جداسازی باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و حل کننده فسفر از ریزوسفر چای و تاثیر مایه تلقیح آن ها بر ویژگی های خاک و رشد گیاه

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 ﮔﺮوه ﻋﻠﻮم و ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﺧﺎک، داﻧﺸﮑﺪه علوم ﮐﺸﺎورزی، داﻧﺸﮕﺎه ﮔﯿﻼن، رﺷﺖ، اﯾﺮان

2 رشت- دانشگاه گیلان- دانشکده کشاورزی- گروه علوم خاک.

3 ﮔﺮوه ﻋﻠﻮم و ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﺧﺎک، داﻧﺸﮑﺪه علوم ﮐﺸﺎورزی، داﻧﺸﮕﺎه ﮔﯿﻼن، رشت، ایران

4 گروه خاکشناسی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

5 پژوهشکده چای

10.22069/ejsms.2024.20881.2085

چکیده

سابقه و هدف: با توجه به نیاز بالای کشور ایران به چای و کافی نبودن مقدار تولید داخلی، استفاده از کودهای شیمیایی جهت افزایش تولید در واحد سطح رو به افزایش است. کاربرد طولانی مدت کودهای شیمیایی به ویژه کودهای نیتروژن‌دار، سبب اسیدی شدن خاک باغ‌های چای شده و سلامت و کیفیت خاک را تحت تاثیر قرار داده است. از این رو، جست‌وجو برای یک روش جایگزین و کارآمد که کارایی آن به اندازه کودهای شیمیایی باشد و ضررهای ناشی از مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی را جبران نماید، ضروری است.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش ابتدا ریزوباکتری‌های بومی تثبیت کننده نیتروژن (آزوسپیریلیوم) و حل کننده فسفر از ریزوسفر گیاه چای جداسازی و سپس به عنوان کود زیستی در کشت گلدانی نهال‌های چای هیبرید چینی در پژوهشکده چای کشور در سال 1400 مورد استفاده قرار گرفتند. این آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با آرایش فاکتوریل در سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل pH خاک در دو سطح (65/4 و 21/5) و تیمارهای کودی در پنج سطح شامل شاهد منفی (B)، کود شیمیایی بر اساس آزمون خاک (C)، کود زیستی باکتری تثبیت کننده نیتروژن (BN)، کود زیستی باکتری حل کننده فسفر (BP) و کود زیستی دارای باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن و حل کننده فسفر (BNP) بودند. پس از گذشت سه ماه از کشت نهال چای در گلدان-ها پیامد استفاده از این کودهای زیستی بر ویژگی‌های خاک و رشد گیاه چای مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها:‌ مقدار pH خاک در تمامی تیمارهایی که کود زیستی دریافت نمودند نسبت به تیمارهای شاهد و کود شیمیایی بیشتر بود. بیشترین و کمترین مقدار نیتروژن خاک به ترتیب در تیمارهای BNP وB مشاهده شد. بیشترین مقدار فسفر فراهم خاک در تیمار BNP مشاهده شد که البته اختلاف معنی‌داری با تیمار و BN نداشت. مقدار پتاسیم قابل جذب خاک در تیمارهای دریافت کننده کود زیستی و شیمیایی اختلاف آماری معنی‌داری را نشان نداد. بیشترین و کمترین مقدار وزن تر، وزن خشک و محصول به ترتیب در تیمارهای BNP و B مشاهده شد. بیشترین محتوای نیتروژن و فسفر گیاه به ترتیب مربوط به تیمارهای BNP (8/4 درصد) و BP (24/0 درصد) بود. محتوای پتاسیم گیاه در تیمارهای کود زیستی بیشتر از تیمار شاهد بود، اگرچه درصد پتاسیم در تمامی تیمارهای کود زیستی از تیمار کود شیمیایی کمتر بود.
نتیجه‌گیری: در این پژوهش، تیمار کودهای زیستی باکتری آزوسپیریلیوم و حل کننده فسفر به ترتیب سبب افزایش محتوای نیتروژن و فسفر گیاه چای و خاک زیرکشت آن شدند و کاربرد هم‌زمان آن‌ها سبب افزایش کارایی هردو شد. بنابراین، از آن‌جا که این باکتری‌ها سبب بهبود رشد گیاه و ویژگیهای خاک شدند به نظر می‌رسد رایزوباکترهای بومی جداشده از ریزوسفر چای پتانسیل استفاده در باغ‌های چای به عنوان کود زیستی را در راستای کشاورزی پایدار داشته باشند. اگرچه بررسی طولانی‌مدت در شرایط مزرعه طی چند دوره‌ی رشد و همچنین فصول مختلف سال برای ارزیابی‌های بیشتر مورد نیاز است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Isolation of nitrogen fixing and phosphorus solubilizing bacteria from tea rhizosphere and evaluation of their inoculum effect on soil properties and plant yield

نویسندگان [English]

  • علیخواه علیخواه 1
  • Mohammad Bagher Farhangi 3
  • Maryam Khalili Rad 4
  • Ehsan Kahneh 5
1 Department of Soil Science, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Department of Soil Science, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
4 Department of Soil Science, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
5 Tea Research Center
چکیده [English]

Background and objectives: Considering the high demand for tea in Iran and the insufficient local production, the use of chemical fertilizers to enhance production per unit area is increasing. The long-term use of chemical fertilizers, especially nitrogen fertilizers, in tea gardens has led to soil acidification which in turn impacted the soil quality and health. Therefore, searching for an alternative method that is as efficient as chemical fertilizers and compensates for the disadvantages caused by the excessive use of chemical fertilizers is essential in tea gardens nutrition
Materials and methods: In this research, native nitrogen-fixing (Azospirillum) and phosphorus solubilizing rhizobacteria were isolated from the rhizosphere of tea plants and then used as biofertilizers for cultivation of Chinese hybrid tea seedlings at tea research center in 1400 under pot experiment. This experiment was conducted in a randomized complete block design with factorial arrangement and three replications. The factors include pH of soil at two levels (4.65 and 5.21), and fertilizer treatments at five levels including blank (B), control; where chemical fertilizer was applied based on soil analysis (C), nitrogen fixing bacteria was applied as biofertilizer (BN), phosphorus solubilizing bacteria was applied as biofertilizer (BP), and nitrogen fixing and phosphorus solubilizing bacteria were applied as biofertilizer (BNP). After three months of tea planting, the effect of applied biofertilizers on soil biochemical characteristics and yield of tea plant were investigated.
Results: The soil pH values in all treatments that received biofertilizers were higher than that of the blank and control treatments. The highest and the lowest soil nitrogen (N) content were observed in BNP and B treatments, respectively. The highest content of soil phosphorus (P) was observed in BNP treatments, which P content in this treatment with BN was not significantly different. The soil available potassium content in treatments that receiving bio and chemical fertilizers did not show a statistically significant difference. The highest and the lowest values of fresh weight, dry weight and yield were observed in BNP and B treatments, respectively. The highest content of N and P in plant were observed in BNP (4.8%) and BP (0.24%) treatments, respectively. The potassium content of plant in treatments that received biofertilizers was lower than B, while the potassium content in all biofertilizer treatments were higher than that of the control.
Conclusion: In this study biofertilizer treatments, Azospirillum and phosphorus solubilizing bacteria, increased the nitrogen and phosphorus contents in tea plant and soil, respectively. Since these bacteria improved plant growth and soil properties, it seems that native rhizobacteria isolated from tea rhizosphere have the potential to be used as biofertilizers in tea gardens in line with sustainable agriculture. Although, long term investigation during the several growth periods and different seasons of the year is needed for further evaluations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Azospirillum
  • Biofertilizer
  • Plant growth promoting bacteria
  • Rhizobacteria