نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زراعت گرایش فیزیولوژی گیاهان زراعی، پژوهشکده زیست فناوری، دانشگاه شهرکرد

2 دانشیار گروه مهندسی زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

3 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

4 دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

چکیده

به‌منظور بررسی اثر تنش کمبود آب و تلقیح باکتریایی بر صفات اگرومورفولوژیک بادرنجبویه، آزمایشی گلدانی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در محوطه فضای آزاد دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد در سال زراعی 99-1398 اجرا شد. فاکتورهای مورد آزمایش آبیاری در سه سطح (آبیاری کامل، 75 درصد و 50 درصد آبیاری) و تیمارهای تلقیح باکتریایی در هشت سطح (عدم تلقیح باکتریایی به‌عنوان تیمار شاهد، تلقیح جداگانه Bacillus licheniformis، Bacillus megaterium و Pseudomonas putida، تلقیح باکتریایی B. licheniformis × B. megaterium، P. putida × B. megaterium و B. licheniformis × P. putida به‌صورت تلقیح دوگانه و تلقیح باکتریایی P. putida × B. licheniformis × B. megaterium به‌عنوان ترکیب سه ­گانه) در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که اثر تلقیح باکتریایی بر ارتفاع بوته، سطح برگ، عملکرد بیولوژیک، وزن خشک ریشه و کارایی مصرف آب در سطح احتمال 1% و بر حجم ریشه در سطح احتمال 5% معنی­ دار بود. اثر سطوح آبیاری بر تمام صفات موردبررسی در سطح احتمال 1% معنی­دار بود. اثرات متقابل تیمارهای تلقیح باکتریایی و سطوح مختلف تنش کمبود آب بر سطح برگ، وزن خشک ریشه، حجم ریشه و پرولین در سطح احتمال 1% و بر وزن خشک برگ، عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب در سطح احتمال 5% معنی­دار بود و بر ارتفاع بوته، وزن خشک ساقه اثر معنی­دار نداشتند. آبیاری کامل نسبت به سطح تنش 50 درصد آبیاری کامل عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب را به ترتیب 102% و 43% افزایش داد. تیمار تلقیح باکتریایی B. megaterium بیشترین تأثیر را بر رشد بادرنجبویه در شرایط کشت گلدانی داشت. به‌طوری‌که در تیمار آبیاری کامل، عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب را نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 62.5% و 27.5% افزایش داد. با توجه به نتایج این پژوهش به‌منظور بهبود عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب در بادرنجبویه، در شرایط بدون تنش و شرایط تنش متوسط، به ترتیب تلقیح گیاه با باکتری‌های B. megaterium  و B. licheniformis پیشنهاد می­شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Akhtar, S.S., Amby, D.B., Hegelund, J.N., Fimognari, L., Großkinsky, D.K., Westergaard, J.C., Roitsch, T., 2020. Bacillus licheniformis FMCH001 increases water use efficiency via growth stimulation in both normal and drought conditions. Frontiers in Plant Science. 11, 1-12.
Aslam, M.U., Raza, M.A.S., Saleem, M.F., Waqas, M., Iqbal, R., Ahmad, S., Haider, I., 2020. Improving strategic growth stage-based drought tolerance in quinoa by rhizobacterial inoculation. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 51, 853-868.
Bates, L.S., Waldern, R.P., Tear, I.D., 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil. 39, 205-207.
Bosh, Z., 2019. The effect of plant growth promoting on morphophysiological indices, growth, yield and quality of black cumin (Nigella sativa L.) under water deficit stress. Faculty of Agriculture, University of Shahrekord. Iran. [In Persian with English Summery].
Bosh, Z., Danesh-Shahraki, A., Ghobadinia, M., Saeidi. K., 2018. The effect of plant growth promoting rhizobacteria on agro-morphological traits of black cumin (Nigella sativa L.) under water deficit stress. Environmental Stresses in Crop Sciences. 12, 525-537. [In Persian with English summery].
 Davazdah Emami, S., Majnoun Hosseini, N., 2013. Cultivation and production of some medicinal plants and spices. University of Tehran Publications. 320p. [In Persian].
Farshi, A.A., Mir Latifi, M., 2003. Irrigation Water Management in the Field. National Iranian Irrigation and Drainage Committee Publications. 200p. [In Persian].
Garcia, J.A.L., Probanza, A., Ramos, B., Palomino, M., Mañero, F.J.G., 2004. Effect of inoculation of Bacillus licheniformis on tomato and pepper. Agronomie. 24, 169-176.
Getahun, A., Muleta, D., Assefa, F., Kiros, S., 2020. Plant growth-promoting rhizobacteria isolated from degraded habitat enhance drought tolerance of Acacia (Acacia abyssinica Hochst. ex Benth.) seedlings. International Journal of Microbiology. Article ID 8897998. https://doi.org/10.1155/2020/8897998
Glick, B.R., 2012. Plant growth-promoting bacteria: mechanisms and applications. Scientifica. Article ID 963401. https://doi.org/10.6064/2012/963401
Goswami, M., Suresh, D.E.K.A., 2020. Plant growth-promoting rhizobacteria—alleviators of abiotic stresses in soil: a review. Pedosphere. 30, 40-61.
Kaymak, H.C., Yarali, F., Guvence, I., Donmeze, M.F., 2008. The effect of inoculation with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on root formation of mint (Mentha piperita L.) cuttings. African Journal of Biotchnology. 7, 479-4483.
Khademian, R., Asghari, B., Sedaghati, B., Yaghoubian, Y., 2019. Plant beneficial rhizospheric microorganisms (PBRMs) mitigate deleterious effects of salinity in sesame (Sesamum indicum L.): Physio-biochemical properties, fatty acids composition and secondary metabolites content. Industrial Crops and Products. 136, 129-139.
Kumar, A., Patel, J.S., Meena, V.S., Srivastava, R., 2019. Recent advances of PGPR based approaches for stress tolerance in plants for sustainable agriculture. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 20, 1-10.
Liddycoat, S. M., Greenberg, B. M., Wolyn, D. J., 2009. The effect of plant growth-promoting rhizobacteria on asparagus seedlings and germinating seeds subjected to water stress under greenhouse conditions. Canadian Journal of Microbiology. 55, 388-394.
Lim, J. H., Kim, S.D., 2013. Induction of drought stress resistance by multi-functional PGPR Bacillus licheniformis K11 in pepper. The Plant Pathology Journal. 29, 201-208.
Mahmodi, R., Amini, K., Asadi Dashbolagh, J., Farhoodi, A., 2016. Antioxidant and antibacterial properties of the Melissa officinalis essential oil. The Journal of Qazvin University of Medical Sciences. 20, 49-57. [In Persian with English Summery].
Omidbaigi, R., 2015. Production and Processing of Medicinal Plants. Astan Quds Razavi Publications. 397p. [In Persian].
Ortíz-Castro, R., Valencia-Cantero, E., López-Bucio, J., 2008. Plant growth promotion by Bacillus megaterium involves cytokinin signaling. Plant Signaling and Behavior. 3, 263-265.
Rajabi-Khamseh, S., Danesh-Shahraki, A., Rafieiolhossaini, M., Saeidi. K., Ghobadinia, M., 2019a. Changes in agro-morphological traits of flax (Linum usitatissimum L.) under plant growth promoting bacteria effect and drought stress. Environmental Stresses in Crop Sciences. 12, 793-804. [In Persian with English Summery].
Rajabi-Khamseh, S., Danesh-Shahraki, A., Rafieiolhossaini, M., Saeidi. K., Ghobadinia, M., 2019b. Effects of Plant growth promoting bacteria and irrigation levels on physiological traits and yield of flax (Linum usitatissimum L.). Journal of Crop Ecophysiology. 13, 231-250. [In Persian with English Summery].
Saharan, B.S., Nehra, V., 2011. Plant growth promoting rhizobacteria: a critical review. Life Sciences and Medicine Research. 21, 1-10.
Shirinbayan, S., Khosravi, H., Malakouti, M.J., 2019. Alleviation of drought stress in maize (Zea mays) by inoculation with Azotobacter strains isolated from semi-arid regions. Applied Soil Ecology. 133, 138-145.
Szabo, K., Radácsi, P., Rajhárt, P., Ladányi, M., Németh, É., 2017. Stress-induced changes of growth, yield and bioactive compounds in lemon balm cultivars. Plant Physiology and Biochemistry. 119, 170-177.
Thakur, M., Mittal, D., Khosla, P.K., Saini, V., Saini, R.V., Saini, A.K., 2021. Rhizobacteria associated with Spilanthes acmella Murr. confer drought-tolerance and plant growth promotion. Biointerface Research in Applied Chemistry. 11, 13155-13170.
Vardharajula, S., Zulfikar Ali, S., Grover, M., Reddy, G., Bandi, V., 2011. Drought-tolerant plant growth promoting Bacillus spp.: effect on growth, osmolytes, and antioxidant status of maize under drought stress. Journal of Plant Interactions. 6, 1-14.
Vimal, S.R., Singh, J.S., Arora, N.K., Singh, S., 2017. Soil-plant-microbe interactions in stressed agriculture management: a review. Pedosphere. 27, 177-19