تأثیر میکروارگانیسم های محرک رشد گیاه بر افزایش مقاومت گیاه یونجه (medicago sative) به تنش کادمیم

آلودگی خاک به کادمیم از عوامل محدود کننده رشد و عملکرد گیاهان زراعی در سراسر جهان است. گیاه پالایی، روشی کم هزینه و دوستدار محیط زیست برای پالایش خاک های آلوده به فلزات سنگین محسوب می شود. کارایی این روش به نوع گیاه، اثر متقابل ریشه گیاه با میکروارگانیسم های ریزوسفری و غلظت فلزات سنگین در خاک بستگی دارد. برخی از میکروارگانیسم های خاک از جمله باکتری ها و قارچ های محرک رشد گیاه دارای خاصیت شدید تحریک کنندگی رشد و افزایش مقاومت گیاه به تنش های محیطی می باشند. این پژوهش به بررسی تأثیر تلقیح انفرادی و توأم میکروارگانیسم های محرک رشد گیاه شامل قارچ اندوفایت piriformospora indica، قارچ میکوریز intraradices glomus و باکتری sinorhizobium meliloti بر برخی از پارامتر های رشدی گیاه یونجه ( medicago sative) و فعالیت برخی آنزیم های خاک در شرایط تنش آلودگی خاک به کادمیم می پردازد. بدین منظور، آزمایش گلخانه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل فاکتورهای کادمیم (0 و 50 و 100 میلی گرم در کیلوگرم خاک)، قارچ p.indica (تلقیح و عدم تلقیح)، قارچ g.intraradices (تلقیح و عدم تلقیح) و باکتری sinorhizobium meliloti (تلقیح و عدم تلقیح) با سه تکرار در گلدان های حاوی خاک غیر استریل در گلخانه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش تنش کادمیم از 50 به 100 میلی گرم در کیلوگرم خاک، ارتفاع شاخساره، وزن تر و خشک ریشه و شاخساره، شاخص سبزینگی برگ، فعالیت آنزیم های ال گلوتامیناز و اوره آز و غلظت نیتروژن شاخساره گیاهان شاهد (عدم تلقیح میکروبی) کاهش، اما غلظت فسفر شاخساره و غلظت کادمیم ریشه و شاخساره در این گیاهان افزایش یافت. بیشترین تأثیر را تیمار تلقیح انفرادی در افزایش وزن خشک ریشه قارچ میکوریز در شرایط تنش کادمیم داشت. این تیمار وزن خشک ریشه را در سطوح 50 و 100 کادمیم به ترتیب به میزان 25 و 13% نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. تلقیح انفرادی تمامی ریز جانداران مورد مطالعه، موجب افزایش وزن خشک اندام هوایی گیاهان تلقیح یافته نسبت به گیاهان شاهد در تمام سطوح کادمیم شد. تلقیح توأم میکوریز و باکتری در تنش شدید کادمیم ((100 mg/kg cd بیشترین تأثیر را در بین تیمار های تلقیح توأم میکروبی بر وزن خشک شاخساره داشت. همچنین در شرایط مذکور تیمار باکتری سینوریزوبیوم ملیلوتی به عنوان موثرترین تیمار در افزایش ارتفاع و وزن تر شاخساره معرفی گردید به طوری که ارتفاع و وزن تر شاخساره گیاه هان تلقیح یافته با باکتری به ترتیب به میزان 45 و 22 % بیشتر از گیاهان شاهد گزارش شد. تیمار تلقیح انفرادی باکتری سینوریزوبیوم ملیلوتی، شاخص سبزینگی را در سطوح 0، 50 و 100 کادمیم به ترتیب به میزان 13، 8 و 12 % نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. تلقیح انفرادی هر سه ریزجاندار در تمامی سطوح کادمیم موجب افزایش غلظت نیتروژن و فسفر شاخساره نسبت به تیمار شاهد گردید. بیشترین فعالیت آنزیم ال گلوتامیناز در گیاهان تلقیح یافته با قارچ g.intraradices در شرایط عدم آلودگی خاک به کادمیم بدست آمد. میزان افزایش فعالیت آنزیم ال گلوتامیناز خاک ریزوسفری گیاهان تلقیح یافته با قارچ میکوریزا در سطح تنش 0، 50 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم نسبت به گیاه شاهد به ترتیب 20، 24 و 18% گزارش گردید. موثرترین تیمار میکروبی در افزایش فعالیت آنزیم اوره آز در سطوح صفر و 50 میلی گرم کادمیم در بین تیمار های تلقیح انفرادی ریزجانداران تیمار انفرادی قارچ میکوریز بود و در سطح 100 میلی گرم کادمیم، تیمار باکتری به عنوان موثرترین تیمار معرفی شد. تلقیح انفرادی تمامی ریز جانداران موجب کاهش غلظت کادمیم شاخساره نسبت به تیمار شاهد گردید. بیشترین غلظت کادمیم ریشه، بیشترین انتقال کادمیم از خاک به ریشه و کمترین انتقال کادمیم از ریشه به شاخساره در سطوح 50 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم کادمیم به ترتیب متعلق به تلقیح انفرادی قارچ piriformospora indica و باکتری sinorhizobium meliloti بود در حالی که بیشترین انتقال کادمیم از ریشه به شاخساره در تیمار شاهد مشاهده شد.