تاثير قارچ مايكوريزا بر تحمل انگور به تنش شوري : پایان نامه ارشد مهندسی کشاورزی علوم خاک

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان” تاثير قارچ مايكوريزا بر تحمل انگور به تنش شوري” با گرایش کشاورزی علوم خاک و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیدهتاثير قارچ مايكوريزا بر تحمل انگور به تنش شوري :

جهت بررسي اثر قارچ مايكريزا در بهبود وضعيت تغذيه اي انگور در شرايط شور اين تحقيق بصورت طرح آزمايشي فاكتوريل در قالب بلوك كامل تصادفي انجام شد. فاكتور هاي آزمايشي شوري آب در 4 سطح(5/1، 3، 5/4 و 6 دسي زيمنس بر متر)و تيمار تلقيح قارچ مايكوريزا در سه سطح(بدون تلقيح، گونه 1 و گونه 2)در 4 تكرار با 48 گلدان انجام شد. در محيط كشت از ماسه استفاده شد. از نمك NaCl بعنوان عامل شوري استفاده گردید.

نتايج نشان داد شوري باعث كاهش ماده خشك ريشه و شاخسار انگور گرديد. آستانه كاهش محصول براي رقم سرخ فخري در ريشه 3 و براي شاخسار 1.5 دسي زيمنس بر متر بود.همچنين شوري باعث كاهش غلظت عناصر پتاسيم، كلسيم، منيزيم و همچنين افزايش غلظت سديم و وكلر در ريشه و شاخسار گرديد. تلقيح قارچ مايكوريز در مورد هر دو سويه باعث افزايش شاخصهاي رشدي اندازه گيري شده(ريشه و شاخسار) گرديد. در اين بين سويه Mosseaكارآيي بهتري نسبت Intraradices داشت. تلقيح قارچ همچنين در مورد هردو سويه موجب افزايش جذب فسفر و پتاسيم در شاخسار و ريشه و همچنين ميزان شاخص سيزينه برگ گرديد.

مقدمه:

يكي ازجدي ترين مشكلات كشاورزي در مناطق خشك و نيمه خشك مسئله شوري و تجمع املاح در سطح خاك مي باشد كه موجب كاهش عملكرد و سطح زير كشت مي شود (Al-karaki و Hammad‏ٌ‏‏‏‏ٌُ‏‏‏‏‏‏‏‏ ٢٠٠١). بر طبق‏‏‏ ‏‏‏‏‏‏‏‏برآورد بخش محيط زيست سازمان ملل متحد تقريبا 20% از اراضي كشاورزي و ٥٠% از زمينهاي زراعي قابل كشت در دنيا تحت تنش شوري مي باشند (Flower و Yeo‏ ١٩٩٥). در ايران مساحت خاكهايي كه به نوعي تحت تنش شوري قرار دارند بالغ بر ٣٢ ميليون هكتار است كه نزديك به ٣٠% از سطح كل كشور و ٥٥% از اراضي قابل كشت را شامل مي شود (Anonymous ١٩٩٤). دو ديدگاه در مورد اثر شوري بر روي رشد و متابوليسم گياه وجود دارد. عده اي خسارت شوري بر گياه را ناشي از كاهش پتانسيل آب خاك در اثر تجمع املاح (صدمه اسمزي) و ايجاد خشكي فيزيولوژيك در محيط ريشه دانسته ( Wynxes و Gorbam,١٩٨٣) و گروهي نيز سميت يونها را عامل خسارت شوري مي دانند (Al-Karaki‏ Hasegawa و همكاران ١٩٨٦)‏‎‏ٌ

انگور با توجه خصوصیات فیزیولوژیک منحصر به فرد از نظر سازگاری با اقلیم ، خاک و…. مختلف یکی از مهمترین محصولات باغی استان و کشور است. رقم عمده مورد کشت در استان و شهرستان شاهرود رقم سرخ فخری با سطح زیر کشت حدود4000 هکتار است. مطالعه انجام شده اخیر در منطقه زیراستاق شاهرود نشان داد با توجه به کاهش کیفیت آبهای زیر زمینی استان خصوصا افزایش بیش از حد غلظت کلر، مسمومیت کلر در حال افزایش بوده و در بیش از 50% باغات این مشکل در شدت های متفاوت قابل مشاهده است. نتايج مطالعات اخير نشان داده مهمترين عامل محدود كننده توليد در مناطق انگور كاري شاهرود بالا رفتن ميزان كلر آب آبياري و مسموميت اين عنصر در گياه است. اين عارضه در مراحل ابتدايي باعث كاهش اندازه ميوه و درصد قند مي گردد. ولي در مراحل بعد با بروز نكروز شديد برگ باعث ريزش برگها وخشك شدن درخت مي گردد. همزيستي گياه با قارچ ميكوريزآربوسكولار در خاكهاي شور مي تواند روي عملكرد و شاخص هاي رشد گياه موثر باشد همچنين با افزایش جذب عناصر کمک به گره زدایی و نیز افزایش تنظیم کننده های اسمزی, رشد گیاه را در شرایط تنش شوری بهبود می بخشد ( شكوفه انتشاري و فائزه حاجي هاشمي ١٣٨٩)

قارچهای میکوریز آ ربوسکولار با کلینیزاسیون ریشه گیاهان میزبان سبب بهبود جذب مواد معدنی به ویژه فسفر شده ( Al-karaki G.N ٢٠٠٠ و Antoun J ١٩٩٨ ) وپس از فتوسنتز منابع کربنی را از گیاه دریافت میکند.اهمیت این قارچ ها در اکثر اکوسیستم ها به واسطه ی فوایدی نظیر افزایش رشد مقاومت به عوامل بیماری زای خاکزاد ,حفظ خاکدانه ها و نیز بهبود چرخه ی میکروبی و مواد غذایی در خاک است .در زمان فقر مواد غذایی احتمالا” قارچ میکروز آربوسکولار نقش قابل توجهی ایفا میکند. قارچهای میکوریز آ ربوسکولار با کلینیزاسیون ریشه گیاهان میزبان سبب بهبود جذب مواد معدنی به ویژه فسفر شده ( Al-karaki G.N ٢٠٠٠ و Antoun J ١٩٩٨ ) وپس از فتوسنتز منابع کربنی را از گیاه دریافت میکند.اهمیت این قارچ ها در اکثر اکوسیستم ها به واسطه ی فوایدی نظیر افزایش رشد مقاومت به عوامل بیماری زای خاکزاد ,حفظ خاکدانه ها و نیز بهبود چرخه ی میکروبی و مواد غذایی در خاک است .در زمان فقر مواد غذایی احتمالا” قارچ میکروز آربوسکولار نقش قابل توجهی ایفا میکند.

پیشرفت روزافزون جمعیت جهان در طی سالهای اخیر سبب افزایش اهمیت تولید انواع محصولات زراعی و باغی جهت تامین نیاز غذایی آنها شده است. از آنجا که مساحت اراضی زیر کشت کل دنیا محدود می باشد لذا افزایش تولید در واحد سطح به عنوان بهترین راهکار در این زمینه مورد بررسی محققین مختلف قرار گرفته است.

کشور ایران با توجه به متوسط بارندگی سالیانه زیر 250 میلیمتر، طبق تقسیمات اقلیمی جزو مناطق خشک و نیمه خشک به حساب می آید و تعیین انواع روشهای مختلف افزایش میزان تولید در واحد سطح از اهمیت نسبی بالاتری برخوردار است. از سالهای دور تاکنون روشهای شیمیایی مختلف مانند انواع کودهای شیمیایی پرمصرف و کم مصرف مورد استفاده قرار می گیرد. سهل الوصول بودن انواع کودهای شیمیایی و تاثیر سریع آنها بر عملکرد محصولات زراعی و باغی باعث شده است تا استفاده از این کودها در جهان و به خصوص در منطقه خاور میانه به سرعت در حال پیشرفت باشد. لکن بررسی های مختلف نشان می دهد کاربرد انواع کودهای شیمیایی بر روی جمعیت میکروارگانیسم های مفید و همچنین بر خصوصیات مطلوب خاک اثر سوئی داشته و موجبات تخریب ساختمان و سایر شرایط فیزیکی خاک را فراهم می سازد.

علاوه بر روشهای مختلفی که در زمینه تغذیه شیمیایی گیاهان به کار می رود، راهکارهای دیگری نیز توسط محققین ارائه شده است که علاوه بر آنکه نسبت به روشهای شیمیایی کارآیی بیشتری دارد، دارای خطرات زیست محیطی کمتری می باشد. از جمله این روشها می توان به استفاده از انواع میکروارگانیسمها، و اسیدهای مختلف آلی در خاک و گیاه اشاره نمود. تحقیقات متعدد نشان می دهد که استفاده از انواع میکروارگانیسم های مفید در خاک می تواند باعث افزایش غلظت و فراهمی عناصر تغذیه ای مورد نیاز گیاهان شود.

استفاده از انواع میکروارگانیسمهای مفید مانند انواع قارچها و باکتریها به صورتهای مختلف مانند گسترش هیفهای قارچی و ترشح انواع اسیدهای آلی، تولید انواع آنزیمهای تخریب کننده دیواره سلولی قارچهای بیماریزای گیاهی، ایجاد مقاومت گیاهی در شرایط سخت و… سبب ایجاد شرایط بسیار مناسب جهت رشد و توسعه ریشه گیاهان و سایر شرایط فیزیکی خاک می شود.

علاقه روز افزون به کشاورزی پایدار و حفظ کیفیت منابع اراضی باعث شده است تا معیارهای گوناگونی در سنجش کیفیت خاک مورد استفاده قرار گیرند. تحقیقات متعدد در زمینه انتخاب معیار مناسب از کیفیت خاک جهت پایش تاثیر نوع میکروارگانیسمهای مورد استفاده درخاک انجام شده است. در این راستا ویژگی های بیولوژیک خاکها و همچنین سنجشهای آنزیمی به عنوان معیار مناسبی جهت تعیین تنشهای اکولوژیک مورد استفاده قرار می گیرند.

بررسی ها نشان داد آنزیم های مختلف نیز همانند بسیاری از میکروارگانیسمها تاثیر مثبتی در رشد گیاهان دارند که به همین دلیل محققین آنزیم را به عنوان شاخص مفید در تعیین کیفیت خاک و شاخص بیولوژیک معرفی نمودند.

یکی از اساسی ترین مشکلات در برقراری همزیستی گیاهان با میکرو ارگانیسم ها تنش شوری است. از جمله دلایل آسیب نمک در گیاهان ,عدم تعادل کاتیون ها و آنیون های ضروری و تغییر در ظرفیت نگه داری آب و نیز سمیت حاصل از غلظت زیاد یونها است. کلرورسدیم در غلظت کم میتواند برای رشد باکتری و گیاه مفید باشد در عین حال تراکم ان برای گیاه مضر بوده و باعث کاهش تعداد گره های ریزو بیومی میشود (١٣٨٦(Haji hashemi. F. کاهش رشد ناشی از تنش شوری به دلیل کاهش جذب مواد غذایی است که دلیل ان رقابت کلر وسدیم به یون های غذایی از جمله یون پتاسیم میباشد. مطالعات نشان داده است که علت اصلی کاهش رشد ناشی از تنش شوری, دشواری در جذب مواد غذایی معدنی به علت با سدیم است ونمک های سدیم تولید ماده خشک,مقدار منیزیم,کلسیم و پتاسیم برگ را کاهش می دهند (Francois L.E و Lesch S.M ١٩٩٤). کاهش فتوسنتز ناشی از تنش شوری به دلیل باز دارندگی از فسفر یلاسیون نیست زیراکلرور سدیم فسفریلاسیون چرخه ای را تحریک می کند. تنش شوری باعث انباشتگی مواد حد واسط مسیر کیلیکولات شده ونیز میزان تثبیت دي اکسید کربن و فعالیت آنزيم PEP كربوكسيلاز را کاهش مي دهد.

اثر تنش شوري بر میزان تنفس ممکن است ناشي از اثرات ناسازگار آن بر اجزاي تنفسي باشد. قارچهاي ميكوريز آربوسكولار دارای رابطه همزیستی با ريشه اكثر گياهان مي باشند و در جذب مواد غذايي به ويژه عناصر كم تحرك در خاك مؤثر مي باشند. اين قارچها علاوه بر افزايش جذب مواد معدني در گياه‏‏‏‏‏ْ‎‏ًٌُ‎,مي توانند سبب تحريك مواد تنظيم كننده رشد, افزايش فتوسنتز, بهبود تنظيم فشار اسمزي در شرايط خشك, افزايش مقاومت به تنشهاي محيطي نيز شوند (خاوازي ك.‏ اسدي رحماني ه. ملك.تي م.ج ١٣٨٤). رابي و الموني (Rabie G.H و Almadani A.M ٢٠٠٥) بيان داشتند كه قارچهاي ميكوريزاربوسكولار گياهان را در برابر اثرات مضر نمک محافظت مي كند.

ثر تنش شوري به گياه بستگي به تركيب يوني و غلظت يوني گياه دارد. غلظت بيش از حد برخي از يونها در داخل گياه ممكن است به غشاي سلولي صدمه وارد كرده و گاهي سبب عدم تعادل يوني شود (Wyn Jones و Gorham ١٩٨٣). روشها و يا عواملي كه قادرند مقاومت گياه را در برابر شوري افزايش دهند بايستي بتوانند تحت اين شرايط محصول گياه را هم افزايش دهند(Al-karaki وHammad‏ٌ‏‏‏‏ٌُ‏‏‏‏‏‏‏‏ ٢٠٠١). تحقيقاتي هرچند اندك كه در اين زمينه صورت گرفته نشان داده است كه همزيستي قارچهاي ميكوريز با ريشه گياهان در شرايط شور تحمل و رشد گياه را افزايش مي دهد(Aliasgharzadeh و همكاران ٢٠٠٢ Aliasgharzadeh و Esfandiari ٢٠٠٤ Al-karaki ٢٠٠٠ Ruiza- Iozano و همكاران ١٩٩٦). اغلب مطالعاتي كه روي شوري انجام شده با استفاده از املاح كلريدي مخصوصا كلريد سديم بوده است (Aliasgharzadeh ١٣٧٩).

افزايش غلظت يونهاي نمك (كلر,كلسيم,سديم,سولفات) در محلول خاك اثرات زيادي را به دنبال دارد. 1- كمبود آب: در دسترس بودن آب و يونها در اثر افزايش فشار اسمزي محلول خاك كاهش پيدا مي يابد. اين موضوع باعث كاهش رشد,كمبود مواد معدني و پژمردگي مي شود. 2- سميت يوني: جذب زيادي Na⁺ و Cl^– روي عملكرد غشاي سلولي و متابوليسم سلول از طريق كاهش فعاليت آنزيم ها اثر مي گذارد و در نتيجه باعث بازدارندگي رشد و آسيب جدي به برگها مي شود.

3- از بين رفتن تعادل يوني: رقابت يوني, جذب‏, انتقال و توزيع دروني عناصر غذايي مانند K,Mg , Ca , P و N را كاهش مي دهد و كمبود اين عناصر را ايجاد مي كند. 4- متراكم شدن خاكها: غلظتهاي بالاي Na, pH را زياد مي كند, كلوئيدهاي هوميك را پراكنده مي كند و ذرات رس را متفرق مي كند كه باعث مي شود ساختمان خاك تخريب شود و در نتيجه آبياري و رشد ريشه را دچار مشكل مي كند(H.Marschner ١٩٩٤ ). مطالعات زيادي ثابت كرده است كه آغشتگي ريشه با قارچهاي AM آربوسكولار) رشد بعضي گياهان تحت تنش شوري را بهبود مي بخشد بخش تحقيقات نشان داده كه افزايش فسفر گياه, مهمترين مكانيسم مقاومت به تنش شوري در گياهان ميكوريزي است.

در این تحقیق با توجه به اهمیت موضوع توسط سنجش های مختلف فیزیکی و شیمیایی خاک بر آنیم تا تاثیر دو باکتری سودوموناس پوتیدا (Pseudomonas Putida) و قارچ (Glomus moseae ) که محققین آنها را به عنوان میکروارگانیسمهای موثر معرفی نمودند در خاک های ریزوسفری گیاه آویشن دنایی در منطقه سمنان مورد ارزیابی قرار دهیم.

نتيجه گيري كلي:

رشد پديده‏اي است كه تحت تاثير عوامل متعددي قرار مي‏گيرد. اولين و مهمترين اثرات تنشهاي محيطي در ابتدا بروي صفات رويشي و شاخصهاي رشد مي باشد.از جمله تنشهاي محيطي كه شديداَ برروي رشد تاثير مي گذارد تنش شوري است. تحقيقات تا كنون نشان داده است كه تنها گياهان هالوفيتهاي اجباري هستند كه در شرايط تنش شوري، رشد و نموشان با افزايش شوري بيشتر مي شود (Pessarakli, 1999 ). وليكن در ديگر گياهان وجود نمك بيش از اندازه در ناحيه ريشه گياهان، داراي اثرات سوئي بر رشد گياه مي باشد كه در كاهش ميزان تعرق و رشد تقريباَ به طور يكسان نمايان مي‌گردد( ازجمله بزرگ شدن سلولها و ساخته شدن متابوليتها و تركيبات ساختاري). اين تاثير با غلظت كل الكتروليت در ارتباط بوده و از تركيب محلولهاي حاص مستقل مي‌باشد (هاشمي‌نيا و همكاران، 1376).

كاهش كمتر در ميزان رشد ريشه در شرايط تنش شوري يكي از شاخصهاي مقاومت به شوري و خشكي فرض مي شود (Olien and Lakso, 1986). با افزايش ميزان شوري ريشه كمتر تحت تاثير قرار مي گيرد در نتيجه ميزان جذب و انتقال آب و عناصر غذايي را بهتر انجام مي گيرد( Dubey, 1997; Greenway and Munnes,1980) و بنابراين اين مقاومت در بخشهاي بالايي گياه نيز نمود مي يابد. اين موضوع با نتايج اين تحقيق كاملا مطابقت دارد. شوري اثر كمتري بر كاهش رشد اندام ريشه داشت. بطور خلاصه نتايج اين تحقيق نشان داد:

1- شوري باعث كاهش ماده خشك ريشه و شاخسار انگور گرديد. آستانه كاهش محصول براي رقم سرخ فخري در ريشه 3 و براي شاخسار 1.5 دسي زيمنس بر متر بود.

2- شوري باعث كاهش غلظت عناصر پتاسيم، كلسيم، منيزيم و همچنين افزايش غلظت سديم و وكلر در ريشه و شاخسار گرديد. در اين تحقيق افزايش شوري اثر معني داري بر غلظت فسفر اندامهاي ريشه شاخسار نداشت. شوري شاخص هاي فيزيولوژيك سبزينه برگ را نيز كاهش داد.

3- تلقيح قارچ مايكوريز در مورد هر دو سويه باعث افزايش شاخصهاي رشدي اندازه گيري شده(ريشه و شاخسار) گرديد. در اين بين سويه Mosseaكارآيي بهتري نسبت Intraradices داشت.

4- تلقيح قارچ در مورد هردو سويه موجب افزايش جذب فسفر و پتاسيم خصوصا در اندام هاي هوايي انگور گرديد كه مي تواند يكي از دلايل افزايش تحمل به تنش شوري و افزايش رشد در اين گياه باشد. همچنين اين تيمار اثر موثري بر كاهش جذب سديم و كلر نداشت. بنابراين مي توان استنباط نمود اين قارچها با افزايش نسبت پتاسيم به سديم و كلر در شاخسار باعث بهبود وضعيت تغذيه اي و نتيجتا افزايش تحمل گياه گرديده اند.همچنين نتايج اين تحقيق تائيد مي كند افزايش غلظت فسفر در اندامهاي هوايي در شرايط شور تحت تاثير قارچ مايكوريزا با بهبود فعاليت هاي آنزيمي و متابوليسم گياه نظير فسفاتازها نقش موثري در بهبود وضعيت تغذيه اي گياه دارد.