تثبيت بيولوژيک نيتروژن در اثر همياري سويه هاي مختلف باکتري آزوسپريلوم با ارقام مختلف گندم با ا

تثبيت بيولوژيک نيتروژن در اثر همياري سويه هاي مختلف باکتري آزوسپريلوم با ارقام مختلف گندم با ا
تثبيت بيولوژيک نيتروژن در اثر همياري سويه هاي مختلف باکتري آزوسپريلوم با ارقام مختلف گندم با ا

تثبيت-بيولوژيک-نيتروژن-در-اثر-همياري-سويه-هاي-مختلف-باکتري-آزوسپريلوم-با-ارقام-مختلف-گندم-با-ا

بررسي تثبيت بيولوژيک نيتروژن در اثر همياري سويه هاي مختلف باکتري آزوسپريلوم با ارقام مختلف گندم با استفاده از تکنيک 15N شامل 242

چکيده...........................................................               

مقدمه .............................................................                                                                                                           

فصل اول:کليات              .....................................................................

1 كشاورزي پايدار                               .               ......................................

1 1كودهاي بيولوژيك...............................................................

1 2استفاده از ميكرو‌ارگانيزم‌ها به عنوان كود بيولوژيك....................

1 3 انواع كودهاي بيولوژيك......................................................

2 اهميت گندم..........................................................................

2 1 تاريخچه و پيدايش گندم........................................................

2 2 وضعيت كشت گندم در جهان..................................................

2 3 وضعيت كشت گندم در ايران...................................................

2 4 وضعيت كشت گندم در استان تهران.......................................

2 5 شرايط آب‌وهوايي گندم.........................................................

2 6 مرفولوژي گندم.................................................................

2 6 1 ريشه............................................................................

2 6 2 ساقه...........................................................................

2 6 3 پنجه.............................................................................

2 6 4 برگ............................................................................

2 6 5 گل‌آذين........................................................................

2 6 6 دانه.............................................................................

2 7 عوامل محيطي مؤثر بر رشدونمو گندم.....................................

2 7 1خاك...............................................................................

2 7 2 رطوبت.........................................................................

2 7 3 حرارت.........................................................................

2 7 4 نور...........................................................................

2 7 4 1 طول روز..................................................................

2 7 4 2 شدت نور..................................................................

2 8 عملكرد دانه گندم و عوامل مؤثر بر آن....................................

فصل دوم:بررسي منابع..............................................................

1 نيتروژن در طبيعت..................................................................

2 شکلهاي نيتروژن در خاک........................................................

2 1 نيتروژن معدني خاک............................................................

2 2     نيتروژن آلي خاک.............................................................

3 نقش نيتروژن در گياه..............................................................

4 چرخه نيتروژن......................................................................

4 1راههايي كه نيتروژن در دسترس گياه قرار مي‌گيرد

 و يا به خاك اضافه مي‌شود. .........................................................

4 1 1معدني شدن نيتروژن خاك....................................................

4 1 2وارد شدن نيتروژن از اتمسفر به خاك.....................................

4 1 3 كاربرد كودهاي شيميايي ازته...............................................

4 1 4 تثبيت نيتروژن به روش بيولوژيك..........................................

4 2 راههايي كه نيتروژن از دسترس گياه و يا از خاك خارج مي‌شود........

4 2 1 غير متحرك شدن (متوقف شدن يا آلي شدن ) نيتروژن................

4 2 2 نيترات زدايي.....................................................................

4 2 3 جذب نيتروژن بوسيله گياهان.................................................

4 2 4 آبشويي نيتروژن................................................................

4 2 5 تلفات نيتروژن به صورت آمونياك...........................................

4 2 6 تلفات نيتروژن از طريق فرسايش...........................................

5 سيستمهاي بيولوژيك تثبيت كننده نيتروژن.....................................

5 1تثبيت نيتروژن به روش همزيستي.............................................

5 1 1همزيستي باكتريهاي ريزوبيوم و گياهان خانواده لگومينوز...........

5 1 2 همزيستي ريزوبيوم با گياهان غير لگوم..................................

5 1 3 همزيستي اكتينوريزي.........................................................

5 1 4 همزيستي سيانوباكتريها و گياهان.........................................

5 1 4 1 همزيستي سيانوباكتري آنابنا و آزولا..................................

5 1 4 2 همزيستي نوسترك و آنابنا باسيكادها...................................

5 1 4 3 همزيستي سيانوباكتري نوسترك و گانرا...............................

5 1 5 همزيستي سيانوباكتريها و دياتومه‌ها.....................................

5 1 6 همزيستي سيانوباكتريها و بريوفيتها......................................

5 1 7 همزيستي سيانوباكترها و قارچها (تشكيل گلسنگ)...................

5 2 تثبيت نيتروژن به روش آزاد....................................................

5 2 1 باكتريهاي هتروتروف باكتريهاي بيهوازي...............................

5 2 1 1 باکتريهاي بي هوازي.....................................................

5 2 1 2 باكتريهاي بيهوازي اختياري.............................................

5 2 1 3 باكتريهاي هوازي...........................................................

5 2 1 4 سيانوباكتريها................................................................

5 2 2 فتواتوتروف‌هاي آزادزي......................................................

5 2 2 1 باكتريهاي فتوسنتز كننده..................................................

5 3 تثبيت نيتروژن به روش همياري..............................................

5 3 1 تعريف همياري................................................................

5 3 2 دلايل تثبيت نيتروژن به روش همياري..................................

5 3 3 همياريهاي فيلوسفري.......................................................

5 3 4 همياريهاي ريزوسفري....................................................................

6 بيوشيمي تثبيت نيتروژن مولكولي..............................................................

6 1ساختار آنزيم نيتروژناز و نحوه تامين انرژي

 مورد نياز براي تثبيت ازت مولكولي................................................................

6 2كارايي.....................................................................................................

6 3 توليد هيدروژن و خروج آن.......................................................................

7 همياري باكتريهاي جنس آزوسپيريلوم  با گياهان..............................................

7 1اكولوژي آزوسپيريلوم...............................................................................

7 2گياهان ميزبان.........................................................................................

7 3 طبقه‌بندي.............................................................................................

7 4 مشخصات باکتري....................................................................................

7 5 تثبيت نيتروژن وابسته به هيدروژن..............................................................

7 6 احياي نيترات (نيترات زدايي)....................................................................

7 7 عوامل موثر در اشغال ريشه توسط آزوسپيريلوم و تاثير آن بر رشد گياه..............

7 8 توليد ساخت.مان كيست مانند......................................................................

7 9 توليد سيدروفور......................................................................................

7 10توليد مواد كشنده باكتريها

7 11جذب سطحي باكتريها به ذرات خاك............................................................

7 12 توليد فيتوهورمونها و ديگر مواد تحريك كننده رشد گياه...............................

7 13 تغيير در فيزيولوژي و موروفولوژي ريشه..................................................

7 14 نقشهاي احتمالي موسيژل.......................................................................

7 15 مكانيزمهاي جذب آزوسپيريلوم بطرف ريشه................................................

7 16 شيميوتاكتيك  (كموتاكتيك ).....................................................................

7 17مراحل اشغال ريشه توسط آزوسپيريلوم.......................................................

7 17 1 اتصال باكتريها به پوست ريشه............................................................

7 17 2 اشغال بافت ريشه.............................................................................

7 18 تاثير آزوسپيريلوم در عملكرد گياهان مختلف..............................................

8 نيتروژن  15..........................................................................................

فصل سوم:موادو روشها................................................................................

1 مواد مورد آزمايش....................................................................................

1 1تهيه ماده تلقيح......................................................................................

1 2 بررسي روابط همزيستي سويه‌هاي مخالف باکتري آزوسپريلوم با ارقام مختلف گندم با استفاده از ايزوتوپ15N در شرايط گلخانه

1 2 1 زمان و محل اجراي آزمايش

1 2 2 خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك مورد استفاده

1 2 3 دماي گلخانه

1 2 4 مشخصات ارقام گندم مورد استفاده.....................................................

1 2 4 1 رقم طبسي..................................................................................

1 2 4 2 رقم مهدوي.................................................................................

1 2 4 3 رقم موتانت طبسي

1 2 5 مشخصات طرح آزمايشي....................................................................

1 2 6 مشخصات فاكتورهاي آزمايش..............................................................

1 2 7 عمليات كاشت و داشت.......................................................................

1 2 8 كاربرد ايزوتوپ پايدار نيتروژن 15......................................................

1 2 9 صفات اندازه‌گيري شده......................................................................

1 2 10 محاسبات آماري.............................................................................

1 3 ارزيابي كارآيي سويه‌هاي باکتري آزوسپريلوم با  ارقام بومي، اصلاح شده و لاين موتانت گندم و تأثير كاربرد آنها بر عملكرد و برخي از صفات زراعي گندم در شرايط آب‌وهوايي كرج...........................................................................................

1 3 1 خصوصيات اقليمي منطقه

1 3 2 مشخصات اقليمي محل اجراي آزمايش در سال زراعي 83 1382................

1 3 3 خصوصيات. فيزيكي و شيميايي خاك محل آزمايش....................................

1 3 4 مشخصات ارقام مورد استفاده .............................................................

1 3 5 مشخصات طرح آزمايشي...................................................................

1 3 6  مشخصات فاكتورهاي آزمايش...........................................................

1 3 6 1 آزوسپريلوم...............................................................................

1 3 7 عمليات زراعي.............................................................................

1 3 7 1 عمليات كاشت............................................................................

1 3 7 2 علميات داشت............................................................................

1 3 7 3 عمليات برداشت..........................................................................

1 3 7 4 صفات اندازه‌گيري شده.................................................................

فصل چهارم:نتايج و بحث........................................................................

گلخانه....................................................................................................

1 ارتفاع گياه..........................................................................................

2 طول سنبله..........................................................................................

3 تعداد پنجه گياه......................................................................................

4 سطح برگ پرچم....................................................................................

5 وزن خشك اندام هوايي............................................................................

6 تعداد سنبله در گياه.................................................................................

7 درصد تثبيت بيولوژيک نيتروژن................................................................

مزرعه..............................................................................................

8 ارتفاع گياه......................................................................................

9 طول سنبله......................................................................................

10تعداد پنجه در گياه............................................................................

11 سطح برگ پرچم.............................................................................

12 تعداد سنبله درواحد سطح..................................................................

13 تعداد دانه در سنبله...........................................................................

14 عملكرد دانه....................................................................................

15 بيوماس..........................................................................................

16 شاخص برداشت...............................................................................

17 وزن هزاردانه..................................................................................

18 جذب نيتروژن...................................................................................

پيوست..................................................................................................

منابع....................................................................................................

...

 

 

چکيده:

 

آزوسپريلوم به دليل توان تثبيت نيتروژن مولکولي در ارتباط همياري با گياهان مهم زراعي مانند انواع غلات و همينطور توليد هورمونهاي محرک رشد گياه در سالهاي اخير به عنوان يک کود بيولوژيک مورد توجه قرار گرفته است.به همين دليل تحقيق در مورد ميزان فعاليت سويه هاي باکتري با ارقام مختلف گندم هدف اين بررسي قرار گرفت:

به منظور تثبيت بيولوژيک نيتروژن در اثر همياري سويه هاي آزوسپريلوم با ارقام مختلف گندم،دو آزمايش در سه بخش آزمايشگاه، گلخانه و مزرعه طي مدت دو سال پژوهش انجام گرديد

الف)جداسازي،تکثيرو توليد مايه تلقيح سويه هاي آزوسپريلوم در شرايط آزمايشگاه

ب)بررسي کارايي تعدادي از سويه هاي باکتري آزوسپريلوم با ارقام طبسي،مهدوي و لاين موتانت طبسي گندم با استفاده از تکنيکN15

ج) بررسي کارايي تعدادي از سويه هاي باکتري آزوسپريلوم و تاثير کاربرد آنها بر عملکرد و برخي صفات زراعي در سه رقم طبسي،مهدوي و لاين موتانت طبسي گندم.

الف)در اين تحقيق 80 نمونه خاک ريزوسفري و غير ريزوسفري  ار اراضي تحت کشت گياهان مختلف زراعي تهيه گرديد و براي جداسازي آزوسپريلوم ابتدا رقتهاي خاک در محيط نيمه جامد اکن کشت داده شدند و بر روي محيط RC کلونيهاي ريز قرمز رنگ به عنوان آزوسپريلوم خالص سازي  شده اند و تحت آزمايشهاي  ترشح هورمون اکسين و توان حل کنندگي فسفر آلي و معدني قرار گرفتند.

ب) دو فاکتور،آزوسپريلوم در 5 سطح شامل يک سطح عدم کاربرد باکتري و 4 سطح کاربرد سويه هاي مختلف Az.21 ,Az.31 ,Az.52 ,Az.54      و گندم در سه سطح بومي،اصلاح شده و لاين موتانت بر اساس آزمايش فاکتوريل در قالب طرح کرتهاي کاملا تصادفي در 4 تکرار در شرايط گلخانه بررسي گرديد.

به منظور بررسي تثبيت نيتروژن از ايزوتوپ پايدار 15N استفاده شد.

نتايج حاصله نشان داد که بين سويه هاي مختلف آزوسپريلوم و هم بين ارقام مختلف گندم از نظر تاثير بر سطح برگ پرچم.وزن خشک اندام هوايي،تعداد سنبله ،طول سنبله و Ndfa اختلاف معني داري در سطح 1% وجود دارد.در بين ازقام مختلف گندم ارتفاع گياه در سطح 5%معني دار و تعداد پنجه معني دار نشده است و همچنين در بين سويه هاي آزوسپريلومي ارتفاع گياه معني دار نگرديده است.

ارقام گندم به دليل اختلاف فاحش ژنتيکي و نيز سويه هاي آزوسپريلومي به دليل تفاوتهاي برقراري همياري با هم اختلافاتي را دارند.

بهترين رقم و بهترين باکتري در اکثر صفات مورد بررسي  لاين موتانت و Az.21      بوده است.

ج) دو فاکتور،آزوسپريلوم در 5 سطح شامل يک سطح عدم کاربرد باکتري و 4 سطح کاربرد سويه هاي مختلف Az.21 ,Az.31 ,Az.52 ,Az.54      و گندم در سه سطح بومي،اصلاح شده و لاين موتانت بر اساس آزمايش فاکتوريل در قالب طرح کرتهاي کامل تصادفي در 4 تکرار در شرايط گلخانه بررسي گرديد.

بين کاربرد ارقام مختلف گندم و سويه هاي مختلف آزوسپريلوم در تمامي صفات زراعي بجز تعداد پنجه در سطح 1% اختلاف معني داري مشاهده شد.

بهترين رقم و بهترين باکتري در اکثر صفات مورد بررسي  لاين موتانت و AZ.21      بوده است.

بنابراين با توجه به نتايج بدست آمده از کليه آزمايشات انجام شده فوق مي توان چنين اظهار داشت که کاربرد آزوسپريلوم مي تواند بسيار مفيد در عملکرد و جذب عناصر غذايي و نيز نقش مهمي در کاهش کودهاي شيميايي داشته باشد.البته بايد در گزينش سويه هاي آزوسپريلوم دقت لازم مبذول شود زيرا بين سوشها اختلاف معني داري از نظر برقراري همياري وجود دارد.

 

مقدمه:

گرچه استفاده از کودهاي بيولوژيک در کشاورزي از قدمت بسيار زيادي برخوردار است و در گذشته نه چندان دور تمام مواد غذايي مورد مصرف انسان با استفاده از چنين منابع ارزشمندي توليد مي شده است ولي بهره برداري علمي از اينگونه منابع سابقه چنداني ندارد.اگرچه کاربرد کودهاي بيولوژيک به علل مختلف در طي چند دهه گذشته کاهش يافته است ولي امروزه با توجه به مشکلاتي که مصرف بي رويه کودهاي شيميايي پديد آورده است،استفاده از آنها در کشاورزي مجددا مطرح شده است.بدون ترديد کاربرد کودهاي بيولوژيک علاوه بر اثرات مثبتي که بر کليه خصوصيات خاک دارد،از جنبه اقتصادي،زيست محيطي و اجتماعي نيز مثمرثمر واقع شده و مي تواند به عنوان جايگزيني مناسب و مطلوب براي کودهاي شيميايي باشد.در حال حاضر نگرشهاي جديدي که در ارتباط با کشاورزي تحت عنوان کشاورزي پايدار،ارگانيک و بيولوژيک مطرح مي باشد به بهره برداري از چنين منابعي استوار است.(25)

مصرف کود شيميايي ازته براي افزايش توليد محصول تا آينده اي قابل پيش بيني ادامه خواهد داشت،ولي بايد در جهت استفاده بيشتر از تثبيت بيولوژيک نيتروژن توسط ميکروارگانيزمها نيز توجه بيشتري معطوف شود.

باکتري جنس Azospirillum که يکي از مهمترين باکتريهاي تثبيت کننده نيتروژن مي باشد،با گياهان تک لپه مختلفي از جمله گندم،برنج،ذرت،ارزن،چاودار و گراسهاي علفي مانند پنجه مرغي،کالارگراس قادر به ايجاد همياري است.(5و2و3ارزانش)نتيجه اين همياري علاوه بر تثبيت نيتروژن مولکولي،توليد موادي چون سيدروفور،باکتري کشها و فيتوهورمونها مي باشد که ماحصل ترشح تمام موارد ذکر شده افزايش توان جذب عناصر غذايي،توسعه سيستم ريشه اي و در نهايت افزايش عملکرد مي باشد.(10و4و6) تلقيح گياهان با آزوسپريلوم علاوه بر 35 5 درصد افزايش عملکرد باعث کاهش مصرف کود ازته نيز مي شود.(7)تلقيح گياه با اين باکتري باعث افزايش طول ريشه هاي فرعي و تارهاي کشنده،ارتفاع گياه و همچنين جذب عناصر غذايي مي شود.(8)

دانلود فایل


لینک دانلود

✔ نمایش جزئیات بیشتر و دریافت فایل