تاثیر خصوصیات شیمیایی خاک بر همزیستی سیب و انگور با قارچ‌های میکوریز آربوسکولدار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیئت علمی/ دانشگاه یاسوج

2 دانشجوی کارشناسی ارشد/ دانشگاه یاسوج

چکیده

سابقه و هدف: قارچ‌های‎‌ میکوریز آربوسکول‌دار که همزیست اجباری طبیعی ریشه 80 درصد گیاهان هستند، نقش مهمی در افزایش جذب آب و بعضی عناصرغذایی به‌ویژه فسفر و تولید پایدار محصولات زراعی و باغی دارند. همزیستی تعدادی از این قارچ-ها با ریشه انگور گزارش شده ‌است. همچنین تلقیح بعضی از آن‌ها به ریشه نهال‌های سیب باعث افزایش رشد آن‌ها شده است. این پژوهش به منظور بررسی حضور آن‌ها در باغ‌های سیب و انگور مناطق بویراحمد و دنا و تاثیر خصوصیات شیمیایی خاک بر این رابطه همزیستی انجام شد.
مواد و روش‌ها:‌ شصت نمونه از ریزوسفر سیب و انگور این مناطق، جمع‌آوری شدند. هاگ‌های قارچ‌های میکوریز آربوسکول‌دار به روش الک‌تر و سپس سانتریفیوژ کردن در محلول شکر جداسازی و جمعیت هاگ‌ها در 100گرم ریزوسفر شمارش شد.
برای به‌دست آوردن هاگ‌های سالم این قارچ‌ها کشت‌های تله گلدانی با ذرت، برای هر نمونه در گلخانه برای 14 هفته مستقر شدند. قارچ‌های هر نمونه با مطالعه و اندازه‌گیری خصوصیات ریختی، هاگ‌های جداسازی شده از ریزوسفر این گیاهان و کشت‌های تله گلدانی، شناسایی گردیدند. درصد کلنیزاسیون طول ریشه سیب و انگور در هر نمونه پس از رنگ‌بری آن‌ها با محلول پتاسیم 10 درصد و رنگ آمیزی آن‌ها با محلول لاکتوفنل‌آنیلین‌بلو محاسبه گردید. بافت، اسیدیته، هدایت الکتریکی و میزان فسفر خاک هر نمونه، تعیین شدند. همچنین ضرایب همبستگی خصوصیات شیمیایی خاک با جمعیت هاگ‌های این قارچ‌ها و درصد کلنیزاسیون طول ریشه در هر گیاه نیز محاسبه گردیدند.
یافته‌ها: قارچ‌های میکوریز آربوسکول‌دار در تمام نمونه‌ها حضور داشتند و میانگین جمعیت هاگ این قارچ‌ها در 100 گرم ریزوسفر، تنوع آن‌ها و درصد کلنیزاسیون طول ریشه، در سیب به ترتیب 1474، 3/3 و 3/67 و در انگور 1045، 8/2 و 4/40 بودند. چهارده گونه از این قارچ‌ها متعلق به هشت جنس، به اسامی: Funneliformis constrictum, F. caledonium, F. mosseae,
F. geosporum, Glomus deserticola, G. microaggregatum, Rhizophagus fasciculatus, R. clarus, Claroideoglomus claroideum, C. etunicatum, Scutellospora calospora, Entrophospora infrequens, Acaulospora bireticulata و Ambispora gerdemannii در نمونه‌ها شناسایی شدند. گونه‌ی F. mosseae با 6/76 درصد بیشترین فراوانی را داشت. بافت خاک نمونه‌ها از رسی تا لومی، متغیر بود. میزان فسفر، اسیدیته و هدایت-الکتریکی خاک با جمعیت هاگ قارچ‌های میکوریزی آربوسکولار و درصد کلنیزاسیون طول ریشه این گیاهان همبستگی منفی داشتند. ضریب همبستگی جمعیت هاگ این قارچ‌ها در خاک ریزوسفری سیب، با اسیدیته، هدایت الکتریکی و فسفر خاک به ترتیب 02/0-، 42/0- و 04/0- و در انگور 45/0-، 30/0- و 01/0- بود. همچنین ضریب همبستگی درصد کلنیزاسیون طول ریشه سیب با اسیدیته، هدایت الکتریکی و فسفر خاک به ترتیب 22/0-، 19/0- و 38/0- و در انگور 44/0-، 15/0- و 16/0- بود.
نتیجه‌گیری: حضور این قارچ‌ها در تمام نمونه‌ها حاکی از نیاز این گیاهان به این همزیستی برای رشد و نموطبیعی است. جمعیت هاگ این قارچ‌ها، تنوع آن‌ها و درصد کلنیزاسیون طول ریشه، در سیب بیشتر از انگور بود. فراوانی بیشتر قارچ F. mosseae ، حاکی از توانایی بیشتر آن در برقراری رابطه همزیستی با این گیاهان است. همبستگی منفی میزان فسفر، اسیدیته و هدایت‌الکتریکی خاک با جمعیت هاگ قارچ‌های میکوریز آربوسکول‌دار و درصد کلنیزاسیون طول ریشه، نشان می‌دهد که توانایی برقراری رابطه‌ی همزیستی این قارچ‌ها با ریشه این گیاهان و میزان تکثیر آن‌ها در خاک‌های با فسفر و شوری کم و اسیدیته خنثی تا کمی قلیایی بیشتر است. بنابراین می‌توان کاربرد این قارچ‌ها را در این ‌گونه خاک‌ها برای بهبود رشد و محصول این گیاهان، پیشنهاد کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of chemical properties of soil on symbiosis of apple and grape with arbuscular mycorrhizal fungi

چکیده [English]

Background and objectives: Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), are natural obligate root symbiont of 80 percent of plants, and play a key role in water and some nutrients, particularly phosphorus, absorption and sustainable production of field crops and fruit trees. Some of these fungi reported from grape's rhizosphere, and some species increased apple seedlings growth. This research was conducted to investigate the presence of these fungi in apple and grape orchards of Boyer-Ahmad and Dena areas, southwest Iran, and the impact of soil chemical properties on their symbiotic relationships.
Materials and Methods: Sixty samples were collected from the rhizosphere of apples and grapes in this region. Spores of AMF were isolated by wet sieving and decanting method and then centrifuged in sugar solution, and spores population of these fungi estimated at 100 grams of each samples. The trap pot culture for each sample was established with maize in the greenhouse, for 14 weeks. AMF species were identified with study the morphological characteristics of isolated spores from the samples and trap pot cultures. Root length colonization was measured in each sample, after discoloring roots with 10% KOH, and their staining with Lactophenol-Anilinblue solution. Soil texture, pH, EC and soil phosphorus, were appointed, for each sample. The correlation coefficients of soil chemical properties with AMF spores population, and root length colonization were measured, for each plant.
Results: AMF were present in all samples. The mean of the spores population, species richness, and root length colonization in apple were 1474, 3.3 and 67.28; and in grape were 1045, 2.8 and 40.41. Fourteen species of these fungi belong to the 8 genera were identified as follow: Funneliformis constrictum, F. caledonium, F. mosseae, F. geosporum, Glomus deserticola, G. microaggregatum, Rhizophagus fasciculatus, R. clarus, Claroideoglomus claroideum, C. etunicatum, Scutellospora calospora, Entrophospora infrequens, Ambispora gerdemannii, Acaulospora bireticulata. F. mosseae had the highest frequency by 76.6%. The soil texture of samples were varied from clay to loamy. Soil pH, EC and phosphorus, had negative correlations with AMF spores population and root length colonization. The correlation coefficient of AMF spores population with soil pH, EC and phosphorus was -0.02, -0.42 and -0.04 in apple, and -0.45, -0.30 and -0.01 in grape respectively. Also correlation coefficients of the root length colonization with soil pH, EC and phosphorus were -0.22, -0.19 and -0.38 in apple, and -0.44, -0.15 and -0.16 in grape respectively.
Conclusion: The presence of AMF in all samples indicated that these plants need to this symbiosis for their natural growth and development. AMF spores population, species richness and root length colonization in apple samples were greater than the grape. More frequency of F.mosseae, reflects its ability to establish symbiotic relationship with these plants and the impact on their growth. The negative correlation between the amount of phosphorus, pH and electrical conductivity of soil with a spores population of AMF and root length colonization indicate that the ability of AMF symbiosis with these plants and their propagation are higher in soils with low phosphorus, pH and salinity. Therefore the use of AMF to improve the growth of these plants can be suggested in such soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • pH
  • Phosphorus
  • Salinity
  • Funneliformis
  • Glomus
1.Abdel Latef, A.A.H., and Miransari, M. 2014. The role of arbuscular mycorrhizal fungi in
alleviation of salt stress. P 23-38, In: M. Miransari (Ed.), Use of Microbes for the Alleviation
of Soil Stresses, Vol. 2: Alleviation of Soil Stress by PGPR and Mycorrhizal Fungi. Springer
Science+Business Media New York.
2.Abubacker, M.N., Visvanathan, M., and Srinivasan, S. 2014. Impact of pesticides on AMF spore
population and diversity in banana (Musca spp.) plantation soils. Biolife. 2: 4. 1279-1286.
3.Allen, M.F. 1991. The Ecology of Mycorrhizae. London, Cambridge University Press, UK,
Pp: 32-40.
4.Allen, M.F. 1992. Mycorrhizal functioning. Chapman and Hall Publishing. New York,
Routledge, USA, Pp: 301-332.
5.Amijee, F., Tinker, P.B., and Stribley, D.P. 1989. The development of endomycorrhizal
root systems. VII. A detailed study of effects of soil phosphorus on colonization.
New Phytologist. 111: 435-446.
6.Barin, M., Aliasgharzadeh, N., and Samadi, A. 2002. Influence of mycorrhization on the
mineral nutrition and y ield of tomato under sodium chloride and salts mixture induced
salinity levels. Soil and Water Sciences. 20: 1. 94-105. (In Persian)
7.Day, P.R. 1965. Particle fractionation and particle-size analysis. P 545-566, In: C.A. Black
(Ed.), Methods of Soil Analysis. Part I. Monog. Ser. No. 9. ASA. Madison, WI.
8.Douds, D.D., and Schenck, N.C. 1990. Relationship of colonization and sporulation by VA
mycorrhizal fungi to plant nutrient and carbohydrate contents. New Phytologist. 116: 621-627.
9.Duke, E.R., Johnson, C.R., and Koch, K.E. 1986. Accumulation of phosphorus, dry matter
and betaine during NaCl stress of split-root citrus seedlings colonize with vesicular
arbuscular mycorrizal fungion on zero, one or two halves. New Phytologist. 104: 85-110.
10.Duponnois, R., Colombet, A., Hien, V., and Thioulouse, J. 2005. The mycorrhizal fungus
Glomus intraradices and rock phosphate amendment influence plant growth and microbial
activity in the rhizosphere of Acacia holosericea. Soil Biology and Biochemistry.
37: 1460-1468.
11.Gaur, A., and Adholeya, A. 2002. Arbuscular mycorrhizal inoculation of five tropical fodder
crops and inoculums production in marginal soil amended with organic matter. Biology and
Fertility of Soils. 35: 214-218.
12.Gerdemann, J.W., and Nicolson, T.H. 1963. Spores of mycorrhizal Endogone species
extracted from soil by wet-sieving and decanting. Transactions of the British Mycological
Society. 46: 235-244.
13.Hajian, M., and Abbasi, M. 2005. Variation of spores of vesicular arbuscular mycorrhiza
population in pistachio natural forest soil in north of Khorassan. J. Sci. Technol. Agric.
Natur. Resour. 8: 4. 77-86. (In Persian)
14.Hirrel, M.C., and Gerdemann, J.W. 1980. Improved growth of onion and bell pepper in saline
soils by two vesicular arbuscular mycorrhizal fungi. J. Soil Sci. Soc. Amer. 44: 654-655.
15.Isobe, K., Aizawa, E., Iguchi, Y., and Ishii, R. 2007. Distribution of arbuscular mycorrhizal
fungi in upland field soil of Japan 1. Relationship between spore density and the soil
environmental factor. Plant Production Science. 10: 1. 122-128.
16.Jenkins, W.R. 1964. A rapid centrifugal-flotation technique for separating nematodes from
soil. Plant Disease Reports. 48: 692. (Short report)
17.Jensen, A., and Jakobsen, J. 1980 .The occurrence of vesicular arbuscular mycorrhiza in
barley and wheat grown in some Danish soil with different fertilizer treatment. Plant and
Soil. 55: 403-414.
18.Juniper, S., and Abbott, L. 1993. Vesicular arbuscular mycorrhizas and soil salinity.
Mycorrhiza. 4: 45-57.
19.Menge, J.A., Steirle, D., Bagyaraj, D.J., Johnson, E.L.V., and Leonard, R.T. 1978.
Phosphorus concentrations in plants responsible for inhibition of mycorrhizal infection.
New Phytologist. 80: 575-578.
20.Meyer, A.H., Valentine, A.J., Botha, A., Archer, E., and Louw, P.J.E. 2005. Young
grapevine response and root colonization following inoculation with arbuscular mycorrhizal
fungi. J. Enol. Viticul. 25: 1. 26-32.
21.Mosse, B. 1973. Plant growth responses to vesicular–arbuscular mycorrhiza. X. Response of
Stylosanthes and maize to inoculation in unsterile soils. New Phytologist. 78: 277-288.
22.Olsen, S.R., and Sommers, L.E. 1982. Phosphorus. Methods of Soil Analysis. Part 2.
American Agronomy Society, Madison, Wisconsin, USA, Pp: 403-430.
23.Page, A.L., Miller, R.H., and Keeney, D.R. 1982. Methods of Soil Analysis. Part 2, 2nd ed.,
American Agronomy Society, Madison, Wisconsin,USA, Pp: 400-403.
24.Phillips, J.M., and Hayman, D.S. 1970. Improved procedures for clearing roots and staining
parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection.
Transactions of the British Mycological Society. 55: 158-161.
25.Plenchette, C., Furlan, V., and Fortin, J.A. 1981. Growth stimulation of apple trees in
unsterilized soils under field conditions with VA mycorrhiza inoculum. Can. J. Bot.
59: 2003-2008.
26.Schenck, N.C., and Perez, Y. 1990. Manual for the Identification of VA Mycorrhizal Fungi.
Synergistic Publications, Gainesville, Florida, USA, 286p.
27.Schubert, A., and Lubraco, G. 2000. Mycorrhizal inoculation enhances growth and nutrient
uptake of micro propagated apple rootstocks during weaning in commercial substrates of
high nutrient availability. Applied Soil Ecology. 15: 113-118.
28.Sedaghati, A., Khosravi, A., Mohammadi Goltapeh, A., Minasian, V., and Rezaei Danesh, Y.
2008. Isolation and identification of grape root symbiotic arbuscular mycorrhizal fungi in the
provinces of Khorasan and Qazvin. Proceedings of the 18th Iranian Plant Protection
Congress. BuAliSina University of Hamedan, 643p. (In Persian)
29.Sieverding, E. 1989. Ecology of VAM fungi in tropical agrosystems. Agriculture Ecosystem
and Environment. 29: 369-390.
30.Waterer, D., and Coltman, R. 1989. Response of lettuce to pre- and post-transplant
phosphorus and pre-transplant inoculation with a VA-mycorrhizal fungus. Plant and Soil.
117: 151-156.