کارآیی قارچ های میکوریز آربوسکولار در گیاه پالایی یک خاک آهکی آلوده به روی به وسیله گیاه وتیور

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شیراز

چکیده

به منظور بررسی کارایی قارچ‌های میکوریز آربوسکولار در گیاه پالایی خاک‌ آهکی آلوده به عنصر روی توسط گیاه وتیور، یک آزمایش در شرایط گلخانه‌ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل روی در چهار سطح (10، 150، 300 و 600 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) از منبع سولفات روی، قارچ در سه سطح (شاهد بدون قارچ، گلوموس اینترارادیسز و گلوموس ورسیفرم) بود. با افزایش سطوح روی وزن خشک اندام هوایی و ریشه، کاهش یافت. تلقیح با قارچ‌های میکوریز آربوسکولار باعث افزایش این پارامترها در مقایسه با تیمار شاهد بدون قارچ شد. با افزایش سطح روی و با کاربرد قارچ‌های میکوریز آربوسکولار جذب روی اندام هوایی و ریشه افزایش یافت. درصد کلنیزاسیون ریشه با کاربرد قارچ افزایش اما با افزایش سطوح روی به طور معنی‌داری کاهش یافت. تلقیح با قارچ‌های میکوریز آربوسکولار کارایی استخراج، جذب و انتقال گیاهی روی را در مقایسه با تیمار شاهد بدون قارچ افزایش دادند. فاکتور انتقال روی از ریشه به اندام هوایی با افزایش سطوح روی کاهش یافت اما کاربرد قارچ‌های میکوریز آربوسکولار میزان انتقال را در مقایسه با تیمار شاهد بدون قارچ افزایش داد. قارچ گلوموس اینترارادیسز در مقایسه با قارچ گلوموس ورسیفرم کارایی استخراج و جذب بیشتری ولی کارایی انتقال و فاکتور انتقال از ریشه به اندام هوایی کمتری داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effectiveness of Arbuscular Mycrrhizal Fungi in Phytoremediation of Zinc Contaminated Calcareous Soil by Vetiver Grass

نویسندگان [English]

  • M. Bahraminia
  • M. zarei
  • A. Ronaghi
  • R. Ghasemi
Shiraz University
چکیده [English]

A greenhouse experiment was conducted to evaluate the effectiveness of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in phytoremediation of zinc contaminated calcareous soil by vetiver grass. Experiment was a factorial arranged in a completely randomized design (CRD) with three replications. Two factors consisted of Zn levels (10, 150, 300 and 600 mg kg-1 as ZnSO4.7H2O) and AM fungi (control, Glomus intraradices, Glomus versiforme). Shoot and root dry weights decreased as Zn levels increased. Mycorrhizal inoculation increased those plant measured parameters compared to those of control. With increasing Zn levels, and mycorrhizal inoculation, Zn uptake of shoot and root increased. Root colonization with mycorrhizal inoculation increased, but decreased as Zn levels increased. Mycorrhizal inoculation increased zinc extraction, uptake and translocation efficiencies. Zinc translocation factor decreased as Zn levels increased, however inoculation with AM fungi increased it. Zinc extraction and uptake efficiencies of G. intraradices were more than G. versiforme,while zinc translocation efficiency and factor were vice versa.

کلیدواژه‌ها [English]

  • AM fungi
  • phytoremediation
  • Zinc
  • and Vetiver grass
1- زارعی م. 1387. بررسی تنوع قارچ‌های میکوریزی آربوسکولار در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین و کارایی آن‌ها در گیاه پالایی. رساله دکتری خاکشناسی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.
2- زارعی م.، صالح راستین ن.، و ثواقبی غ. 1390. کارایی قارچ‌های میکوریز آربوسکولار در گیاه پالایی خاک‌های آلوده به روی با وسیله گیاه ذرت. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، 55 : 166-151.
3- رسولی صدقیانی م.ح.، قره ملکی ت.، بشارتی ح.، و توسلی ع. 1390. تأثیر باکتری‌های محرک رشد و قارچ میکوریز بر رشد و جذب روی توسط ذرت در یک خاک آلوده به روی. مجله دانش آب و خاک، 21(2): 147-136.
4- Audet P., and Charest C. 2007. Dynamics of arbuscular mycorrhizal symbiosis in heavy metal phytoremediation: Meta-analytical and conceptual perspectives. Environmental Pollution, 147: 609-614.
5- Briat J.F., and Lebrun M. 1999. Plant responses to metal toxicity. Comptes Rendus de l’Academie des Sciences Serie III: Sciences de la Vie e Life Sciences 322: 43-54.
6- Chen B., Shen H., Li X., Feng G., and Christie P. 2004. Effects of EDTA application and arbuscular mycorrhizal colonization on growth and zinc uptake by maize (Zea mays L.) in soil experimentally contaminated with zinc. Plant Soil, 261:219-29.
7- Chen B.D., Li X.L., Tao H.Q., Christie P., and Wong M.H. 2003. The role of arbuscular mycorrhiza in zinc uptake by red clover growing in calcareous soil spiked with various quantities of zinc. Chemosphere, 50: 839-846.
8- Chen B.D., Tang X.Y., Zhu Y.G., Christie P. 2005. Metal concentrations and mycorrhizal status of plants colonizing copper mine tailings, potential for revegetation. Sci. China Ser. C 48: 156–164.
9- Chen B.D., Zhu Y.G., and Smith F.A. 2006. Effects of arbuscularmycorrhizal inoculation on uranium and arsenic accumulation by Chinese brake fern (Pteris vittata L.) from a uranium mining-impacted soil. Chemosphere, 62: 1464–1473.
10- Clark R.B., and Zeto S.K. 2000. Mineral acquisition by arbuscular mycorrhizal plants. Journal of Plant Nutrition, 23: 867–902.
11- Di Cagno R., Guidi L., Stafani A., Soldatini G.F. 1999. Effects of cadmium on growth of Helianthus annuus seedlings: physiological aspects. New Phytologist, 144: 65-71.
12- Garbisu C., and Alkorta I. 2001. Phytoextraction: a cost-effective plant-based technology for the removal of metals from the environment. Bioresource Technol, 77: 229–236.
13- Gee G.W., and Bauder J.W. 1986. Particle size analysis. A. Klute (ed.), Methods of Soil Analysis. 9(1): 383-411. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd Edition, American Society of Agronomy, Madison, WI.
14- Herna´ndez L.E., and Cooke D.T. 1997. Modification of the root plasma membrane lipid composition of cadmium-treated Pisum sativum. Journal of Experimental Botany, 48: 1375-1381.
15- Kormanic P.P., and McGraw A.C. 1982. Quantification of vesicular-arbuscular mycorrhizae in plant roots, In: Schenck NC (Ed). Methods and Principles of Mycorrhizal Research. American Phytopathological Society, St. Paul, pp 37-45.
16- Lindsay W.L., and Norvell W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Society of America Journal, 42: 421-428.
17- Liu D., Jiang W., and Gao X. 2003. Effects of cadmium on root growth, cell division and nucleoli in root tip cells of garlic. Biologia Plantarum, 47: 79-83.
18- Massimo M. 2002. Vetiveria, The Genus Vetiveria, Taylors and Francis, 250 pages.
19- Miransari M. 2011a. Interactions between arbuscular mycorrhizal fungi and soil bacteria. Appl Microbiol Biotechnol;89:917–30.
20- Miransari M. 2011b. Arbuscular mycorrhizal fungi and nitrogen uptake. Arch Microbiol;193:77–81.
21- Nelson, D.W., and Sommers L.E. 1996. Total carbon, organic carbon, and organic matter. In: Methods of Soil Analysis. 9: 961-1010. Part 2, 2nd Edition, A.L. Page et al., (Eds). Agronomy. Am. Soc. of Agron., Inc. Madison, WI.
22- Olsen S.R., Cole C.V., Watanabe F.S., and Dean L.A. 1954. Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. P: 939. U.S. Dep. of Agric. Circ.
23- Potters G., Pasternak T.P., Guisez Y., Palme K.J., and Jansen M.A.K. 2007. Stress-induced morphogenic responses: growing out of trouble? Plant Science, 12: 98-105.
24- Raskin I., and Ensley B.D. 2000. Phytoremediation of Toxic Metals: Using Plants to Clean up the Environment. John Wiley & Sons, Inc., New York.
25- Rhoades J.D. 1996. Salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids‚ In: Methods of Soil Analysis‚ Part 3. Chemical Methods‚ Sparks‚ D. L. (Ed.). Soil Science Society of America and American Society of Agronomy. Madison WI.417-435.
26- Roongtanakiat N., and Sanoh S. 2011. Phytoextraction of Zinc, Cadmium and Lead from Contaminated Soil by Vetiver Grass. Kasetsart Journal (Natural Science), 45: 603- 612.
27- Rotkittikhun P., Chaiyarat R., Kruatrachue M., Pokethitiyook P., and Baker A.J.M. 2007. Growth and lead accumulation by the grasses Vetiveria zizanioides and Thysanolaena maxima in lead contaminated soil amended with pig manure and fertilizer: A glasshouse study. Chemosphere, 66: 45–53.
28- Rout G.R., and Das P. 2003. Effect of metal toxicity on plant growth and metabolism: I. Zinc. Agronomie, 23: 3-11.
29- Salt D.E., Smith R.D., and Raskin I. 1998. Phytoremediation. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 49: 643–668.
30- Singh S.K., Juwarkar A.A., Kumar S., Meshram J., and Fan M. 2007. Effect of amendment on phytoextraction of arsenic by Vetiveria zizanioides from soil. Internation Journal of Environmental Science and Technology, 4: 339-344.
31- Smith S.E., and Read D.J. 1997. Mycorrhizal Symbiosis. Academic Press, London, pp. 1–605.
32- Techapinyawat S., Suwannarit P., Pakkong P., Sinbuathong N., and Sumthong P. 2000. Selection of effective vesicle-arbuscular mycorrhiza fungi on growth and nutrient uptake of vetiver. In: Abstracts of Poster Papers, Proc The Second International Conference on Vetiver. (ICV-2) (January 18–22), Phetchaburi, Thailand.
33- Thomas G.W. 1996. Soil pH and soil acidity. In J. M. Bigham (ed). Methods of soil analysis: Part 3. Chemical methods. Soil Science Society of America Book Series No. 5. Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, Madison, WI. pp. 475-490.
34- Truong P. 1999. Vetiver Grass Technology for Mine Rehabilitation. Pacific Rim Vetiver Network Technical Bulletin, 2.
35- Wong C.C., Wu S.C., Abdul C.K., Khan G., and Wong M.H. 2007. The Role of Mycorrhizae Associated with Vetiver Grown in Pb-/Zn-Contaminated Soils: Greenhouse Study. Restoration Ecology, 1: 60–67.
36- Wu F.Y., Ye Z.H., Wu S.C., and Wong M.H. 2007. Metal accumulation and arbuscular mycorrhizal status in metallicolous and nonmetallicolous populations of Pteris vittata L. and Sedum alfredii Hance. Planta, 226: 1363–1378.
37- Wu S.C., Wong C.C., Shu W.S., Khan A.G., and Wong M.H. 2010. Mycorrhizo-Remediation of lead/zinc Mine Tailings Using Vetiver: A Field Study, International Journal of Phytoremediation, 13: 1, 61-74.
38- Yang B., Shu W.S., Ye Z.H., Lan C.Y., and Wong M.H. 2003. Growth and metal accumulation in vetiver and two Sesbania species on lead/zinc mine tailings. Chemosphere‚ 52: 1593–1600.