تنوع کاتالیتیک ریزوسفر ارقام مختلف گندم در شرایط مزرعه

STUDENT

DEGREE

YEAR

The rhizosphere is, the volume of soil adjacent to and affected by plant roots. Many activities of rhizosphere are affected by root exudates and microorganismes. Soil microbes and biological acvtivities in soil are often limited in energy, but root exudates such as organic acid, sugars and amino acids may increase biological activities and enzymes activities in the rhizosphere. Agricultural systems represent the major form of land management and most efforts in the field of rhizosphere devote to managing the rhizosphere and the effect of the management practices on microbial diversity and enzyme activities in the rhizosphere. Considering the importance of wheat as strategic crop in providing food for the world population, the effect of plant cultivars on the rhizosphere functioning, the current study was conducted to evaluate the effects of wheat cultivars on some biological pools and activities of the rhizosphere at diffrent phonological growth stages of wheat plant. For this purpose, 19 cultivars of wheat were cultivated under farm condition. Sampling from the rhizosphere of wheat cultivars was collected in tillering, flowering, priming and harvesting stages by composit sampling and three replication. Statistical analysis was carried out using split plot in time based on randomized complete block design. Total inorganic nitrogen, ammonium, nitrate and soluble organic nitroge and also urease, L-aspaginase, L-glutaminase, acid phosphatase and alkaline phosphatase activities i the rhizosphere were significantly influenced by growth stages, wheat cultivars and their interactions. The highest increased rate for the activities of urease, L-asparaginase, L-glutaminase, acid phosphatase and alkaline phosphatase i the rhizosphere of wheat cultivars (main effect of cultivars) were 1.9, 1.9, 1.7, 1.5 and 1.7 items. The result of cluster analysis of rhizosphere and plant properties of the wheat cultivars revealed that the wheat cultivars were located in diffrent groups. Sun ray charts, shanon index and geometric mean was used to integrated assessment of the rhizosphere enzymes. In fact the catalytic diversity of the rhizosphere of wheat cultivars were evaluated. The highest and lowest catalytic diversity (area of star charts) was observed in the rhizosphere of sholeh and marvdasht cultivars, and the catalytic diversity of rhizosphere of Sholeh cultivar was greater by 110% compared to Marvdasht cultivar. Also catalytic diversity of non-rhizospheric soil was less than all of the rhizosphere. The three catalytic diversity indexes were shown significant difference. Top 50% of the rhizosphere catalytic diversity was predominant by spring wheat cultivars. Key Words: rhizosphere, Soil enzymes, biological pools, catalytic diversity, sun ray charts, shanon index, growth stages, wheat

ریزوسفر را می توان خاک مجاور ریشه گیاه دانست که تحت تأثیر فعالیت ها و ترشحات ریشه قرار می گیرد. بسیاری از فعالیت های ریزوسفر تحت تأثیر مواد آزاد شده از گیاهان و میکروارگانیسم ها قرار می گیرد. میکروارگانیسم ها و به طور کلی فعالیت های بیولوژیک خاک اغلب از نظر انرژی محدود می شوند ولی در محیط ریزوسفر ریشه ها همواره طیف گسترده ای از مواد از قبیل قند ها، مواد محلول و آمینواسید ها را به درون خاک ترشح می کنند که این امر باعث افزایش فعالیت های بیولوژیک از جمله فعالیت های آنزیمی در ناحیه ریزوسفر می شوند. با توجه به اینکه سیستم های کشاورزی اصلی ترین نوع مدیریت اراضی هستند و بیشترین تلاش ها در زمینه ریزوسفر، به مدیریت ریزوسفر در سیستم های کشاورزی و تأثیر این مدیریت ها به تنوع جامعه میکروبی و فعالیت های آنزیمی خاک ریزوسفری اختصاص داده شده است و هم چنین با توجه به اهمیت گندم در تأمین غذای مردم جهان و تأثیر ارقام و گونه های گیاهی بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ریزوسفر، این پژوهش به منظور بررسی تأثیر ارقام مختلف گندم بر برخی ذخایر و فعالیت های بیولوژیک ناحیه ریزوسفر درمراحل مختلف فنولوژیک رشد گندم صورت گرفته است. به این منظور 19 واریته گندم در شرایط مزرعه ای مورد کشت قرار گرفتند. نمونه برداری از ریزوسفر ارقام گندم در مرحله پنجه زنی، گلدهی، رسیدگی و برداشت به صورت نمونه برداری مرکب و در سه تکرار صورت پذیرفت. آنالیز آماری نتایج در قالب اسپیلیت پلات در زمان در پایه طرح بلوک کامل تصادفی انجام پذیرفت. مقادیر نیتروژن معدنی، آمونیوم، نیترات، نیتروژن آلی محلول و هم چنین فعالیت آنزیم های اوره آز، ال-آسپاراجیناز، ال-گلوتامیناز، اسید فسفاتاز و آلکالین فسفاتاز در مراحل پنجه زنی، گلدهی، رسیدگی و برداشت (اثر اصلی مراحل رشد) و در ریزوسفر ارقام مختلف گندم (اثر اصلی ارقام) تفاوت معنی داری را نشان دادند. هم چنین این صفات در ریزوسفر ارقام گندم افزایش معنی داری نسبت به خاک غیر ریزوسفری داشته اند. هم چنین مقادیر نیتروژن معدنی، آمونیوم، نیترات، نیتروژن آلی محلول و هم چنین فعالیت آنزیم های اوره آز، ال-آسپاراجیناز، ال-گلوتامیناز، اسید فسفاتاز و آلکالین فسفاتاز در ریزوسفر ارقام گندم در مراحل پنجه زنی، گلدهی، رسیدگی و برداشت (اثر متقابل مراحل رشد و ارقام) تفاوت معنی داری را نشان دادند. بیشترین افزایش فعالیت آنزیم های اوره آز، ال-آسپاراجیناز، ال-گلوتامیناز، اسید فسفاتاز و آلکالین فسفاتاز در ریزوسفر ارقام مختف گندم(اثر اصلی ارقام) به ترتیب 9/1، 9/1، 7/1، 5/1 و 7/1 برابر می باشد. نتایج آنالیز خوشه ای صفات ریزوسفری و صفات گیاهی ارقام گندم نشان داد که ارقام گندم مورد مطالعه در گروه های متفاوتی قرار گرفته اند. از نمودار های ستاره ای، شاخص تنوع شانون و میانگین هندسی به منظور بررسی همزمان فعالیت آنزیم ها در ریزوسفر ارقام گندم؛ در واقع به منظور بررسی تنوع کاتالیتیک خاک ریزوسفری ارقام گندم استفاده گردید. تمامی شاخص های تنوع در ریزوسفر ارقام گندم تفاوت معنی داری را نشان دادند. بیشترین و کمترین تنوع کاتالیتیک (مساحت نمودار های ستاره ای) به ترتیب در ریزوسفر ارقام شعله و مرودشت مشاهده گردید و تنوع کاتالیتیک ریزوسفر رقم شعله 110% نسبت به رقم مرودشت افزایش پیدا کرده است. هم چنین تنوع کاتالیتیک خاک غیر ریزوسفری از ریزوسفر تمامی ارقام گندم کمتر بود. در هر سه شاخص تنوع کاتالیتیک در بین 50 درصد از ارقامی که بیشترین تنوع عملکردی در ریزوسفر را دارا بودند غالب بودن ارقام بهاره مشاهده گردید. کلمات کلیدی: ریزوسفر، آنزیم های خاک، ذخایر بیولوژیک، تنوع کاتالیتیک، نمودار ستاره ای، شاخص شانون، مراحل رشد، گندم