Skip to main content
SUPERVISOR
امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد مشاور) حسین خادمی موغاری (استاد راهنما) مژگان سپهری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohsen Solymanzadeh
محسن سلیمان زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Effect of Bacillus cereus Strains on the Release of Potassium and Iron from Micaceous Minerals under Laboratory and Barely Rhizospheric Conditions
Microorganisms play an important role in providing nutrients for plants and also in soil development. Microorganisms help the release of nutrients from soil minerals using different mechanisms. This study was conducted to investigate the effects of two strains of Bacillus cereus on potassium and iron release from micaceous minerals under laboratory and rhizospheric conditions. Under laboratory condition, a completely randomized design with factorial arrangement with three replications consisting of two minerals (phlogopite and muscovite), two strains of bacteria (PTCC 1247 and PTCC 1665) and control (no bacteria) and eight time periods including 12 hours, 1, 2 , 4, 8, 16, 32 and 64 days were used. The micaceous minerals were affected by strains of bacteria for different time periods. Then, the amount of released potassium and iron (soluble) from minerals were measured by flame photometry and atomic absorption spectrometery, respectively. The greenhouse experiment was run using a completely randomized design with factorial arrangement and three replications. The treatments included four nutrient levels (complete, iron free, potassium free and iron and potassium free), two types of potassium bearing minerals (phlogopite and muscovite), two strains of bacteria (PTCC 1247 and PTCC 1665) and control. The pots were irrigated with four nutrient solutions during the growing season. After 150 days, shoot and root of plants were harvested, and the amount of potassium and iron was measured. Then, clay size particles were separated and clay mineral analysis was carried out by XRD. The results of the laboratory experiment showed that the rate of potassium and iron release dependson the type of mineral and bacterial strain. Strains PTCC 1665 released higher amount of potassium. Up to 32 days, potassium releaseincreased, but decreased afterward. At all the time periods, the released potassium was higher in PTCC 1665 than PTCC 1247 and control. However, unexpected results indicated that release of potassium from phlogopite was less than muscovite. Release of iron at the start of experiment (12h) increased, but decreased afterward and at the end of the experiment it increased again. After 12h, the highest amount of iron was released from phlogopite, and the amount of iron released from phlogopite was higher than muscovite. Results of greenhouse experiment showed that both strains of bacteria increased root and shoot dry weights. However, iron and potassium uptake increased under the treatment of bacteria strains in rhizosphere. Results of XRD analyses indicated that release of potassium and iron from interlayer and structure of phlogopite, respectively, led to hydroxyinterlayer vermiculate (HIV) formation. Whereas, no visible changes were observed in muscovite XRD patterns. The presence of bacteria in plant rhizosphere could release nutrients from soil minerals and lead to improve growth and yield of plants. In conclusion, the optimal use of useful type of bacteria could decrease chemical fertilizer application under greenhouse conditions.
میکروارگانیسم ها در فراهم سازی عناصر غذایی برای گیاه و تکامل خاک نقش ویژه ای دارند. میکروارگانیسم ها با مکانیسم های متعددی باعث آزادسازی عناصر غذایی از کانی های خاک می شوند. این مطالعه به منظور بررسی اثر دو سویه باکتری Bacillus cereus بر آزاد سازی پتاسیم و آهن از کانی های میکایی در شرایط آزمایشگاهی و تحت ریزوسفر گیاه انجام شد. بدین منظور برای مطالعه آزمایشگاهی از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در برگیرنده دو نوع کانی (فلوگوپیت و موسکویت)، دو سویه باکتری (PTCC 1247 و PTCC 1665 ) و شاهد (فاقد باکتری) و هشت زمان شامل 12 ساعت، 1، 2، 4، 8، 16، 32 و 64 شبانه روز با سه تکرار استفاده شد. کانی های میکایی تحت تاثیر سویه های باکتری در زمان های معین قرار گرفتند. سپس، مقدار پتاسیم و آهن آزاد شده (محلول) از کانی ها، به ترتیب با دستگاه شعله سنج و جذب اتمی اندازه گیری شد. آزمایش گلخانه ای نیز با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح محلول غذایی (کامل، بدون آهن و پتاسیم، با آهن و بدون پتاسیم و بدون آهن و با پتاسیم)، نوع کانی های پتاسیم دار در دو سطح (فلوگوپیت و موسکویت) و دو سویه باکتری (PTCC 1247 و PTCC 1665 ) و شاهد بود. گلدان ها در طول دوره رشد با چهار نوع محلول غذایی تغذیه شده و پس از 150 روز اندام هوایی و ریشه گیاهان برداشت شد و مقدار پتاسیم و آهن آن ها اندازه گیری شد. سپس ذرات در اندازه رس کانی ها جدا و با XRD آنالیز شدند. نتایج بخش آزمایشگاهی نشان داد که میزان آزاد سازی پتاسیم و آهن بسته به سویه باکتری و نوع کانی متفاوت است. سویه PTCC 1665 پتاسیم بیشتری آزاد نمود و با گذر زمان تا 32 شبانه روز میزان آزاد سازی پتاسیم دارای روند افزایشی و پس از آن، دارای روند کاهشی شد. در تمام تیمارهای زمانی، میزان پتاسیم آزاد شده در تیمار تلقیح شده با سویه PTCC 1665 نسبت به سویه PTCC 1247 و تیمار شاهد بیشتر بود. همچنین نتایج بر خلاف انتظار نشان داد که میزان آزادسازی پتاسیم از کانی موسکویت بیشتر از کانی فلوگوپیت است. آهن آزاد شده در ابتدای آزمایش (12 ساعت) افزایش یافت، اما با گذشت زمان روند کاهشی شد ومجددا روند افزایشی پیدا نمود. بیشترین مقدار آهن در زمان 12 ساعت از فلوگوپیت آزاد شد و به طور کلی میزان آزاد شدن آهن از فلوگوپیت بیشتر از موسکویت بود . نتایج آزمایش گلخانه ای نشان داد که سویه های باکتری باعث افزایش وزن خشک ریشه و اندام هوایی گیاهان شده است. همچنین حضور سویه های باکتری در ریزوسفر سبب افزایش جذب پتاسیم و آهن در بسترهای کشت شده است. بررسی های پراش نگاشت پرتو اشعه ایکس نشان داد که در بسترهای حاوی فلوگوپیت در اثر خروج پتاسیم از بین لایه ها و آهن از ساختار کانی ها کانی هیدروکسی بین لایه ای ورمی کولیت تشکیل شد. در حالی که تغییر قابل تشخیص با XRD برای کانی موسکویت مشاهده نشد. حضور باکتری ها در ریزوسفر گیاهان می تواند باعث آزادسازی عناصر غذایی از کانی های خاک شده و در نتیجه موجب بهبود رشد و عملکرد گیاه می شود. همچنین استفاده بهینه از گونه های مفید باکتری می تواند باعت کاهش استفاده از کودهای شیمیایی در شرایط گلخانه ای شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی