فهرست مطالب

مدیریت خاک و تولید پایدار - سال یازدهم شماره 4 (پیاپی 38، زمستان 1400)

نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار
سال یازدهم شماره 4 (پیاپی 38، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رخ عالی پور، نفیسه رنگ زن* صفحات 1-27
    سابقه و هدف

    یکی از معضلات جدی جوامع زیستی، آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین در پی افزایش فعالیت های صنعتی بدون توجه به ملاحظات زیست محیطی است. با توجه به ماهیت این نوع از آلاینده ها و ماندگاری قابل ملاحظه در اجزای محیط زیست بویژه خاک، نیاز به اصلاح خاک های آلوده جهت کاهش اثرات این آلاینده ها بر گیاهان به عنوان آغازگر زنجیره غذایی، احساس می شود. با توجه به اهمیت استفاده از ضایعات در جهت بازیابی آن ها و همچنین اثرات متفاوت مایکوریزا (قارچ ریشه) در مواجهه با فلزات سنگین، این تحقیق با هدف بررسی اثر پوسته ی تخم مرغ و مایکوریزا بر تغییرات شاخص خطر در گیاه ریحان مد نظر قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی شامل فاکتورهای خاک (غیرآلوده، آلوده)، پوسته ی تخم مرغ (صفر، 3 و 5 درصد وزنی) و قارچ ریشه (عدم تلقیح، تلقیح شده با گونه های Funneliformis mosseae و Rhizophagus irregularis به صورت ترکیبی) در 3 تکرار (در مجموع 36 واحد آزمایشی) اجرا و گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.)، با توجه به سطح برگ زیاد و تولید ماده خشک مناسب، به عنوان گیاه آزمایشی انتخاب گردید. در پایان مولفه های رشد، غلظت عناصر روی، مس، سرب و کادمیوم در گیاه، ضریب انتقال، فاکتور جابجایی، نسبت و شاخص خطر در گیاه مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    افزایش سطح آلودگی خاک ارتفاع اندام هوایی را 54 درصد و وزن تر اندام هوایی را 70 درصد کاهش داد. استفاده از پوسته ی تخم مرغ به میزان 5 درصد در مقایسه با تیمار شاهد در شرایط خاک آلوده باعث افزایش 32 درصد در ارتفاع اندام هوایی گیاه و 5/16 درصد در وزن تر اندام هوایی گیاه گردید. در مقابل تلقیح قارچ ریشه ارتفاع اندام هوایی را 7/25 درصد و وزن تر اندام هوایی را 47/4 درصد افزایش داد. روند نسبتا مشابهی در خصوص وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه مشاهده شد. تحت شرایط آلودگی خاک، کاربرد 5 درصد وزنی پوسته ی تخم مرغ در مقایسه با عدم مصرف آن، مقدار عنصر روی، مس و کادمیوم در اندام هوایی گیاه را به ترتیب 7/11، 16/4 و 7/16 درصد کاهش داد. در خاک آلوده به فلزات سنگین کاربرد قارچ ریشه باعث کاهش معنی دار غلظت عناصر روی، مس، سرب و کادمیوم در اندام هوایی گیاه به مقدار 8/33، 87/2، 9/25 و 3/43 درصد گردید. در خاک آلوده بیشترین مقدار شاخص خطر به میزان 14/2 در تیمار فاقد پوسته ی تخم مرغ و عدم تلقیح با قارچ ریشه مشاهده شد. تحت تاثیر استفاده از 5 درصد پوسته ی تخم مرغ و تلقیح قارچ ریشه، شاخص خطر به ترتیب 9/14 و 36 درصد کاهش یافت. با توجه به نتایج بدست آمده استفاده از تیمارهای پوسته ی تخم مرغ و تلقیح قارچ ریشه باعث کاهش شاخص خطر در خاک آلوده گردید که میزان اثر با توجه به نوع عنصر متفاوت گزارش شد. البته در مورد هردو تیمار با توجه به سطح غلظت آلاینده ها، مقدار شاخص خطر مصرف گیاه ریحان به پایین تر از حد مجاز آن نرسید به نحوی که تحت تاثیر کاربرد 5 درصد پوسته ی تخم مرغ شاخص خطر، 54/1 و در تیمار تلقیح با قارچ ریشه 31/1 گزارش گردید. کمترین میزان شاخص خطر در خاک آلوده تلقیح شده با قارچ ریشه به همراه 5 درصد پوسته ی تخم مرغ به میزان 16/1 محاسبه گردید.

    نتیجه گیری

    گیاه ریحان کشت شده در خاک آلوده علی رغم موثر بودن تیمارها در کاهش مقدار شاخص خطر، همچنان در حد خطرآفرینی مصرف قرار داشت. در نظر گرفتن نوع و غلظت فلزات سنگین در استفاده بهینه از مواد بازیافتی اصلاحی مانند پوسته ی تخم مرغ و همچنین اصلاحگرهای زیستی مانند قارچ ریشه، می تواند از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد.

    کلیدواژگان: مایکوریزا، پوسته ی تخم مرغ، ریحان، فلزات سنگین، شاخص خطر
  • الهه احمدپور دهکردی، علی عباسی سورکی*، مهدی پژوهش، پژمان طهماسبی صفحات 29-54
    سابقه و هدف

    فرسایش بادی یکی از مشکلات جدی در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود. جهت کنترل فرسایش بادی لازم است اقداماتی در سطح خاک متمرکز گردد. روش موانع شطرنجی کلش به عنوان یک فناوری ارزان، موثر و آسان، نقش مهمی در به دام انداختن گرد و غبار داشته و فرسایش بادی را کاهش می دهد. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی تاثیر روش موانع شطرنجی کلش بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و کاهش احتمالی گرد و غبار در اراضی در معرض فرسایش بادی دشت مرغ شهرکرد می باشد.

    مواد و روش ها

    موانع شطرنجی کلش در دی ماه سال 1396 در بخشی از دشت مرغ در جنوب شهر شهرکرد مرکز استان چهارمحال و بختیاری، به صورت الگوی مربعی 1×1 متر کار گذاشته شدند. کلش ها به صورت عمودی در عمق 15 سانتی متر در خاک مدفون و ارتفاعی حدود 20 سانتی متر در بالای خاک ایجاد نمودند. این مطالعه در قطعه زمینی به طول 20 متر و عرض 25 متر اجرا شد. مساحتی مشابه از خاک دست نخورده نیز به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. به منظور بررسی میزان فرسایش بادی و کنترل آن، تله های رسوب گیر عمودی با سطح مقطع دایره ای از جنس لوله پی وی سی به صورت تصادفی و به تعداد 5 عدد در زمین شاهد، 5 عدد در محدوده اول موانع شطرنجی، 5 عدد در وسط و 5 عدد در آخر زمین در جهت باد غالب کار گذاشته شدند. نمونه برداری رسوبات از اواخر تیر ماه آغاز و هر 30 روز یک بار در پنج مرحله صورت گرفت. ارتفاع تله به چهار قسمت 12-0، 24-12، 36-24 و 48-36 سانتی متر تقسیم شد و رسوبات جمع آوری شده با یکدیگر مقایسه گردید. سرعت و جهت باد نیز در ماه های متناظر اندازه گیری و گلباد مربوط به هر ماه رسم شد. داده ها به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 5 تکرار تجزیه شدند. موقعیت قرارگیری به عنوان عامل اول در سه سطح و طبقات رسوب به عنوان عامل دوم در نظر گرفته شدند. طی دو سال متوالی پس از استقرار موانع، خصوصیات خاک شامل پایداری خاکدانه ها، درصد سیلت، رس و شن، کربن آلی، نیتروژن کل و فسفر قابل دسترس نیز اندازه گیری شد.

    یافته ها

    ایجاد موانع شطرنجی در خاک به طور معنی داری میزان رسوب را کاهش داد. این روند در پنج ماه نمونه برداری به ویژه در تله-های موجود در آخر موانع مشاهده شد. سرعت باد برخوردی به موانع و انرژی آن کاهش قابل توجهی یافته، لذا میزان رسوبات در آخر موانع کمترین مقدار بود. همچنین میزان رسوبات در هر سه محدوده اول، وسط و آخر موانع شطرنجی در ماه تیر، مرداد، شهریور و مهر با افزایش طبقه ارتفاعی تله روند کاهشی داشت. اما در آبان ماه رسوبات در ارتفاع های ابتدایی افزایش یافته که بیانگر سرعت بالا تر باد و جا-به جایی ذرات جهشی است. میانگین وزنی قطر خاکدانه در کنار موانع شطرنجی افزایش یافت که ممکن است با افزایش معنی دار کربن آلی در کنار موانع مرتبط باشد. میزان کربن آلی، نیتروژن کل و فسفر قابل دسترس خاک نیز تحت تاثیر موانع شطرنجی کلش قرار گرفت و در کنار مربعات افزایش یافت. از سویی ذرات ریز خاک مانند سیلت و رس نیز در مربعات شطرنجی افزایش یافت که احتمالا مربوط به عدم بارگیری یا افزایش نشست این ذرات می باشد.

    نتیجه گیری

    ایجاد روش موانع شطرنجی مقدار رسوبات بادی را نسبت به زمین شاهد به طور قابل توجهی کاهش داد. از سوی دیگر نشست و تثبیت ذرات در موانع افزایش یافت. همچنین این تکنیک سبب بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و افزایش برخی عناصر غذایی خاک گردید که می تواند نوید بخش یک میکروکلیمای بهتر برای رشد و استقرار گیاهان و بازگشت تنوع و پایداری به خاک باشد.

    کلیدواژگان: فرسایش بادی، تله رسوب گیر، نیتروژن کل، میانگین هندسی قطر خاکدانه ها
  • یعقوبعلی کرمی، عباس صمدی*، علیرضا فلاح، ابراهیم سپهر، محسن برین صفحات 55-75
    سابقه و هدف

    اثربخشی کود های شیمیایی فسفری در کشاورزی بسیار پایین و در حدود 25-5 درصد است. این امر موجب مصرف بیشتر این کود ها گشته که افزون بر هزینه بر بودن، پیامدهای زیانبار زیست محیطی را نیز در پی داشته است. بنابراین، ضروری است گزینه ای مناسب برای جبران مصرف بخشی از این کود ها معرفی گردد. باکتری های حل کننده ی فسفات به دلیل توانایی در انحلال فسفات های نامحلول، به عنوان گزینه-ای امیدوار کننده برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی فسفری در محیط خاک شناخته شده اند. این باکتری ها می توانند بخشی از فسفر حل شده را جذب نمایند که همان فسفر زیست توده میکروبی است. این فرایند به سیستم های طبیعی اجازه می دهد بدون استفاده از کودهای فسفاتی، خود پایدار باشند. با توجه به نقش سویه-های باکتریایی توانمند در انحلال فسفات های نامحلول و اهمیت فسفر زیست توده ی میکروبی در تامین بخشی از فسفر گیاهان در درازمدت، این پژوهش با هدف انتخاب سویه های کارآمد با اندازه گیری کمی فسفر محلول و زیست توده میکروبی پس از مایه زنی باکتری ها در محیط اسپربر دارای منابع مختلف فسفاتی انجام شد.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور و در سه تکرار انجام گردید. فاکتور اول مایه زنی با سویه های باکتری شامل:Tkd/4 flaccumfaciens Curtobacterium،Ggd/4 Pantoea agglomerans و yanoikuyae Rpd/4 Sphingobium، همگی جدا سازی شده از معدن فسفات جیرود شمشک، RPY Bacillus pumilus جداسازی شده از معدن فسفات اسفوردی یزد، Ps/14 Pseudomonas putida تهیه شده از موسسه ی تحقیقات خاک و آب (جداسازی شده از خاک مزارع ذرت) و شاهد (دارای منابع فسفات بدون مایه زنی باکتری) و فاکتور دوم شامل سه منبع فسفات: تری کلسیم فسفات، فیتات کلسیم و خاک فسفات بودند. ویژگی های اندازه گیری شده شاملpH ، EC، مقدار فسفر محلول و فسفر زیست توده ی میکروبی بود. فسفر حل شده ی کل از منبع فسفات (مجموع فسفر محلول و فسفر زیست توده ی میکروبی)، نسبت فسفر محلول به فسفر زیست توده ی میکروبی و درصد جذب زیستی فسفر نیز محاسبه شدند.

    یافته ها

    اثر سویه ی باکتری، منبع فسفات و بر هم کنش آنها بر همه ی ویژگی ها معنی دار بود (P ≤0.01). توانایی سویه ی Ps/14 در ویژگی فسفر محلول، در هر سه منبع فسفات بیش از دیگر سویه ها بود. همه ی سویه ها از تری کلسیم فسفات نسبت به دو منبع فسفات دیگر، فسفر بیشتری جذب نمودند. فسفر زیست توده ی میکروبی در تیمار های خاک فسفات مایه زنی شده با همه ی سویه ها به جزء سویه ی Tkd/4 بیش از تیمار های فیتات کلسیم مایه زنی شده با آن سویه ها بود. کمترین pH (3) و بیشترین EC (dS m-1 53/1) به-ترتیب در تیمارهای خاک فسفات و تری کلسیم فسفات مایه زنی شده با سویه ی Ps/14 دیده شد.

    نتیجه گیری

    سویه های مورد مطالعه اثرات متفاوتی بر دو ویژگی مقدار فسفر محلول و فسفر زیست توده ی میکروبی از منابع مختلف فسفات داشتند. توانایی سویه ی Ps/14 در انحلال فسفر از هر سه منبع فسفات، بیش از دیگر سویه ها بود. نتایج نشان داد، لزوما سویه ای که پتانسیل بیشتری در انحلال فسفر از یک منبع دارد همان پتانسیل را در جذب فسفر از آن منبع ندارد. این را می توان به ماهیت ماده ی حل شونده و کارایی ریزموجود حل کننده نسبت داد. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که می توان فسفر حل شده کل را به طور قوی تری به فسفر محلول نسبت داد تا فسفر زیست توده ی میکروبی. در کل نتایج نشان داد توانایی برخی از باکتری های مورد مطالعه در هر دو ویژگی فسفر محلول و فسفر زیست توده ی میکروبی، می تواند به عنوان گزینه ای امیدبخش در کاهش مصرف کودهای شیمیایی فسفری و افزایش اثربخشی آنها مد نظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: باکتری حل کننده ی فسفات، تری کلسیم فسفات، خاک فسفات معدن، فسفر زیست توده ی میکروبی، فیتات کلسیم
  • معصومه قنبری*، علی اکبر صفری سنجانی صفحات 77-97
    سابقه و هدف

    سیب زمینی پنجمین فراورده ی کشاورزی جهان هست که خاستگاه کربوهیدرات، پروتیین و اسیدهای آمینه ضروری برای آدمی است. نهاده های کشاورزی کارایی ویژه ای در افزایش رشد و عملکرد سیب زمینی دارند. ولی گاهی کاربرد بی رویه ی کودهای شیمیایی دشواری های زیستی و بهداشتی فراوانی را به دنبال دارد. ریزجانداران سودمند خاک می توانند کارایی ویژه ای در بهبود رشد گیاه، برداشت فراورده های کشاورزی و در پی آن کاهش هزینه های آن داشته باشند. چگونگی (کیفیت) خاک، افزون بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، پیوند نزدیکی با ویژگی های زیستی آن دارد. این پژوهش با هدف بررسی کاربرد 10 سویه باکتری گشاینده ی (حل کننده) پتاسیم، فسفر و آهن و کود زیستی پتابارور بر شاخص های رشد سیب زمینی رقم جیلی و فراورده ی بهداشتی تر آن انجام گردید.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در سال 1398 در گلخانه ی مرکز تحقیقات کشاورزی همدان با طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارها 10 جدایه باکتری شناسایی شده ی حل کننده پتاسیم، فسفر و آهن ، یک کودزیستی پتابارور و یک تیمار گواه (شاهد) آزمایش (بدون کود زیستی یا باکتری) بود. ویژگی های اندازه گیری شده، وزن تر غده، تعداد غده، کارکرد بیولوژیک، ارتفاع بوته، وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی، درصد ماده خشک، غلظت فسفر، پتاسیم، آهن و روی در ریشه، اندام هوایی، غده و خاک بود.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که کاربرد باکتری های حل کننده پتاسیم، فسفر و آهن به گونه ی معنی داری موجب افزایش ویژگی های رشد گیاه سیب زمینی و همچنین افزایش جذب عناصر فسفر، پتاسیم، آهن و روی در گیاه شد. در این پژوهش کاراترین باکتری، سودوموناس فردریک برجینسکی بود که در بیشترشاخص های رشد گیاه و جذب عناصر توانمندتر از سایر باکتری ها بود. وزن خشک ریشه در تیمار با این باکتری 66/16 گرم بر گلدان شد که در برابر شاهد آزمایش 92/103 درصد افزایش نشان داد. بیشترین افزایش وزن خشک اندام هوایی درتیمار با این باکتری 47 گرم بر گلدان شد که افزایش 88 درصدی نسبت به شاهد آزمایش نشان داد. درمایه-زنی با این باکتری غلظت روی در ریشه، غلظت فسفر، پتاسیم، آهن و روی در اندام هوایی، به ترتیب 034/0، 666/6، 16/333، 460/0، 041/0 میلی گرم بر گرم بود که تفاوت معنی دار با شاهد آزمایش و سایر تیمارها داشت. ناکارامدترین باکتری ها در این پژوهش، باکتری های بریوندیموناسویسکولاریس و انتروباکتر لویدجی بودند.

    نتیجه گیری

    یافته های این پژوهش نشان داد که کاربرد باکتری های حل کننده پتاسیم به عنوان کود زیستی توانایی بهبود رشد گیاه و افزایش کارکرد آن را دارد و می توان گفت کاربرد کودهای زیستی در کنار کودهای شیمیایی می تواند در کاهش آلودگی های زیست محیطی و کاهش هزینه ها سودمند باشد.

    کلیدواژگان: واژه های کلیدی: کود زیستی، کارکرد سیب زمینی، باکتری های حل کننده پتاسیم، پتابارور
  • الهام ملک زاده*، غلامرضا ادیم، اسماعیل دردی پور، فرشاد کیانی، حسن مختارپور، سراج الدین معظمی صفحات 99-119
    سابقه و هدف

    افزایش مصرف بی‏رویه کودهای شیمیایی علاوه بر اثر منفی بر محیط‏زیست و سلامت بشر، با کاهش بازده زمین‏های کشاورزی و کیفیت محصولات زراعی همراه بوده است. بنابراین، استفاده ترکیبی از کودهای آلی همراه با کودهای شیمیایی به‏طور گسترده‏ای به‏عنوان روش مدیریت تلفیقی تغذیه گیاهان مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر کاربرد جداگانه و تلفیقی کودهای آلی مختلف، کود زیستی و شیمیایی بر غلظت عناصر غذایی در دانه و برگ کلزا (Brassica napus L.) نشایی و حاصلخیزی خاک تحت کشت آن انجام شد.

    مواد و روش ها

    آزمایشی مزرعه ای در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با یازده تیمار و سه تکرار در سال زراعی 99-1398 در ایستگاه عراقی محله شهر گرگان (گرگان، ایران) انجام شد. تیمارها شامل: 1) شاهد (بدون کودT1)، 2) کود شیمیاییNPK (T2)، 3) کود شیمیاییNPK+سولفات آهن و روی (T3)، 4) کود پلت مرغی (T4)، 5) کود کمپوست (T5) ، 6) کود زیستی+سولفات آهن و روی (T6)، 7) کود شیمیایی NPK+اسید هیومیک (T7)، 8) کود مرغی 50% + کمپوست 50% + کود شیمیاییNPK 50% + سولفات آهن و روی(T8)، 9) کود مرغی 25%+ کمپوست 25% +کود شیمیایی NPK 100%+ سولفات آهن و روی(T9)، 10) کود مرغی50%+ کمپوست 50%+کود شیمیایی NPK 50%+سولفات آهن و روی+ کود زیستی(T10) و 11) کشت مستقیم بذری +کود شیمیاییNPK (T11) بودند. در پایان دوره کشت، عناصر پرمصرف (نیتروژن، پتاسیم، فسفر) و کم‏مصرف (آهن و روی) در گیاه و خاک اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد کاربرد کود زیستی + سولفات آهن و روی (T6) سبب افزایش فرآهمی نیتروژن و فسفر خاک، و کاهش pH و EC و کاربرد تلفیقی کودهای آلی و زیستی با کود شیمیایی (T8، T9 و T10) باعث افزایش فراهمی پتاسیم، آهن و روی قابل جذب خاک شدند. همچنین مصرف کود زیستی +سولفات آهن و روی (T6) سبب افزایش معنی‏دار (05/0>p) نیتروژن، فسفر، پتاسیم و روی برگ و نیز محتوای عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه نسبت به سایر تیمارها و شاهد با کمترین مقدار این عناصر گردید. غلظت آهن در برگ و دانه کلزا با مصرف تلفیقی کودهای آلی و زیستی به همراه کود شیمیایی (T8، T9 و T10) افزایش قابل توجهی (05/0>p) نسبت به تیمار شاهد داشت.

    نتیجه گیری

    تیمارهای T6، T8، T9 و T10 موثرترین تیمارها در افزایش فرآهمی عناصر غذایی و نیازهای تغذیه‏ای گیاه کلزا بودند. بنابراین، کاربرد تلفیقی کودهای شیمیایی با کودهای آلی و زیستی احتمالا به‏دلیل بهبود شرایط فیزیکی، تنوع زیستی و فراهمی عناصر غذایی قابل جذب گیاه، باعث پایداری حاصلخیزی خاک، سلامت محیط زیست و تامین نیازهای تغذیه‏ای کلزا شد.

    کلیدواژگان: فرآهمی عناصر غذایی، کلزا، کوددهی تلفیقی، ویژگی‏های خاک
  • اصغر مصلح آرانی*، علیرضا امینی حاجی آبادی، سمیه قاسمی، محمدهادی راد صفحات 121-140
    سابقه و هدف

    تقاضا برای گندم به عنوان مهترین غله مورد استفاده بشر رو به افزایش است. به دلیل تغییرات اقلیمی و مدیریت نادرست آب و خاک، تنش شوری موجب کاهش عملکرد گندم می گردد. استفاده از باکتری های محرک رشد، راهکاری سازگار با طبیعت برای کاهش اثرات تنش شوری بر عملکرد گندم است. این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر باکتری های محرک رشد گیاه جداسازی شده از ریزوسفر چند گیاه شورپسند خودروی استان یزد بر عملکرد، اجزای عملکرد و درصد نشاسته گندم رقم قدس طراحی و اجرا گردید.

    مواد و روش ها

    صفات محرک رشد و مقاومت به شوری باکتری های جداسازی شده از ریزوسفر گیاهان آتریپلکس، اشنان، گز و سنبله نمکی بررسی گردید. در ادامه، بذر گندم با باکتری های برتر از لحاظ صفات محرک رشد گیاه و مقاوم به شوری شاملBacillus safensis، Bacillus pumilus و Zhihengliuella halotolerans تلقیح شده و پس از کشت گلدانی در گلخانه با آب با شوری های 4، 8 و 16 دسی زیمنس بر متر آبیاری گردید. در پایان دوره رشد، شاخص های زیست توده کل، عملکرد و اجزای عملکرد و درصد آمیلوز و آمیلوپکتین بذر اندازه گیری شد.

    یافته ها

    هر سه باکتری مورد بررسی قادر به تولید ایندول استیک اسید بودند. بیشترین مقدار تولید ایندول استیک اسید در باکتری B. safensis معادل 72/29 میکروگرم بر میلی لیتر اندازه گیری شد. هرسه باکتری قادر به تولید سیانید هیدروژن بودند و بیشترین مقدار تولید سیانید هیدروژن در باکتری Z. halotolerans با درجه 5 (بسیار بالا) مشاهده شد. هر سه باکتری قادر به تولید سیدروفور بودند. تولید ACC دآمیناز در هر سه باکتری مشاهده شد و بیشترین مقدار آن در باکتری B. pumilus به مقدار 8 میکروگرم بر میلی لیتر اندازه گیری شد. توانایی انحلال فسفات . halotolerans Z بیشتر از دو برابر باکتری B. safensis بود. شوری باعث کاهش شاخص های مورد اندازه گیری در گندم شد. در تیمارهای تلقیح شده با باکتری در سطوح تنش شوری (4، 8 و 16 دسی زیمنس بر متر) متوسط زیست توده کل، آمیلوز و آمیلوپکتین به ترتیب تا 5/52، 3/21 و 3/10 درصد نسبت به متوسط این شاخص ها در تیمارهای شاهد (بدون باکتری) در همین سطوح شوری افزایش یافت. همچنین باکتری ها در این سطوح تنش شوری، وزن سنبله، وزن بذر و تعداد بذر را به ترتیب تا حداکثر 22، 6/74 و 6/66 درصد نسبت به شاهد (بدون باکتری) همین سطوح افزایش دادند.

    نتیجه گیری

    باکتری های محرک رشد مورد بررسی باعث افزایش اجزای عملکرد گندم قدس تحت تنش شوری شده لذا برای کاهش اثرات شوری بر گندم در شرایط آبیاری با آب شور می توان از باکتری های مورد بررسی در این آزمایش استفاده کرد. Z. halotolerans در اغلب شاخص های مورد بررسی، کارآمدتر از دو باکتری دیگر بود. از آنجا که این آزمایش در شرایط گلخانه انجام شد، پیشنهاد می شود برای تکمیل یافته ها این آزمایش در شرایط مزرعه هم انجام گیرد.

    کلیدواژگان: آتریپلکس، باکتری، غلات، صفات محرک رشد گیاه
  • حسین کاری دولت اباد*، حسین صفاری، میترا رحمتی صفحات 141-159
    سابقه و هدف

    برجای ماندن بقایای کشاورزی بویژه ضایعات خشبی و مقاوم به تجزیه و زمان بر بودن کمپوست شدن این بقایا، اهمیت استفاده از ریزجانداران تجزیه کننده به عنوان فعال کننده زیستی را نشان می دهد. با تلقیح ریزجانداران به بقایای کشاورزی سخت تجزیه-شونده، می توان سرعت کمپوست شدن آن ها را افزایش داد و کمپوستی با کیفیت تولید نمود. هدف از این پژوهش جداسازی، شناسایی و تعیین کارایی انواع باکتری ها و قارچ های سلولولیتیک و لیگنینولیتیک بود.

    مواد و روش ها

    نمونه برداری از بافت های نیمه پوسیده درختان، مواد آلی شامل کمپوست، ورمی کمپوست، کود حیوانی، نمونه های جانوری مانند موریانه، کرم خاکی، ماهی آمور و نمونه های تجاری حاوی فعال کننده زیستی انجام شد. به منظور جداسازی جدایه های باکتری و قارچ با توانایی تولید آنزیم های سلولازی و لیگنینازی، بعد از تهیه سری رقت از عصاره های هر یک از نمونه ها، کشت روی محیط های کشت عمومی انجام شد. پس از خالص سازی انواع باکتری و قارچ، کارایی از نظر فعالیت سلولازی و لیگنینازی به روش اندازه گیری قطر هاله شفاف روی محیط های کشت اختصاصی تعیین شد. شناسایی مولکولی جدایه های منتخب باکتری و قارچی به ترتیب با تکثیر ناحیه 16S rDNA و ناحیه ITS1-5.8S-ITS2 انجام شد.

    یافته ها

    در مجموع 83 جدایه باکتری و 18 جدایه قارچی با قابلیت تولید سلولاز مشخص گردیدند. جدایه های باکتری WB12 و CCB9 به ترتیب با نسبت قطر هاله به قطرکلنی 5/9 و 5/7 بیشترین میزان فعالیت سلولازی را نشان دادند. در جدایه های قارچی بیشترین فعالیت سلولولیتیکی مربوط به جدایه های WF2 و WF4 بود؛ به طوریکه نسبت قطر هاله به قطرکلنی در هر یک از این دو جدایه به ترتیب 57/4 و 4/2 بود. در مورد فعالیت لیگنینولیتیکی مشخص گردید که محیط کشت چاپک حاوی متیل بلو به میزان یک گرم بهترین محیط جهت بررسی فعالیت لیگنینولیتیکی می باشد و بیشترین نسبت قطر هاله به قطر کلنی در محیط چاپک به ترتیب در جدایه های باکتری WB6 و WB5 و به میزان 10 و 7 مشاهده گردید. در جدایه های قارچی فعالیت لیگنینولیتیکی فقط در دو جدایه WF2 و WF4 مشاهده شد؛ به طوریکه نسبت قطر هاله به قطر کلنی به ترتیب 17/2 و 2 بود. نتایج شناسایی مولکولی نشان داد که جدایه های منتخب باکتری بیشترین تشابه را به Bacillus halotolerans، Bacillus siamensis، Bacillus paralicheniformis، Bacillus subtilis، Bacillus atrophaeus، Bacillus amyloliquefaciens، Bacillus circulans، Bacillus sp.،Citrobacter amalonaticus، Serratia marcescens و جدایه های منتخب قارچی همانندی بیشتری به گونه های Penicillium corylophilum و Pseudogymnoascus pannorum داشتند. درخت تبارزایی بیشینه صرفه جویی با اعتبارسنجی بوت استرپ 1000 نشان داد که جدایه های باکتری و قارچی به ترتیب در نه و دو کلاد قرار گرفتند.

    نتیجه گیری

    بررسی میزان فعالیت سلولولیتیکی نشان داد که باکتری Bacillus amyloliquefaciens بیشترین میزان فعالیت سلولولیتیکی را داشت و بیشترین فعالیت لیگنینولیتیکی نیز در باکتری Serratia marcescens به دست آمد. در جدایه های قارچی بیشترین فعالیت سلولولیتیکی و لیگنینولیتیکی در جدایه هایPenicillium corylophilum و Pseudogymnoascus pannorum مشاهده گردید. بر اساس نتایج این تحقیق، پیشنهاد می شود که امکان استفاده از ترکیب ریزجانداران منتخب، جهت تهیه فرمولاسیون های اولیه برای تبدیل سریع تر ضایعات کشاورزی به کمپوست مورد بررسی قرار بگیرد.

    کلیدواژگان: بقایای کشاورزی، باکتری، قارچ، سلولاز، لیگنیناز
  • معصومه حسینی طیلان، زینب اورسجی*، فاختگ طلیعی، ابراهیم غلامعلی پور علمداری، معصومه نعیمی صفحات 161-175

    ریزوبیوم‎ها باکتری‎های خاکزی هستند که قادر به همزیستی با ریشه گیاهان لگومینوز می‎باشند. همزیستی حبوبات و ریزوبیوم‎ها سبب تثبیت مقادیر بالایی نیتروژن در سراسر جهان می‏شود. این باکتری‏ها به عنوان کود بیولوژیکی در مزارع حبوبات استفاده می‎گردند و هر عاملی که اثر سوء بر ریزوبیوم‎ها داشته باشد سبب کاهش نرخ تثبیت بیولوژیکی نیتروژن خواهد شد. ریزوبیوم‎ها، میکروبیوم‎های غیر هدف برای علف‏کش‎ها می‎باشند. علف‏کش‏های مختلفی از قبیل ایمازتاپیر و تری‏فلورالین می‏توانند بر همزیستی حبوبات و ریزوبیوم‎ها تاثیر منفی یا هورمتیک بگذارند. هورمسیس یک پدیده غلظت-پاسخ است که با تحریک رشد در غلظت کم و مهار رشد در غلظت بالا مشخص می‏شود. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر علف‏کش‏های ایمازتاپیر و تری‎فلورالین در دو pH (5/5 و 7) بر رشد Mezorhizobium ciceri در شرایط in vitro انجام شد.مواد و روش‎هابرای بررسی تاثیر علف‏کش‏های ایمازتاپیر و تری‏فلورالین بر باکتری M. ciceri، آزمایشی به صورت طرح کاملا تصادفی در دانشگاه گنبدکاووس انجام شد. سویه M. ciceri روی عصاره مخمر مانیتول آگار کشت و نگهداری شد. از محیط کشت مایع عصاره مخمر مانیتول در دو pH برابر 5/5 و 7 استفاده گردید. علف‏کش‏های ایمازتاپیر (021/0، 042/0، 084/0، 168/0، 336/0، 672/0 g.L-1) ماده موثره و تری فلورالین (337/0، 675/0، 35/1، 7/2، 4/5، 8/10 g.L-1) ماده موثره به همراه شاهد بدون علف کش به محیط‎ کشت حاوی 105 سلول باکتری بر میلی‎لیتر اضافه و تغییرات جمعیت باکتری در طول موج nm600 محاسبه گردید. این آزمایش با 4 تکرار انجام و برای هر کدام از علف‏کش‏ها دوبار تکرار گردید. روند جمعیت در هر علف‏کش توسط مدل لگاریتم لجستیک سه و چهار پارامتری و هنگام مشاهده پاسخ هورمسیس از معادله Brain-Cousens استفاده شد. یافته‏هاجمعیت باکتریM. ciceri تحت تاثیر غلظت‏‏های علف‏کش ایمازتاپیر و تری‎فلورالین در اسیدیته 5/5 از منحنی لگاریتم لجستیک سه پارامتری و در اسیدیته 7 از منحنی برین-کوزنس 5 پارامتری تبعیت کردند. حداکثر جمعیت باکتری در اسیدیته 5/5 و 7 به ترتیب معادل 106×8/22 ، از غلظت‏ صفر و معادل 106×5/378 و از غلظت‏ 021/0 ایمازتاپیر بدست آمد. در غلظت‏های g.L-1 021/0 و 042/0 ایمازتاپیر، جمعیت باکتری 6/25 و 25/10 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت که بیانگر رفتار هورمتیک باکتری می باشد. مقدار هورمسیس در تری‎فلورالین از غلظت‏های (g.L-1 337/0 و 675/0) معادل 108×01/1 سلول بر میلی‎لیتر ثبت شد. درصد افزایش جمعیت باکتری این غلظت‏ها، نسبت به شاهد به ترتیب 92/20 و 14/16 بدست آمد. مقدار پارامتر e در اسیدیته 5/5 از ایمازتاپیر معادل g.L-1 1-10×03/1 و از تری‎فلورالین معادل g.L-1 93/2 بدست آمد که نشانگر مقدار علف‎کش لازم جهت 50% کاهش جمعیت باکتری می باشد. حداکثر جمعیت باکتری در اسیدیته 5/5 معادل 106×4/40 از تیمار شاهد و در اسیدیته 7 از غلظت‏ 337/0 معادل 106×4/47 بدست آمد. نتیجه‏گیریاین پژوهش شواهد آماری مبنی بر تحریک رشد M. ciceri در برابر غلظت‏های حداقلی ایمازتاپیر و تری‏فلورالین در شرایط خنثی را به صورت هورمسیس نشان داد اما در هر دو علف‏کش در شرایط اسیدی از مدل لگاریتم لجستیک پیروی کرد و در آن هورمسیس مشاهده نشد. به طور کلی با افزایش غلظت علف‏کش‏های بکار برده شده در این آزمایش، رشد جمعیت باکتری M. ciceri کاهش یافت اما بسته به pH محیط کشت، روند واکنش باکتری متفاوت بود به طوری‏که در اسیدیته خنثی در غلظت‏‏های زیر غلظت کشنده، افزایش رشد جمعیت و پس از آن کاهش رشد اتقاق افتاد.

    کلیدواژگان: غلظت‎های حداقل، تحریک رشد، مدل برین-کوزنس، مدل لگاریتم لجستیک
|
  • Rokh Aali Pour, Nafiseh Rang Zan * Pages 1-27
    Background and objectives

    One of the serious problems of biological communities is environmental pollution caused by heavy metals due to increase of industrial activities regardless of environmental considerations. According to the nature of these contaminants and considerable persistence in environmental components, especially soil, modification of contaminated soils to mitigate the negative effects of these contaminants on plants as a food chain initiator, is necessary. Considering the importance of using waste to recover them and also the different reaction of mycorrhiza in the face of heavy metals, this study aimed to investigate the effect of eggshell and mycorrhiza on changes in hazard index in basil plant.

    Material and methods

    This experiment was conducted in factorial completely randomized design consist of soil factors (non-contaminated, contaminated), eggshell waste (0, 3 and 5% w/w) and mycorrhiza (non-inoculated, inoculated with combined Funneliformis mosseae and Rhizophagus irregularis) in 3 replications (36 experimental units). Basil (Ocimum basilicum L.) was selected as an experimental plant due to its high leaf area and production of suitable dry matter. Finally, growth parameters, concentrations of zinc, copper, lead and cadmium in the plant tissue, transfer coefficient, translocation factor, hazard quotient and hazard index of the plant were evaluated.

    Results

    Increasing the level of soil pollution reduced the height of the shoot by 54% and the fresh weight of the shoot by 70%. The use of eggshell waste by 5% w/w as compared to the control treatment in contaminated soil caused 32% increase in plant shoot height and 16.5% increase in fresh shoot weight. In contrast, root inoculation increased shoot height by 25.7% and shoot fresh weight by 4.47%. A relatively similar trend was observed in case of shoot and root dry weight. Under soil contamination conditions, application of 5% of eggshell waste reduced the amount of zinc, copper and cadmium in the shoots of the plant by 11.7%, 4.16% and 16.7%, respectively. In contaminated soil, application of mycorrhiza caused a significant reduction in concentration of zinc, copper, lead and cadmium in the shoots by 33.8%, 2.87, 25.9% and 43.3%, respectively. In contaminated soil, the highest hazard index (2.14) was observed in the treatment without eggshell and not inoculation with mycorrhiza. Because of eggshell application at the rate of 5% and mycorrhiza inoculation, hazard index decreased by 14.9% and 36%, respectively. According to the results, the use of eggshell waste and mycorrhiza inoculation reduced the hazard index in the contaminated soil, which the effects were different according to the type of element. However, in the case of both treatments, according to the level of contaminants, the value of basil hazard index did not fall below the allowable level, so that in 5% eggshell treatment, the hazard index was 1.54 and in mycorrhiza inoculation treatment, 1.31 was reported. The lowest hazard index in contaminated soil (1.16) was observed in treatment of mycorrhiza inoculated along with 5% eggshell.

    Conclusion

    Basil cultivated in contaminated soil, despite the effectiveness of treatments in reducing the hazard index, was still at the risk of consumption. Considering the type and concentration of heavy metals in the optimal use of recycled materials such as eggshell waste as well as bioremediators such as mycorrhiza can be of particular importance.

    Keywords: mycorrhiza, Eggshell, Basil, Heavy metals, Hazard Index
  • Elahe Ahmadpoor Dehkordi, Ali Abbasi Surki *, Mehdi Pajouhesh, Pejman Tahmasebi Pages 29-54
    Background and Objectives

    Wind erosion is a serious problem in arid and semi-arid area. In order to control wind erosion , some technical measures should be focused on the soil surface. Straw checkerboard barrier method as a cheap, effective and easy technology plays an important role in trapping dust and reducing wind erosion. Therefore, the objective of this research was to study the effect of straw checkerboard barriers method on physicochemical properties of soil and probable reduction of dust in lands exposed to wind erosion of Shahrekord meadow.

    Materials and Methods

    Straw checkerboard barriers were arranged in 1 m × 1 m checkerboard pattern in January, 2018 in a part of the “Margh” meadow of Shahrekord, the capital of Chaharmahal and Bakhtiari province. Rice straw materials were buried in the soil to a depth of 15 cm horizontally and protruded 20 cm above the soil surface. The study was carried out on a 20 × 25 m land area. The same area was also dedicated for control as bare ground. In order to determine the role of this technique on the wind erosion and its control, vertical sediment traps with a circular cross section of PVC pipe (PVC), 5 sediment traps were randomly installed in the bare ground, 5 in the first area of the checkered barrier, 5 in the middle and 5 at the end of the barrier in the direction of the prevailing wind. Sampling began in late July and was performed every 30 days in five stages. The height of the trap was divided into four parts: 0-12, 12-24, 36-24 and 48-36 cm and the amounts of sediments collected in the installed traps were compared with each other. Wind speed and direction were also measured in the mentioned months and the wind rose was drawn subsequently. Data were analyzed in RCBD design with 5 replications. Sediment trap position was considered as the first factor in three levels and trap height class were considered as the second factor. Also, during two consecutive years after the establishment of straw checkerboard barriers, soil properties including aggregate stability, percentage of clay, silt and sand, organic carbon, total nitrogen, available phosphorus were measured.

    Results

    Results showed that checkerboards reduced the amounts of sediments significantly. This trend was observed in the five sampling month especially for the traps at the end of the barriers. The wind speed in the collision of barriers decreased significantly with lower amounts of energy, resulted to lowest amount of sediment at the end of barriers. Amount of sediments in the first, middle and end area of the checkerboard barriers in July, August, September and October decreased with the height of the trap drawer. But in November the sediments increased till height of 24 cm that may be due to higher rates of winds and particle movements. The highest mean weight diameter of aggregates was observed in border of barriers which may be associated with significant increase in organic carbon in the borders. Organic carbon, total nitrogen and available phosphorus contents were affected by straw checkerboard barriers and increased in the borders. Fine particles of soil included silt and clay were increased inside the squares accounts for unloading of particles and or deposition of them from the air.

    Conclusion

    The establishment of straw checkerboard barriers reduced the amount of wind sediments significantly compared to the bare ground. On the other hand, effective particle stabilization and dust deposition increased in checkerboards. Also checkerboard improved the physicochemical properties and increase some nutrients might promising for better microclimate for plant establishment and growth, leading to biodiversity and sustainability return.

    Keywords: Wind erosion, sediment trap, Total nitrogen, Geometric mean diameter of aggregates
  • Yaghobali Karami, Abbas Samadi *, Alireza Fallah Nosratabad, Ebrahim Sepehr, Mohsen Barin Pages 55-75
    Background and Objectives

    The efficiency of phosphorus (P) chemical fertilizers in agriculture is relatively low (5-25%). This has led to more P fertilizers’ application which not only increases production costs but also threatens the environment. Therefore, it was necessary to introduce suitable alternatives to replace part of these fertilizers consumption. Phosphate solubilizing bacteria have been identified as a promising option to reduce P chemical fertilizers’ application due to their ability to solve insoluble P in soil environment. These bacteria can assimilate part of the solubilized P, known as the microbial biomass P. This mechanism allows natural ecosystems to be self-sustainable, without the application of phosphate fertilizers. Given the role of potent bacterial strains in dissolving insoluble phosphates and the importance of microbial biomass P in providing part of the plant needed P in the long term, this study was aimed to select efficient strains by quantitative measurement of dissolved P and microbial biomass P after inoculation of bacteria in sperber medium with different phosphate sources.

    Materials and Methods

    This study was conducted as factorial experiment in a completely randomized design format using two factors in three replications. The first factor was bacteria inoculation including strains: Curtobacterium flaccumfaciens Tkd/4, Pantoea agglomerans Ggd/4 and Sphingobium yanoikuyae Rpd/4, all isolated from Giroud Shemshak Phosphate mine, Bacillus pumilus RPY isolated from Yazd Asfordi Phosphate mine, Pseudomonas putida Ps/14 prepared from Soil and Water Research Institute (isolated from maize farm soil) and blank (contains phosphate sources without bacteria inoculation) and the second factor was three phosphate sources: tricalcium phosphate (TCP), calcium phytate (CPhy) and phosphate main soil (PMS). The measured traits were included pH, EC, dissolved P and microbial biomass P. Total solubilized P from the phosphate source (sum of dissolved P and microbial biomass P), the ratio of dissolved P to microbial biomass P and biosorption percentage of P were calculated as well.

    Results

    The effect of bacteria strain, posphate source and their interactions was significant on all measured traits (P ≤0.01). The ability of Ps/14 strain to dissolve phosphate was higher than other strains in all three phosphate sources. All strains absorbed more phosphorus from TCP than the other two phosphate sources. Microbial biomass P was higher in phosphate soil treatments inoculated with all strains except Tkd/4 strain than in CPhy treatments inoculated with those strains. The lowest pH (3) and the highest EC (1.53 dS m-1) were observed in the PMS and TCP treaments inoculated with Ps/14 strain, respectively.

    Conclusion

    The studied strains had different effects on both dissolved P and microbial biomass P properties from different P sources. The ability of Ps/14 strain to dissolve P from all three phosphate sources was higher than the other strains. The results revealed that the strain that has more potential in dissolving P from one source does not necessarily have the same potential in assimilating P from the same source. This can be attributed to the solubility nature of material and the solubilizing capability of the microorganisms. The results of this study also showed that the total solubilized P could be more strongly attributed to dissolved P rather than microbial biomass P. Overall, the results showed that the potent of some of the studied bacteria in both dissolved P and microbial biomass P properties can be considered as a promising option in reducing the application of P fertilizers and increasing their effectiveness.

    Keywords: Calcium phytate, Microbial biomass phosphorus, Phosphate mine soil, Phosphate solubilizing bacteria, Tricalcium phosphate
  • Masoumeh Ghanbari *, Ali Akbar Safari Sinegani Pages 77-97
    Background and purpose

    Potato is the fifth agricultural crop in the world that is an origin of carbohydrates, proteins and essential amino acids for humans. Agricultural inputs have special performance in increasing the quality and quantity of potatoes. But, the excessive use of chemical fertilizers sometimes leads to many health and biological problems. Useful soil microorganisms can have special efficiency in improving plant growth, harvesting agricultural products and subsequently reducing its costs. In addition to physical and chemical properties, soil condition is closely related to its biological properties. The aim of this study was to investigate the application of 10 strains of potassium, phosphorus and iron solubilizing bacteria on the growth parameters of Geely potato cultivar and to produce Geely’s healthier product.

    Materials and methods

    The research was done in the greenhouse of Hamadan Agricultural Research Center in 1398. It was conducted in a completely randomized design with three replications. The treatments included 10 identified potassium, phosphorus and iron solubilizing bacteria, 1 Potabarvar biofertilizer and 1 control treatment (without any biofertilizer and bacteria). The measured traits were tuber wet weight, number of tubers, biological production, plant height, root dry weight, shoot dry weight, dry matter percentage, concentrations of phosphorus, potassium, iron and zinc in roots, shoots, tubers and soil.

    Results

    The results showed that the application of potassium, phosphorus and iron solubilizing bacteria increased the growth parameters of the potato plants, the uptake of phosphorus, potassium, iron and zinc by potatoes significantly. The most efficient bacterium in this study was Pseudomonas frederiksbergensis that was more potent than other bacteria for most plant growth parameters and nutrient uptake . For this treatment, root dry weight was obtained 17.66 g/pot, which was 103.92% higher than the control. By the treatment with this bacterium, the maximum shoot dry weight was 47 g/pot which was 88% higher than the control. The concentrations of zinc in roots, and phosphorus, potassium, iron and zinc in shoots, that were obtained from inoculation with Pseudomonas frederiksbergensis, were 0.034, 6.666, 333.16, 460, 0.041, 3.86, 24.20 mg/kg, respectively; These values showed significant differences with the control and other treatments. In this study, Enterobacter ludwigii and Brevundimonas vesicularis were the most inefficient bacteria.

    Conclusion

    The results of the study showed that application of potassium solubilizing bacteria as biofertilizers can improve plant growth and increase its performance. It can be said that the use of biofertilizers along with chemical fertilizers might be helpful to reduce environmental pollution and to decrease costs.

    Keywords: Biofertilizer, Potabarvar, Potassium solubilizing bacteria, Potato performance
  • Gholamreza Adim, Esmaeil Dordipour, Farshad Kiani, Hassan Mokhtarpour, Serajodin Moazzemi Pages 99-119
    Background and Objectives

    Overused chemical fertilizers not only is associated with negative impacts on the environment and human health, but also by reducing of agricultural lands yield and crops quality. Therefore, the combined use of organic fertilizers with chemicals ones has been considered as a method of integrated plant nutrition management. The objective of this study was to investigate the effect of separate and combined application of different organic, biological and chemical fertilizers on the concentration of nutrients in the seeds and leaf of transplanted rapeseed (Brassica napus L.) and soil under cultivation.

    Materials and Methods

    An experiment in a randomized complete block design with eleven treatments and three replications in the field crop year 2019-2020 on the lands of the Iraqi Agricultural Research Station (IARS) in Gorgan (Gorgan, northern Iran) was performed. Treatments included: 1) Control (T1), 2) NPK chemical fertilizer (T2), 3) NPK+Fe+Zn chemical fertilizers (T3), 4) poultry manure (T4), 5) Compost (T5), 6) Biofertilizer + Fe and Zn chemical fertilizers (T6), 7) NPK chemical fertilizer+ humic acid (T7), 8) 50% poultry manure + 50% Compost + 50% NPK+ Fe and Zn chemical fertilizers (T8), 9) 25% poultry manure + 25% Compost + 100% NPK + Fe and Zn chemical fertilizers (T9), 10) 50% poultry manure + 50% Compost + 50% NPK + Fe and Zn chemical fertilizers + Biofertilizer (T10) and 11) direct sowing of seeds + NPK chemical fertilizer (T11). At the end of the cultivation period, macroelements (N, P, K) and microelements (Fe and Zn) in plants and soil were measured.

    Results

    The results showed that the application of biofertilizer + Zn + Fe (T6) increased the production of N and soil phosphorus, and decreased pH and EC and the combined application of organic and biofertilizers with chemical fertilizers (T8, T9 and T10) increased the availability of K, Fe and Zn in soil. Also, application of biofertilizer + Fe + Zn (T6) caused a significant increase (P<0.05) in N, P, K and Zn on the leaf and also the content of N, P and K of seed compared to other treatments and control by the lowest amount of these elements. Concentrations of Fe in rapeseed leaf and seeds increased significantly (P<0.05) compared to the control treatment with the combined use of organic and biological and chemical fertilizers (T8, T9 and T10).

    Conclusion

    T6, T8, T9 and T10 treatments were the most effective treatments in increasing nutrient production and nutritional needs of rapeseed. Therefore, the combined application of chemical fertilizers with organic and biofertilizers probably due to the improvement of physical conditions, biodiversity and availability of plant nutrients, caused soil fertility, environmental health and rapeseed nutritional needs.

    Keywords: Nutrient availability, Rapeseed, integrated fertilization, Soil properties
  • Asghar Mosleh Arany *, Alireza Amini Hajiabadi, Somayeh Ghasemi, Mohammadhadi Rad Pages 121-140
    Background and purpose

    The demand for wheat as the most important grain used by humans is increasing. Due to climate change and improper soil and water management, salinity stress reduces wheat yield. The use of plant growth promoting rhizobacteria is a nature-friendly way to reduce the effects of salinity stress on wheat yield. The aim of this study was to evaluate the effect of plant growth promoting bacteria isolated from the rhizosphere of several saline plants in Yazd province on total biomass and yield components of wheat (var. Ghods).

    Materials and Methods

    Plant growth promoting characteristics and salinity resistance of bacteria isolated from rhizosphere of Atriplex lentiformis, Seidlitzea rosmarinus, Tamarix ramosissima and Halostachys belangeriana were investigated. Wheat seeds were inoculated with superior bacteria including Bacillus safensis, B. pumilus and Zhihengliuella halotolerans and after planting in the pots in greenhouse conditions was irrigated with water with salinities of 4, 8, and 16 ds/m.

    Results

    All three bacteria were able to produce auxin. The highest amount of auxin production was measured in B. safensis (29.72 μg / ml). All three bacteria were able to produce hydrogen cyanide and the highest amount of hydrogen cyanide production was observed in Z. halotolerans with grade 5 (very high). All three bacteria were able to produce siderophore. ACC deaminase production was observed in all three bacteria and the highest amount was measured in B. pumilus at 8 μg / ml. Ability to dissolve phosphate in Z. halotolerans was more than twice that of B. safensis. Salinity reduced all the measured indices in wheat. In bacterial inoculated treatments at all salinity stress levels (4, 8 and 16 ds/m), the average of total biomass, amylose and amylopectin increased up to 52.5, 21.3 and 10.3%, respectively, compared to the average of these indices in control treatments (without bacteria) in the same salinity levels. Also, bacteria in these levels increased spike weight, seed weight and number of seeds up to a maximum of 22, 74.6 and 66.6%, respectively, compared to the control (without bacteria) of these salinity levels.

    Conclusion

    the plant growth promoting bacteria increased yield components of wheat under salinity stress, therefore to reduce the effects of salinity on wheat under saline irrigation conditions; the bacteria studied in this experiment can be used. Z. halotolerans was more efficient than other two bacteria in all of the studied indices. Since the experiment was performed under greenhouse conditions, it is recommended that this experiment be performed in the field.

    Keywords: Atriplex, Bacteria, Cereals, PGPR
  • Hossein Kari Dolatabad *, Hossein Saffari, Mitra Rahmati Pages 141-159
    Background and objectives

    The existence of agricultural wastes, especially wood and degradation-resistant wastes and time-consuming composting of these residues, shows the importance of using degrading microorganisms as bioactivators. By inoculating microorganisms into hard-to-decompose agricultural residues, it is possible to increase their composting rate and produce quality compost. The aim of this study was to isolate, identify and determine the efficacy of cellulolytic and ligninolytic bacteria and fungi.

    Materials and methods

    Samples were taken from semi-rotten tissues of trees, organic matter including compost, vermicompost, animal manure, animal samples such as termites, earthworms, amur fish and commercial samples containing bioactivators. In order to isolate bacterial and fungal isolates with the ability to produce cellulose and ligninase enzymes, after preparing a series of dilutions from the extracts of each sample, culture was performed on common culture media. After purification of bacteria and fungi, the efficiency in terms of cellulase and ligninase activity was determined by measuring the diameter of the transparent halo on specific culture media. Molecular identification of selected bacterial and fungal isolates was performed by amplification of 16S rDNA region and ITS1-5.8S-ITS2 region, respectively.

    Results

    A total of 83 bacterial isolates and 18 fungal isolates capable of producing cellulase were identified. BB12 and CCB9 isolates showed the highest cellulase activity with a ratio of halo diameter to colony diameter of 9.5 and 7.5, respectively. In fungal isolates, the highest cellulolytic activity was related to WF2 and WF4 isolates; the ratio of halo diameter to colony diameter in each of these two isolates was 4.57 and 2.4, respectively. Regarding ligninolytic activity, it was found that Chapak culture medium containing one gram of methyl blue is the best medium to study ligninolytic activity and the highest ratio of halo diameter to colony diameter in Chapak medium was in WB6 and WB5 bacterial isolates, respectively in the amount of 10 and 7. In fungal isolates, ligninolytic activity was observed only in WF2 and WF4 isolates; So that the ratio of halo diameter to colony diameter was 2.17 and 2, respectively. The results of molecular identification showed that the selected bacterial isolates were most similar to Bacillus halotolerans, Bacillus siamensis, Bacillus paralicheniformis, Bacillus subtilis, Bacillus atrophaeus, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus circulans, Bacillus sercatus, Bacillus sp. The fungi were more similar to Penicillium corylophilum and Pseudogymnoascus pannorum. The maximum parsimony tree with 1000 bootstrap replications showed that bacterial and fungal isolates were located in 9 and 2 clades, respectively.

    Conclusion

    Examination of cellulolytic activity showed that Bacillus amyloliquefaciens showed the highest amount of cellulolytic activity and the highest ligninolytic activity was seen in Serratia marcescens. In fungal isolates, the highest cellulolytic and ligninolytic activities were observed in Penicillium corylophilum and Pseudogymnoascus pannorum. Based on the results of this study, further investigation is suggested about the possibility of using a combination of selected microorganisms to prepare initial formulations for faster conversion of agricultural waste into compost.

    Keywords: Agricultural residues, Bacteria, Fungi, cellulase, ligninase
  • Masoumeh Sadat Hoseini Tilian, Zeinab Avarseji *, Fakhtak Taliei, Ebrahim Gholamalipuor Alamdari, Masoumeh Naeemi Pages 161-175
    Background and objectives

    Rhizobium is terrestrial bacteria that can coexist and form nodules in the leguminous family. The legume-rhizobia symbiosis results in great quantities of nitrogen fixation throughout the world. Rhizobial populations become non-target microbiomes for the herbicide applied in the field. Various herbicides such as Trifluralin and Imazethapyr can affect legume-rhizobia symbiosis negatively or in hermetic way. Hormesis is a dose-response relationship phenomenon characterized by a low-dose stimulation and a high-dose inhibition. This study aimed to investigate the effect of Imazethapyr and Trifluralin herbicides at two pH value (5.5 and 7) on the growth of Mezorhizobium ciceri at in vitro conditions.

    Materials and methods

    To investigate the effect of Imazethapyr and Trifluralin herbicides on M. ciceri bacteria, an experiment was conducted as a completely randomized design in Gonbad Kavous University. M. ciceri strain were grown and maintained on yeast extract mannitol agar medium. Yeast extract manitol broth medium was used at two pH equal to 5.5 and 7. Moreover, Imazethapyr (0.021, 0.042, 0.084, 0.168, 0.336, and 0.672 g.L-1) and Trifluralin (0.337, 0.675, 1.35, 2.7, 5.4, and 10.8 g.L-1) herbicides accompanied with no-herbicide control added to the medium containing of 105 cell.ml-1 of M. ciceri at in vitro condition and the measurement of bacterial population was calculated at 600 nm light absorption, using spectrophotometer. The experiment was carried out with 4 replications and repeated two times. Population trends at different herbicide were fitted using three and four parameters logistic models and the Brain-Cousens equation was used when the hormesis response was observed.

    Results 

    The bacterial population of M. ciceri affected by Imazethapyr and Trifluralin concentrations in pH=5.5 followed the three parameter logarithm logistic model and in pH=7 followed the five parameter Brain-Cousense model. The maximum bacterial populations in pH=5.5 and pH=7 were 22.8×106 from zero concentration and 378.5×106 from 0.021 dose of Imazethapyr, respectively. At 0.021 and 0.042 g.L-1 of Imazethapyr doses, the bacterial population increased by 25.6% and 10.25%, respectively, compared to the control, which indicates the bacteria's hormetic behavior. The amount of hormesis in Trifluralin from doses (0.337 and 0.675 g.L-1) was recorded equal to 1.01×108 cell.mL-1. The increasing percentage of bacterial population from these doses compared to the control was 20.92 and 16.14, respectively. The value of “e” parameter, which indicates the amount of herbicide required for 50% reduction of the bacterial population, in pH=5.5 was obtained from Imazethapyr equivalent to 1.03 10-1 g.L-1 and from Trifluralin equal to 2.93 g.L-1.

    Conclusion

    This study showed statistical evidence of M. ciceri growth stimulation against minimum doses of Imazethapyr and Trifluralin in neutral acidity as Hormesis. This bacterium's population growth reaction in both herbicides under acidic conditions followed the logarithmic logistic model, and no hormesis was observed. In general, with increasing the dose of herbicides used in this experiment, M. ciceri bacterial population growth decreased. However, depending on the culture medium's pH, the bacterial reaction process was different so that in neutral acidity and sub-lethal doses was accompanied by an increase in population growth and then as the doses increased the growth rate decreased.

    Keywords: Brain-Cousense model, Low dose, Logarithm Logistic model, Growth stimulation