The Effects of Solid Inocula of Enterobacter cloacae on Grain and Oil Yield of Rapeseed

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

Background and Objective:   The objectives of this experiment include determining the appropriate solid medium in terms of bacterial viability, growth improvement, canola oil percentage, as well as determining the amount of oil and type of canola fatty acids in different treatments.
 
Methods and Materials: Accordingly, this experiment was performed to chek the effect of  a few combination of solid inoculant of bacteria Enterobacter cloacae S16-3 on growth of rapeseeds (Brassica napus L.) cultivar hayola 308. Solid inoculants of this bacterium were prepared using different carriers including: bagasse, peat, hydrochar, biochar, sawdust, perlite and bagasse:perlit, hydrochar:perlit, biochar:perlit, sawdust:perlit (with ratio 1:1 w/w), then after six months, bacteria population was counted and finally the effect of biofertilizers inoculant was checked with rapeseed inoculation in a pot culture. This experiment was conducted in a completely randomized design (CRD) with three replications in greenhouse by considering 10 treatments of solid carriers, a negative control treatment, a positive control containing 100 and 70 percent of NPK. During the growth period, the pots were irrigated at 0.7-0.8 FC and during the growing season the leaf chlorophyll index was measured. At the end of the experiment, plants were harvested and number of seeds per plant were counted, then the silique height, stem diameter, root volume per plant, fresh and dry weight of shoot and root, total fresh and dry weight, silique weight per plant, the weight of one thousand seed were measured. The oil content and fatty acid analysis were measured in seeds using Soxhlet extractor and GC, respectively.
 
Results: The results of this study showed that the effect of Enterobacter cloacae in carrier-based formulation (10 formulations) increased the number of seeds per plant, plant height, stem diameter, chlorophyll index, roots volume, fresh and dry weight of shoot and root, weight of silique, total fresh and dry weight and the weight of one thousand seeds. The inoculation effect of solid inocula of Enterobacter on 1000 seed weight was not significant. The results of oil content and fatty acid analysis showed that in all treatments except for peat and bagasse:perlite, oil content increased. GC results indicated that oil quality was affected by bacterial inoculation and bagasse: perlite treatment increased the percentage of oleic acid.
 
Conclusion: Based on the experimental findings, the use of Enterobacter in the form of solid carriers improved many agronomic characteristics, increased the percentage of oil and fatty acid of rapeseed. But to finally confirm the effectiveness of this research, in addition to in-vitro and greenhouse experiments, it is better to test their effectiveness in field conditions with different plants. According to the results obtained from the used carriers, hydrocard, biochar-perlite and bagasse-perlite showed better results and are recommended.
 

Keywords

Full Text

مقدمه

علاقه به کودهای زیستی و استفاده از آنها در کشاورزی به‌علت هزینه بالای کودهای شیمیایی و خطراتی که برای محیط زیست وارد می‌کنند، روز به روز درحال افزایش است. برای تلقیح باکتری‌های مفید اولین قدم انتخاب باکتری مؤثر و سپس مطالعه فرمولاسیون مناسب برای موفقیت تلقیح آن باکتری می‌باشد(باشان و همکاران 2014). بسیاری از باکتری‌ها ممکن است ویژگی‌های خوب محرک رشد گیاه را داشته باشند اما در بازار تجاری موفق عمل نکنند که علت این امر می‌تواند فرمولاسیون نامناسب آنها باشد (باشان، 1998). بخش عمده کود زیستی را حامل تشکیل می‌دهد، حامل در کودهای زیستی عبارت از ماده یا ترکیبی از مواد مختلف است که بتواند باکتری‌های هدف را با جمعیت معین به دست مصرف­کننده برساند (خسروی 2015). حامل‌های جامد موادی هستند که سطح ویژه بالایی دارند و می‌توانند جمعیت باکتری را برای مدت طولانی حفظ کنند و اثر سمی بر باکتری نداشته باشند. برای افزایش موفقیت در تلقیح، فرمولاسیون یک مایه تلقیح باید دارای چندین ویژگی باشد: باید یک محیط محافظتی برای ریزجانداران فراهم کند، به رشد مطلوب باکتری کمک کند، از کاهش جمعیت باکتری جلوگیری کند، با محیط زیست سازگار باشد، مقرون به صرفه باشد، از مواد در دسترس تهیه شود، pH خنثی یا قابل تنظیم داشته باشد (اسمیت 1992). تحقیقات برای رسیدن به حامل‌های مناسب در سراسر دنیا ادامه دارد. یکی از چالش‌های عمده در صنعت تولید کودهای زیستی، توسعه فرمولاسیونی است که تمام ویژگی‌های ذکر شده را داشته باشند و برای استفاده در مزرعه مناسب باشند و بتواند اطمینان­بخش زنده‌مانی و بقای باکتری از طریق تامین فضای حفاظتی، مخصوصاً در مورد باکتری‌های بدون اسپور باشد و منجر به کلنیزاسیون بیشتر گیاه بعد از مصرف شود (هال و همکاران 2015).

در بین باکتری‌های مفید برای تولید کود زیستی می‌توان به انتروباکتر کلوآسه اشاره کرد که یک باکتری محرک رشد است و با حل‌کردن فسفر و آزادسازی پتاسیم به رشد گیاه کمک می‌کند (ساریخانی و همکاران 2018 و کاظمی اسکویی و همکاران  2018). بعد از تهیه ترکیب‌های مختلف از این باکتری می­توان اثرات مایه‌زنی آن را بر گیاهان مختلف مشاهده کرد اما از این میان گیاه کلزا قابل‌توجه است زیرا که بخش عمده‌ای از روغن خوراکی مورد نیاز در کشور از منابع خارجی تامین می‌شود. بنابراین توسعه کشت دانه‌های روغنی از اهمیت زیادی برخوردار است. کلزا از مهم‌ترین دانه‌های روغنی دهه‌های اخیر به شمار می‌رود. دانه کلزا حاوی 40 تا 48 درصد روغن و کنجاله آن حاوی 35 تا 40 درصد پروتئین است (خیاوی و همکاران 2017).

حامل‌های متفاوتی به منظور افزایش زنده‌مانی زادمایه میکروبی مورد استفاده قرار می‌گیرند. موادی نظیر پیت به عنوان یک حامل جهانی از جمله این موارد می‌باشد. فراهمی و در دسترس بودن مواد، عدم داشتن اثرات منفی بر میکروب و رشد گیاه، از جمله ویژگیهای مطلوب یک حامل مناسب می‌باشد. حامل­های منتخب برای این پژوهش شامل پیت، باگاس، پرلیت، بایوچار، هیدروچار و خاک­اره هستند که پیت یک حامل غالب بوده و در مناطقی که در دسترس باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد اما پردازش آن یک سرمایه‌گذاری پرهزینه می‌خواهد (تیتابوتر و همکاران 2007). در حال حاضر تولید سالانه باگاس بالغ بر یک میلیون تن است که مقداری از آن برای مصارف مختلفی استفاده می­شود، با این وجود همچنان حجم عظیمی از باگاس به مصرف نمی­رسد و یکی از معضلات موجود صرف هزینه­های زیاد برای معدوم نمودن باگاس است، بنابراین می­تواند به عنوان حامل به کار رود (اولیا و همکاران 2010). پرلیت یک آلومینوسیلیکات با منشأ آتشفشانی، سبک، جاذب­الرطوبت، نسبتاً خنثی و پایدار است. این حامل عموماً به تنهایی یا به‌صورت ترکیب با سایر بسترهای کشت به کار می­رود. دارای قدرت بافری بالا ولی ظرفیت تبادل کاتیونی کم است (روستا و همکاران 2017). پرلیت باعث افزایش زهکشی بستر کشت و بهبود تهویة آن می­شود (دیلمقانی حسنلویی و همتی 2011). در ارتباط با بایوچار و هیدروچار می­توان عنوان کرد که تقریباً هر زیست توده­ای که قابلیت تبدیل به بایوچار را داشته باشد، می­تواند برای تولید هیدوچار نیز مورد استفاده قرار گیرد و تنها شرایط تولید متفاوتی دارند. به عنوان مثال، پژوهشگران بیان کردند که از مواد مختلفی مانند باگاس نیشکر، چوب درختان، پوست بادام زمینی و ... می­توان برای تولید هیدروچار و بایوچار استفاده کرد (فانگ و همکاران 2015). خاک­اره ظرفیت تبادل کاتیونی، مقدار آب قابل دسترس کم و نسبت کربن به نیتروژن زیادی دارد اما قیمت ناچیز، وزن اندک، فراوانی و در دسترس بودن آن یک مزیت محسوب می­شود، بنابراین افزودن مواد نگه­دارنده به این قبیل بسترها می­تواند در کاهش هدر­رفت عناصر غذایی و کاهش هزینه­های تولید مفید باشد (برزگر­هفشجانی و همکاران 2015).

 براساس بررسی‌های انجام شده و افزایش روزافزون کشت گیاه کلزا و با توجه به اینکه تحقیقات انجام گرفته در این زمینه محدود بوده است، و از طرف دیگر ضرورت تحقیق در مورد عرضه زادمایه‌های میکروبی بر پایه حامل‌های جامد، در این مطالعه مجموعه‌ای از حامل‌های جامد مختلف به عنوان حامل باکتری محرک رشد گیاه (انتروباکتر) مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی انتظار می‌رود بتوان حامل جامد مناسبی برای باکتری مورد نظر جهت بهبود رشد و کیفیت روغن کلزا معرفی نمود.

 

مواد وروش

انتخاب باکتری

باکتری مورد استفاده در این تحقیق باکتریS16-3  Enterobacter cloacae می‌باشد که از بانک میکروبی گروه علوم و مهندسی خاک دانشگاه تبریز تأمین شده است. این باکتری گرم منفی، بی‌هوازی اختیاری و میله‌ای شکل از خانواده انتروباکتریاسه می‌باشد. انتروباکتر با توجه به توان انحلال فسفر، آزادسازی پتاسیم و توان رشد در محیط فاقد نیتروژن (قدرت تثبیت نیتروژن) یک باکتری محرک رشد گیاه است که اثرهای مثبت آن در رشد گیاهان در آزمایش‌ها پیشین مشخص شده است (مرادی و ساریخانی 2017، ساریخانی و همکاران 2018 و کاظمی اسکویی و همکاران 2018) و در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت (جدول 1).

 

آماده سازی زادمایه­ها و بررسی جمعیت زنده باکتری در تیمارهای حامل

در این آزمایش چندین حامل جامد شامل باگاس، پیت، هیدروچار، بایوچار، خاک‌اره و پرلیت به‌صورت منفرد و مخلوط آن‌ها با پرلیت با نسبت وزنی (1:1)


 

 

جدول 1-  برخی خصوصیات محرک رشدی باکتری مورد استفاده در این آزمایش

باکتری

نوع گرم

تثبیت نیتروژن

 

انحلال فسفر

نامحلول

(mg.l-1)

آزادسازی پتاسیم

(mg.l-1)

اکسین

(m. l-1)

Enterobacter cloacae

منفی

قادر به رشد در محیط عاری از نیتروژن

510

13

17/3

 


مورد استفاده قرار گرفت. این مواد پس از هوا خشک شدن با هاون پودر شده و از غربال 5/0 میلی‌متری عبور داده شدند. لازم به ذکر است که پیت از بقایای گیاهی نسبتاً تجزیه‌یافته حوالی دریاچه نئور استان اردبیل، هیدروچار و بایوچار از چوب درخت تبریزی تهیه گردید که هیدروچار در دمای 200 درجه سانتی­گراد به مدت 14 ساعت و بایوچار در دمای 400 درجه سانتی­گرادبه مدت 40 دقیقه تهیه شدند (عظیم­زاده و نجفی 2016)، باگاس و پرلیت به‌صورت فرآوری شده و خاک‌اره نیز از ضایعات چوب تهیه شد.

حامل­های جامد به‌صورت زیر تهیه شدند:

ابتدا 6 گرم از هر ماده حامل جامد (پیت، باگاس، خاک‌اره، هیدروچار، بایوچار و پرلیت) و نسبت‌های 1:1 از هر یک از حامل‌های آلی با پرلیت (3 گرم: 3 گرم) توزین شده و در کیسه‌های پلاستیکی مجزا تهیه شدند. لازم به ذکر است که برخی از حامل‌ها برای داشتن pH خنثی، تعدیل pH شدند. به‌دلیل پایین بودن pH هیدروچار، 6 گرم از این ماده توسط 6/0 گرم کربنات کلسیم و 3 گرم از این ماده توسط 3/0 گرم کربنات کلسیم تعدیل شدند. همچنین به‌دلیل بالا بودن pH پرلیت و بایوچار، pH این مواد نیز بااسید سولفوریک تعدیل شد (6 گرم از بایوچار با 3 میلی‌لیتر اسیدسولفوریک 2/0 نرمال و 6 گرم از پرلیت توسط 3 میلی‌لیتر اسیدسولفوریک 01/0 نرمال تعدیل شد). بقیه حامل‌ها (نسبت‌های 1:1) با انجام محاسباتی تعدیل گردیدند. سپس حامل‌های جامد تهیه شده در کیسه‌های پلاستیکی به رطوبت 20% رسانده شده و درون اتوکلاو در فشار 2/1 اتمسفر و دمای 121 درجه سلسیوس به مدت 20 دقیقه استریل شدند. سپس از کشت شبانه باکتری در محیط NB، به میزان لازم به حامل‌های استریل افزوده شد تا جمعیت قابل قبولی از باکتری در حامل ایجاد شود.

جمعیت باکتری­ها در زمان­های صفر و 180 روز از طریق شمارش کلنی شمارش شد و برای شمارش از محیط کشت نوترینت آگار (NA) استفاده شد و به­علاوه یک نمونه نیز تهیه و بعد از گذشت 6 ماه برای مایه‌زنی گیاه کلزا در کشت گلدانی استفاده شد (قاسمی پیرانلو و همکاران  2019).

 

آماده­سازی خاک، کشت گیاه و اعمال تیمار باکتریایی

برای بررسی ترکیب زادمایه‌های جامد باکتری انتروباکتر کلوآسه و اثر آنها بر رشد گیاه روغنی کلزا (Brassica napus L.) رقم هایولا 308، آزمایشی در قالب طرح  CRD با 9 تیمار مربوط به زادمایه جامد، یک تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی) و دو تیمار کنترل مثبت 100 درصد و 70 درصد NPK با سه تکرار در گلخانه گروه علوم و مهندسی خاک دانشگاه تبریز انجام گرفت. خاک مورد استفاده پس از عبور از غربال 4 میلی‌متری در دمای 121 درجه سلسیوس و فشار 2/1 اتمسفر استریل شد. برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد آزمایش در جدول 2 آورده شده است.

 

 

 

 

جدول 2- برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده در آزمایش گلخانه‌ای

کلاس بافت

شن

سیلت

رس

کربنات کلسیم معادل

کربن آلی

FC

فسفر قابل‌جذب

(mg.kg-1)

پتاسیم قابل‌جذب

 ECe

(dS.m-1)

pHe

ـــ

 (٪)

 

لوم شنی

69

13

18

56/2

17/0

57/12

3

07/198

4/1

56/7

 

 

در این آزمایش ابتدا بذور کلزا در هیپوکلریت‌ سدیم 5/0درصد به مدت 5 دقیقه ضدعفونی سطحی شده و  4-3 مرتبه با آب مقطر استریل شستشو داده شدند. به هرکدام از گلدان­ها 300/3 کیلوگرم خاک استریل اضافه شد و سپس گلدان­ها با آب استریل اشباع شدند و بعد از رسیدن رطوبت گلدان­ها به حدود FC، 6 عدد بذر جوانه­دار شده کشت گردید و در نهایت پس از رشد بذرها، 3 عدد از بوته­ها حفظ شد. در تمامی گلدان‌ها سایر نیازهای عناصر غذایی به جز NPK به مقدار لازم به‌صورت محلول و به‌طور یکنواخت به همه گلدان‌ها اضافه شد. اما در مورد عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم، که هدف اصلی این آزمایش بود در تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی) هیچ کود شیمیایی و باکتری استفاده نشد، در مورد تیمار شاهد مثبت 100 درصد NPK، بر اساس آزمون خاک و تجربیات قبلی 100 درصد مقدار کودی توصیه شده معادل (mg N/kg soil 5/56 از منبع اوره)، (mg P/kg soil 13 از منبع سوپر فسفات تریپل) و (mg K/kg soil 3/31) از منبع سولفات پتاسیم) و در تیمار شاهد مثبت 70 درصد NPK، 70 درصد مقادیر فوق در هر گلدان استفاده شد. در زادمایه‌ها نیز، 70 درصد مقدار NPK استفاده شد، زیرا فرض آزمایش این بود که باکتری بتواند 30 درصد نیاز گیاه به این عناصر را تأمین کند. 10 میلی‌گرم از هر زادمایه باکتریایی به‌طور مساوی بین تکرارهای هر تیمار یعنی در سه گلدان پخش شد. در طول دوره‌ی رشد گیاه از طریق توزین رطوبت تمامی گلدان‌ها در دامنه رطوبتی (FC 8/0 – 7/0) نگهداری شد، برای کسر اثر افزایشی رشد گیاه بر وزن گلدانها، تعدادی گلدان به عنوان شاهد در نظر گرفته شد که با تغییر محسوس رشد کلزا، از گیاه­های شاهد برای تعیین وزن کلزا استفاده گردید.

 

پارامترهای اندازه‌گیری شده قبل و بعد از برداشت

حدود یک ماه پس از رشد گیاه و قبل از گلدهی، شاخص کلروفیل سه بار (با دستگاه کلروفیل­سنج) اندازه­گیری شد و پس از برداشت پارامترهای وزن خورجین در بوته، تعداد دانه در بوته (با دستگاه بذرشمار)، ارتفاع بوته (از سطح خاک با خط کش)، قطر طوقه (با کولیس)، حجم ریشه در بوته (با استفاده از تغییر حجم آب در استوانه‌ی شیشه‌ای مدرج)، وزن تر و خشک شاخساره، ریشه، دانه و وزن تر و خشک کل و عملکرد دانه در بوته اندازه­گیری شدند. در نهایت درصد روغن (با دستگاه سوکسله) و اسید چرب (با کروماتوگرافی گازی) اندازه­گیری شدند (آزادمرد دمیرچی 2013).

طرح آزمایشی و تحلیل آماری

آزمایش گلخانه‌ای در قالب طرح CRD با 13 تیمار و سه تکرار اجرا شد. تجزیه واریانس داده‌ها با نرم افزار MSTATC و مقایسه میانگین‌ها با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام و ترسیم شکل‌ها با نرم افزار Excel انجام شد.

 

 

نتایج و بحث

شاخص کلروفیل

 با توجه به تجزیه واریانس انجام شده مشخص شد که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر شاخص کلروفیل برگ گیاه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول3). مقایسه میانگین داده­ها نشان داد که بیشترین شاخص کلروفیل مربوط به تیمارهای بایوچار و هیدروچار بود که به­جز تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی)، NPK70 پیت و بایوچار – پرلیت با بقیه در یک گروه آماری قرار داشتند و کمترین مقدار در تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی) مشاهده شد (جدول 6).

میزان کلروفیل یکی از نشانگرهای غیرمستقیم کارایی دستگاه فتوسنتز در ارتباط با کیفیت گیاهان است (باشیال 2011). رنگ برگ، که با مقدار کلروفیل آن همبستگی نزدیک دارد، تحت تأثیر عوامل مختلفی همانند مرحله رشد گیاه، رقم، ضخامت برگ، تراکم گیاه و دیگر فاکتورهای آب وهوایی قرار دارد (مالاسیوتیس و همکاران 2006).

یکی از مکانیسم­های افزایش کلروفیل در گیاهان تلقیح شده توسط باکتری­های محرک رشد، کاهش غلظت اتیلن و تأمین آهن از طریق تولید سیدروفورها است که سبب پایداری و تشکیل بیشتر کلروفیل می­شود (اعتمادی و همکاران 2014).

بنرجی و همکاران (2012) گزارش دادند که مقدار کلروفیل b و a در برگ­ها با افزودن کودهای زیستی افزایش می­یابد. این افزایش به جذب بیشتر منیزیم، اثرهای مفید باکتری­های موجود در کودهای زیستی، در دسترس قرار دادن نیتروژن به میزان زیاد و در نهایت رشد بیشتر بافت­ها و اندام­ها به وسیله گونه­های تثبیت کننده­های نیتروژن نسبت داده شده است. مدهایان و همکاران (2013) گزارش کردند که استفاده از گونه­های مختلف Enterobacter موجب افزایش ارتفاع بوته، تعداد برگ، کلروفیل و قطر طوقه در گیاه Jatropha curcasشده است. حبیب و زقلول (2012)، علی­پور و سبحانی­پور (2012)، قدم­خانی و همکاران (2017)و کلانتری و همکاران (2017) نیز به نتایج مشابهی اشاره کردند.

 

قطر طوقه

با توجه به تجزیه واریانس انجام شده مشخص شد که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر قطر طوقه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود. ضریب تغییرات با مقدار 71/5 درصد هم حاکی از دقت بالای آزمایش بود (جدول 3).

نتایج مقایسه میانگین داده­ها نشان داد بیشترین قطر طوقه متعلق به تیمار کودی 100% (NPK100) با میانگین 2/7 میلی­متر بود که افزایش قابل ملاحظه­ای را نسبت به تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی) نشان داد .قطر طوقه در حامل­های جامد به کار رفته بین 3/6 تا 8/6 میلی­متر بود که همگی در یک گروه آماری قرار گرفتند ولی با شاهد منفی تفاوت معنادار داشتند و افزایش 54 – 68 درصدی را نسبت به کنترل نشان دادند (جدول 6).

قطر طوقه یکی از پارامترهای رویشی مهم می­باشد و هر قدر که قطر طوقه بیشتر باشد، پتانسیل تولید مطلوب در گیاه افزایش خواهد یافت. باکتری­های محرک رشد با تولید هورمون­های محرک رشد گیاه از جمله اکسین به‌طور مستقیم سبب افزایش رشد ساقه شده و با تولید سیتوکینین بر آنزیم­های لیپاز و پروتئاز اثر منفی گذاشته و مانع تجزیه پروتئین در محیط داخلی سلول شده که به این وسیله باعث تقسیم سلولی گشته و از این طریق به‌طور غیرمستقیم در افزایش قطر طوقه موثر واقع می‌شوند (محمدورزی و همکاران 2011).

محمدورزی و همکاران (2011) نشان دادند که تیمارهای آفتابگردان تلقیح شده با باکتری­های محرک رشد گیاه، قطر طوقه را به‌طور معناداری افزایش دادند. افزایش قطر طوقه توسط دیگر محققان نیز گزارش شده است (اصغر و همکاران 2004 و پورابراهیمی فومنی و همکاران 2014).

 

 

جدول 3- تجزیه واریانس اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر شاخص‌های رشد گیاهی شامل شاخص کلروفیل، قطر طوقه، ارتفاع بوته ، حجم ریشه در بوته و تعداد دانه در بوته

 

منابع

 تغییر

 

درجه

آزادی  

میانگین مربعات  

شاخص کلروفیل

قطر طوقه      

ارتفاع بوته 

حجم ریشه در بوته

تعداد دانه در بوته

تیمار

12

**78/15

**01/0

**03/129

**21/48

**49/124380

خطای آزمایشی

26

63/2

001/0

49/41

28/2

34/19493

ضریب تغییرات  (%)

63/9/0

71/5

33/6

18/12

05/15

** معنی دار در سطح احتمال 1 درصد می باشد.

 

 

ارتفاع بوته

اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر ارتفاع بوته کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول3). بر اساس مقایسه میانگین انجام شده مشخص شد تمام حامل­های جامد در یک گروه آماری قرار داشتند و در میان آنها بیشترین ارتفاع بوته با مقدار 4/111 سانتی­متر مربوط به حامل باگاس بود (جدول 6).

افزایش ارتفاع بوته شاخصی از رشد رویشی گیاه است که افزایش آن در اثر کاربرد زادمایه‌های انتروباکتر نشان می­دهد که این ویژگی تحت تأثیر تلقیح قرار گرفته است. می‌توان بیان کرد که باکتری‌های محرک رشد با تأثیر بر سیستم ریشه سبب افزایش جذب آب و عناصر غذایی در گیاه می‌شوند، همچنین از طریق تولید هورمون‌هایی مثل جیبرلین که روی رشد طولی سلول‌ها به ویژه میان‌گره‌های ساقه، و اکسین و سیتوکنین که روی تقسیم سلولی نقش دارند، اثر گذاشته، که نتیجه آن افزایش ارتفاع بوته است (احتشامی و همکاران 2014).

مایه‌زنی باE.Cloacae  به‌ترتیب موجب افزایش 67/41 و 25/6 درصدی ارتفاع بوته در سویا و گندم شد (رامش و همکاران 2014). در یک بررسی، ارتفاع بوته ذرت تلقیح شده با Azospirillum افزایش یافت (روستا و همکاران 1998). ارتفاع  بوته ذرت در اثر تلقیح بذر با باکتری Pseudomonasحدود 8/5 درصد بیشتر شد (زهیر و همکاران 2002). افزایش ارتفاع بوته در اثر باکتری­های محرک رشدتوسط دیگر پژوهشگران نیز گزارش شده است (عباس­زاده دهجی و همکاران 2014، کوچکی و همکاران 2009 و برهام و همکاران 2017).

باگاس به عنوان ضایعات حاصل از گیاه نیشکر (در فرایند استخراج شکر از این گیاه)، از یک ویژگی بسیار خوب برخوردار است که حتی پیت‌های مرغوب نیز از این خاصیت برخوردار نمی‌باشند و آن عدم نیاز به تنظیم‌کننده‌های pH است، چون در مورد پیت از کربنات کلسیم استفاده می‌شود (قاسمی پیرانلو و همکاران 2019).

همچنین باگاس می‌تواند از نظر ویژگی‌های فیزیکی شرایط مطلوبی را برای زنده‌مانی باکتری فراهم نماید. باگاس دارای فیبر زیاد و ساختمان نرم بوده و ترکیب بسیار ارزان، ساده و بدون ضرر برای محیط می‌باشد، به‌طوری که می‌توان از آن در نگهداری باکتری‌های موثر در کنترل‌گرهای زیستی استفاده کرد (اولیا و همکاران 2010).   

وسی (2003) بیان کرد که کاربرد کودهای زیستی از طریق تولید هورمون های محرک رشد به ویژه اکسین سبب افزایش رشد و ارتفاع بوته می­شود. اولیا و همکاران (2006) در بررسی زنده‌مانی باکتری‌های حل‌کننده فسفات از حامل‌های پرلیت، باگاس، ذغال سنگ، پوست ذرت به‌صورت منفرد و مخلوط با نسبت‌های معینی از ترکیبات استفاده کردند. آن‌ها نتیجه گرفتند که ترکیب پرلیت و باگاس با نسبت وزنی (2:1) بهترین فرمولاسیون بوده است. اولیا و همکاران (2010) در بررسی فرمول‌های مختلف حامل از نظر نگهداری باکتری‌های سودوموناس فلورسنس و اروینیا هربیکولا به عنوان عوامل کنترل‌گرهای زیستی، ترکیب‌های مختلفی از حامل‌ها را تهیه نمودند. این ترکیب شامل پیت، باگاس، پرلیت، پرلیت - باگاس، پرلیت - باگاس - ذغال، باگاس  - ذغال و محیط کشت مایع LB با غلظت یک سوم بود. آن‌ها نتیجه گرفتند که از میان ترکیبات فوق، باگاس در دمای اتاق عملکرد بهتری داشته است.

حجم ریشه در بوته

با توجه به تجزیه واریانس داده­ها، اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر حجم ریشه گیاه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول 3). مقایسه میانگین داده­ها نشان داد که بیشترین حجم ریشه در بوته مربوط به تیمار NPK100 و حامل بایوچار با مقادیر 56/20 و 89/18 سانتی­متر مکعب بود که در یک گروه آماری قرار داشتند ولی با سایر تیمارها دارای تفاوت معنادار بودند و نسبت به کنترل افزایش قابل‌توجهی را نشان دادند. کمترین حجم ریشه در بوته مربوط به تیمارهای پیت، باگاس - پرلیت و بایوچار- پرلیت بود که باهم تفاوت معناداری نداشتند اما نسبت به تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی) تفاوت معنادار داشتند و حجم ریشه بیشتری در آنها اندازه‌گیری شد (جدول 6). افزایش حجم ریشه در بوته بیانگر توسعه بیشتر ریشه است که افزایش توان جذب آب و عناصر غذایی بیشتر را در حجم وسیع‌تری از خاک امکان‌پذیر می‌سازد و در نتیجه رشد و نمو گیاه را بهبود می‌بخشد. اثباتی و همکاران (2015) افزایش 55% در حجم ریشه­های گوجه‌فرنگی را در گیاهان تلقیح شده با جدایه­های باکتریایی عنوان داشتند. بانچیو وهمکاران (2008) نیز نتیجه مشابه را گزارش کردند. کاظمی اسکویی و همکاران (2018) برای بررسی تأثیر مایه‌زنی باکتریایی (سویه S16-3) بر ارقام کلزا تحت تنش اسمزی تیمار شده با پلی‌اتیلن‌گلیکول، گزارش کردند که تلقیح باکتریایی حجم ریشه هایولا 308 را تحت تنش اسمزی افزایش داد.     

 

تعداد دانه در بوته

تجزیه واریانس داده­های حاصل از آزمایش نشان داد که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر تعداد دانه در بوته کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول 3). براساس مقایسه میانگین داده­های حاصله تیمار کودی 100% بیشترین تعداد دانه در بوته را داشته که نسبت به تیمار کنترل افزایش قابل ‌توجهی را نشان داد. در میان حامل­های به کار رفته تیمار هیدروچار با میانگین تعداد دانه در بوته 1087 بیشترین و بایوچار با مقدار 3/774 کمترین تعداد دانه در بوته را به خود اختصاص داد، با وجود اینکه بایوچار کمترین تعداد را در میان حامل­ها داشت اما نسبت به تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی) افزایش 100 درصدی را نشان داد (جدول 6). با توجه به اینکه بایوچار نسبت به حامل‌های دیگر از C/N بالایی برخوردار می‌باشد می­توان بیان کرد یکی از دلایل احتمالی کاهش تعداد دانه در بوته­ در بایوچار، این دلیل باشد. تأثیر بایوچار و هیدروچار بر زنده‌مانی ریزجانداران بستگی به مواد اولیه و شرایط فرآیند تولید دارد (محمد و همکاران 2014). از آنجا که هیدروچارها در دمای پایین (200 درجه سلسیوس) تولید می‌شوند، بنابراین برای تولید به انرژی کمتری نیاز دارد و همچنین دارای بازدهی بالاتر و توانایی جذب بهتر می‌باشند. با این حال، اسیدیته پایین آن می‌تواند نگران‌کننده باشد که با تعدیل pH می‌توان این مشکل را برطرف نمود.

حکم علی­پور و سید شریفی (2016) گزارش کردند در بالاترین سطح کاربرد کود نیتروژن به‌همراه تلقیح توأم با باکتری‌های محرک رشد در جو بهاره، بالاترین تعداد دانه در بوته و در سطوح شاهد کمترین میزان این صفت حاصل گردید. مسعود و همکاران (2003) نشان دادند که استفاده از کودهای زیستی در کلزا موجب افزایش تعداد دانه در بوته و عملکرد دانه شد.

 یساری و همکاران (2008) و ذبیحی و همکاران (2009) نیز نتیجه مشابهی را گزارش کردند. حجتی­پور و همکاران (2013) با بررسی تأثیر تلفیق کودهای زیستی و شیمیایی بر عملکرد دانه، اجزای عملکرد و شاخص‌های رشدی گندم گزارش کردند که در تیمار مصرف کود زیستی، بالاترین (13/33) و کمترین (19/30) تعداد دانه در بوته به ترتیب در شرایط مصرف 200 گرم کود زیستی نیتروکارا و عدم مصرف کود حاصل شد.

 

وزن تر و خشک شاخساره در بوته

نتایج تجزیه واریانس داده­ها، حاکی از آن است که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر وزن تر و خشک شاخساره  گیاه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول 4). مقایسه میانگین داده­های حاصل، نشان داد که تیمار NPK100 بیشترین و تیمار شاهد کمترین وزن خشک شاخساره را به خود اختصاص دادند. زادمایه‌های جامدبه کار رفته همگی در یک گروه آماری قرار گرفتند و همگی نسبت به شاهد افزایش وزن خشک شاخساره را نشان دادند (جدول 6).

اثباتی و همکاران (2015) افزایش 76 درصدی در وزن تر و خشک شاخ و برگ گوجه فرنگی بر اثر باکتری­های محرک رشد گیاه را گزارش کردند. عباس­زاده دهجی و همکاران (2014) نیز چنین نتیجه­ای را ارایه کردند. افزایش عملکرد بیولوژیک جو در نتیجه­ی استفاده از این باکتری­ها توسط ذبیحی و همکاران (2009) نیز گزارش  شده است. آن­ها اثر باکتری در افزایش عملکرد ماده­ی خشک را به مصرف بهتر فسفر نسبت دادند. زیدی (2003) و کوچکی و همکاران (2009) نیز در آزمایش­های خود اثرهای مثبت  کودهای زیستی را در افزایش  وزن خشک بوته گیاه گزارش کردند .

 

وزن تر و خشک ریشه در بوته

تجزیه واریانس داده­ها نشان می­دهد که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر وزن تر و خشک ریشه گیاه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول 4). پس از مقایسه میانگین داده­ها مشخص شد که بالاترین وزن تر و خشک ریشه مربوط به تیمار NPK100 بود و با سایر تیمارها دارای تفاوت معناداری بود. در بین زادمایه‌های جامد، خاک­ارهبا میانگین 77/1 گرم بیشترین، پیت با میانگین 32/1 گرم کمترین وزن خشک ریشه را به خود اختصاص داد (جدول 7).

افزایش وزن تر و خشک ریشه هرچند نشان از بهتر بودن شرایط لنگرگاهی گیاه است اما دلیل قطعی بر تغذیه بهتر گیاه نخواهد بود. چون ریشه‌های موئین در عین جذب بهتر، وزن کمتری را به خود اختصاص می‌دهند. اثر مثبت این کودها بر وزن تر و خشک ریشه، به در دسترس قرار دادن مقدار زیادی عناصر غذایی پر مصرف و کم مصرف برای ریشه گیاهان، تثبیت N2، تولید مواد محرک رشد گیاه (اکسین، سایتوکینین یا جیبرلین) و سرکوب بیماری­های گیاهی نسبت داده شده است (زالوسکا و آنتکوویاک 2011).

خاورزی و رجالی (2000) قابلیت استفاده از بعضی مواد ارزان‌قیمت شامل کمپوست کاه، کمپوست باگاس، کمپوست فیلتر کیک، زغال‌سنگ، بنتونیت و ورمیکولایت به‌ عنوان حامل باکتری Bradyrhizobium japonicumرا ارزیابی کردند. آنان طبق نتایج شمارش­های شش ماهه نشان دادند که تیمار کمپوست باگاس می­تواند به‌ عنوان بهترین حامل جهت تهیه مایه تلقیح­ سویا استفاده شود. اشفق و همکاران (2011) نشان دادند که تلقیح با باکتری­های محرک رشد بیش از 25% باعث افزایش

 

 

 

جدول 4-  تجزیه واریانس اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر شاخص‌های رشدی گیاه شامل وزن تر و خشک شاخساره، وزن تر و خشک ریشه و وزن خورجین در بوته

 

منابع تغییر

درجه آزادی

میانگین مربعات

 

وزن تر شاخساره  

وزن خشک شاخساره      

وزن تر ریشه           

وزن خشک ریشه

وزن خورجین در بوته

 

تیمار

12

**24/44

**31/11

**37/10

**36/0

93/2**

 

خطای آزمایشی

26

91/3

71/0

78/1

052/0

33/0

ضریب تغییرات (%)

43/11

76/8

17/15

59/14

72/11

 

** معنی دار در سطح احتمال 1 درصد می باشد.
                           

 

 

وزن خشک ریشه ماش شد. عباس­زاده دهجی و همکاران (2014) و روسو و همکاران (2008) مشاهده کردند که استفاده از باکتری محرک رشد سبب افزایش وزن خشک و تر ریشه می­گردد. واگار و همکاران (2004) ضمن بررسی اثر تلقیح باکتری­های حاوی آنزیم ACC د­آمینار  بر رشد و عملکرد گندم دریافتند که باکتری­های حاوی این آنزیم وزن ریشه را به‌طور معناداری نسبت به شاهد افزایش دادند.

 

وزن دانه و هزار دانه

تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر وزن تر و خشک دانه گیاه کلزا در سطحاحتمال 1 درصد معنادار بود (جدول 5).مقایسه میانگین داده­های حاصل از آزمایش نشان داد که تیمار NPK100 بیشترین و شاهد کمترین وزن تر و خشک دانه را داشت در میان زادمایه‌های جامد به کار رفته، حامل هیدروچار با مقدار 65/2 گرم بیشترین و حامل پیت با مقدار 07/2 گرم کمترین وزن خشک دانه را به خود اختصاص دادند. حامل پیت با اینکه در میان زادمایه‌های جامد کمترین وزن خشک دانه را داشت اما نسبت به تیمار شاهد بدون تلقیح (شاهد منفی) افزایش قابل‌توجهی را نشان داد (جدول 7).

در بین حامل‌های مختلف، پیت به عنوان یک حامل غالب می‌باشد این حامل دارای رطوبت مناسب، دمای مناسب و مواد غذایی کافی است اما نقص اصلی این حامل تغییر در کیفیت آن است چون پیت یک ماده آلی نامحلول و پیچیده است، به­علاوه در حین استریل شدن یک سری مواد سمی آزاد می‌کند که سبب کاهش جمعیت باکتری می‌شود، همچنین مستعد آلودگی است و ممکن است در هر مکانی دردسترس نباشد (باشان 1998). بیشتر ذخایر پیت، pH  پایین دارند که باید با آهک برای رسیدن به pH 7- 5/6 اصلاح شود (روقلی 1976).

اگامبردیوا و همکاران (2017) زنده‌مانی باکتری   B.   japonicum    را پس از شش هفته با استفاده از بایوچار و هیدروچار به عنوان حامل، در شرایط تنش خشکی ارزیابی کردند. آن‌ها بیان کردند که زنده‌مانی این باکتری در حامل هیدروچار نسبت به بایوچارهایی که از ذرت و چوب به دست آمده، بیشتر بود.

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 5- تجزیه واریانس اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر  شاخص‌های رشد گیاهی شامل وزن تر و خشک دانه، وزن هزاردانه در بوته، وزن تر و خشک کل و درصد روغن دانه کلزا

منابع تغییر

درجه آزادی

میانگین مربعات

وزن تر دانه

وزن خشک دانه

وزن هزاردانه

وزن تر کل

وزن خشک کل

درصد روغن کلزا

تیمار

12

80/0**

76/0**

01/0ns

14/93**

48/15**

**83/8

خطای آزمایشی

26

12/0

11/0

02/0

40/7

89/0

32/0

 

ضریب تغییرات (%)

32/13

15/14

93/14

43/10

42/8

27/1

 

ns و **  به‌ترتیب غیرمعنی دار و معنی دار در سطح احتمال 1 درصد می باشد.
                           

 

 

 

نتایج تجزیه واریانس داده­ها، حاکی از آن است که که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر وزن هزار دانه گیاه کلزا معنادار نبود (جدول 7). نتایج مقایسه میانگین داده­ها نشان داد که تمام تیمارهای به کار رفته در این طرح از نظر وزن هزار دانه در یک گروه آماری قرار گرفته و با هم تفاوت معناداری ندارند. از میان زادمایه­ها، باگاس و پرلیت بیشترین و هیدروچار و خاک­اره کمترین وزن هزاردانه را به خود اختصاص دادند. (جدول 9).

 

وزن خورجین در بوته

نتایج تجزیه واریانس داده­ها، حاکی از آن است که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر وزن خورجین به‌همراه بذرگیاه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بوده و ضریب تغییرات حاصله هم بیانگر دقت بالا و خطای پایین آزمایش بود (جدول 4). مقایسه میانگین داده­ها نشان داد که تیمار NPK100 دارای بیشترین وزن خورجین در بوته بود و با تمام تیمارها اختلاف معنادار داشت. زادمایه‌های جامد در یک گروه آماری بودند و در میان آنها هیدروچار با میانگین وزن 36/5 بیشترین و پیت با میانگین 44/4 گرم کمترین وزن خورجین در بوته را به خود اختصاص دادند (جدول 6).

وزن تر و خشک کل بوته

تجزیه واریانس داده­های حاصل از آزمایش نشان داد که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر وزن تر و خشک کل گیاه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول 5). مقایسه میانگین داده­ها نشان داد تیمار کودی 100% بیشترین وزن تر و خشک کل گیاه را داشت که با تمام تیمارها تفاوت معناداری داشت. در میان حامل­ها، هیدروچار بیشترین و پیت کمترین وزن تر و خشک کل گیاه را به خود اختصاص دادند و تمام حامل­های به کار رفته از نظر وزن خشک کل در یک گروه آماری قرار داشتند (جدول 7).

در آزمایش‌های گلخانه‌ای وزن کل گیاه می‌تواند شاخص مهم و مناسب‌تری از شرایط رشد گیاه باشد. ساریخانی و همکاران (2019) افزایش معناداری در وزن تر و خشک کل در گیاه ذرت در اثر تلقیح با برخی کودهای میکروبی فسفاته از جمله انتروباکتر کلوآسه را گزارش کردند. صادقی و همکاران (2015) نشان دادند که وزن خشک کل ذرت در تیمارهایی که کود زیستی به کار رفته بود، افزایش یافت.

 

 

 

 

جدول6 –  مقایسه میانگین اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر  شاخص‌های رشد گیاهی شامل شاخص کلروفیل، قطر طوقه، ارتفاع بوته ، حجم ریشه در بوته، تعداد دانه در بوته، وزن تر و خشک شاخساره و وزن خورجین در بوته

تیمار

شاخص کلروفیل

قطر طوقه

ارتفاع بوته

حجم ریشه در بوته

تعداد دانه در بوته

وزن تر شاخساره

وزن خشک شاخساره

وزن خورجین در بوته 

پیت

cd41/15

b630/0

a33/105

e44/9

bc9/828

d43/45

b08/9

b44/4

پرلیت

a-d57/17

ab687/0

a100

bc34/13

bc3/898

cd64/46

b75/9

b97/4

باگاس

a-d53/17

ab680/0

a44/111

c-e11/11

bc7/892

b-d12/56

b97/9

b13/5

بایوچار

a56/19

b633/0

a55/104

a89/18

c3/774

b-d39/56

b34/10

b88/4

هیدروچار

a86/18

ab680/0

a55/99

c-e11/11

ab1087

ab49/59

b38/10

b36/5

خاک­اره

a-d84/16

ab673/0

a11/99

b-d78/12

ab1047

b-d77/56

b83/9

b21/5

باگاس – پرلیت

ab57/18

b637/0

a104

e44/9

bc8/873

b-d19/51

b22/10

b86/4

بایوچار – پرلیت

b-d56/15

ab660/0

a11/100

de10

a-c1012

b-d86/53

b77/9

b16/5

هیدروچار – پرلیت

a-d72/16

b657/0

a106

c-e56/10

bc4/958

b-d23/51

b68/9

b90/4

خاک­اره – پرلیت

a-c98/17

ab660/0

a99/98

b89/13

a-c1011

b-d91/51

b63/9

b91/4

شاهد

e87/10

c407/0

b77/83

f56/5

d8/385

e82/18

c83/3

c16/2

NPK70

d81/14

ab667/0

a104

b45/14

ab1057

a-c89/57

b85/9

b20/5

NPK100

a-c53/18

a720/0

a77/106

a56/20

a1234

a28/68

a73/12

a76/6

 

 


درصد روغن دانه

نتایج تجزیه واریانس داده­ها، حاکی از آن است که اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر درصد روغن گیاه کلزا در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود (جدول 5). مقایسه میانگین داده­ها نشان داد که تیمار کودی 70% (NPK70) و بایوچار – پرلیت بیشترین و تیمارهای پیت و بایوچار کمترین درصد روغن را داشتند (جدول 7).

در تیمارهای پیت و بایوچار وزن خشک دانه نسبت به شاهد افزایش داشته ولی درصد روغن کاهش یافته که دلیل این امر را می­توان به اثر رقت ارتباط داد. یکی از مهم­ترین ویژگی‌های کیفی در کلزا، درصد روغن دانه آن است. درصد روغن دانه در ارقام مختلف کلزا علاوه‌بر ویژگی‌های ژنتیکی به عوامل محیطی چون دما، شرایط تغذیه گیاه و رطوبت نیز بستگی دارد (حسن­زاده قورت تپه و جوادی 2016).

کدیور و همکاران (2010) گزارش کردند که میزان روغن ارقام مختلف کلزا بین 75/45 – 20/37 درصد است که میزان آن به واریته گیاهی، موقعیت مکان، حاصلخیزی خاک، کهنه و یا تازه بودن دانه بستگی دارد. در میان عوامل محیطی که بر مقدار روغن اثر دارند، دما مهم­ترین عامل محسوب می­شود که با افزایش آن درصد روغن کاهش پیدا می­کند. آبیاری می­تواند موجب افزایش مقدار روغن شود در صورتیکه غرقاب و تنش خشکی موجب کاهش آن می­شود. استفاده از مقدار زیاد کود ازته نیز باعث کاهش درصد روغن می­شود(عزیزی و همکاران 2002).

یساری و همکاران (2009) اظهار داشتند که با استفاده از کودهای زیستی Azotobacter و   Azospirillumمی­توان مصرف کود شیمیایی را از 150 به 100 کیلوگرم در هکتار کاهش و عملکردی مشابه کودهای شیمیایی تولید کرد. در بررسی آنان با مصرف کودهای زیستی درصد روغن افزایش یافت. حسن­زاده قورت تپه و جوادی (2016) با بررسی­های خود نشان دادند که کاربرد 150 کیلوگرم کود نیتروژن + تلقیح با Azotobacter و  Azospirillumبیشترین عملکرد روغن معادل 55/1334 کیلوگرم در هکتار را تولید کرد که نسبت به تیمار شاهد 02/151 درصد افزایش داشت. نتایج تحقیقات محمدورزی و همکاران (2011) نشان می‌دهد استفاده از باکتری‌های محرک رشد تأثیری مثبت بر درصد روغن داشته و سبب افزایش عملکرد روغن شده است. شهاتا و الخاواس (2003) و اکبری و همکاران (2010) نیز نتیجه­ی مشابهی را گزارش کردند.

 

نوع و درصد اسید چرب

   نتایج مربوط به کروماتوگرافی گازی و آنالیز روغن دانه گیاه کلزا در جدول 10 آمده است.

 

 

جدول 7- مقایسه میانگین اثر زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه بر  شاخص‌های رشد گیاهی شامل وزن تر و خشک ریشه، دانه، وزن هزاردانه و وزن تر و خشک کل و درصد روغن دانه کلزا

تیمار

وزن تر ریشه

وزن خشک ریشه

وزن تر دانه

وزن خشک دانه

وزن هزاردانه

وزن تر کل

وزن خشک کل

درصد روغن

پیت

c26/7

c32/1

b23/2

b07/2

a84/0

c41/22

b40/10

f16/41

پرلیت

bc16/9

bc55/1

b61/2

b41/2

a98/0

bc71/24

b29/11

e94/43

باگاس

bc49/9

bc45/1

b62/2

b39/2

a98/0

b20/28

b50/11

de52/44

بایوچار

bc40/9

bc56/1

b44/2

b2/2

a84/0

b19/28

b90/11

f31/41

هیدروچار

bc46/8

bc64/1

b83/2

ab65/2

a78/0

b29/28

b02/12

c-e70/44

خاک­اره

bc76/9

b77/1

b77/2

ab55/2

a78/0

b68/28

b60/11

b-d45

باگاس – پرلیت

bc08/8

bc57/1

b50/2

b29/2

a91/0

bc15/25

b79/11

ab90/45

بایوچار – پرلیت

bc11/8

bc65/1

b71/2

ab5/2

a93/0

bc06/26

b42/11

a36/46

هیدروچار –پرلیت

bc92/8

bc58/1

b57/2

b37/2

a87/0

bc00/26

b25/11

b-d14/45

خاک­اره – پرلیت

bc54/8

bc54/1

b64/2

b45/2

a85/0

bc85/25

b16/11

ab93/45

شاهد

d40/4

d66/0

c16/1

c87/0

a82/0

d68/10

c49/4

e79/43

NPK70

b01/10

bc69/1

b73/2

ab53/2

a82/0

b30/29

b54/11

a58/46

NPK100

a71/12

a26/2

a53/3

a10/3

a91/0

a46/35

a98/14

bc32/45

 

جدول8- اندازه‌گیری درصد اسید چرب روغن دانه در گیاه کلزا

تیمار

اسید پالمتیک (اشباع)

اسید استئاریک (اشباع)    

اسید پالمیتولئیک (غیراشباع)    

اسید اولئیک (غیراشباع)   

اسید لینولئیک (غیراشباع)    

اسید لینولنیک (غیراشباع)

شاهد بدون تلقیح

57/5

45/4

18/0

02/51

31/15

56/6

باگاس -پرلیت

44/5

49/3

14/0

44/53

34/15

57/6

 

 

 

 

با آنالیز کروماتوگرافی گازی، چهار اسیدچرب غیراشباع شامل اسید پالمیتولئیک، اسید اولئیک، اسید لینولئیک و اسید لینولنیک و دو اسیدچرب اشباع شامل اسید پالمتیک و اسید استئاریک در روغن کلزا شناسایی و تعیین شدند. در بین اسیدچرب‌های کلزا، اسید اولئیک و لینولئیک بیشترین درصد را به خود اختصاص دادند (جدول 8).

نتایج آنالیز کروماتوگرافی گازی نشان داد که تیمار باگاس-پرلیت نسبت به شاهد بدون تلقیح سبب افزایش اسیدهای چرب غیراشباع و کاهش اسیدهای چرب اشباع شده است. افزایش اسیدهای چرب غیراشباع نیز باعث افزایش کیفیت روغن کلزا می‌گردد (احمد و عابدین 2000).

نلدا و همکاران (2007)، ترکیب اسیدهای چرب روغن کلزا را از طریق کروماتوگرافی گازی به دست آوردند و نتیجه گرفتند که روغن کلزا حدود 60 درصد اسیدچرب اولئیک، مقدار کمی اسیدچرب اشباع و میزان متوسطی از اسیدچرب غیراشباع نظیر اسیدلینولئیک و اسیدلینولنیک را دارا است.

شش اسید چرب غیراشباع کلزا شامل پالمیتولئیک، اولئیک، لینولئیک، لینولنیک، گادولئیک و اروسیک می­باشد که مهمترین اسید چرب اشباع نشده از لحاظ تغذیه‌ای، اسید لینولئیک است چون این اسید چرب در بدن سنتز نمی­شود و باید از طریق جیره غذایی تأمین گردد. اسید اولئیک از جمله اسیدهای چرب غیر‌اشباع با یک پیوند دوگانه می­باشد که اثرهای آنتی‌‌اکسیدانی آن نیز اثبات شده است (بری و ریولاین 1997). اسید اروسیک برای انسان مضر است. روغن کلزا حاوی کمتر از 2 درصد اسید اروسیک است و از نظر تغذیه­ای مقادیر کم اسید اروسیک مطلوب است (رینارد و مک گریگور 1976).

وطن­دوست و همکاران (2017) گزارش کردند کاربرد باکتری­های محرک رشد باعث افزایش میزان اسید اولئیک و لینولنیک و کاهش اسیدهای چرب پالمتیک و اروسیک گردید. شهاتا و الخاواس (2003) در آفتابگردان و سیدشریفی (2016) در سویا گزارش کردند که باکتری­های محرک رشد موجب کاهش اسیدهای چرب اشباع )پالمیتیک اسید و استئاریک اسید( و افزایش اسیدهای چرب غیراشباع (اسید اولئیک، اسید لینولئیک و اسید لینولنیک) شد. نوشین و همکاران (2013) در کلزا گزارش کردند که باکتری Azospirillum میزان اسید اولئیک و اسید لینولنیک را افزایش داد ولی میزان اسید اروسیک را کاهش داد.

 

 

شکل 1-کروماتوگرافی گازی حاصل از متیل استرهای اسیدهای چرب روغن دانه در تیمار شاهد بدون تلقیح گیاه کلزا

 

شکل 2-  کروماتوگرافی گاز حاصل از متیل استرهای اسیدهای چرب روغن دانه در تیمار باگاس – پرلیت گیاه کلزا

 


نتیجه­گیری

استفاده از باکتری انتروباکتر در قالب فرمولاسیون­های حامل جامد باعث بهبود ویژگی‌های زراعی گیاه کلزا رقم هایولا 308 اعم از  تعداد دانه در بوته، قطر طوقه، ارتفاع بوته، شاخص کلروفیل برگ، حجم ریشه در بوته، وزن تر و خشک شاخساره، ریشه و دانه، وزن خورجین در بوته، وزن هزاردانه در بوته، مقدار روغن و درصد اسیدهای چرب روغن کلزا شد. چون توان باکتری در قالب زادمایه‌های جامد در توسعه اندام هوایی و بهبود شرایط تغذیه­ای اندام هوایی بیشتر از ریشه اهمیت دارد، لذا تیمارهای باکتریایی در تمام پارامترهای اندازه‌گیری شده در مقایسه با تیمار شاهد نتیجه مناسب­تری به‌دست دادند. با این تفاوت که برخی از زادمایه‌های جامد اثرگذاری بهتری داشتند. در پایان با توجه به یافته­های این آزمایش از میان زادمایه‌های جامد انتروباکتر کلوآسه، زادمایه­ی هیدروچار در افزایش زنده­مانی باکتری در مدت ذخیره­سازی و در نهایت اثرهای مفید باکتری بر رشد گیاه و افزایش بیشتر پارامترهای اندازه‌گیری شده بهترین نتیجه را به همراه داشت. تولید هیدروچار کمی مشکل می­باشد اما شاید تهیه بایوچار امکان­پذیرتر باشد با توجه به نتایج به دست آمده حامل­های بایوچار–پرلیت و باگاس – پرلیت هم می­توانند به عنوان حامل مناسب انتروباکتر کلوآسه مورد استفاده قرار گیرند.

References

Abbaszadeh Dahaji P, Asadi Rahmani H, Khavazi K, Soltani Tolarod AA, Akhgar AR and Omidvari M. 2014. Plant growth promoting Fluorescent Pseudomonads effects on growth and development of canola. Soil Management and Sustainable Production. 4(1): 201- 217. (In Persian).
Ahmad A and Abdi MZ, 2000. Effect of sulphur application on lipid, RNA and fatty acid content in developing seeds of rapeseed (Brassica Campestris L.). Plant Sciences, 150: 71-76. (In Persian)
Akbari P, Ghalavand A and Modarres Sanavy SAM. 2010. Effects of different nutrition systems and biofertilizer (PGPR) on phenology period yield and yield components of sunflower (Helianthus annuus L.). 2 (3): 119-134.(In Persian).
Alipour ZT and Sobhanipour A, 2012. The effect of Thiobacillus and Pseudomonas fluorescens inoculation on maize growth and Fe uptake. Annals of Biological Research, 3: 1661-1666.
Asghar HN, Zahir ZA, Arshad M and Khaliq A, 2004. Relationship between in-vitro production of auxins by rhizobacteria and their growth-promoting activities in Brassica juncea L. Biology and Fertility of Soils, 35: 231-237.
Ashfaq Anjum M, Zahir ZA, Arshad M and Ashraf M, 2011. Isolation and screening of rhizobia for auxin biosynthesis and growth promotion of mung bean (Vigna radiata L.) seedlings under axenic conditions. Soil Environment, 30(1): 18-26.
Azadmard Damirchi S. 2013. Food chemistry and decomposition. Publishers Amidi. 476. (In Persian)
Azimzadeh Y and Najafi NA, 2016. Effects of biochar on soil physical, chemical and biological properties. Land Management Journal, 4(2): 161-173. (In Persion)..
Azizi M, Soltani A and Khavari Khorasani S. 2002. Rapeseed (physiology, agriculture, breed and biotechnology). Academic Jihad Publications. (In Persian).
Banchio E, Bogino PC, Zygadlo J and Giordano W, 2008. Plant growth promoting rhizobacteria improve growth and essential oil yield in Organum majorana L. Biochemical Systematics and Ecology, 36: 766-771.
Barzegar Hafshejani Z, Mobli M, Khoshgoftarmanesh Ah and Abedi-Koupai J. 2015.  The effects of adding pumice and bentonite to sawdust substrate on growth and productivity of greenhouse-grown bell pepper.  Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture. 6 (1):77-85. (In Persian).
Bashan Y, 1998. Inoculants of plant growth-promoting bacterial for use in agriculture. Biotechnology Advances, 16(40):729-770.
Bashan Y, De-Bashan LE, Prabhu SR, and Hernandez JP, 2014. Advances in plant growth-promoting bacterial inoculant technology: formulations and practical perspectives. Plant and Soil, 378(1):1–33.
Bashyal LN, 2011. Response of cauliflower to nitrogen fixing biofertilizer and graded levels of nitrogen. Journal of Agriculture and Environmental Sciences, 12: 41-50.
Berry EM, and Rivlin RS, 1997. Dietary fatty acids in the management of diabetes mellitus.  American Journal of Clinical Nutrition, 66 (4): 991-997.
Borham A, Belal E, Metwaly M and El-Gremy Sh, 2017. Phosphate Solubilization by Enterobacter cloacae and its Impact on Growth and Yield of Wheat Plants. Sustainable Agricultural Science, 43(2):89-103.
Dilmaghani M R and Hemmaty S. 2011. Effect of different substrates on nutrients content, yield and quality of strawberry cv. Selva in soilless culture. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture, 2 (3): 1-8. (In Persian).
Egamberdieva D, Reckling M and Wirth S, 2017. Biochar-based Bradyrhizobium inoculum improves growth of lupin (Lupinus angustifolius L.) under drought stress. European Journal of Soil Biology, 78: 38-42.
Ehteshami SMR, Kashani M and Yousefi Rad M. 2014. Effect of Seed inoculation with Pseudomonas and Azotobacter bacteria on quantitative and qualitative yield of two sesame cultivars. Seed Science and Research. 3(3): 47-57. (In Persian).
EsbatyM, akhavansepahy A, Asgharzadeh A and Khosrowshahli M. 2015. Isolation identification and evaluation of Azospirillum inoculation on tomato growth under green- house conditions. Journal of Soil Bioligy, 2(1): 43-54. (In Persian).
Etemadi F, Madah Hosseini S, Dashti H and Akhgar A. 2014. Investigtion of the effect of plant growth promoting rhizobacteria on some growth indices and yield parameters of safflower under different soil salinity levels. Journal of Crop Production and Processing, 4(11): 77- 87. (In Persian).
Fang J, Gao B, Chen J, and Zimmerman AR, 2015. Hydrochars derived from plant biomass under various conditions: Characterization and potential applications and impacts. Chemical Engineering Journal, 267: 253–259.
Ghadamkhani A, Enayatizamir N, Norouzi Masir M. 2017. Effect of plant growth promoting bacteria on soil available iron and its uptake by wheat. Agricultural Science and Sustainable Production. 28(2): 53-64. (In Persian).
Ghasemi Piranlo F, Sarikhani MR and Najafi NA. 2019. Study the Survival of Enterobacter cloacae bacteria in several solid carriers and effect of prepared inoculants on germination and growth of wheat.Agricultural Science And Sustainable Production. 29(3): 168- 180. (In Persian).
Habib AM and Zaghloul SM, 2012. Effect of chemical, organic and bio-fertilization on growth and flowering of Chrysanthemum frutescens plants. Journal of Horticlture Science and Ornamental Plants, 4(2): 186-194.
Hale L, Luth M, Kenney R and Crowley D, 2015. Biochar characteristics relate to its utility as an alternative soil inoculum carrier to peat and vermiculite. Soil Biology and Biochemistry, 81: 228-235.
Hasanzadeh Ghorttapeh A and Javadi H. 2016. Study on the effects of inoculation with biofirtilizers (Azotobacter and Azospirillum) and nitrogen application on oil, yield and yield components of spring canola in West Azerbaijan. Crop Production and Processing, 5 (18) :39-50. (In Persian).
Hojattipor E, Jafari B, Dorostkar M. 2013. The efeect of integration of biological and chemical fertilizers on yield, yield components and growth indexes of wheat. Plant Ecophsiology, 5(15): 63- 48. (In Persian).
Hokmalipour S and Sharifi RS. 2016. Effect of seed inoculation with plant growth promoting rhizobactria on dry matter remobilization of spring barley at different levels of nitrogen and phosphorus fertilizers. Soil Research (Soil and Water Science). 29(4): 407- 425, (In Persian).
Kadivar Sh, Ghavami M, Gharachorloo M, Delkhosh B. 2010.Chemical evaluation of oil extracted from different varieties of colza. Journal of Food Technology and Nutrition, 7(2):81-91. (In Persian).
Kalantari A, Aliasgharzad N, Najafi NA. 2017. Effects of two species of Pseudomonas and nitrogen levels on dry matter, chlorophyll index and N and Zn uptake by spinach plant. Applied Soil Research, 6(1): 62-72. (In Persian).
Kazemi Oskuei B, Bandehagh A, Sarikhani MR and Komatsu S, 2018. Protein profiles underlying the effect of plant growth-promoting rhizobacteria on Canola under osmotic stress. Journal of Plant Growth Regulation, 37:560-574.
Khavarzi K and Rejali F. 2000. Use of inexpensive and local materials as carriers for bradyrhizobium japonicum. Soil and Water  Science, 14(1):36-45. (In Persian).
Khayavi M, Baghaei N and Nosrati S. 2017. Oilseed rape production guidelines.  Ministry of Agriculture Jihad. Zanjan. (In Persian).
Khosravi H. 2015.Application of biofertilizers containing free-living nitrogen fixer micro organisms in agriculture. Land Management. 2(1): 51- 63. (In Persian).
Madhaiyan M, Peng N, Te NS, Hsin C, Lin C, Lin F, Reddy C, Yan H and Ji L, 2013. Improvement of plant growth and seed yield in Jatropha curcas by a novel nitrogen-fixing root associated Enterobacter species. Biotechnology for Biofuels, 6: 1-13.
Malassiotis A, Tanou G, Diamantidis G, Patakas A and Therios L, 2006. Effects of 4-month Fe deficiency exposure on Fe reduction mechanism, photosynthetic gas exchange, chlorophyll fluorescence and antioxidant defense in two peach rootstocks differing in Fe deficiency tolerance. Journal of Plant Physiology, 163: 176-185.
Masood M, Shamsi IH and Khan N, 2003. Impact of row spacing and fertilizer levels (Diammonium phosphate) on yield and yield components of canola. Asian Journal of Plant Sciences, 2 (6): 454-456.
Mohammad Varzi R, Habibi D, Wazan S and Pakzi AR. 2011. Effect of growth stimulant bacteria and nitrogen fertilizer on yield and yield components of sunflowers. 12 page. Fifth National Conference on New Ideas in Agriculture, Islamic Azad University of Khorasgan Branch (Isfahan). Faculty of Agriculture. 27- 28 February. (In Persian). 
Moradi Sh and Sarikhani MR. 2017. Comparison of phosphate dissolution from rock phosphate and tricalcium phosphate sources by some phosphate solving bacteria, Second National Congress on ‘Agricultural Science and Natural Resources Development’. Gorgan. 22 May. (In Persian).
Muhammad N, Dai Z, Xiao K, Meng J, Brookes PC, Liu X and Xu J, 2014. Changes in microbial community structure due to biochars generated from different feedstocks and their relationships with soil chemical properties. Geoderma, 226: 270-278.
Naderifar M, Daneshyan N and Yusefi M. 2012. Effect of nitrogen and biological fertilizer on rapeseed yield. First National Conference on Modern Issues in Agriculture, Islamic Azad University Saveh. (In Persian).
Nelda R, Paz R, Masson L, Ortiz J, Gonzalez K, Tapia K and Dobaganes C, 2007. Effect of a-tocopherol, a-tocotrienol and rosa mosqueta shell extract on the performance of antioxidant-stripped canola oil (Brassica Sp.) at high temperature. Food Chemistry, 104, 383-389.
Nosheen A, Bano A and Ullah F, 2013. The role of plant growth promoting rhizobacteria on oil yield and biodiesel production of Canola (Brassica napus L.). Energy Sources, Part A, 35: 1574-1581.
Olia P, Melboby MA, Yeganegy P and Sharifi M. 2006. Preparation of suitable carrier for phosphate solubilizing bacteria, University of Tehran Jihad, Applied Microbiology Research Group. (In Persian).
Olia P, Salimi H, Melboby MA, Ahmadi AR, Fatemi Z and Alavi M. 2010. Preparation of appropriate carrier for anti-fire blight bacteria. University of Tehran Jahad . Department of Basic Sciences Research.(In Persian).   
Pourebrahimi M, Ehteshami SMR, Khavazi K and Ramezani M. 2014. Evaluate the effect of seed inoculation with Pseudomonas Fluorescens strain 103 and application of phosphorus on nuttients uptake, chlorophyll content and biological yield if two frage barley cultivars, Applied Field Crops Research, 152:104- 159. (In Persian).
Renarid S and McGregor L, 1976. Antithormbogenic effects of erucic acid poor rapeseed oils in the rats. Review of Crops Cross, 23: 393-396.
Roosta H R, Bagheri V, Kian H. 2017. Effect of different planting substrates on vegetative and physiologic characteristics and nutrients content of rose (rosa hybrida var. grandgala) in hydroponic system. Science and Technology of Greenhouse Culture. 7 (4) :27-40. (In Persian). 
Roughley R, 1976. The production of high quality inoculants and their contribution to legume yield. Symbiotic nitrogen fixation in plants, 7: 125-132.
Rousta M, SalehRastin N and MazaherAsadi, 1998. Effect of active Azospirillum lipoferum in some of soils in Iran. Iranian Journal of Crop Sciences, 29: 85-98.
Russo A, Vettori L, Felici C, Fiaschi G, Morini S and Toffanin A, 2008. Enhanced.
Sadeghi S, Heidari GhR, Sohrabi Y. 2015. Effect of biological fertilizer and fertilization management on some growth indices of two maize varieties. Agricultural Science and Sustainable Production .25(3): 43- 60. (In Persian). 
Sarikhani M.R, Oustan S, Ebrahimi M and Aliasgharzad N, 2018. Isolation and identification of potassium-releasing bacteria in soil and assessment of their ability to release potassium for plants. European Journal of Soil Science, 69: 1078-1086.
Sarikhani MR, Ali Asgharzad N and Khooshroo B. 2019. Fectiveness study of phosphate solubilizing bacteria in the formulation of phosphatic microbial fertilizers on Corn. Soil and Water Research. 1(49):71-81. (In Persian). 
Seyed Sharifi R. 2016. Application of biofertilizers and zinc increases yield, nodulation and unsaturated fatty acids of soybean. Zemdirbyste-Agriculture, 103(3): 251-258.
Shehata MM and EL-Khawas S, A. 2003. Effect of two biofertilizers on growth parameters, yield character, nitrogenous components, nucleic acids content, minerals, oil content, protein profiles and DNA banding pattern of sunflower (Helianthus annus L. cv. Vedock) yield. Pakistan Journal of Biologic Sciences, 6: 14. 1257-1268.
Smith RS. 1992. Legume inoculant formulation and application. Canadian Journal of Microbiology, 38(6): 485-492.
Tittabutr P, Payakapong W, Teaumroong N, Singleton PW and Boonkerd N, 2007. Growth, survival and field performance of bradyrhizobial liquid inoculant formulations with polymeric additives. Science Asia, 33(1): 69-77.
Vatan Doost H, Seyed Sharifi R, Farzaneh S and Hasanpanah D. 2017. Grain filling and some fatty acids composition of canola (Brassica napus L.) with application of biofertilizers and irrigation withholding. Agricultural Science and Sustainable Production, 27(4): 23-37. (In Persian).
Wagar A, Shahroona B, ZahiZ Ar and Arshad M, 2004.Inoculation with Acc deaminase containing rhizobacteria for improvming growth and yield of wheat. Pakistan Journal of Agricultural Sciences, 41: 119-124.
Yasari E, Azadgoleh MR, Mozafari S and Alashti M, 2009. Enhancement of growth and nutrient uptake of rapeseed (Brassica napus L.) by applying mineral nutrients and biofertilizers. Pakistan Journal of Biological Science, 12(2): 127-33.
Yasari E, Esmaeli A, Pirdashti AM and Mozafari S, 2008. Azotobacter and Azospirillum inoculants as biofertilizers in canola (Brassica napus L.) cultivation. Asian Journal of Plant Sciences, 7(5): 490-494.
Zabihi HR, Savagebi GR, Khavazi K and Ganjali A. 2009.  Effect of application of Pseudomonas fluorescents on yield and yield components of wheat under different soil salinity levels. Journal of Water and Soil, 23(1): 199- 208. (In Persian).
Zahir AZ, Arshad M and Frankenberger WF, 2002. Plant growth promoting rhizobacteria: Application and perspectives in agriculture. Advances in Agronomy, 81:97-168.
Zaidi SFA, 2003. Inoculation with Bradyrhizobium japonicum and fluorescent Pseudomonas to control Rhizoctonia solani in soybean [Glycine max (L) Merr].Annals-of-Agricultural-Research, 24: 151-153.
JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE AND SUSTAINABLE PRODUCTION
Volume 31, Issue 1
January 2021
Pages 103-123

Files

Share

How to cite

Statistics