جداسازی و شناسایی باکتری‌های حل کننده پتاسیم از ریزوسفر گیاهان مختلف منطقه نیشابور و تعیین پتانسیل آنها برای افزایش رشد و نمو ذرت

Abstract

سابقه و هدف: پتاسیم به همراه نیتروژن و فسفر از عناصر پر نیاز گیاهان است که در فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاه نقش بسزایی دارد. بخش زیادی از پتاسیم خاک در ساختمان کانی‌های سیلیکاته از جمله میکاها قرار دارد و غیر قابل دسترس برای گیاه است. استفاده از باکتری‌های حل‌کننده پتاسیم به عنوان کودهای زیستی از روش‌های بیولوژیکی تأمین پتاسیم برای گیاه است. در نتیجه پژوهش حاضر با هدف جداسازی، انتخاب و شناسایی گونه برتر باکتری‌های حل‌کننده پتاسیم و همچنین اثر تلقیح آن بر رهاسازی پتاسیم از کانی بیوتیت و بر عملکرد گیاه ذرت انجام شد.مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر تعداد 15 جدایه از باکتری‌های ریزوسفری پنج گیاه مختلف (گندم، گوجه فرنگی، یونجه، ذرت و ریحان) جداسازی و خالص‌سازی شدند. تعیین توانایی حل‌کنندگی پتاسیم جدایه‌ها در دو بخش به صورت جداگانه انجام شد. در بخش اول توانایی حل‌کنندگی پتاسیم توسط جدایه‌های باکتریایی در محیط کشت الکساندروف مایع در قالب طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل در سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل 15 جدایه باکتری و 3 زمان انکوباسیون (7، 14 و 21 روز) بودند. بخش دوم پژوهش در قالب طرح کاملاً تصادفی جهت ارزیابی تأثیر جدایه‌های انتخابی باکتری‌های حل‌کننده پتاسیم بر رشد گیاه ذرت رقم سینگل کراس 640 در یک خاک با کلاس بافتی لوم شنی انجام شد. تیمار‌های آزمایش شامل شاهد مثبت (کود سولفات پتاسیم (SK))، شاهد منفی (خاک بدون کود (S))، 2500 میلی‌گرم در کیلوگرم بیوتیت (SM1)، 5000 میلی‌گرم در کیلوگرم بیوتیت (SM2)، جدایه B5 + SM1 (SM1B5)، جدایه B11 + SM1 (SM1B11)، جدایه B13 + SM1 (SM1B13)، جدایه B5 + SM2 (SM2B5)، جدایه B11 + SM2 (SM2B11)، و جدایه B13 + SM2 (SM2B13) بودند. تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار JMP 8 و مقایسه میانگین داده‌ها با استفاده از آزمون توکی در سطح احتمال 5 درصد انجام شد و نمودارها با نرم افزار اکسل رسم شد. یافته‌ها: نتایج بخش اول نشان داد که بیشترین آزادسازی پتاسیم (4/16 میلی‌گرم در لیتر) و کمترین pH (04/3) مربوط به جدایه B11 پس از 21 روز انکوباسیون مشاهده شد. نتایج بخش دوم نشان داد که بیشترین غلظت پتاسیم توسط اندام هوایی (81/2 درصد) و ریشه (956/0 درصد) به ترتیب در تیمار کود سولفات پتاسیم (شاهد مثبت) و SM2B11 ملاحظه شد. ارتفاع، شاخص سبزینگی و وزن خشک ریشه گیاه در تیمارهای دارای جدایه‌های انتخابی نسبت به شاهد بیشتر بود. بر اساس نتایج حاصله جدایه B11 به عنوان جدایه برتر انتخاب شد. در نهایت جدایه برتر با استفاده از تعیین ردیف بازهای آلی ژن 16SrRNA شناسایی و 37/99 درصد با باکتری Paenibacillus stellifer شباهت داشت.نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد که باکتری‌های حل‌کننده پتاسیم توانایی آزادسازی پتاسیم از کانی بیوتیت را در دو بخش آزمایشگاهی و گلخانه‌ای دارند. در هر دو مطالعه انجام شده جدایه B11 (Paenibacillus stellifer) بیشترین تأثیر را در آزادسازی پتاسیم معدنی از کانی بیوتیت داشته است. بنابراین کاربرد آن به عنوان کود زیستی می‌تواند مدنظر قرار گیرد.

Keywords

• کانی‌های سیلیکاتی
• کودهای زیستی
• ذرت