertility and Plant Nutrition Program. Soil and Water Research Institute, 282.
Mittal, V., Singh, O., Nayyar, H., Kaur, J., & Tewari, R.  (2008). Stimulatory effect of phosphate- solubilizing fungal strains (Aspergillus awamori and Penicillium citrinum) on the yield of chickpea (Cicer arietinum L. cv. GPF2). Soil Biology and Biochemistry, 40, 718-727. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2007.10.008
Naeem, M., Aslam, Z., Khaliq, A., Ahmed, J. N., Nawaz, A., & Hussain, M. (2018). Plant growth promoting rhizobacteria reduce aphid population and enhance the productivity of bread wheat. Brazilian Journal of Microbiology, 49, 9-14. https://doi.org/10.1016/j.bjm.2017.10.005
Rana, A., Kabi, S. R., Verma, S., Adak, A., Pal, M., Shivay, Y. S., & Nain, L. (2015). Prospecting plant growth promoting bacteria and cyanobacteria as options for enrichment of macro-and micronutrients in grains in rice–wheat cropping sequence. Cogent Food & Agriculture, 1(1), 1037379. https://doi.org/10.1080/23311932.2015.1037379
Rashid, M., Khalil, S., Ayub, N., Alam, S., & Latif, F. (2004). Organic acids production and phosphate solubilization by phosphate solubilizing microorganisms (PSM) under in vitro conditions. Pakistan Journal of Biological Sciences, 7(2), 187-196. http://dx.doi.org/10.3923/pjbs.2004.187.196
Ribeiro, V.P., Marriel, I.E., Sousa, S.M.d., Lana, U.G.d.P., Mattos, B.B., Oliveira, C.A.d., & Gomes, E.A. (2018). Endophytic Bacillus strains enhance pearl millet growth and nutrient uptake under low-P. Brazilian Journal of Microbiology, 49, 40-46. https://doi.org/10.1016/j.bjm.2018.06.005 
Schwyn, B., & Neilands, J. (1987). Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores. Analytical Biochemistry, 160(1), 47-56. https://doi.org/10.1016/0003-2697(87)90612-9
Sharma, S. B., Sayyed, R. Z., Trivedi, M. H., & Gobi, T. A. (2013). Phosphate solubilizing microbes: sustainable approach for managing phosphorus deficiency in agricultural soils. Springer Plus, 2(1), 587. https://doi.org/10.1186/2193-1801-2-587
Sial, N. A., Abro, S. A., Abbas, M., Irfan, M., & Depar, N. (2018). Growth and Yield of Wheat as affected by Phosphate Solubilizing Bacteria and Phosphate Fertilizer. Pakistan Journal of Biotechnology, 15(2), 475-479.
Sperber, J. I. (1958). The incidence of apatite-solubilizing organisms in the rhizosphere and soil. Australian Journal of Agricultural Research, 9(6), 778-781. https://doi.org/10.1071/AR9580778
Stamford, N. P., Santos, P. R. d., Moura, A. M. M. F. d., & Freitas, A. D. S. d. (2003). Biofertilzers with natural phosphate, sulphur and Acidithiobacillus in a soil with low available-P. Scientia Agricola, 60(4), 767-773. https://doi.org/10.1590/S0103-90162003000400024
Syers, J., Johnston, A., & Curtin, D. (2008). Efficiency of soil and fertilizer phosphorus use. FAO Fertilizer and Plant Nutrition Bulletin, 18(108).
Westerman, R. L. (1991). Soil testing and plant analysis. In: LWW. Soil Science Society of America book series.
Zaidi, A., Khan, M.S., Ahemad, M., Oves, M., & Wani, P.A. (2009). Recent advances in plant growth promotion by phosphate solubilizing microbes. In: Khan, M.S. et al., (eds) Microbial Strategies for Crop Improvement. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 23-50.
به زراعی کشاورزی
دوره 22، شماره 4
دی 1399
صفحه 557-569
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار