Effect of Zeolite and mycorrhiza on some morphological characteristics and yield of maize at different levels of soil phosphorus

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

High chemical fertilizer applications caused many environmental problems particularly contamination of water and soil resources. One of the suitable solutions to prevent these problems and improve the quality of agricultural product, is applying biological fertilizers and mineral soil amendments. This study was carried out to consider the effects of mycorrhizal fungi and zeolite on some morphological and agronomic characteristics of maize (single cross 704) at different levels of phosphate fertilizer at agricultural faculty of Shahrood university. The factorial experiment was performed based on the randomized complete block design (RCBD) with three replications. The experiment factors included mycorrhizal fungi at two levels (with and without), zeolites at two levels (0 and 9 tons per hectare) and triple superphosphate fertilizer at three levels (0, 50 and 100 kg per hectare). The results showed that zeolite and phosphate fertilizer increased the height (25/67%) and stem diameter (13/80 %) of corn plant.  In zeolite with mycorrhizal fungi treatment plant height and LAI increased 24/96%, 11/46% respectively. The 100-seed weight of corn increased in phosphate fertilizer, mycorrhizal fungi treatment. Phosphorus content of corn seed was significantly amplified by mycorrhizal fungi. The interaction of zeolite and mycorrhizal significantly amplified the k content of corn seed. The use of mycorrhizal fungi with zeolite improved the physiological and agronomic characteristics of maize. The results of this experiment can be used in organic and sustainable agricultural systems.

Keywords

References

  1. احتشامی، س.م.ر. آقاعلیخانی، م. چائی­چی، م.ر. و خاوازی، ک. 1387. تأثیر میکروارگانیسم های حل کننده فسفات بر خواص کمی و کیفی ذرت دانه­ای تحت شرایط تنش کم آبی. نهمین همایش علمی- پژوهشی دانشگاه، اسفند 1387، دانشگاه گیلان.
  2. پناهی کرد لاغری، خ. و رائول، د. 1383. بررسی تغییرات فسفر در خاک­های آهکی و آهکی- گچی .دومین کنفرانس ملی دانشجویی منابع آب و خاک، اردیبهشت 1383، دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز.
  3. ثمر بخش، س. 1385 .تأثیر سموم قارچ کش بر کارایی همزیستی سویه­های مختلف قارچ میکوریز آربسکولار با گیاه ذرت. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج.
  4. خاشعی سیوکی، ع. 1385. تأثیر زئولیت طبیعی بر برنامه ریزی آبیاری و عملکرد گیاه ذرت. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس. تهران.
  5. خدابنده، ن1384 غلات. انتشارات دانشگاه تهران، چاپ هشتم، 537 صفحه.
  6. شاه حسینی، ز. غلامی، ا. اصغری، ح.ر. قلی پور، م. و فلاح، ع. 1389. تأثیر قارچ­های میکوریزا آرباسکولار بر روی برخی از شاخص‏های رشد و عملکرد در ذرت تحت شرایط تنش کم آبی. یازدهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران، مرداد 1389، دانشگاه شهید بهشتی، تهران. صفحه 377.
  7. شیرانی راد، ا. مرادی اقدم، ا. طاهرخانی، ت. اسکندری، ک. و نظری گلشن، ا. 1390. ارزیابی واکنش گیاه کلزا به مقادیر نیتروژن و رژیم های رطوبتی در شرایط کاربرد و عدم کاربرد زئولیت. اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی. جلد 3، شماره 4، 306- 296.
  8. صابری، ز. خوشگفتارمنش، ا. مبلی، م. و کلباسی، م. ۱۳۸7 . اثر بستر کشت بدون خاک بر غلظت و جذب عناصر غذایی در گیاه گوجه فرنگی. اولین کنگره ملی فناوری تولید و فرآوری گوجه فرنگی، بهمن 1387، مشهد.
  9. عقدک، پ. مبلی، م. و خوشگفتارمنش، ا. ۱۳۸۸ . اثر بسترهای مختلف کاشت بر ویژگی­های ظاهری و کیفی فلفل دلمه­ای رقم امیلی. اولین کنگره ملی هیدروپونیک و تولیدات گلخانه­ای، تیر 1388، اصفهان.
  10. 10. غلامحسینی، م.ا.  قلاوند، ا. و  جمشیدی، و. 1387. تأثیر رژیم­های آبیاری و تیمارهای کودی بر عملکرد دانه و غلظت عناصر در برگ و دانه آفتابگردان.  فصلنامه پژوهش و سازندگی، جلد 21، شماره 2. 100 - 91.
  11. 11. کاظمیان، ح. و باقری، ف. 1386. زئولیت­ها بستری مطلوب برای کشاورزی پایدار. ششمین همایش سراسری علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر ری.
  12. 12. قهرمانی، ی. حسینی ابری، س.ع. و هانی، ع. 1389. اثرات کاربرد زئولیت به عنوان اصلاح کننده خاک بر بهبود رشد گیاه ذرت و نقش آن برعملکرد و اجزاء عملکرد دانه. همایش ملی مدیریت تنش خشکی و کمبود آب در زراعت، اسفند 1389، ارسنجان.
  13. 13. محمدی، م. مولوی، ح. لیاقت، ع. و پارسی نژاد، م. 1392. اثر کاربرد زئولیت بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت دانه­ای. مجله پژوهش آب در کشاورزی، جلد 27، شماره 1، 75- 61.
  14. . ملکوتی، م. ج. 1375. کشاورزی پایدار و افزایش عملکرد با بهینه سازی کود در ایران. انتشارات نشر آموزش کشاورزی. تهران.
  15. Adediran,  J.A. Taiwo, L.B. Akande, M.O. Sobulo, R.A. and Idowu, O.J. 2004. Application of organic and inorganic fertilizer for sustainable maize and cowpea yields in Nigeria. Journal of Plant Nutrition 27: 1163- 1181.
  16. Allen, E.R. Ming, D.W. and Heninger, D.L. 1995. Modeling Transport kinetics in clinoptilolit – phosphate Rock systems. Soil Science Society of America Journal 59: 248-255.
  17. Barbarick, K.A. Lai, T.M. and  Eberl, D.D. 1990. Exchange Fertilizer Phosphate Rock plus Ammonium Zeolite Effectss on Sorghum-Sudangrass. Soil Science Society of America Journal 54: 911-916.
  18. Bockman, O.C. Kaarstad, O. Lie, O.H. and Richards, I. 1990. Agriculture and Fertilizers. Agricultural Group, Norsk Hydro, 245 pp.
  19. Bolan, N.S. 1991. A critical review on the role of mycorrhizal fungi in the uptake of  phosphorus by plants. Plant and Soil 134: 189-207.
  20. Clark, R.B. and  Zeto, S.K.  2000. Mineral acquisition by arbuscular mycorrhizal plants. Journal of Plant Nutrition 23: 867-902
  21. Colomb, B. kinivy, R. and Debaeke, P.H. 2000. Effect of soil phosphorus on leaf development and senescence dynamics of field - grown maize. Agronomy Journal 25: 428-435.
  22. Dwairi, I.M. 1998. Evaluation of Jordanian zeolite tuff as a controlled slow-release fertilizer for NH4. Environmental Geology 34: 1-4.
  23. Erman, M. Demir, S. Ocak, E. Tüfenkçi, S. Oğuz, F. and Akköprü, A. 2011. Effects of Rhizobium, arbuscular mycorrhiza and whey applications on some properties in chickpea (Cicer arietinum L.) under irrigated and rainfed conditions 1-Yield, yield components, nodulation and AMF colonization. Field Crops Research 122: 14-24.
  24. Fernández, F. Dell’Amico, J.M. Angoa, M.V. and de la Providencia, I.E. 2011. Use of a liquid inoculum of the arbuscular mycorrhizal fungi Glomus hoi in rice plants cultivated in a saline Gleysol: A new alternative to inoculate. Plant Breeding and Crop Science 3(2): 24-33.
  25. Giovannetti, M. and Mosse, B. 1980. An evaluation of techniques for measuring Vesicular-Arbuscular mycorrhizal infection in roots. New Phytologist 84: 489-500
  26. Gruener, J.E. Ming Jr, D.W. Galindo, C. Henderson, K.E.  and Golden, D.C. 2007. Plant productivity and characterization of zeoponic substrates after three successive crops of radish (Raphanus sativus L.). Microporous and Mesoporous Materials 105: 279-284.
  27. Gul, A. Erogǒl, D and Ongun, A.R. 2005. Comparison of the use of zeolite and perlite as substrate for crisp-head lettuce. Scientia Horticulturae 106: 464-471.
  28. Huang, Z.T. and Petrovic, A.M. 1995. Physical properties of sand a affected by clinoptilolite zeolite particle size and quantity. Journal Turfgrass Management 1: 1-15.
  29. Issa, M. Ousounidou, G. Maloupa, H. and Constantinidou, H.A. 2001. Seasonal and diurnal photosynthetic responses of two gerbera cultivars to different substrates and heating systems. Scientia Horticulturae 88: 215-234.
  30. Joner, E.J. and Johansen,  A. 2000. Phosphatase activity of external hyphae of two arbuscular mycorrhizal fungi. Mycological Research 104: 81-86
  31. Kapoor, R. Giri, B. and Mukerji, K.G. 2004. Improved growth and essential oil yield and quality in Foeniculum vulgar Mill on mycorrhizal inoculation supplement with P-fertilizer. Bioresource Technology 93: 307-311
  32. Kochaki, A. Jahan, M. and  Nassiri Mahallti, M. 2008. Effects of arbuscular mycorrhizafungi and free-living nitrogen-fixing bacteria on growth characteristic of corn (Zea mays L.) under organic and conventional cropping systems. 2nd conference of the international society of organic agriculture research (ISOFAR), June 2008, Modona, Italia.
  33. Koide, R.T. and Kabir, Z. 2000. Extraradical hyphae of the mycorrhizal fungus Glomus intraradices can hydrolyse organic phosphate. New Phytologist 148: 511-517.
  34. Laegreid, M. Bockman, O.C. and Kaarstad, E.O. 1999. Agriculture, Fertilizer and, Environment. CABI publishing, Porsgrunn, Norway. 294 pp.
  35. Mehrvarz, S. and Chaichi, M.R. 2008. Effect of phosphate solubilizing microorganisms and phosphorus chemical fertilizer on forage and grain quality of barely (Hordeum vulgare L.). American-Eurasian JournalofAgriculturalandEnvironmentalSciences 3(6): 855-860.
  36. Miller, P. and  Fick, G. 1978. Influence of plant population on performance of corn hybrids. Plant Science 58: 599-600.
  37. Nazari, F. Khoshkhui, M. Eshghi, S and Salehi, H. 2007. Effects of natural zeolite on vegetative, reproductive and physiological characteristics of African marigold (Tagetes erecta L., Queen). Horticulture, Environment, andBiotechnology  8: 241-245.
  38. Ortas, I. 2010. Effect of mycorrhiza application on plant growth and nutrient uptake in cucumber production under field conditions. Spanish Journal of Agricultural Research 8:116-122.
  39. Ortus, I. and Harris, P.J. 1996. Enhancment uptak of phosphorus by mycorrhizal sorgohum plant as in fluenced by forms of nitrogen. Plant and Soil 184:225-264
  40. Peterso, R.L. and  Massicotte, H.B. 2004. Exploring structural definitions of mycorrhizas, with emphasis on nutrient-exchange interfaces. Canadian Journal of Botany 82: 1074-1088.
  41. Phillips J.M., and Hayman D.S. 1970. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection.  Transactions of the BritishMycological Society  55: 158-161.
  42. Polat, E. Karaca. M. Demir, H. and Naci Onus, A. 2004. Use of natural zeolita (clinoptilolite) in agriculture. Fruit and Ornamental Plant Research 12 :183-189.
  43. Rotor, A.V. and  Delima, P.C. 2010. Mycorrizal association , N fertilization and  biocide application on efficacy 0f  BIO-N on corn  (Zea Mays L.)  growth and productivity. International Scientific Research 2 (3): 267-290.
  44. Richardson, A.E. George, T.S. Jakobsen, I. and  Simpson, R.J. 2007. Plant utilization of inositol phosphates. In: Turner, B.L, Richardson, A.E, Mullaney, E.J. (eds) Inositol phosphates: linking agriculture and the environment. CAB International, Oxford shire, 242-260.
  45. Sample, E.C. Soper, R.J. and  Recz, G.J. 1980. Reactions of phosphate fertilizers in soils. In Khasawneh, F.E. Sample E.C. and Kamprath, E.J. (eds) The role of  phosphorus in agriculture. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, USA, 263-310 pp.
  46. Schubert, A. and Hayman, D.S. 1986. Plant Growth responses to vesicular- arbuscular mycorrhiza. XVI. Effectiveness of different endophytes at different levels of soil phosphate. New Phytologist 103: 79-90. 
  47. Sharda Waman, M.K. and Bernard Felinov, R. 2009. Studies on effects of arbuscular mycorrhizal (Am) fungi on mineral nutrition of Carica papaya L. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 37: 183-186.
  48. Sharma, A.K. 2002. Biofertilizers for sustainable agriculture. Agrobios, India, 407 page.
  49. Shaw, J.W. and Andrews, R. 2001. Cation exchange capacity affects greens truf growth. Golf Course Management 69 (3): 73-77.
  50. Shenoy, V.V. and  Kalagudi, G.M. 2005. Enhancing plant phosphorus use efficiency for sustainable cropping. Biotechnology Advances 23: 501-513.
  51. Smith, S.E. and Read, D.J. 2008. Mycorrhizal symbiosis. Academic Press, New York, 787 pp.
  52. Smith, S.E., Smith, F.A. and Jacobsen, I. 2003. Mycorrhizal fungi can dominate phosphate supply to plant irrespective of growth responses. Plant Physiology 133: 16–20.
  53. Stancheva, I. Geneva, M. Zehirov, G. Tsvetkova, G. Hristozkova, M. and Georgiev, G. 2006. Effects of combined inoculation of pea plants with arbuscular mycorrhizal fungi and Rhizobium on nodule formation and nitrogen fixing activity. GeneralandApplied Plant Physiology 4: 61-66.
  54. Tarafdar, C. and Marschner, H. 1994. Phosphate activity in the rizosphere and hyphosphere of VA mycorrhizaal wheat supplied with inorganic. Soil Biology and Biochemistry 26: 387- 395.
  55. Turk, M.A. Assaf, T.A. Hameed, K.M. and Tawaha, A.M. 2006. Significance of Mycorrhizae. World Journal of Agricultural Science 2:16-20.
  56. Vessey, J.K. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizer. Plant and Soil 255: 571 -586.
  57. Zuccarini, P. 2007. Mycorrhizal infection ameliorates chlorophyll content and nutrient uptake of lettuce exposed to saline irrigation. Plant Soil and Environment 53: 283-289.
  58. Zeidan, M.S. 2007. Effect of organic manure and phosphorus fertilizers on growth, yield and quality of lentil plants in sandy soil. Agriculture and Biological Sciences 3(6): 748-752.
Journal of Sol Biology
Volume 4, Issue 1
August 2016
Pages 39-52

Files

Share

How to cite

Statistics