تاثیر اسید سالیسیلیک و باکتری سودوموناس پوتیدا بر ویژگی های آنزیمی گیاه کینوا در خاک شور آلوده به آرسنیک

با توجه به این که برخی از مناطق کشور مانند خراسان رضوی، اصفهان، کرمان و سایر استان ها آلوده به آرسنیک هستند، و از طرفی اکثر خاک های ایران با درجات مختلف شوری همراه بوده و کمتر عملیات مدیریتی زراعی مانند انتخاب گیاه مناسب و یا کاربرد اسیدهای آلی مانند اسید سالیسیلیک استفاده شده است، بنابراین این تحقیق با اهداف ذیل انجام شد:  1) بررسی تاثیر تلقیح باکتری سودوموناس پوتیدا در شرایط تنش شوری خاک، 2) بررسی تاثیر آلودگی آرسنیک در شرایط تنش شوری خاک، 3) بررسی تاثیر محلول پاشی اسید سالسیلیک بر گیاه کینوا کشت شده در خاک شور و  4) اثرات دوگانه و سه گانه تیمارهای آزمایشی بر برخی از خصوصیات کمی و کیفی گیاه کینوا.

روش پژوهش: 

این طرح بصورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی شامل فاکتور اول 1) خاک شاهد (بدون تلقیح باکتری سودوموناس پوتیدا ، 2) تلقیح باکتری سودوموناس پوتیدا ، فاکتور دوم دو سطح آرسنیک (صفر و40 میلی گرم برکیلوگرم) و فاکتور سوم محلول پاشی دو سطح اسید سالیسیلیک (صفر و 5/0 میلی مولار) به صورت گلدانی، در مجموع 24 گلدان با حجم 5000 سانتی متر مکعب روی گیاه کینوا رقم  Titicaca با سه تکرار انجام گردید. برای تهیه خاک شور فاقد آرسنیک از عمق صفر تا 30 سانتی متری از روستای قریه اره واقع در 45 کیلومتری جاده مشهد-سرخس نمونه برداری گردید. پس از خشک کردن با هوا و کوبیدن، نمونه ها با کمک الک دو میلی متری الک شده و سپس بخشی از آن ها به منظورتجزیه های اولیه به آزمایشگاه علوم خاک منتقل گردید. پس از آماده سازی خاک، 4 کیلوگرم خاک به هر گلدان منتقل گردید. سپس نمک آرسنیک (Na2AsHO4.7H2O) به مقدار 40 میلی گرم بر کیلوگرم خاک به گلدان ها اضافه و هم زده شد، پس از کشت گیاه کینوا رقم Titicaca، هنگامی که گیاهان به مرحله دوبرگی رسیدند، محیط کشت مایع حاوی باکتری سودوموناس در سه مرحله (با فواصل 5 روزه) اضافه شدند ومحلول پاشی گیاهان در مرحله 4 برگی با اسید سالیسیلیک طی 5 مرحله (با فواصل 6 روزه) انجام شد. سپس پارامترهای رنگیزه های فتوسنتزی (Lichtenthaler, 1987)، فعالیت آنتی اکسیدانی (Brand-Williams et al, 1995)، پرولین (Bates et al, 1973) و کاتالاز (Dhindsa et al, 1981)  برگ های تازه گیاه در آزمایشگاه خاکشناسی دانشگاه فردوسی انجام گردید.

نتایج تجزیه واریانس اثر متقابل سه گانه آرسنیک×اسیدسالیسیلیک ×باکتری نشان داد که اثر متقابل سه گانه برکاروتنویید در سطح 1 درصد (p< 0.01)، و بر مقادیر کلروفیلa، پرولین و فعالیت آنتی اکسیدانی درسطح 5 درصد (p< 0.05) معنی دارشدند.نتایج مقایسه میانگین اثر متقابل سه گانه سطوح آرسنیک، محلول پاشی اسیدسالیسیلیک و باکتری نشان داد که در سطح صفر آرسنیک+ محلول پاشی5/0 میلی مولار اسید سالیسیلیک + تلقیح باکتری نقش مثبت و معنی داری بر مقدار کلروفیل a (76/10 میکروگرم بر گرم وزن تر) معادل 11/25+% و کاروتنویید (53/3 میکروگرم بر گرم وزن تر) معادل 17/25+% نسبت به شاهد هر یک (خاک شور) افزایش نشان داد. همچنین حضور آرسنیک (40 میلی گرم بر کیلوگرم) + محلول پاشی 5/0 میلی مولار اسید سالیسیلیک + تلقیح باکتری موجب افزایش معنی دار پرولین (23/8 میکروگرم بر گرم وزن تر) معادل 29/22+% نسبت به نمونه شاهد شد که اثرات مثبت محلول پاشی اسید سالیسیلیک و باکتری را در شرایط تنش شوری همراه با آلودگی آرسنیک در خاک نشان داد. آرسنیک (40 میلی گرم بر کیلوگرم) + محلول پاشی5/0 میلی مولار اسید سالیسیلیک + تلقیح باکتری افزایش معنی داری بر فعالیت آنتی اکسیدانی گیاه کینوا (03/45 میکروگرم بر گرم وزن تر) معادل 88/47+% نسبت به نمونه شاهد داشت.

استفاده از باکتری سودوموناس پوتیدا و اسید سالیسیلیک می توانند با تنظیم سطوح متابولیت های مختلف آنزیم های آنتی اکسیدانی، متابولیت های ثانویه و ترکیبات کلات کننده فلز، تحمل گیاهان را در برابر تنش های شوری و فلزات سنگین افزایش دهند. در این تحقیق اسید سالیسیلیک در شرایط شوری طبیعی خاک (dS/m 16/8) باعث افزایش کلروفیل a، کاروتنویید، پرولین و فعالیت آنتی اکسیدانی به ترتیب به میزان 14+%، 6/9+%، 4/6+% و 7/8+% شد. از طرفی دیگر، درشرایط شوری طبیعی خاک (dS/m 16/8) با آلودگی 40 میلی گرم برکیلوگرم آرسنیک در خاک باعث افزایش شدید پرولین گیاه به میزان 65/20%  شده که منجر به افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی به میزان 02/38+% شده است. تلقیح باکتری سودوموناس پوتیدا به خاک شور آلوده به آرسنیک باعث افزایش پرولین گیاه به میزان 29/22+% و افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی به میزان 88/47+% شده است که بهبود زیادی درمحتوای کلروفیل، کاروتنویید و فتوسنتز گیاه کینوا گردیده است.