تاثیر همزیستی قارچ Piriformospora indica بر رشد و شاخص های فیزیولوژیک گیاهچه های ذرت (Zea mays L.) در معرض ذرات میکروپلاستیک و تنش کمبود آب

مقدمه: آلودگی اراضی زراعی به ذرات میکروپلاستیک یکی از مشکلات مهم زیست محیطی است که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. تجزیه مالچ ها و تجهیزات پلاستیکی مورد استفاده در سیستم های آبیاری، مصرف کودهای مبتنی بر لجن حاصل از تصفیه پس آب، آب آبیاری آلوده و مجاورت مزارع با جاده های پرتردد، از جمله مهم ترین عوامل آلودگی زمین های کشاورزی به ذرات پلاستیک هستند. حضور میکروپلاستیک ها با اندازه ذرات ۱۰۰ نانومتر تا پنج میلی متر در خاک، سبب سایش سطح ریشه گیاهان می شود و هر چه اندازه این ذرات بزرگ تر باشد، آسیب فیزیکی وارده به ریشه بیش تر خواهد بود. از سوی دیگر، تنش خشکی به ویژه در اثر تغییرات اقلیمی، به عنوان یکی از مهم ترین عوامل محدود کننده تولید گیاهان زراعی، به طور نگران کننده ای در حال افزایش است. از این رو، پژوهش حاضر اجرا شد که هدف از آن، بررسی امکان استفاده از پتانسیل زیستی قارچ Piriformospora indica در جهت کاهش اثرات منفی تنش ناشی از ذرات میکروپلاستیک پلی وینیل کلراید (PVC) و تنش کمبود آب در گیاه ذرت بود.مواد و روش ها: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار در سال ۱۴۰۲ در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه بوعلی سینا همدان اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل افزودن سه غلظت میکروپلاستیک پلی وینیل کلراید به خاک (صفر، ۰.۱ و یک درصد)، قارچ P. indica در دو سطح (تلقیح و عدم تلقیح) و تنش کمبود آب در سه سطح (آبیاری کامل و آبیاری در ۷۵ و ۵۰ درصد ظرفیت زراعی به ترتیب به عنوان بدون تنش، تنش متوسط و تنش شدید) بودند. بذرهای ذرت رقم طه پس از جوانه زنی، با قارچ P. indica تلقیح و در گلدان هایی با ظرفیت سه کیلوگرم خاک کشت و در گلخانه قرار داده شدند. تنش کمبود آب ۱۴ روز پس از کاشت اعمال شد. یک ماه پس از کاشت، پارامترهای فتوسنتزی و محتوای رطوبت نسبی برگ اندازه گیری و سپس گیاهان برداشت شدند و ریشه گیاهان به منظور تعیین درصد کلونیزاسیون در زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفت. محتوای پرولین، محتوای کلروفیل کل و ماده خشک گیاهان نیز اندازه گیری شد.یافته های تحقیق: نتایج نشان داد که افزودن یک درصد میکروپلاستیک به خاک مشابه تنش کمبود آب، محتوای رطوبت نسبی برگ، محتوای کلروفیل کل، شاخص های فتوسنتزی و ماده خشک اندام هوایی گیاهچه های ذرت را به طور معنی داری کاهش داد. اگرچه درصد کلونیزاسیون ریشه گیاهچه های ذرت توسط قارچ P. indica بر اثر افزودن یک درصد میکروپلاستیک به خاک و همچنین به دنبال کاهش رطوبت خاک به ۷۵ و ۵۰ درصد ظرفیت مزرعه به ترتیب ۱۶.۹، ۳۰.۹ و ۴۷.۱ درصد نسبت به شاهد کاهش یافت، اما تاثیر مثبت قارچ بر رشد و پارامترهای مورد بررسی در این شرایط همچنان مشهود بود، به طوری که محتوای رطوبت نسبی، محتوای کلروفیل، سرعت فتوسنتز خالص و وزن خشک اندام های هوایی گیاهان تلقیح شده با قارچ تحت شرایط بالاترین سطح تنش کمبود آب و در حضور یک درصد میکروپلاستیک، به ترتیب (۸.۲ و ۹)، (۲۰.۵ و ۲۷)، (۱۷.۹ و ۱۷.۸) و (۴۳.۵ و ۴۶.۸) درصد بیش تر از گیاهان تلقیح نشده بود. علاوه بر این، محتوای پرولین گیاهان نیز در حضور قارچ به طور معنی داری افزایش یافت.نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که حضور قارچ P. indica موجب افزایش رشد و بهبود پارامترهای فتوسنتزی گیاهچه های ذرت تحت شرایط تنش کمبود آب و ذرات میکروپلاستیک شد. به این ترتیب، استفاده از این قارچ به منظور تعدیل اثرات منفی تنش های مذکور می تواند مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

پلی وینیل کلراید ، رطوبت نسبی برگ ، قارچ اندوفیت ، کلونیزه شدن ریشه ، محتوای پرولین ، محتوای کلروفیل