تأثیر کاربرد ذغال زیستی و قارچ‌های میکوریزا بومی و غیربومی بر رشد، زی‌توده‌ی گیاهی و برخی خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی دو رقم جعفری در گلخانه

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد علوم باغبانی، دانشگاه لرستان، ایران

2 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، ایران

3 استادیار گروه قارچ‎شناسی و بیماری‎های گیاهی، دانشگاه رفسنجان، ایران

4 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، ایران،

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: استفاده از ذغال زیستی و قارچ‌های میکوریزا اثرات مثبتی بر حاصل‌خیزی خاک، تولید محصول، افزایش میزان ترسیب کربن، کاهش تصعید گازهای گلخانه‌ای، ﺑﻬﺒﻮد ﮐﺎراﯾﯽ ﻣﺼﺮف ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻏﺬاﯾﯽ، ﺗﺤﺮﯾﮏ ﻓﻌﺎﻟﯿﺖ رﯾﺰﺟﺎﻧﺪاران خاک، تولید هورمون‌های محرک رشد و اﻓﺰاﯾﺶ ﺗﺤﻤﻞ ﮔﯿﺎﻫﺎن ﻣﯿﺰﺑﺎن ﺑﻪ شرایط نامساعد محیطی دارد. با این حال اثر آن‎ها بستگی به ویژگی‌های خاک، گونه گیاهی و نوع ماده اولیه مورد استفاده در تولید ذغال زیستی دارد. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر بررسی تأثیر کاربرد ذغال زیستی(حاصل از ضایعات اسانس‎گیری مرزه خوزستانی) و قارچ‌های میکوریزا (بومی و غیر بومی) و برهمکنش آن‌ها بر رشد، زی‌توده‌ی گیاهی و برخی خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی دو رقم جعفری (Petroselinum crispum Mill.) در شرایط گلخانه بود.
مواد و روشها: آزﻣﺎیش ﺑﻪ‌صورت فاکتوریل در ﻗﺎﻟﺐ ﻃﺮح ﻛﺎملاً ﺗﺼﺎدﻓﻲ با سه تکرار در گلخانه‌ آموزشی داﻧﺸﻜﺪه ﻛﺸﺎورزی دانشگاه لرستان انجام شد. ارقام جعفری (کریسپوم و نئاپولیتانوم) به‌عنوان فاکتور اول، کاربرد ذغال زیستی در سه سطح (صفر، سه و شش درصد وزنی خاک) به‌عنوان فاکتور دوم و کاربرد قارچ‌های میکوریزا آربسکولار در سه سطح (شاهد، میکوریزای بومی و میکوریزای غیربومی) به‌عنوان فاکتور سوم در نظر گرفته شد. صفاتی مانند ارتفاع بوته، عرض بوته، تعداد برگ، طول برگ، عرض برگ، طول دمبرگ، قطر دمبرگ، قطر طوقه، فاصله بین برگچه‌، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، طول و حجم ریشه، محتوای نسبی آب برگ و محتوای کلروفیل، کاروتنوئید و میزان همزیستی اندازه‌گیری شد. داده‌ﻫﺎی به‌دست آمده از آزمایش ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺮم افزار Minitab ﻣﻮرد ﺗﺠﺰﻳه‌ی آﻣﺎری ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ. مقایسه‎ی ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ‌ﻫﺎ ﻧﻴﺰ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش آزمونLSD در سطح 05/0 انجام ﮔﺮﻓﺖ.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که کاربرد ذغال زیستی تا سطح سه درصد باعث افزایش ارتفاع بوته، عرض بوته، طول و عرض برگ، تعداد برگ، قطر دمبرگ، حجم ریشه، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، محتوای کلروفیل a، b، کل و میزان کلونیزاسیون در هر دو رقم جعفری گردید. درحالی‌که کاربرد مقادیر بیشتر این ماده هیچ تأثیر مثبتی بر این صفات نداشت. بیش‎ترین ارتفاع بوته (49/31 سانتی‎متر)، عرض بوته (60/47 سانتی‎متر)، طول برگ (68/18 سانتی‎متر)، عرض برگ (23/19 سانتی‎متر)، قطر دمبرگ (080/3 میلی‎متر) در تیمار کاربرد کود میکوریزا (غیر بومی) مشاهده شد که اختلاف معنی‎داری با میکوریزای بومی نداشت. با این وجود کاربرد کود میکوریزای غیربومی در مقایسه با تیمار خاک شاهد استریل شده، باعث افزایش رشد و زی‌توده‌ی جعفری گردید. در مقایسه بین ارقام نیز رقم کریسپوم دارای رشد و زی‌توده‌ی بیش‎تری بود. در مجموع بیش‎ترین وزن خشک اندام هوایی و محتوای کلروفیلb و کل (به ترتیب با 02/62 گرم و40/11، و 43/18 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) مربوط به رقم کریسپوم در شرایط کاربرد میکوریزای بومی با کاربرد ذغال زیستی سه درصد بود. بیش‎ترین وزن تر و خشک ریشه (به ترتیب با 74/70 و 68/18 گرم) نیز در رقم نئاپولیتانوم با کاربرد میکوریزای بومی و ذغال زیستی سه درصد مشاهده شد.
نتیجه‎گیری: در این مطالعه کاربرد ذغال زیستی به میزان سه درصد باعث افزایش رشد و زی‌توده‌ی ارقام جعفری گردید. اما بین تیمارهای کاربرد میکوریزای بومی و غیربومی هیچ گونه تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. در نتیجه می‌توان گفت که کاربرد کود‎‎های میکوریزای رایج در خاک‌های زراعی استریل نشده، تأثیری بر رشد و عملکرد جعفری نخواهد داشت. بنابراین تولید کودهای میکوریزا از قارچ‌های میکوریزای بومی در هر منطقه برای استفاده‌ی مؤثر و مفید توصیه می‌گردد. در مجموع رقم کریسپوم دارای رشد و عملکرد بیش‎تری بود، بنابراین کشت آن توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of biochar and native and non-native Mycorrhizal Fungi on growth, biomass and some morphological and physiological characteristics of two Parsley cultivars under greenhouse

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Bakhshipour 1
  • Hasan Mumivand 2
  • Ebrahim Sedaghati 3
  • Abdollah Ehteshamnia 4
1 M.Sc. Student of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran
2 Assistant Prof. of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran
3 Assistant Prof. of Biology, Rafsanjan University, Rafsanjan, Iran
4 Assistant Prof. of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: The use of biochar and mycorrhizal fungi has positive effect on soil fertility, crop production, increasing of carbon sequestration, reduction of greenhouse gas sublimation, improvement of nutrient utilization efficiency, stimulation of soil microorganism growth, production of growth promoting hormones, as well as increasing of plant tolerance to environmental stress. However, their effects depend on soil characteristics, plant species and the type of raw material used in the production of biochar. Therefore, the purpose of the present study was to investigate the effect of biochar (derived from residues of essential oil extraction of Satureja khuzistanica) and mycorrhizal fungi (Native and non-native) and their interactions on growth, biomass and some morphological and biochemical characteristics of two Parsley (Petroselinum crispum) cultivars in greenhouse conditions.
Materials and Methods: A factorial experiment based on completely randomized design with three replications was conducted in the greenhouse of Faculty of Agriculture, Lorestan University. The first factor was Parsley cultivars (crispum and neapolitanum). Application of biochar at three levels (0, three and six percent of soil weight) was used as the second factor. While, application of Arbuscular mycorrhizal fungi in three levels (Control, native mycorrhiza and non-native mycorrhiza) was consider as the third factor. Plant height, plant width, leaf number, leaf length and width, petiole length and diameter, crown diameter, distance between leaflets, fresh and dry weights of shoot and root, root length and volume, electrolyte leakage, relative water content as well as chlorophyll and carotenoid contents and mycorrhizal colonization were measured. The data obtained from the experiment was analyzed using Minitab software. Mean comparison was performed using LSD test method at 0.05.
Results: The Results showed that biochar application up to 3% increased plant height, plant width, leaf length and width, leaf number, petiole diameter, root volume, fresh and dry weight of root and shoot, content of chlorophyll a, b and total chlorophyll, and colonization rates in both parsley cultivars. However, application of higher amount of biochar had no positive effect on these traits. Maximum of plant height (31.49 cm), plant width (47.60 cm), leaf length (18.68 cm), leaf width (19.23 cm) and petiole diameter (0.080 mm) was observed in the treatment of mycorrhizal (non-native) fertilizer which had no significant difference with the native mycorrhizal. However, application of non-native mycorrhizal fertilizer increased growth and biomass of parsley in compare to the sterilized control soil treatment. In comparison between cultivars, Crispum showed higher growth and biomass. In general, the highest shoot dry weight and total chlorophyll b content (62.02 g, 11:40, 18.43 mg / g fresh weight, respectively) belonged to Crispum cultivar under native mycorrhizal with 3% biochar application. The highest fresh and dry weights of root (70.74 and 18.68 gr, respectively) were observed in neapolitanum cultivar using native mycorrhiza and biochar 3%.
Conclusion: In this study, the biochar application up to 3% increased the growth and biomass of parsley cultivars. However, no significant differences were observed between the native and non-native mycorrhizal treatments. It can be concluded that the application of common mycorrhizal fertilizers in non-sterilized soils will not affect the growth and yield of parsley. Therefore, the production of mycorrhizal fertilizers from native mycorrhizal fungi in each region is recommended for effective use. Overall, the crispum cultivar showed higher growth and yield, so its cultivation is recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Biofertilizer
  • Symbiosis
  • Medicinal herbs
  • Biochar
  • residue of essential oil extraction

مراجع

1.Abbasi, M.K. and Anwar, A.A.2015. Ameliorating effects of biochar derived from poultry manure andwhite clover residues on soil nutrient status and plant growth Promotion - greenhouse experiments. Plose One.10: 6. 1-18.
2.Adejumo, S.A., Owolabi, M.O. and Odesola, I.F. 2016. Agro-physiologic effects of compost and biochar produced at different temperatures on growth, photosynthetic pigment and micronutrients uptake of maize crop. Afric. J. Agric. Res. 11: 8. 661-673.
3.Alizadeh, A., Mazaheri, D. and Hashemi Dezfuli, V. 2017. Effect of sulfur-coated urea and urea on yield and yield components of maize cultivars. Res. Construction. 10: 3. 42-45. (In Persian)
4.Amanifar, S., Khodabandeloo, M., Fard, E.M., Askari, M.S. and Ashrafi, M. 2019. Alleviation of salt stress and changes in glycyrrhizin accumulation by arbuscular mycorrhiza in liquorice (Glycyrrhiza glabra) grown under salinity stress. Environ. Exper. Bot. 160: 25-34.
5.Amonette, J.E. and Joseph, S. 2009. Characteristics of Biochar: Microchemical Properties. P 33-43, In: J. Lehmann
and S. Joseph (Eds.), Biochar for Environmental Management. Sci. Technol. Earthscan, London.
6.Arancon, N.Q., Edwards, C.A.,Bierman, P., Welch, C. and Metzger,J.D. 2004. Influences of vermicomposts on field strawberries: 1. Effects ongrowth and yields. Bioresour. Technol. 93: 2. 145-153.
7.Auge, R.M. 2001. Water relation, drought and vesicular-arbuscular mycorrhizal symbiosis. Mycorrhiza. 11: 1. 3-42.
8.Bitarafan, Z., Asghari, H., Hasanlou, T., Gholami, A. and Moradi, F. 2018. Biochemical effect on trigonellosis Rate of (Trigonella foenum) medicinal plant ecotypes under irrigated conditions.Sci. J. Iran. Herbs Medic. Herbs Res.34: 1. 155-165. (In Persian)
9.Carter, S., Shackley, S., Sohi, S., Suy, T. and Haefele, S. 2013. The impact of biochar application on soil properties and plant growth of pot grown lettuce (Lactuca sativa) and cabbage (Brassica chinensis). Agr. J. 3: 2. 404-418.
10.Dalp‚ Y. 1993. Vesicular arbuscular mycorrhiza. Canadian Society of Soil Science, Lewis Publication. Pp: 287-301.
11.Daneshvar, M.H. 1379. Growing vegetables. Shahid Chamran University of Ahvaz Publications. Press, 461p.
(In Persian)
12.Dhopte, A.M. and Livera-M, M. 2002. Principles and Techniques for Plant Scientist [s]. Agrobios.
13.Erfani, H. 1981. The most common medicinal herbs in Iran. Razi Publication. pp. 121-124. (In Persian)
14.Gaskin, J.W., Spier, R.A., Harris, K., Das, K.C., Lee, R.D., Morris, L.A. and Fisher, D.S. 2010. Effect of peanut hull and pine chip biochar on soil nutrient status and yield. Agr. J. 102: 2. 623-633.
15.Giri, B. and Mukerji, K.G. 2004. Mucorrhiza inoculate alleviates salt stress in Sesbania aegytica and Sesbania grandiflora under field conditions: evidence for reduced sodium and improved magnesium uptake. Mycorrhiza. 14: 5. 307-312.
16.Goili, A., Mosavi, S.A.A. and Kamgar Haghighi, A.A. 2016. Effect of cow manure and moisture stress on growth characteristics and water use efficiency of spinach in greenhouse conditions. Water Res. Agri. 30: 2. 259-243.
(In Persian)
17.Hajbagheri, S. and Enteshari, S.2011. Effects of mycorrhizal fungion photosynthetic pigments, root mycorrhizal colonization and morphological characteristics of salt stressed (Ocimum basilicum L.) Iran. J. Plant Physiol.1: 4: 215-22. (In Persian)
18.Hashem, A., Kumar, A., Al-Dbass, A.M., Alqarawi, A.A., Al-Arjani, A.B.F., Singh, G. and Abd_Allah,E.F. 2019. Arbuscular mycorrhizalfungi and biochar improves drought tolerance in chickpea. Saudi J. Boil. Sci.26: 3. 614-624.
19.Kapoor, R., Giri, B. and Mukerji,K.G. 2004. Improved growth and essential oil yield and quality in Foeniculum vulgare mill. on mycorrhizal inoculation supplemented with P-fertilizer. Bioresource Technol. 93: 3. 307-311.
20.Krishna, H., Singh S.K. and Sharma, R.R. 2005. Biochemical changes in micropropagated grape (Vitis vinifera L.) plantlets due to arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) inoculated during ex vitro acclimatization. Sci. Hort. 106: 554-567.
21.Lehmann, J., Rillig, M.C., Thies, J., Masiello, C.A., Hockaday, W.C. and Crowley, D. 2011. Biochar effects on soil biota–a review. Soil Biol. Biochem. 43: 9. 1812-1836.
22.Lichtenthaler, H.K. 1987. Chlorophylls and cartenoides: pigments of photosynthetice bio membranes. In: metod in Enzimol. (eds.S.P. Colowick and N.O. Kaplan) Academic. Press.New York. 148: 350-382.
23.Major, J., Steiner, C., Downie, A. and Lehmann, J. 2010. Biochar effects on nutrient leaching. In: C.J. Lehmann
and S. Joseph (Ed.) Biochar for environmental management: Sci. Technol. Earthscan.
24.Mehraban, A., Nourmohammadi, F., Vozan, S.A., Ardakani, R. and Heidari Sharifabad, H. 2012. Investigation of
the role of arbuscular mycorrhizal microorganisms (VAM) on sometraits of sorghum. J. Agr. Plant Breed.8: 2. 1-9. (In Persian)
25.Mickan, B.S., Abbott, L.K.,Stefanova, K. and Solaiman, Z.M.2016. Interactions between biocharand mycorrhizal fungi in a water-stressed agricultural soil. Mycorrhiza. 26: 6. 565-574.
26.Monafi, H., Ali Asgharzadeh, N., Neyshaburi, R. and Rejali, F. 2012. Tolerance of water deficit stress in tomato in coexistence with arbuscular mycorrhizal fungi. Soil Sci. 22: 2. 1-17. (In Persian)
27.Nelson, D.L. and Cox, M.M. 2004. Lehninger Principles of Biochemistry (4th ed.) Freeman. New York. 1119p.
28.Nurgoli Pur, F., Khavazi, K. and Malakoty, M.J. 2003. The Effect ofSoil Phosphate Application with Sulfur, Tobacillus and Organic Bacteria on Quantitative and Qualitative Soy Function. Roceedings of the 8th Iranian Soil Science. Congress. Rasht. pp. 28-441. (In Persian)
29.Oseni, T.O., Shongwe, N.S. and Masarirambi, M.T. 2010. Effect of arbuscular mycorrhiza (AM) inoculation on the performance of tomato nursery seedlings in vermiculite. Int. J. Agr. Biol. 12: 789-792.
30.Ozsoy-Sacan, O., Yanardag, R., Orak, H., Ozgey, Y., Yarat, A. and Tunali, T. 2006. Effects of parsley (Petroselinum crispum) extract versus glibornuride on the liver of streptozotocin-induced diabetic rats. J. Ethnopharmacol.104: 1-2. 175-181.
31.Passioura, J.B. 2002. Soil conditions and plant growth. Plant Cell Environ.25: 311-318.
32.Patanea, C., Cavallaro, V. and Cosentino, S.L. 2009. Germination and radicle growth in unprimed and primed seeds of sweet sorghum as affected by reduced water potential in NaCl at different temperatures. Ind. Crops Prod. 30: 1. 1-8.
33.Philips, J.M. and Hayman, D.S. 1970. Improved procedures for cleaning roots and staining parasitic and vesicular arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. Mycol. Res.55: 1. 158-161.
34.Rajkovich, S., Enders, A., Hanley, K., Hyland, C., Zimmerman, A.R. and Lehmann, J. 2012. Corn growth and nitrogen nutrition after additions of biochars with varying properties to a temperate soil. Biol. Fertil. Soils.48: 3. 271-284.
35.Turan, V. 2019. Potential of pistachio shell biochar and dicalcium phosphate combination to reduce Pb speciation in spinach, improved soil enzymatic activities, plant nutritional quality, and antioxidant defense system. Chemosphere. 125611.
36.Vaccari, F.P., Baronti, S., Lugato, E., Genesio, L., Castaldi, S., Fornasier, F. and Miglietta, F. 2011. Biochar as a strategy to sequester carbon and increase yield in durum wheat. Eur. J. Agron.34: 4. 231-238.
37.Warnock, D.D., Mummey, D.L., McBride, B., Major, J., Lehmann, J. and Rillig, M.C. 2010. Influences ofnon-herbaceous biochar on arbuscular mycorrhizal fungal abundances in roots and soils: results from growth-chamber and field experiments. Appl. Soil Ecol. 46: 3. 450-456.
38.Xu, C.Y., Hosseini-Bai, S., Hao, Y., Rachaputi, R.C., Wang, H., Xu, Z. and Wallace, H. 2015. Effect of biochar amendment on yield and photosynthesis of peanut on two types of soils. Environ. Sci. Pollut Res. Int. 22: 8. 6112-6125.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 28، شماره 2
تیر 1400
صفحه 1-21

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار