تأثیر قارچ مایکوریزای آربسکولار و تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژیک، جذب برخی عناصر‌غذایی و پایداری خاکدانه‌ای خاک در سه گیاه مختلف

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد، گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران.

2 استاد خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین، خوزستان، ایران

3 گروه علوم خاک، ،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران

چکیده

سابقه و هدف: شوری خاک مشکل روزافزون خاک‌های کشاورزی بوده و حضور قارچ‌های مایکوریزا با برقراری همزیستی با ریشه‌ی بسیاری از گیاهان از طریق بهبود رشد گیاه، تحمل آنها را در برابر شوری افزایش می‌دهند. علاوه بر این قارچ مایکوریزا از طریق دو مکانیسم اصلی تثبیت فیزیکی با به دام انداختن ذرات انفرادی خاک به وسیله شبکه‌های گسترده هیف و تثبیت شیمیایی توسط ترشحات چسب مانند به پایداری خاکدانه‌ها کمک می‌کند. هدف این مطالعه مقایسه‌ی تأثیر ریشه‌های گیاهان شبدر با نام علمی Terifoliom alexandrinum L.، پیاز با نام علمی Allium cepa L. و جعفری با نام علمی Petrocelinum crispum L. با حضور و بدون حضور قارچ مایکوریزا تحت شوری خاک بر روی ثبات خاکدانه‌ها بود.
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی اثر قارچ مایکوریزا و سطوح مختلف شوری بر ویژگی های مورفولوژیک، غلظت عناصر‌غذایی و ثبات خاکدانه‌های خاک در سه گیاه شبدر، جعفری و پیاز آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار به صورت گلدانی در گلخانه دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان در سال ۱۳۹۷ انجام گرفت. فاکتورهای آزمایشی شامل قارچ مایکوریزا در دو سطح (عدم تلقیح با مایکوریزا (NM)، تلقیح با مایکوریزا (M))، شوری در سه سطح (dS m-1 ۱ (S1)، ‌ dS m-1 ۳ (S2) و ‌ dS m-1۶ (S3)) و سه گونه گیاه (شبدر (TA)، جعفری (PC) و پیاز (AC)) بود.
یافته‌ها: بر اساس نتایج به دست آمده تنش شوری باعث کاهش معنی‌دار شاخص‌های رشدی و درصد کلنیزاسیون گیاهان گردید اما تلقیح با قارچ مایکوریزا سبب افزایش معنی‌دار شاخص‌های فوق گردید. تنش شوری در گیاهان شبدر، جعفری و پیاز به ترتیب باعث کاهش وزن خشک اندام‌هوایی به میزان ۳۱ و ۳۵ و ۹۶ درصدگردید، اما این فاکتور در گیاهان میکویزایی نسبت به تیمارهای غیر مایکوریزایی آن‌ها به ترتیب 69، 67 و 93 درصد افزایش نشان داد. میزان افزایش وزن ماده خشک ریشه این سه گیاه مایکوریزایی نسبت به غیر مایکوریزایی آن‌ها به ترتیب یاد شده 65، 65 و 93 درصد بود. همچنین تنش شوری باعث کاهش معنی‌دار در جذب غلظت عناصر پرمصرف (فسفر و پتاسیم) و عناصر کم مصرف (آهن، روی و مس) گردید در صورتی که غلظت عنصر سدیم افزایش معنی‌داری یافت. تیمار قارچ مایکوریزا موجب افزایش معنی‌دار غلظت فسفر در سه گیاه شبدر جعفری و پیاز به میزان ۲۶، ۲۷ و ۴۱ درصد گردید در حالی که تنش شوری غلظت فسفر را در سه گیاه فوق به میزان ۲۲، ۲۴ و ۲۶ درصد کاهش داد. تلقیح مایکوریزایی سبب افزایش ۶، ۱۲ و ۶۶ درصد آهن به ترتیب در سه گیاه فوق گردید. بررسی نتایج نشان داد که بیشترین میزان پایداری خاکدانه‌ در گیاهان شبدر، جعفری و پیاز با میانگین 81/0، 75/0 و 93/0 میلی‌متر در تیمار مایکوریزایی با شوری کم و کمترین میزان پایداری خاکدانه‌ با میانگین 41/0، 39/0 و 35/0 میلی‌متر در تیمار غیر مایکوریزایی با شوری زیاد بدست آمد.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج این تحقیق مشاهده شد که تنش شوری بر ویژگی‌های رشدی و جذب عناصر‌غذایی سه گیاه شبدر، جعفری و پیاز اثر منفی می‌گذارد اما تلقیح گیاهان فوق با قارچ مایکوریزا تا حد زیادی از این اثرات منفی تنش شوری می‌کاهد. همچنین اثرات منفی تنش شوری بر پایداری خاکدانه در تیمارهای مایکوریزایی کمتر از تیمارهای غیرمایکوریزایی بود. در بین گیاهان مورد مطالعه، بیشترین میزان پایداری خاکدانه در شرایط تلقیح قارچ مایکوریزا، مربوط به گیاه پیاز بود و کمترین میزان پایداری خاکدانه‌ در گیاه جعفری دیده شد. با بررسی نتایج مشاهد شد گیاه پیاز که وابستگی مایکوریزایی بیشتری به قارچ دارد می‌تواند باعث افزایش بیشتر میزان پایداری خاکدانه‌ها گردند. بدین ترتیب می‌توان با کاربرد قارچ مایکوریزا، بخصوص در خاک‌های شور، پایداری خاکدانه‌ها را افزایش داد و در نتیجه آن باعث بهبود کیفیت وسایر ویژگی‌های فیزیکی خاک گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of Arbuscular Mycorrhiza Fungi and Salinity Stress on Morphological Characteristics, uptake of Some Nutrients and Soil Aggregate Stability in Three Different Plants

نویسندگان [English]

  • Zahra Ghasemi 1
  • Habibollah Nadian 2
  • Bijan Khalilimoghadam 3
1 Soil Science Department, Agriculture Sciences and Natural Resources University of Khuzestan
2 Soil Science Department, Agriculture Sciences and Natural Resources University of Khuzestan
3 1Department of Soil Science, Agriculture Sciences and Natural Resources University of Khuzestan
چکیده [English]

Background and Objectives: Soil salinity is an increasing problem in agricultural soils that mycorrhizal fungi in saline soils increase plants tolerance to salinity by symbiosos with their roots and improving their growth. In addition, mycorrhizae contribute to agglomerate stability through two main mechanisms, physical stabilization by trapping individual soil particles by extensive hyphae networks and chemical stabilization by adhesive-like secretions. Therefore, the aim of this study was to compare the root effects of three different plants, clover Terifoliom alexandrinum L., onion Allium cepa L. and parsley Petrocelinum crispum L. with and without mycorrhizal on soil aggregates stability in saline soils.
Material and Methods: In order to investigate the effect of mycorrhiza fungi and different salinity levels on morphological characteristics, nutrient concentrations and soil aggregate stability in three plants: clover, parsley and onion, a factorial experiment in a completely randomized design with 3 replications were conducted in the greenhouse of Agricultural sciences and natural resources university of Khuzestan in 2018. factors were included mycorrhiza at two levels (no inoculation with mycorrhiza (NM), inoculation with mycorrhiza (M)), salinity at three levels (salinity 1 dS m-1 (S1), 3 dS m-1 (S2) and a 6 dS m-1 (S3)) and three levels of plant type (clover (TA), parsley (PC) and onion (AC)).
Results: Accourding to the results, salinity stress caused a significant decrease in growth indices and plant colonization percentage, but inoculation with mycorrhiza fungus increased them significantly. Salinity stress in clover, parsley and onion reduced shoots dry weight 31%, 35% and 96% respectively, but inoculation with mycorrhizal faungus increased this factor 69%, 67% and 93% compared to non-mycorrhizal treatments. The increase of root dry matter of these three mycorrhizal plants compared to their non-mycorrhizal treatments was 65, 65 and 93%, respectively. Salinity stress also caused a significant decrease in the macronutrients (phosphorus and potassium) and micronutrients (iron, zinc and copper) concentration, while sodium concentration increased significantly. Mycorrhizal treatment increased phosphorus concentration significantly in clover, parsley and onion by 26, 27 and 41%, while salinity stress reduced it by 22, 24 and 26% respectively. Mycorrhizal inoculation increased iron concentratin 6, 12 and 66% in the above three plants, respectively. The results showed that the highest aggregate stability in clover, parsley and onion were seen with an average of 0.81, 0.75 and 0.93 mm in mycorrhizal low salinity level treatment and and the lowest aggregate stability by an average of 0.41 , 0.39 and 0.35 mm were obtained in non-mycorrhizal high salinity level treatment.
Conclusion: Based on the results of this study, salinity stress has a negative effects on plant growth characteristics and nutrient uptake by clover, parsley and onion, but mycorrhizal fungi inoculation reduces these negative effects. Also, the negative effects of salinity stress on aggregate stability in mycorrhizal treatments were less than non-mycorrhizal treatments. Among the studied plants, the highest amount of aggregate stability in mycorrhiza inoculation conditions was related to onion and the lowest amount of aggregate stability was seen in parsley. Its obvious from the results that onion, which has a higher mycorrhizal dependency, can further increase the aggregates stability. Thus, the use of mycorrhizal fungi, especially in saline soils, can increase the stability of aggregates and thus improve quality and soil physiacl properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inoculation
  • Mycorrhizal plants
  • Clover
  • Parsley
  • Onion

مراجع

1.Parvaiz, A., and Satyawati, S. 2008. Salt stress and phyto-biochemical responses of plants. Plant Soil Environment, 54: 89-99.
2.Young. 1994. Land degradation in south Asia: Its severity, causes and effects upon the people. W.S.R.R. No. 78. Rome.
3.Al-Karaki, G. 2000. Growth of mycorrhizal tomato and mineral acquisition under salt stress. Mycorrhiza. 10: 51-54.
4.Nadian, H., Heidari, M., Qaryneh, M., and Daneshvar, M. 2013. The effect of different levels of sodium chloride and mycorrhizal colonization on the growth and uptake of phosphorus, potassium and sodium by saffron. Plant production (Scientific Journal of Agriculture).36: 2. 58-49. (In Persian)
5.Abdollahi Arpanahi, A., Feizian, M., Mehdipourian, Gh., and Namdar Khojasteh, D. 2020. Arbuscular mycorrhizal fungi inoculation improve essential oil and physiological parameters and nutritional values of Thymus daenensis Celak and Thymus vulgaris L. under normal and drought stress conditions. European Journal of Soil Biology. 100: 103-217.
6.Marquez, C.O., Garcia, F.J., Cambardella, C.A., Schultz, R.C., and Isenhart, T.M. 2004. Aggregte-size stability Distribution and soil stability. Soil Science Society of America Journal. 68: 725-735.
7.Erman, M., Demir, S., Ocak, E., Tufenkci, S., Oguz, F., and Akkopru, A. 2011. Effects of Rhizobiom, arbuscular mycorrhiza and whey applications on some properties in chickpea (Cicer arietinum L.) under irrigated and rainfed conditions 1- Yield, yield components, nodulation and AMF colonization. Field Crops Research. 122: 1. 14-24.
8.Tavasolee, A., and Aliasgharzad, N. 2009. Effect of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Nutrient Uptake and Onion Yield in a Saline Soil at Field Conditions. Water and Soil Sciences. 19: 1. 158-145. (In Persian)
9.Poornazari, N., Khalilimoghadam, B., Hazbavi, Z., and Bagheri Bodaghabadi, M. 2021. Land degradation assessment in the dust hotspot of southeastern Ahvaz, Iran. Land Degradation and Development. 32: 896-913. Doi.org/10.1002/ldr.3748.
10.Rillig, M.C., and Mummey, D.L.2006. Mycorrhizae and soil structure. New Phytologist. 171: 41-53.
11.Aumtong, S., Sirinikorn, P., Susingsa, P., and Maungjai, N. 2010. Glomalin-related soil protein influence on soil aggregate stability in soils of cultivated areas and secondary forests from
29-Northern Thailand. P 21-24, In: 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World.
12.Martin, S.L., Mooney, S.J., Dickinson, M.J., and West, H.M. 2012. The effects of simultaneous root colonization by three Glomus species on soil pore characteristics. Soil Biology and Biochemistry. 49: 167-173.
13.Baylis, G.T.S. 1975. The magnolioid mycorrhiza and mycotrophy in root systems derived from it. P 373-389.
In: Endomycorrhizas. F.E. Sanders,B. Mosse and P.B. Tinker, (eds.). Academic Press, London.
14.Baon, J.B., Smith, S.E., and Alston, A.M. 1994. Growth and phosphorus uptake of rye with long and short root hairs: interaction with mycorrhizal infection. Plant Soil. 167: 247-254.
15.Qasem Jokar, N., Nadian Ghomsheh, H., Khalili Moghadam, B., and Heidari, M. 2013. The effect of arbuscular mycorrhizal fungi and drought stress on root growth, proline accumulation and uptake of some nutrients by three leek genotypes. Journal of Soil Biology.1: 2. 93-105. (In Persian)
16.Green, H., Larsen, J., Olsson, P.A., Jensen, D.F., and Jacobsen, I. 1999. Suppression of the biocontrol agent Trichoderma harzianum by mycelium of the arbuscular ycorrhizal fungus Glomus intraradices in root-free soil. Applied and Environmental Microbiology.65: 1428-1434.
17.Smith, F.A., and Smith, S.E. 1981. Mycorrhizal infection and growth of Trifolium Subterraneum: use of sterilized soil as a control treatment. New Phytologist. 88: 2. 299-309.
18.Rhoades, J.D. 1974. Drainage for salinity control. P 433-461. In: J. van Shilfgaarde, (ed.) Drainage for agriculture. Agronomy. ASA. Madison, WI.
19.Plenchette, C., Fortin, J.A., and Furlan, V. 1983. Growth response of several plant species to mycorrhizael in a soil of moderate P fertility. 1- Mycorrhizal dependency under field conditions. Plant and Soil. 70: 199-206.
20.Philips, D.A., and Hayman, D.S. 1970. Improved procedures for clearing root and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. Transactions of the British Mycological Society.
55: 158-161.
21.Tennant, D. 1975. A test of a modified line intersect method of estimating root length. The Journal of Ecology.
63: 3. 995-1001.
22.Carter, M.R., and Gregorich, E.G. 2008. Soil sampling and methods of analysis, 2nd edition, Boca Raton: CRC Press, Taylor and Francis Group. pp. 1264.
23.Abdel Latef, A.A., and Chaoxing, H. 2014. Does the inoculation with Glomus mosseae improve salt tolerance in pepper plants? Journal of Plant Growth Regulation. 33: 3. 644-653.
24.Nadian, H. 2011. Effect of drought stress and mycorrhiza coexistence on growth and phosphorus uptake by two different sorghum cultivars in root morphology. Journal of Agricultural Science and Technology and Natural Resources, Soil and Water Sciences.15: 57. 140-127. (In Persian)
25.Pixao, C.M., Oliveira, A.R., and Amoria, R.T.D. 2007. Arbuscular mycorrhizal fungi effect on growth and nutrition of citrus rootstock. Magistra. 19: 47-59.
26.Wang, M., Christie, P., Xiao, Z., Wang, P., Lio, J., and Xia, R. 2008. Arbuscular mycorrhizal enhancement of iron concentration by Poncirus trifoliata L. Raf and Citrus reticulata Blanco grown on sand medium under different pH. Biology and Fertility of Soils. 45: 65-72.
27.Jarstfer, A., Farmer-Koppenol, P., and Sylvia, D. 1998. Tissue magnesium and calcium affect arbuscular mycorrhiza development and fungal reproduction. Mycorrhiza. 7: 237-242.
28.Karami, E., Ghorbani Dashtaki, S., and Khalilimoghadam, B. 2018. Effects of land management on soil erodibility-A case study in part of Zayandeh-Rood watershed. Journal of Agricultural Engineering. 40: 105-119.
29.Ruiz-Lozano, D., Porcel, R., Azcon, C. and Aroca, R. 2012. Regulation by arbuscualr mycorrhizal fungi of the integrated physiological responses to salinity in plants: new challenges in physiological and molecule studies. Journal of Experimental Botany.63: 11. 4033-4044.
30.Hammer, E.C., Nasr, H., Pallon, J., Olsson, P.A., and Wallander, H. 2011. Elemental composition of arbuscular mycorrhizal fungi at high salinity, Mycorrhiza. 21: 117-129.
31.Al-Karaki, G.N. 2006. Nursery inoculation of tomato with arbuscular mycorrhizal fungi and subsequent performance under irrigation with saline water. Scientia Horticulturaea. 109: 1-7.
32.Sheng, M., Tang, M., Chan, H., Yang, B., Zhang, F., and Huang, Y. 2008. Influence of arbuscular mycorrhizae on photosynthesis and water status of maize plants under salt stress. Mycorrhiza.18: 287-296.
33.Halperin, S.J., and Lynch, J.P. 2003. Effects of salinity on cytosolic Na and K in root hairs of Arabidopsis thaliana: in vivo measurements using the fluorescent dyes SBFI and PBFI. Journal of Experimental Botany. 54: 390. 2035-2043.
34.Alipour, H., Nikbakht, A., Etemadi, N., Norbakhsh, F., and Rejali, F. 2015. Beneficial Effects of Mycorrhizal Fungi on Growth Characteristics and Nutrients Uptake by Plane Tree (Platanus orientalis L.), Subjected to Deficit Irrigation. Journal of Crop Production and Processing. 6: 21. 81-90. (In Persian)
35.Enteshari, S., and Haji Hashemi, F. 2010. The effect of two species of arbuscular mycorrhiza fungi on root nodulation and uptake of some elements in soybean under salinity conditions. Journal of Plant Protection. 24: 3. 315-323. (In Persian)
36.Jahanbazy Goujani, H., Hosseini Nasr, M., Sagheb Talebi, Kh., and Hojjati, M. 2013. Effect of salinity stress on growth factors, proline, pigments and absorption of elements in shoot of four wild almond. The Journal of Plant Research. 5: 37. 787-777. (In Persian)
37.Evelin, H., Devi, T.S., Gupta, S., and Kapoor, R. 2019. Mitigation of salinity stress in plants by arbuscular mycorrhizal symbiosis: current understanding and new challenges. Frontiers in Plant Science. 10:470. doi: 10.3389/fpls.2019.00470.
38.Farahani, S.S., Asoodar, M.A., and Khalilimoghadam, B. 2020. Short-term impacts of biochar, tillage practices, and irrigation systems on nitrate and 
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 12، شماره 2
تیر 1401
صفحه 45-65

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار