
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,640,158 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,234,472 |
بررسی و تعیین ویژگیهای چند باکتری حلکننده فسفات از خاک کشاورزی مزرعه گندم واقع در استان یزد | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
دوره 12، شماره 4، دی 1401، صفحه 53-75 اصل مقاله (1.42 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2023.19464.2039 | ||
نویسندگان | ||
محمدرضا صعودی* 1؛ لیلا امینی2؛ بهناز میرعلمی3؛ طیبه فولادی2 | ||
1گروه میکروبیولوژی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران. | ||
2مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی و بیوتکنولوژی میکروبی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران. | ||
3دانشآموخته کارشناسیارشد گروه میکروبیولوژی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران. | ||
چکیده | ||
چکیده: سابقه و هدف: استفاده فراوان از کودهای شیمیایی از دهۀ دوم قرن بیستم با ورود محصول واکنش هابر-بوش به بازار رایج شد و متعاقب آن صنعت کشاورزی رونق گرفت. امروزه، افزایش مصرف مواد شیمیایی موجب پیامدهای زیانبار زیست محیطی و بالا رفتن هزینههای تولید محصولات کشاورزی شده است. استفاده از کودهای زیستی، با پتانسیل محلول سازی فسفر در خاکهای کشاورزی، به عنوان یک گزینه دوستدار محیط زیست و جایگزین برتر بجای مصرف هر چه بیشتر کودهای شیمیایی در نظر گرفته میشود. مجموعههای جدیدی از باکتریهای حل کننده فسفات با گوناگونی زیستی وسیع برای استفاده به عنوان کود زیستی فسفات برای مصرف محصولات زراعی گوناگون و در اقلیم های متفاوت مورد نیازند. هدف از این پژوهش، بررسی و تعیین ویژگیهای چند باکتری فعال حل کننده فسفات از خاک چند منطقه مختلف زیرکشت گندم در استان یزد بود. مواد و روشها: در این پژوهش، میکروارگانیسمهای خاک زمین کشاورزی غربالگری شده و جدایهها در محیط کشت PVK آگار از نظر ایجاد هاله مورد بررسی قرار گرفتند و سپس شاخص و کارایی حلکنندگی فسفات محاسبه شد. میزان رهایش فسفات در محیط کشت مایع بر حسب میکروگرم بر میلیلیتر اندازه گیری شد. تمامی جدایهها از نظر تحمل شرایط مختلف محیطی (دما، شوری و (pH مورد بررسی قرار گرفتند و در پایان تولید انواعی از اسیدهای آلی توسط جدایهها با کمک روش کروماتوگرافی لایه نازک بررسی شد. یافتهها: از میان جدایهها، 10 جدایه در محیط دارای کلسیم فسفات هاله ایجاد کرده و در محیط بدون نیتروژن حاوی شناساگر بروموتیمول بلو رشد و تغییر رنگ نشان دادند. 5 جدایه دارای بیشترین شاخص حلکنندگی فسفات (SI) (بین 2 تا 4) و 5 جدایه بالاترین کارایی در حل کنندگی فسفات (PSE) (مساوی یا بیشتر از 200 درصد قطر هاله/ قطر کلنی) را نشان دادند. بیشترین شاخص حلکنندگی متعلق به جدایهی YC به میزان 1/4 بوده است، در حالیکه تجزیه و تحلیل آماری، هیچ اختلاف معناداری مابین میانگینهای کارایی حلکنندگی جدایههای مختلف نشان نداد. و میزان رهایش فسفات در بررسی کمی در 4 جدایه برتر به میزان 25/150 تا 91/203 میکروگرم بر میلیلیتر اندازهگیری شد. تجزیه و تحلیل آماری نشان میدهد که از میان 10 سویهی آزمون شده، YS و YG به ترتیب با رهایش 9/203 و 8/194 میکروگرم بر لیتر فسفات، بیشترین کارایی را از خود نشان دادند. این دو سویه، با جدایههای YK و YC اختلاف معناداری نداشتند. همچنین جدایههای YX، YA، YP، YH، YJ و YI با قرار گرفتن در یک سطح آماری، کمترین توانایی در این زمینه را از خود نشان دادند. آزمایشهای مربوط به مقاومت جدایهها به عوامل محیطی نشان داد که تقریبا تمامی 10 جدایه میتوانند در دامنه pH اسیدی تا قلیایی (5-9) و دمای 25 - 37 درجه سانتیگراد رشد داشته باشند. همچنین جدایهها شوری محیط را تا نمک 10 درصد تحمل کردند. روش کروماتوگرافی لایه نازک در تمامی جدایهها حضور اسیدهای آلی مانند اسید سیتریک و اسید اگزالیک را تایید کرد. نتیجه گیری: پژوهش حاضر نشان میدهد که میکروارگانیسمهای مورد بررسی با دارا بودن توانایی بالای حلکنندگی فسفات، پتانسیل قابل توجهای به عنوان جایگزین مناسب برای کودهای شیمیایی دارای اثرات مخرب جانبی داشته باشند. . | ||
کلیدواژهها | ||
باکتری حل کننده فسفات؛ کود شیمیایی؛ اسید آلی؛ تثبیت نیتروژن | ||
مراجع | ||
1.Hii, Y.S., Chan, Y.S.S., Lau, S.W., and Danquah, M.K. 2020. Isolation and characterization of phosphate solubilizing microorganisms from peat. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 26: 1-6.
2.Sharma, S.B., Trivedi, S.R., and Gobi, T.A. 2013. Phosphate solubilizing microbes: sustainable approach for managing phosphorus deficiency in agricultural soils. Springerplus 2: 1-14.
3.Appl, M. 1982. The haber-bosch process and the development of chemical engineering. In: Furter, W.F. (ed.) A century of chemical engineering. New York. Plenum. pp. 29-54.
4.You, M., Fang, S., MacDonald, J., Xu, J., and Yuan, Z. 2020. Isolation and characterization of Burkholderia cenocepacia CR318, a phosphate solubilizing bacterium promoting corn growth. Microbiological Research. 233: 1-26.
5.Parnell, J.J., Berka, R., Young, H.A., Sturino, J.M., Kang, Y., Barnhart, D.M., and DiLeo, M.V. 2016. From the Lab to the farm: an industrial perspective of plant beneficial microorganisms. Frontiers in Plant Science. 7: 1-12.
6.Zhang, J., Feng, L., Ouyang, Y., Hu, R., Xu, H., and Wang, J. 2020. Phosphate-solubilizing bacteria and fungi in relation to phosphorus availability under different land uses for some latosols from Guangdong, China. Catena. 195: 1-7.
7.Kumar, A., Kumar, A., and Patel, H. 2018. Role of microbes in phosphorus availability and acquisition by plants. International Journal of Current Microbiology and Applied Science. 7: 1344-1347 .
8.Kalayu, G. 2019. Phosphate solubilizing microorganisms: promising approach as biofertilizers. International Journal of Agronomy. 7: 1-8.
9.Karpagam, T., and Nagalakshmi, P.K. 2014. Isolation and characterization of phosphate solubilizing microbes from agricultural soil. International Journal of Current Microbiology and Applied Science. 3: 601-614.
10.Motamedi, H., Aalivand, SH., Varzi H.N., and Mohammadi, M. 2016. Screening cabbage rhizosphere as a habitat for isolation of phosphate-solubilizing bacteria. Environmental Experimental Biology. 14: 173-181.
11.Wang, W., Qin, Y., Wu, H., Zuo, W., He, H., Tan, J., Wang, Y., and He, D. 2020. Isolation and characterization of phosphorus solubilizing bacteria with multiple phosphorus sources utilizing capability and their potential for lead immobilization in soil. Frontiers in microbiology. 11: 1-15.
12.Satyaprakash, M., Nikitha, T., Reddi, E.U.B., Sadhana, B., and Vani, S. 2017. Phosphorous and phosphate solubilizing bacteria and their role in plant nutrition. International Journal of Current Microbiology and Applied Science. 6: 2133-2144. 13.Pikovskaya, R.I. 1948. Mobilization of phosphorus in soil connection with the vital activity of some microbial species. Microbiology. 17: 362-370.
14.Nautiyal, C.S. 1999. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiology Letters. 170: 265-270.
15.Jiang, H., Wang, T., Chi, X, Wang, M., Chen, N., and Chen, M. 2019. Isolation and characterization of halotolerant phosphate solubilizing bacteria naturally colonizing the peanut rhizosphere in salt-affected soil. Geomicrobiology Journal. 37: 110-118.
16.Zheng, B.X., Zhang, D.P., Wang, Y., Hao, X., Wadaan, M.A.M., Hozzein, W.M., Zho, Y.G., and Yang, X.R. 2019. Responses to soil pH gradients of inorganic phosphate solubilizing bacteria community. Scientific Reports. 9: 1-9.
17.Maheswar, N.U., and Sathiyavani, G. 2012. Solubilization of phosphate by Bacillus Sps, from groundnut rhizosphere (Arachishypogaea L). Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 4: 4007-4011.
18.Olsen, S.R., and Sommers, L.E. 1982. Phosphorus. In: A.L. Page., R.H. Miller, and D.R. Keeney, (eds.) Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and Microbial Properties. 2nd Edition. American Society of Agronomy. Madison, WI. pp. 403-430. 19.Sudewi, S., Ala, A., Patandjengi, B., and Farid, M. 2020. Isolation of phosphate solubilizing bacteria from the rhizosphere of local aromatic rice in Bada Valley Central Sulawesi, Indonesia. IOP Conference Series Earth and Environmental Science: 575: 1-10.
20.Gaur, A.C. 1990. Phosphate solubilizing microorganisms as biofertilizers, Omeg Scientific Publisher. New Delhi. 176p.
21.Buch, M.L., and Porter, W.L. 1952. Identification of organic acids on paper chromatograms. Analytical Chemistry. 24: 489-491.
22.Dobereiner, J., Day, J.M., and Dart, P.J. 1972. Nitrogenase activity and oxygen sensitivity of the Paspalum notatum- Azotobacter paspali association. Journal of General Microbiology. 71: 103-116.
23.Gupta, R., Kumari, A., Sharma, SH., Alzahrani, O.M., Noureldeen, A., and Darwish, H. 2022. Identification, characterization and optimization of phosphate solubilizing rhizobacteria (PSRB) from rice rhizosphere. Saudi Journal of Biological Sciences. 29: 35-42.
24.Lobo, C.B., Tomas, M.S.J., Viruel, E., Ferrero, M.A., and Lucca, M.E. 2019. Development of low-cost formulations of plant growth-promoting bacteria to be used as inoculants in beneficial agricultural technologies. Microbiological Research. pp. 12-25.
25.Blanco-Vargas, A., Rodriguez- Gacha, L.M., Sanchez- Castro, N.L., Jaramillo, R.G., Camacho, L.D.P., Pinales, R.A.P., Hoyos, C.M.R., Ariza, L.A.D., and Rodriguez, A.M.P. 2020. Phosphate-solubilizing Pseudomonas sp., and Serratia sp., co-culture for Allium cepa L. growth promotion. Heliyon. 6: 1-12.
26.Behera, B.C., Yadav, H., Singh, S.K., Mishra, R.R., Sethi, B.K., Dutta, S.K., and Thatoi, H.N. 2017. Phosphate solubilization and acid phosphatase activity of Serratia sp. isolated from mangrove soil of Mahanadi river delta, Odisha, India. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. 15: 169-178. 27.Chen, J., Zhao, G., Wei, Y., Dong, Y., Hou, L., and Jiao, R. 2021. Isolation and screening of multifunctional phosphate solubilizing bacteria and its growth-promoting effect on Chinese fir seedlings. Scientific Reports. 11: 1-13.
28.Kour, D., Rana, K.L., Yadav, A.N., Yadav, N., Kumar, M., Kumar, V., Vyas, P., Dhaliwal, H.S., and Saxena, A.R. 2020. Microbial biofertilizers: Bioresources and eco-friendly technologies for agricultural and environmental sustainability. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 23: 1-11.
29.Zhao, K., Penttinen, P., Zhang, X., AO, X., Liu, M., Yu, X., and Chen, Q. 2014. Maize rhizosphere in Sichuan, China, hosts plant growth promoting Burkholderia cepacia with phosphate solubilizing and antifungal abilities. Microbiological Research. 169: 76-82.
30.Hu, X.J., Li, Z.J., Cao, Y.C., Zhang, J., Gong, Y.X., and Yang, Y.F. 2010. Isolation and identification of a phosphate-solubilizing bacterium Pantoea stewartii subsp. stewartii g6, and effects of temperature, salinity, and pH on its growth under indoor culture conditions. Aquaculture International. 18: 1079-1091.
31.Islama, M.T., Deora, A., Hashidoko, Y., Rahman, A., Ito, T., and Tahara, S. 2007. Isolation and identification of potential phosphate solubilizing bacteria from the rhizoplane of Oryza sativa L. cv. BR29 of Bangladesh. Z Naturforsch C Journal of Bioscience. 62: 103-110.
32.White, C., Sayer, J.A., and Gadd, G.M. 1997. Microbial solubilization and immobilization of toxic metals: key biogeochemical processes for treatment of contamination. FEMS Microbiology Reviews. 20: 503-516.
33.Reinhold, B., and Hurek, T. 1988. Location of diazotrophs in the root interior with special attention to the kallar grass association. Plant Soil. 110: 259-268.
34.Rosado, A.S., Azevedo, F.S., Cruz, D.W., Elsas, V., and Seldin, L. 1998. Phenotypic and genetic diversity of Paenibacillus azotofixans strains from the rhizoplane or rhizosphere soil of different grasses. Journal of Applied Microbiology. 84: 216-226.
35.Janati, W., Benmrid, B., Elhaissoufi, W., Zeroual, Y., Nasielski, J., and Bargaz, A. 2021. Will Phosphate Bio-Solubilization Stimulate Biological Nitrogen Fixation in Grain Legumes? Frontiers in Agronomy. 3: 1-12.
36.Barrera, M.C., Schoenwandt, D.J., Gomez, M.I., Becker, M., Patel, A.V., and Rupple, S. 2019. Salt stress and hydroxyectoine enhance phosphate solubilization and plant colonization capacity of Kosakonia radicincitans. Journal of Advanced Research. 19: 91-97.
37.Mahajan, S., Nandre, V.S., Salunkhe, R.C., Shouche, Y.S., and Kulkarni, M.V. 2020. Chemotaxis and physiological adaptation of an indigenous abiotic stress tolerant plant growth promoting Pseudomonas stutzeri: Amelioration of salt stress to Cicer arietinum. Biocatalysis and Agriculural Biotechnology. 27: 1-9.
38.El Attar, I., Taha, K., El Bekkay, B., Khadie, M.E., Alami, I.T., and Aurag, J. 2019. Screening of stress tolerant bacterial strains possessing interesting multi- plant growth promoting traits isolated from root nodules of Phaseolus vulgaris L. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 20: 1-9.
39.Emami, S., Alikhani, H.A., Pourbabaee, A., Etesamki, H., Motasharezadeh, B., and Sarmadian, F. 2020. Consortium of endophyte and rhizosphere phosphate solubilizing bacteria improves phosphorous use efficiency in wheat cultivars in phosphorus deficient soils. Rhizosphere. 14: 1-8.
40.Belimov, A.A., Kojemiakov, A.P., and Chuvarliyeva, C.V. 1995. Interaction between barley and mixed cultures of nitrogen fixing and phosphate-solubilizing bacteria. Plant Soil. 173: 29-37.
41.Wani, P.A., Khan, M.S., and Zaidi, A. 2007. Synergistic effects of the inoculation with nitrogen fixing and phosphate solubilizing rhizobacteria on the performance of field grown chickpea. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 170: 283-287.
42.Alori, E.T., Glick, B.R., and Babalola, O. 2017. Microbial Phosphorus Solubilization and its potential for use in sustainable agriculture. Frontiers in Microbiology. 8: 1-8.
43.Tang, A., Haruna, A.O., Majid, N.M., and Jalloh, M.B. 2020. Potential PGPR Properties of cellulolytic, nitrogen-fixing, phosphate-solubilizing bacteria in rehabilitated tropical forest soil. Microorganisms. 8: 1-22. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 216 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 178 |