نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

بررسی اثر میکوریزا بر رشد، تغذیه فسفر و تولید زیست‌توده در آویشن باغی و آویشن شیرازی در شرایط تنش خشکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان.
2 دانشیار گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان.
3 گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
10.22125/iwe.2023.405514.1730
چکیده
پاسخ گیاهان آویشن باغی و شیرازی به تلقیح با قارچ میکوریزا (تلقیح و عدم تلقیح با Funneliformis mosseae) در سطوح آبیاری مختلف (آبیاری 100% ظرفیت زراعی (نرمال بدون تنش)؛ آبیاری 75% ظرفیت زراعی (تنش متوسط)؛ آبیاری 50% ظرفیت زراعی (تنش شدید)؛ در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تلقیح با میکوریزا منجر به بهبود 100 درصدی حجم ریشه، 159 درصدی وزن خشک ریشه، 77 و 96 درصدی وزن تر و خشک اندام هوایی و 98 درصدی کارایی مصرف آب در شرایط نرمال آبیاری و در برخی موارد در شرایط تنش ملایم شد. نتایج حاصل از ارزیابی کارایی تلقیح میکوریزا در شرایط آبیاری مختلف نیز نشان داد که اثربخشی تلقیح میکوریزا با افزایش شدت تنش به طور چشم‌گیری کاهش یافت. محتوای فسفر اندام هوایی آویشن باغی و شیرازی با اعمال تنش خشکی کاهش یافت. علاوه براین، تلقیح با میکوریزا محتوای فسفر ریشه را 14 درصد در آویشن باغی افزایش داد. در آویشن شیرازی، درصد فسفر در شرایط تنش شدید و تلقیح با میکوریزا 63 درصد نسبت به عدم تلقیح افزایش یافت. در حالی که در آویشن باغی جذب فسفر ریشه 170 درصد در شرایط نرمال و تنش ملایم توسط تلقیح میکوریزایی بهبود یافت، در شرایط تنش شدید، تلقیح با میکوریزا کارایی لازم را جهت بهبود جذب فسفر نداشت. این در حالی بود که در آویشن شیرازی، در شرایط اعمال 75 و 50 درصد ظرفیت زراعی، به‌ترتیب جذب فسفر 75 و 215 درصد توسط تلقیح میکوریزا بهبود یافت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating the effect of mycorrhiza on growth, phosphorus nutrition, and biomass production in Thymus vulgaris and Zataria multiflora under drought stress conditions

نویسندگان English

Sakineh Sheikhpoor 1
Enayatollah Tohidi-Nejad 2
Jalal Ghanbari 3
1 MSc Student in Agronomy- Crop Ecology, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran.
2 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran.
3 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran
چکیده English

The response of Thymus vulgaris and Zataria multiflora to mycorrhiza fungus inoculation (inoculation and non-inoculation with Funneliformis mosseae) at different irrigation levels (irrigation 100% of field capacity (100% FC, control or no stress); 75% FC (moderate stress); and 50% FC (severe stress); was investigated in greenhouse conditions. The results showed that inoculation with mycorrhiza led to improvement of root volume by 100%, root dry weight by 159%, shoot fresh and dry weight by 77% and 96%, and water use efficiency by 98% under 100% FC and in some cases under 75% FC. The results of evaluating the mycorrhizal inoculation effect in different irrigation conditions, also showed that the effectiveness of mycorrhizal inoculation decreased dramatically with increase in stress intensity. Phosphorus (P) content of the shoot of T. vulgaris and Z. multiflora decreased with drought stress application. In addition, mycorrhizae inoculation increased root P content by 14% in T. vulgaris. In Z. multiflora, inoculation with mycorrhizal improved P content by 63% compared with non-inoculation under severe stress. While in T. vulgaris, root P uptake was improved (170%) by mycorrhizal inoculation under normal and mild stress conditions, mycorrhizal inoculation did not show the efficiency to improve P uptake under severe stress condition. Meanwhile, in Z. multiflora, P uptake was improved by 75% and 215%, respectively in mycorrhizal inoculation under 75% and 50% FC. This can be one of the most important reasons for reducing the shoot to root ratio by mycorrhizal inoculation under severe stress conditions.

کلیدواژه‌ها English

Limited irrigation
mycorrhizal inoculation
phosphorus uptake
water use efficiency
بابایی، ک.، م. امینی دهقی، س. ع. مدرس ثانوی و ر. جباری. 1389. اثر تنش خشکی بر صفات مورفولوژیک، میزان پرولین و درصد تیمول در آویشن (Thymus vulgaris L.). تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 26(2): 251-239.
زرین ترنج، ع. ا.، غ. خواجویی نژاد و ج. قنبری. 1402. بررسی فتوسنتز، رشد و کارایی مصرف آب گیاه شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra L.) تحت تأثیر پرایمینگ با جیبرلیک اسید و تلقیح با میکوریزا در شرایط کم‌آبیاری. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 52: 347-367.
علیزاده، ا. 1390. رابطه آب و خاک و گیاه (ویرایش سوم). انتشارات دانشگاه امام رضا (ع). چاپ سیزدهم. 616 ص.
 
Ahanger, M.A., A. Hashem, E.F. Abd-Allah and P.Ahmad. 2014. Arbuscular Mycorrhiza in Crop Improvement under Environmental Stress. In P. Ahmad and S. Rasool (Eds.), Emerging Technologies and Management of Crop Stress Tolerance (pp. 69–95). San Diego: Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800875-1.00003-X
Alavi-Samani, S.M., M.A. Kachouei and A.G. Pirbalouti. 2015. Growth, yield, chemical composition, and antioxidant activity of essential oils from two thyme species under foliar application of jasmonic acid and water deficit conditions. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 56: 411–420. https://doi.org/10.1007/s13580-015-0117-y
Amani Machiani, M., A. Javanmard, M.R. Morshedloo, A. Aghaee and F. Maggi. 2021. Funneliformis mosseae inoculation under water deficit stress improves the yield and phytochemical characteristics of thyme in intercropping with soybean. Scientific Reports, 11(1): 15279. https://doi.org/10.1038/s41598-021-94681-9
Amiri, R., A. Nikbakht and N. Etemadi. 2015. Alleviation of drought stress on rose geranium [Pelargonium graveolens (L.) Herit.] in terms of antioxidant activity and secondary metabolites by mycorrhizal inoculation. Scientia Horticulturae, 197: 373–380. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.09.062
Arpanahi, A.A. and M. Feizian. 2019. Arbuscular mycorrhizae alleviate mild to moderate water stress and improve essential oil yield in thyme. Rhizosphere, 9: 93–96. https://doi.org/10.1016/j.rhisph.2018.10.003
Asrar, A.-W.A. and K. M. Elhindi. 2011. Alleviation of drought stress of marigold (Tagetes erecta) plants by using arbuscular mycorrhizal fungi. Saudi Journal of Biological Sciences, 18(1): 93–98. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2010.06.007
Attarzadeh, M., H. Balouchi, M. Rajaie, M. Movahhedi Dehnavi and A. Salehi. 2019. Improvement of Echinacea purpurea performance by integration of phosphorus with soil microorganisms under different irrigation regimes. Agricultural Water Management, 221: 238–247. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.04.022
Bahreininejad, B., J. Razmjou and M. Mirza. 2013. Influence of water stress on morpho-physiological and phytochemical traits in Thymus daenensis. International Journal of Plant Production, 7(1): 151-166. https://doi.org/10.22069/ijpp.2012.927
Bardi, L. and E. Malusà. 2012. Drought and nutritional stresses in plant: alleviating role of rhizospheric microorganisms. In Abiotic stress: New research (pp. 1–57). Nova Science Publishers Inc, Hauppauge.
Begum, N., C. Qin, M.A. Ahanger, S. Raza, M.I. Khan, M. Ashraf, … L. Zhang. 2019. Role of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Plant Growth Regulation: Implications in Abiotic Stress Tolerance. Frontiers in Plant Science, 10: 1–15. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01068
Bethlenfalvay, G.J., M.S. Brown, R.N. Ames and R. S. Thomas. 1988. Effects of drought on host and endophyte development in mycorrhizal soybeans in relation to water use and phosphate uptake. Physiologia Plantarum, 72(3): 565–571.
Ghanbari, J. and G. Khajoei-Nejad. 2022. Relationships between growth indices, dry matter production, and nutrient use efficiency in saffron: Integrative effect of mycorrhizal inoculation and nutrient resources. Journal of Plant Nutrition, 45(14): 2077–2095. https://doi.org/10.1080/01904167.2022.2063138
Ghanbarzadeh, Z., S. Mohsenzadeh, V. Rowshan and M. Zarei. 2020. Mitigation of water deficit stress in Dracocephalum moldavica by symbiotic association with soil microorganisms. Scientia Horticulturae, 272: 109549.
Gheisari Zardak, S., M. Movahhedi Dehnavi, A. Salehi and M. Gholamhoseini. 2017. Responses of field grown fennel (Foeniculum vulgare Mill.) to different mycorrhiza species under varying intensities of drought stress. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 5: 16–25. https://doi.org/10.1016/j.jarmap.2016.09.004
Gholamhoseini, M., A. Ghalavand, A. Dolatabadian, E. Jamshidi and A. Khodaei-Joghan. 2013. Effects of arbuscular mycorrhizal inoculation on growth, yield, nutrient uptake and irrigation water productivity of sunflowers grown under drought stress. Agricultural Water Management, 117: 106–114. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2012.11.007
Kim, Y.-C., B.R. Glick, Y. Bashan and C.-M. Ryu. 2012. Enhancement of plant drought tolerance by microbes. In Plant responses to drought stress (pp. 383–413). Springer.
Kuete, V. 2017. Thymus vulgaris. Medicinal spices and vegetables from Africa, pp. 599-609.
Langeroodi, A. R. S., Osipitan, O. A., Radicetti, E., and Mancinelli, R. 2020. To what extent arbuscular mycorrhiza can protect chicory (Cichorium intybus L.) against drought stress. Scientia Horticulturae, 263: 109109. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.109109
Mills, H.A., J.B. Jones and J. Benton. 1996. Plant analysis handbook II.
Pirzad, A. and S. Mohammadzadeh. 2018. Water use efficiency of three mycorrhizal Lamiaceae species (Lavandula officinalis, Rosmarinus officinalis and Thymus vulgaris). Agricultural Water Management, 204: 1–10. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.03.020
Ruiz-Lozano, J.M., M. Gómez and R. Azcón. 1995. Influence of different Glomus species on the time-course of physiological plant responses of lettuce to progressive drought stress periods. Plant Science, 110(1): 37–44.
Sajed, H., A. Sahebkar and M. Iranshahi. 2013. Zataria multiflora Boiss. (Shirazi thyme)—An ancient condiment with modern pharmaceutical uses. Journal of Ethnopharmacology, 145(3): 686–698. https://doi.org/10.1016/j.jep.2012.12.018
Tarraf, W., C. Ruta, F. De Cillis, A. Tagarelli, L. Tedone and G. De Mastro. 2015. Effects of mycorrhiza on growth and essential oil production in selected aromatic plants. Italian Journal of Agronomy, 10(3): 160–162.
Tohidi, B., M. Rahimmalek and H. Trindade. 2019. Review on essential oil, extracts composition, molecular and phytochemical properties of Thymus species in Iran. Industrial Crops and Products, 134: 89–99. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.02.038