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

بهبود رشد، عملکرد و جذب عناصر پتاسیم و روی در برنج (Oryza sativa L.) تحت تأثیر باکتری‌های افزاینده رشد در سطوح مطلوب و کاهش‌یافته کودهای شیمیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 گروه زراعت، پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

4 گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

10.22059/jci.2024.363304.2839

چکیده

هدف: این مطالعه به‌منظور ارزیابی تأثیر باکتری‌های Rahnella aquatilis و Burkholderia cepacia بر عملکرد، اجزای‌ عملکرد و جذب عناصر پتاسیم و روی در برنج انجام شد.
روش پژوهش: آزمایش به‌صورت کرت‌‌های خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1401 انجام شد. تیمارها شامل دو سطح کودی (100 و 75 درصد مصرف کود براساس نتایج آزمون خاک به‌ترتیب سطح کودی مطلوب و کاهش‌یافته) و چهار تیمار تلقیح با باکتری (تلقیح جداگانه هر یک از باکتری‌ها R. aquatilis، B. cepacia و ترکیبی (R.aquatilis+B.cepacia) و شاهد (عدم تلقیح)) بودند.
یافته‌ها: طبق نتایج بین سطوح کودی مطلوب و کاهش‌یافته اختلاف آماری معنی‌دار بین صفات وجود نداشت. تلقیح جداگانه هر یک از باکتری‌ها R. aquatilis، B. cepacia و ترکیبی موجب افزایش صفات طول خوشه (از 88/5 تا 3/11 درصد)، تعداد پنجه کل در کپه (از 4/19 تا 1/29 درصد)، تعداد دانه پر در خوشه (از 8/22 تا 5/46 درصد)، عملکرد شلتوک (از 8/22 تا 3/44 درصد)، عملکرد بیولوژیکی (از 3/20 تا 6/33 درصد)، وزن هزاردانه (از 4/2 تا 8/8 درصد)، مقدار پتاسیم در دانه (از 0/6 تا 4/41 درصد)، مقدار پتاسیم در اندام‌های هوایی (از 4/38 تا 4/65 درصد)، مقدار روی در دانه (از 2/6 تا 9/40 درصد) و مقدار روی در اندام‌های هوایی (از 4/29 تا 6/54 درصد) نسبت به تیمار شاهد شد.
نتیجه‌گیری: کاربرد باکتری‌های افزاینده رشد به‌صورت ترکیبی (بهترین تیمار تلقیح) بدون کاهش معنی‌دار عملکرد موجب کاهش مصرف کودهای شیمیایی شد که نشان‌دهندۀ اهمیت استفاده از این باکتری‌ها جهت رسیدن به اهداف کشاورزی پایدار است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Improving the Growth, Yield and Uptake of Potassium and Zinc Elements in Rice (Oryza sativa L.) Affected by the Plant Growth Promoting Rhizobacteria under Optimal and Reduced Levels of Chemical Fertilizers

نویسندگان [English]

  • Esmaeil Bakhshandeh 1
  • Hemmatollah Pirdashti 2
  • Fezzeh Gholitabar Faramarzi 3
  • Tayebeh Zholideh Rodposhti 4
  • Faezeh Zaefarian 4

1 Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan (GABIT), Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran.

2 Department of Agronomy, Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan (GABIT), Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran.

3 Department of Agronomy, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

4 Department of Agronomy, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

چکیده [English]

Objective: This study was performed to evaluate the effect of Rahnella aquatilis and Burkholderia cepacia bacteria on yield, yield components, and uptake of potassium and zinc elements in rice (Oryza sativa L.).
Methods: The experiment was conducted as a split-plot in a randomized complete block design with three replications in 2022. Treatments included two levels of chemical fertilizer (100 and 75% of chemical fertilizer consumption based on the soil test results as optimal and reduced fertilizer levels, respectively) and four inoculation treatments (separate inoculation of R. aquatilis, B. cepacia, a co-inoculation (R.aquatilis+B.cepacia) and control (non-inoculation)).
Results: The results indicated that there was no significant difference between the optimal and reduced fertilizer levels in all the studied traits. The separate inoculation of R. aquatilis, B.cepacia and their co-inoculation increased the panicle length (from 5.88 to 11.3%), the number of total tillers in hill-1 (from 19.4 to 29.1%), the total number of grains in panicle-1 (from 22.8 to 46.5%), paddy yield (from 22.8 to 44.3%), biological yield (from 20.3 to 33.6%), 1000-seed weight (from 2.4 to 8.8%), potassium uptake in grain (from 6.0 to 41.4%) and in above-ground biomass (from 38.4 to 65.4%), zinc uptake in grain (from 6.29 to 40.9%) and in above-ground biomass (29.4 to 54.6%) as compared with the control (non-inoculation).
Conclusion: The application of plant growth-promoting rhizobacteria in combination (as the best inoculation treatment) reduced chemical fertilizers consumption without a significant reduction in the paddy yield, indicating the importance of these rhizobacteria for achieving sustainable agriculture goals.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potassium and zinc solubilizing bacteria
  • Rice
  • Sustainable agriculture
  • Yield components
مراجع

منابع

اصغری، جعفر؛ احتشامی، سید محمدرضا؛ رجبی درویشان، زهرا و خاوازی، کاظم (1393). اثر محلول‌پاشی و تلقیح ریشه با باکتری‌های محرک رشد و متابولیت‌های آن‌ها بر میزان کلروفیل، جذب عناصر معدنی و عملکرد برنج رقم هاشمی. نشریه زیست‌شناسی خاک. 2(1)، 31-21.
امیریوسفی، مهدی، تدین، محمودرضا و حسینی فرد، مرجان سادات (1401). تأثیر کودهای زیستی نیتروژنه و فسفره بر برخی صفات جوانه‌زنی بذر دو رقم کینوا تحت تنش شوری. مهندسی اکوسیستم بیابان. 8(24)، 79-94. doi: 10.22052/deej.2018.7.24.49
آمارنامۀ وزارت جهاد کشاورزی (1400). محصولات زراعی. تهران: دفتر آمار و فناوری اطلاعات.
حجتی‌پور، اسحاق؛ جعفری‌حقیقی، برمک و درستکار، مسلم (1392). تأثیر تلفیق کودهای زیستی و شیمیایی بر عملکرد دانه، اجزای عملکرد و شاخص‌های رشدی گندم. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. 5(15)، 36-48.
شهسوارپورلنده، خدیجه؛ پیردشتی، همت‌اله و بخشنده، اسماعیل (1397). اثر روش‌های تلقیح باکتری بومی افزاینده رشد بر صفات رویشی و عملکرد برنج (رقم طارم‌هاشمی) تحت تأثیر سطوح مختلف کود پتاسیم. به‌زراعی کشاورزی. 20(1)، 247-235.
قاسمی، معظم؛ مبصر، حمیدرضا؛ اسدی‌منش، حسن و قلی‌زاده، عبدالطیف (1393). بررسی اثرات پتاسیم، روی و سیلیسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد و جذب آن‌ها در دانه برنج (Oryza sativa L.). مدیریت خاک و تولید پایدار. 4(2)، 24-1.
قاسمی‌لمراسکی، مهرداد؛ نورمحمدی، قربان؛ مدنی، حمید؛ حیدری شریف‌آباد، حسین و مبصر، حمیدرضا (1393). تأثیر محلول‌پاشی سیلیس و پتاسیم و کاربرد نیتروژن بر عملکرد و اجزاء عملکرد ارقام برنج ایرانی طارم‌هاشمی و طارم محلی (Oryza sativa L.). یافته‌های نوین کشاورزی. 9(1)، 66-47.
کاظمی، محمد و میرهاشمی، ملیحه (1396). آگرواکولوژی. مشهد: انتشارات تحقیقات آموزش کشاورزی.
گیلانی، زهرا؛ پیردشتی، همت‌اله و بخشنده، اسماعیل (1397). اثر کود پتاسیم به‌همراه قارچ Piriformospora indica و باکتری Pantoea ananatis بر عملکرد، اجزای عملکرد و جذب پتاسیم در برنج رقم طارم محلی. دانش کشاورزی وتولید پایدار. 28(3)، 54-43.
مصلحی، نرگس؛ نیک‌نژاد، یوسف؛ فلاح آملی، هرمز و خیری، نوراله (1395). اثر کاربرد تلفیقی کودهای شیمیایی، آلی و زیستی بر برخی صفات مرفوفیزیولوژیکی برنج (Oryza sativa L.) رقم طارم هاشمی. مجله علمی فیزیولوژی گیاهان زراعی. 8(30)، 103-87.
نعمت‌زاده، قربانعلی؛ اولادی، مرتضی؛ افخمی، عمار؛ قلی‌زاده، عمار؛ باقری، اصغر؛ آقاجانی، مجتبی؛ امامی، مریم؛ بابایی، علیرضا؛ ضیایی، امیر؛ رحیمی، مسعود و مظفری، کامران (1398). دستورالعمل زراعی رقم جدید برنج رقم روشن. نشریه فنی و ترویجی. پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان. https://gabit.sanru.ac.ir/wp-content/uploads/2019/12/roshan.pdf
 
References
Ahemad, M., & Kibret, M. (2014). Mechanisms and application of plant growth promoting rhiobacteria: current perspective. Journal of King Saud University- Science, 26(1), 1-20.
Amiryousefi, M., Tadayon, M. R., & Hoseinifard, M. S. (2022). Effect of Nitrogen and Phosphorus Bio Fertilizers on Some Seed Germination Traits of Two Cultivars of Quinoa under Salinity Stress. Desert Ecosystem Engineering, 8(24), 79-94. doi: 10.22052/deej.2018.7.24.49. (In Persian).
Asghari, J., Ehteshami, S. M. R., Rajabi, D. Z., & Khavazi, K. (2014). Study of root inoculation with plant growth promoting bacteria (PGPB) and spraying with their metabolites on chlorophyll content, nutrients uptake and yield in rice (Hashemi cultivar). Journal of Soil Biology, 2, 21-31. (In Persian).
Bahuguna, A., Sharma, S., Yadav, J., & Yadav, N. (2020). Effect of biochar, carpet waste, FYM and PGPR on growth and yield of rice under organic farming system. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 9(3), 1450-1456.
Bakhshandeh, E., Pirdashti, H. A., & Shahsavarpour Lendeh, Kh. (2017). Phosphate and potassium-solubilizing bacteria effect on the growth of rice. Ecological Engineering, 103, 164-169.
Bakhshandeh, E., Pirdashti, H., & Gilani, Z. (2018). Application of mathematical models to describe rice growth and nutrients uptake in the presence of plant growth promoting microorganisms. Applied soil ecology, 124, 171-184.
Bakhshandeh, E., Pirdashti, H., Shahsavarpour Lendeh, Kh., Gilani, Z., Yaghoubi Khanghahi, M., & Crecchio, C. (2020). Effects of plant growth promoting microorganisms inoculums on mineral nutrition, growth and productivity of rice (Oryza sativa L.). Journal of Plant Nutrition, 43(11), 1643-1660.
Bakhshandeh, E., Rahimian, H., Pirdashti, H. A., & Nematzadeh, G. A. (2014). Phosphate solubilization potential and modeling of stress tolerance of rhizobacteria from rice paddy soil in northern Iran. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 30, 2437-2447.
Cao, M., Narayanan, M., Shi, X., Chen, X., Li, Z., & Ma, Y. (2023). Optimistic contributions of plant growth-promoting bacteria for sustainable agriculture and climate stress alleviation. Environmental Research, 217, 114924.
Das, P. P., Singh, K. R., Nagpure, G., Mansoori, A., Singh, R. P., Ghazi, I. A., Kumar, A., & Singh, J. (2022). Plant-soil-microbes: A tripartite interaction for nutrient acquisition and better plant growth for sustainable agricultural practices. Environmental Research, 214, 113821
Duy, M. V., Hoi, N. T., Ve, N. B., Thuc, L. V., & Trang, N. Q. (2016, May). Influence of cellulomonas flavigena, Azospirillum Sp. and Pseudomonas Sp. on rice growth and yield grown in submerged soil amended with rice straw. 4th Asian PGPR Conference for Sustainable Agriculture, Hanoi, Vietnam.
Ebrahimi-Chamani, H., Yasari, E., & Pirdashti, H. A. (2015). The response of yield and yield components of rice (Oryza sativa L. cv. Shiroodi) to different phosphate solubilizing microorganisms and mineral phosphorus. International Journal of Biosciences, 6, 70-75.
El-Saadony, M. T., Saad, A. M., Soliman, S. M., Salem, H. M., Ahmed, A. I., Mahmood, M., El-Tahan, A. M., Ebrahim, A. A., El-Mageed, A., Taia, A., & Negm, S. H. (2022). Plant growth-promoting microorganisms as biocontrol agents of plant diseases: Mechanisms, challenges and future perspectives. Frontiers in Plant Science, 13, 923880.
Estefan, G., Sommer, R., & Ryan, J. (2013). Methods of soil, plant, and water analysis. A manual for the West Asia and North Africa region. Beirut: International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA).
FAO. (2021). FAOSTAT/ Productionstat/ Crops [Online]. Available at http://Faostat.Fao.Org/Site/567/Default. aspx. Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Ghasemi Lemraski, M., Normohamadi, Gh., Madani, H., Heidari Sharifabad, H., & Mobasser, H. R. (2014). Effect of silicon and potassium foliar application and nitrogen rates on yield and yield components of Iranian rice cultivars, Tarom Hashemi and Tarom Mahalli. New Finding in Agriculture, 9(1), 47-66. (In Persian).
Ghasemi, M., Mobsser, H. R., Asadimanesh, H., & Gholizadeh, A. L. (2014). Investigating the effect of potassium, zinc and silicon on grain yield, yield components and their absorption in grain rice (Oryza sativa L.). Soil Management and Sustainable Production, 4(2), 1-24. (In Persian).
Gilani, Z., Pirdashti, H., & Bakhshandeh, E. (2017). Evaluation of Piriformospora indica and Pantoea ananatis on yield, yield components and potassium uptake of rice plant. Journal Sustainable Agriculture and Production Science, 28(3), 43-54. (In Persian).
Gupta, A., Mishra, R., Rai, S., Bano, A., Pathak, N., Fujita, M., Kumar, M., & Hasanuzzaman, M. (2022). Mechanistic insights of plant growth promoting bacteria mediated drought and salt stress tolerance in plants for sustainable agriculture. International Journal of Molecular Sciences, 23(7), 3741.
Hahn, L., Sá, E. L. S. D., Osório, B. D., Machado, R. G., Damasceno, R. G., & Giongo, A. (2016). Rhizobial inoculation, alone or coinoculated with Azospirillum brasilense, promotes growth of wetland rice. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 40, e0160006.
Hojattipor, S., Jafari Haghighi, B., & Drostkar, M. (2014). The effect of integration of biological and chemical fertilizers on yield, yield components and growth indexes of wheat. Plant Ecophysiology, 5(15), 36-48. (In Persian).
Hussain, A., Ahmad, M., Nafees, M., Iqbal, Z., Luqman, M., Jamil, M., Maqsood, A., Mora-Poblete, F., Ahmar, S., Chen, J. T., & Alyemeni, M. N. (2020). Plant-growth-promoting Bacillus and Paenibacillus species improve the nutritional status of Triticum aestivum L. PLoS One, 15(12), e0241130.
Hyder, S., Rizvi, Z. F., los Santos-Villalobos, S. D., Santoyo, G., Gondal, A., Khalid, N., Fatima, S.N., Nadeem, M., Rafique, K., & Rani, A. (2023). Applications of plant growth-promoting rhizobacteria for increasing crop production and resilience. Journal of Plant Nutrition, 46(10), 2551-2580.
Kazemi, V., & Mirhashmi, M. (2016). Agroecology. Mashhad: Agricultural Education Research Publications. (In Persian).
Keshavarz, J., Aliasgharzad, N., Oustan, S., Emadi, M., & Ahmadi, A. (2013). Isolation and characterization of potassium solubilizing bacteria in some Iranian soil. Archives of Agronomy and Soil Science, 59(12), 1713-1723.
Kobua, C. K., Jou, Y. T., & Wang, Y. M. (2021). Advantages of amending chemical fertilizer with plant-growth-promoting Rhizobacteria under alternate wetting drying rice cultivation. Agriculture, 11(7), 605. https://doi.org/10.3390/agriculture11070605.
Meena, V. S., Meena, S. K., Verma, J. P., Kumar, A., Aeron, A., Mishra, P. K., Bisht, J. K., Pattanayak, A., Naveed, M., & Dotaniya, M. L. (2017). Plant beneficial rhizospheric microorganism (PBRM) strategies to improve nutrients use efficiency: a review. Ecological Engineering, 107, 8-32.
Migahed, H. A., Ahmed, A. E., & Abd El-Ghany, B. F. (2004). Effect of different bacterial strains as biofertilizeragents on growth, production and oil of Apium graveolens under calcareous soil. Arab Universities Journal of Agricultural Science, 12(2), 511-525
Mohammadi, K., Ghalavand, A., Aghaalikhani, M., Heidari, G., & Sohrabi, Y. (2011). Introducing a sustainable soil fertility system for chickpea (Cicer arietinum L.). African Journal of Biotechnology, 10, 6011-6020.
Moslehi, N., Niknejhad, Y., Fallah, H., & Kheiri, N. A. (2016). Effect of integrated application of chemical, organic and biological fertilizers on some of the morphophysiological traits of rice (Oryza sativa L.) Tarom Hashemi cultivar. Crop Physiology Journal, 8(30), 87-103. (In Persian).
Mostofa, M. G., Rahman, M. M., Ghosh, T. K., Kabir, A. H., Abdelrahman, M., Khan, M. A. R., Mochida, K. & Tran, L.S.P. (2022). Potassium in plant physiological adaptation to abiotic stresses. Plant Physiology and Biochemistry, 186(1), 279-289.
Mwashasha, R., Hunja, M., & Kahangi, E. M. (2016). The effect of inoculahing plant growth promoting microorganisms on rice production. International Journal of Agronomy and Agricultural Research, 9(3), 34-44.
Naher, U. A., Panhwar, Q. A., Othman, R., Ismail, M. R., & Berahim, Z. (2016). Biofertilizer as a supplement of chemical fertilizer for yield maximization of rice. Journal of Agriculture Food and Development, 2, 16-22.
Nematzadeh, Gh. A., Oladi, M., Afkhami, A., Qolizadeh, A., Bagheri, A., Aghajani, M., Emami, M., Babaei, A., Ziyai, A., Rahimi, M., & Mozafari, K. (2018). Cultivation instructions for a new variety of Roshan rice. Technical and Promotional Magazine. Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabaristan. (In Persian) https://gabit.sanru.ac.ir/wp-content/uploads/2019/12/roshan.pdf
Nghi, K. N., Tagliani, A., Mariotti, L., Weits, D. A., Perata, P., & Pucciariello, C. (2021). Auxin is required for the long coleoptile trait in japonica rice under submergence. New Phytologist, 229, 85-93.
Ntanos, D. A., & Koutroubas, S. D. (2002). Dry matter and N accumulation and translocation for Indica and Japonica rice under Mediterranean conditions. Field Crops Research, 74(1), 93-101.
Ramesh, A., Sushil, K. S., Mahaveer, P. S., Namrata, Y., & Joshi Om, P. (2014). Plant growth-promoting traits in Enterobacter cloacae subsp. dissolvens MDSR9 isolated from soybean rhizosphere and its impact on growth and nutrition of soybean and wheat upon inoculation. Agricultural Research, 1, 53-66.
Shahsavarpour Lendeh, Kh., Pirdashti, H., & Bakhshandeh, B. (2019). Effect of plant growth promoting bacteria along with potassium fertilizer on yield and yield components of rice (cv. ‘Tarom Hashemi’). Journal of Agroecology, 11(2), 561-577. (In Persian)
Shakeel, M., Rais, A., Hassan, M. N., & Hafeez, F. Y. (2015). Root associated Bacillus sp. improves growth, yield and zinc translocation for basmati rice (Oryza sativa) varieties. Frontiers in Microbiology, 6, 1286.
Sharaan, A. N., & El-Smie, F. S. A. (1999). Response of wheat varieties to some environmental influences. (1999). Effect of seeding rates and N fertilization levels on growth and yield of two wheat varieties (Triticum aestivum L.). Agriculture Science, 44, 589-601.
Sharma, A., Shankhdhar, D., & Shankhdhar, S. C. (2014). Growth promotion of the rice genotypes by PGPRs isolated from rice rhizosphere. Journal of soil science and plant nutrition, 14(2), 505-517.
Agricultural Jihad Statistics. (2021). Crop Products. Tehran: Office of Statistics and Information Technology. (In Persian).
Vaid, S.K., Kumar, B., Sharma, A., Shukla, A. K., & Srivastava, P. C. (2014). Effect of Zn solubilizing bacteria on growth promotion and Zn nutrition of rice. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 14(4), 889-910.
Weyens, N., van der Lelie, D., Taghavi, S., Newman, L., & Vangronsveld, J. (2009). Exploiting plant-microbe partnerships to improve biomass production and remediation. Trends Biotechnology, 27, 591-598.
Yaghoubi Khanghahi, M., Pirdashti, H., Rahimian, H., Nematzadeh, G., & Ghajar Sepanlou, M. (2019). The role of potassium solubilizing bacteria (KSB) inoculations on grain yield, dry matter remobilization and translocation in rice (Oryza sativa L.). Journal of Plant Nutrition, 42(10), 1165-1179.
Zaidi, A., & Khan, S. (2005). Interactive effect of rhizotrophic microorganisms on growth, yield, and nutrient uptake of wheat. Journal of Plant Nutrition, 28(12), 2079-2092.
 
 
به زراعی کشاورزی
دوره 26، شماره 2
خرداد 1403
صفحه 275-291
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار