تأثیر دو گونه از قارچهای میکوریز آربوسکولار در کاهش سمیت کادمیوم در گیاه گوجه فرنگی با سطوح مختلف فسفر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرند و عضو باشگاه پژوهشگران جوان؛

2 دانشیار دانشگاه تبریز

3 دانشیار دانشگاه صنعتی اصفهان؛

4 هیأت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی خاک وآب تهران

5 هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرند

چکیده

استفاده از آب فاضلابها ،برخی کودهای شیمیایی و حشره کشها در اراضی کشاورزی در سالیان اخیر سبب مشکلاتی مبنی بر تجمع فلزات سنگین در خاک و محصولات کشاورزی شده است. امروزه برای حل این معضل از روشهای بیولوژیک استفاده می شود.به همین دلیل در یک آزمایش گلخانه ای گیاه گوجه فرنگی رقم سلطان با سه عامل، سطوح فسفر شامل (40,20,0 میلیگرم فسفر در لیتر)، سطوح کادمیوم شامل (02/0 ،1،5 میلیگرم در لیتر) و تلقیح با قارچهای میکوریزی شامل (گلوموس اتونیکاتوم و گلوموس ورسی فرم) و همچنین بدون تلقیح قارچهای میکوریز بعنوان گیاه شاهد داخل ماسه استریل و طرح آزمایشی در قالب فاکتوریل بر پایه بلوکهای کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. نتایج تجزیه آماری نشان داد که اثر اصلی فسفر به طور معنی دار سبب افزایش درصد کلنیزاسیون ریشه به قارچهای میکوریز و سبب کاهش غلظت کادمیوم بخش ریشه، بخش هوایی و میوه گیاه شد. افزایش کادمیوم درصد کلنیزاسیون ریشه گیاه به قارچهای میکوریز را به طور معنی دار کاهش داده و غلظت کادمیوم بخش میوه، ریشه و بخش هوایی گیاه را نیز در سطح احتمال یک درصد افزایش پیدا کرد. اثر اصلی قارچ نه تنها اثر
معنی داری مثبت روی درصد کلنیزاسیون ریشه گیاه به قارچهای میکوریز و غلظت کادمیوم بخش ریشه داشته بلکه اثر معنی دار منفی نیز روی غلظت کادمیوم میوه و بخش هوایی گیاه در سطح احتمال یک درصد داشت. اثرات متقابل قارچ × کادمیوم بر روی درصد کلنیزاسیون ریشه گیاه به قارچهای میکوریز، غلظت کادمیوم بخش میوه و بخش هوایی گیاه معنی دار شد (01/0> P). اثرات متقابل قارچ × فسفر هم در سطح احتمال یک درصد بر روی درصد کلنیزاسیون ریشه گیاه به قارچهای میکوریز معنی دار به دست آمد. اثرات متقابل کادمیوم × فسفر هم در سطح احتمال یک درصد بر روی غلظت کادمیوم بخش میوه و غلظت کادمیوم بخش هوایی گیاه معنی دار شد. بررسی روابط همبستگی بین پارامترهای مورد اندازه گیری نشان داد که درصد کلنیزاسیون ریشه گیاه به قارچهای میکوریز همبستگی منفی و معنی دار با غلظت کادمیوم بخش میوه و بخش هوایی گیاه داشت (05/0>P). همچنین همبستگی مثبت بین غلظت کادمیوم میوه با غلظت کادمیوم بخش هوایی و ریشۀ گیاه در سطح احتمال یک درصد مشاهده شد. غلظت کادمیوم ریشه گیاه نیز همبستگی مثبت با غلظت کادمیوم بخش هوایی گیاه داشت (01/0>P). با توجه به نتایج حاصل می توان با تلقیح قارچهای میکوریز در مکانهای آلوده به عناصر سنگین سمیت این عناصر را در گیاهان کاهش داد. همچنین می توان سطح دوم فسفر را که 20 کیلوگرم فسفر در هکتار کمتر از مقدار توصیه شده برای کشت گوجه فرنگی می باشد،بدون اختلال در کیفیت میوه و فعالیت قارچهای میکوریز در خاکهای زراعی بعد از آزمایش در مزرعه و گرفتن نتیجه مشابه توصیه نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Two Species of VA Mycorrhiza on Reduction of Cadmium Toxicity in Tomato Plant Under Different Levels of Phosphorus

نویسندگان [English]

  • P. Alizadeh Oskuie 1
  • N. Aliasgarzad 2
  • H. Shariatmadary 3
  • Hossein Shariatmadari 4
  • S. Bagban Sirus 5
1 Asistant Professor,of Islamic Azad University Branch of Marand and Member of Young Research Club
2 Associate Professor, Deptment of Soil Science ,Tabriz University
3 Associate Professor, of Esfahan University
4 Scientific Staff of Soil and Water Research Institute
5 Scientific Staff of Islamic Azad University Branch of Marand
چکیده [English]

Recent use of wastewater, some chemical fertilizers, and pesticides at agricultural farms have caused problems such as accumulation of heavy metals in soil and agricultural products. One way to solve this problem is to use biologic methods. In a greenhouse experiment, tomato (C.V..Soltan) was inoculated with two species of VA mycorrhiza (Glomus verciform and Glomus etunicatum) or left uninoculated as control plants in sterilized sand. The plants were then treated with three levels of phosphorus (5,20,40 mg P/kg), and three levels of Cadmium (0.02,1,5 mgCd/L) . A factorial RB design was used with four replications. Statistical analysis indicated that the percentage of root length colonized (RLC) was increased significantly but Cd concentrations of root, shoot, and fruit was decreased significantly (P<0.01) with phosphorus. Percentage of (RLC) was decreased significantly and Cd concentration of fruit, root, and shoot increased with increasing cadmium (P<0.01). The main effect of Fungus not only had positive significant effect on percentage of(RLC) and Cd concentration of root, but also had negatively significant effect on Cadmium concentration of fruit and shoot (P<0.01). The effectof (fungus * Cadmium) was significant on percentage of (RLC), (P<0.01) and Cadmium concentration of fruit and shoot (P<0.01). The effect of (Fungus * P) was significant on percentage of (RLC), (P<0.01). The effect of (Cd * P) was significant on Cadmium concentration of fruit and shoot (P<0.01). Correlation analysis between  measured parameters indicated that percentage of (RLC) had negative correlation with cadmium concentration of fruit and shoot (P<0.05). Also positive correlation was observed between Cd concentration of fruit with Cd concentration of shoot and root (P<0.01). Cadmium concentration of root positively correlated with Cd concentration of shoot (P<0.01). Considering these results, VA mycorrhiza inocolum may be used on polluted soils to reduce toxicity of heavy metals in plants. Second level of phosphorus, which is 20kg P/ha less than the recommended rate for tomato, can be recommended without any reduction in the quality of fruit or mycorhizal activity in tomato roots, but after farm testing.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cadmium
  • VA mycorrhiza
  • Phosphoruse
  • Tomato

مراجع

  1. پیوست، غلامعلی.1377. سبزیکاری (ترجمه). انتشارات دانشگاه گیلان. 384 صفحه.
  2. خوگر، زهرا. ارشد: کامران و ملکوتی: محمد جعفر.1379. اثرات مصرف بهینه کود در افزایش عملکرد گوجه فرنگی. نشریه فنی شماره 65. موسسه تحقیقات خاک وآب. 21 صفحه.
  3. علی اصغرزاده، ناصر.1376. میکروبیولوژی و بیوشیمی خاک. انتشارات دانشگاه تبریز.ص323-302 .
  4. علیزاده اسکویی، پریسا. علی اصغرزاد، ناصر و باغبان سیروس، شهرام. 1384. تأثیر قارچهای میکوریز VA بر عملکرد و غلظت ویتامین ث میوه گوجه فرنگی در سطوح مختلف فسفر. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی.70-60):6)12.
  5. بی نام. 1380. استفاده از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی (ترجمه). انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. 428 صفحه.
  6. مبلی، مصطفی و پیراسته، بهمن. 1373. تولید سبزی. انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان. ص685-675.
  7. Alloway, B. J. 1990. Heavy Metals in Soils. John Wiley and Sons Inc., New York, PP: 20-27.
  8. Andrade,S.A.L., C.A.Abreu, M.F. de Abreu., and A.P.D. Silveria .2004.Influence of lead additions on arbuscular mycorrhiza and Rhizobium symbioses under oybean.Applied Soil Ecology.Volume 26(2):123-131.
  9. Arnfalk,P., S.A.Wasay, and S.Tokunga.1996.A Comparative Study of Cd,Cr,Hg and Pb Uptake by Minerals and Soil Materials.J.Water,Air and Soil Pollution,87:.31-148.
  10. Becerril,F.R.,C.Calantzis,K.Turnau,J.P.Caussanel,A.A.Belimov,S.Gianinazzi,R.J. Strasser,andV.G.Pearson.2002.Cadmium accumulation and buffering of cadmium industed stress by arbuscular mycorrhiza in three Pisum sativumgenotypes.Journal of Experimental Botany.53(371):1177-1185.
  11. Blaylock,M.J., and J.W.Huang.1999.Phytoextraction of metals.In Phytoremediation of Toxic Metals:Using Plants to Clean up the Environment .I.Raskin,B.D.Ensley(eds),PP.53-70.John Wiley and Sons Inc,New York,NY.
  12. Bradley,R.,A.J.Burt,Read1982.The biology of mycorrhiza in the Ericaceae.VIII.The role of mycorrhizal infection in heavy metal resistance.New Phytologist.91(2):197-209.
  13. Brown,J.,D.Jolley,and D.J.Van.1986.An evaluation of concepts related to iron deficiency chlorosis.Journal of plant Nutrition.9(3):175-186.
  14. Brown,S.,B.Vhristensen,L.Enzo,M.Mclaughlin,S.cgrath,J.Colpaert,and Vangronsveld. 2005.An interlaboratory study to test the ability of amendents to reduce the availability of Cd,Pb,and Zn in situ.Environmental Pollution.138(1):34-45.
  15. Chang,A.C.,A.L.Page,and F.T.Bingham.1981.Chemical composition of wastewater sludge.J.WPCF(Water Pollution Control Federation).53(2):237-243.
  16. Cong,T.,Z.Chun Rong,C.HuaiMan.2002.Effect of heavy metals on phosphorus retention by typic udic Ferrisols.Equilibrium and Kinetics.Pedospher.12(1):15-24.
  17. Cottenie,A.1980.Soil and Plant Testing as a Basis of Fertilizer Recommendations.FAO Soils Bull.38/2.FAO.Rome.
  18. Dalpe,Y.1993.Vesicular-Arbuscular mycorrhiza.In.M.R.Carter(ed).Soil Sampling and Methods of Analysis.Lewis Publishers.pp.287-301.
  19. Davis,R.D.1984.Cadmium in sludg used as fertilizer.Environ.Protect. Direct. 40:117-126.
  20. Flores,L., G.Blas, G.Hernandez, and R.Alcala.1997.Distribution and sequential extraction of some heavy metals from soils irrigated with wastewater from Mexico City.J. Water,Air and Soil Pollution,98:105-117.
  21. Goh,T.B., M.R.Banerjee, S.Tu, and D.L.Burton. 1997.Vesicular arbuscular mycorrhiza mediated uptake and translocation of P and Zn by weat in a calcareous soil.Can.J.Soil.Sci.77:339-346.
  22. Hashem,A.R.1990.Hymenoscy Phus ericae and the resistance of Vaccinium macrocarpon to lead.Transactions of the mycological Society of Japon.31(3):345-353.
  23. Janouskova,M.,D.Pavlikova,T.Macek,and M.Vosatka.2005.Influence of arbuscular mycorrhiza on the growth and cadmium uptake of tobacco with inserted metallothionein gene.Applied Soil Ecology.29(3):209-214.
  24. Joner,E.J., and C.Leyval.1997.Uptake of 109 Cd by roots and hyphae of a Glomus mossea/Trifolium subterraneum mycorrhiza from soil amended with high and low concentrations of cadmium.New Phytologist.135(2):353-360.
  25. Merrington,G.,and B.J.Alloway. 1997.Determination of the residual metal binding characteristics of soils polluted by Cd and Pb.J.Water,Air and Soil Pollution.100:.49-62.
  26. Moral,R.,A.Cortes,I.Gomez,and J.Mataix.2002.Assessing changes in Cd hytoavailability to tomato in amended calcareous soils.Bioresource Technology.85(1):63-68.
  27. Norris,J.R.,D.J.Read,and A.K.Varma.1992.Methods in icrobiology.Vol:24.Techniques for the study of mycorrhiza .Academic Press,London.
  28. Ozeres,H.M., E.Hanlon, H.Bryan, and B.Schaffer.1997.Cadmium,Copper,Lead,Nickel and Zinc concentrations in tomato and squash grown in MSW compost amended calcareous soil.Compost Science and Utilization.5(4):40-45.
  29. Ricken,B., and W. Hofner. 1996.Effect of arbuscular mycorrhizal fungi(AMF) on heavy metal tolerance of alfalfa (Medicago sativa)and oat(Avena sativa L.)on a sewage sludge treated soil .Zeitschrift für Planzenernahrung und Bokenkunde 159:189–194.
  30. Rosewarne,G.M., S.J.Barker, and S.E.Smith. 1997.Production of near synchronous fungal colonization in tomato for developmental and molecular analysis of mycorrhiza. Mycological Research.101:966-970.
  31. Singh,B.R.,and R.P.Narwal.1984.Plant availability of heavy metals uptake.J.Environ. 13:342-348.
  32. Siqueria,J.O.,M.A.M.Pereira,J.B.P.Simao,and F.M.S.Moreira.1999.Effect of formononetin on mycorrhiza colonization and growth corn in soil with excess of heavy metals.Revista Brasilierade Fisiologia Vegetal.23(3):561-567.
  33. Wang,Y.H.,F.G.David,and L.V.Kochian.2001.Nitrate induced genesin tomato roots.Plant physiology,127:345-359.
  34. Weissen horn.I.,Mench.M.,Leyval.c.1995.Bioavailability of heavy metals and arbuscular mycorrhiza in a sewage sludge amended sandi soil.Soil Biology and Biochemistry.27:3 pp.287-296.
پژوهش های خاک
دوره 23، شماره 2
اسفند 1388
صفحه 217-228

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار