Effect of plant growth promoting bacteria and Mycorrhizal fungi on growth and yield of wheat under dryland conditions

Document Type : Research Paper

Authors

1 Ph.D in Agronomy, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran

2 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran

3 Associate Professor., Soil and Water Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization

Abstract

In order to study the growth and yield of wheat under dryland conditions, an experiment was carried out in factorial arrangement using randomized complete block design with three replications at Agricultural Research Station of Ilam University during 2013-2014 cropping season. Experimental factors consisted of two wheat cultivars (Keras­Sablan and Saji), chemical and biofertilizers. Treatments include 1- without application of phosphorous fertilizer, 2-full use of  recommended  phosphorous, 3- pseudomonas putida, 4- Fuuneliformis mosseae, 5- pseudomonas putida+ Fuuneliformis mosseae, 6- pseudomonas putida + Fuuneliformis mosseae + 1/2 use of  recommended phosphorous, 7- pseudomonas putida+1/2 use of recommended phosphorous and 8- Fuuneliformis mosseae+1/2 use of recommended phosphorous. Results indicated that wheat cultivars and  fertilizer treatments had significant effect on spike dry weight, stem dry weight, chlorophyll a and b contents, dry weight and root length, nitrogen, phosphorus, potassium, period of grain filling, grain filling rate, dry matter remobilization and current photosynthesis. Saji cultivar had the highest grain filling rate, dry matter remobilization and current photosynthesis. Biofertilizer treatments had positive effect on period of grain filling, grain filling rate, dry matter remobilization and current photosynthesis under dryland conditions. 1/2 use of  recommended phosphorous +Mycorrhiza fungi treatment had the highest period of grain filling, grain filling rate, dry matter remobilization, current photosynthesis, chlorophyll a and b contents, dry weight and root length, nitrogen, phosphorus and  potassium. Therefore with regard to the fact that cultivation of wheat in dryland conditions is facing the terminal stresses such as drought and heat, the integration use of Saji cultivar along with fertilizer treatment of Fuuneliformis mosseae+1/2 use of recommended phosphorous due to high chlorophyll content, nutritious elements, rate and duration of grain filling and current photosynthesis can be effective for improving the wheat grain yield. 

Keywords

References

  1. آزادی، ص.، س.ع. سیادت، ر. ناصری، ع. سلیمانی­فرد و ا. میرزایی. 1392. کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژنه در ارقام گندم دوروم. مجله علمی پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی،  7 (2): 129-146.
  2. امامی، ا. 1375. روش­های آنالیز گیاهی، انتشارات تهران، 231 صفحه.
  3. باغبان طبیعت، س و م. رسولی صدقیانی. 1391. بررسی کارآیی جذب و مصرف روی در ارقام مختلف گندم در شرایط گلخانه­ای، علوم و فنون کشت گلخانه­ای. 3 (10)، 17-31.
  4. بحرانی، ع و ز. طهماسبی­سروستانی. 1385. اثر میزان و زمان مصرف نیتروژن بر عملکرد، اجزاء عملکرد و کاراییانتقال مجدد ماده خشک و نیتروژن در دو رقم گندم زمستانه. مجله علوم کشاورزی. 12 (2): 1263-1271.
  5. حق بهاری، م و ر. سید شریفی. 1392. تاثیر تلقیح بذر با باکتری­های افزاینده  (PGPR) رشد بر عملکرد، سرعت و طول دوره پرشدن دانه گندم در سطوح مختلف شوری خاک. مجله تنش­های محیطی در علوم زراعی. 6 (1): 65-75.
  6. حیدری سیاه خلکی، م.ص. ر. سید شریفی، م. صدقی. 1391. تأثیر تلقیح بذر با باکتری­های محرک رشد (PGPR)  و زمان مصرف کود نیتروژن بر عملکرد، سرعت و طول دوره پر شدن دانه گندم. مجله علوم و تکنولوژی بذر. 2 (3): 64-78.
  7. خسروجردی، م.، ش. شاهسونی، م. قلیپور، م و ح.ر. اصغری. 1392. تأثیر تلقیح باکتری ریزوبیوم و قارچ میکوریزای بر جذب برخی عناصر معدنی توسط نخود در سطوح مختلف کود سولفات آهن، نشریه تولید گیاهان زراعی، 6 (3)، 71-87.
  8. خسروی، ع. ر. سیدشریفی و ع.ا. ایمانی . 1393. تأثیر تلقیح بذر با ازتوباکتر و سودوموناس و زمان مصرف کود نیتروژنه بر عملکرد، کارایی مصرف کود و سرعت پر شدن دانة آفتابگردان. به زراعی کشاورزی.  16 (1): 139-155.
  9. خزاعی، ح.ر.، ش. ریاحی نیا و ح.ر. عشقی زاده. 1393. تأثیر تنش رطوبتی بر توزیع و گسترش ریشه و بخش هوایی چهار ژنوتیپ تریتیکاله (Triticosecale wittimack). نشریه پژوهش­های زراعی ایران،417-426،1393.
  10. خیری­زاده آروق، ی.، ر. سیدشریفی، م. و.  صدقی و م. برمکی. 1394. اثر کودهای زیستی و نانواکسید روی بر فرآیند انتقال­مجدد و برخی شاخص­های رشدی تریتیکاله در شرایط ­محدودیت آبی. فیزیولوژی­گیاهان­زراعی. 7 (21): 37-55.
  11. رضاپور کویشاهی، ط.، ،م.ح.  انصاری  و م.  مصطفوی راد . 1394. اثر برخی سویه­های باکتری حل کنندۀ فسفات بر عملکرد و خصوصیات زراعی مهم لوبیای محلی (Phaseolus vulgaris L.) گیلان در مقادیر مختلف کود فسفره. به زراعی کشاورزی. 17 (3): 801-814.
  12. ساجدی، ن.ع و ف. رجالی. 1390. تأثیر تنش خشکی، کاربرد روی و تلقیح میکوریز بر جذب عناصر کم مصرف در ذرت. مجله پژوهشهای خاک. 25 (2): 83-92.
  13. سپهری، م.، ن. صالح راستین، ق. حسینی سالکده و م. خیام نکویی. 1388. بررسی تأثیر قارچ اندوفیت Piriformospora indica بر بهبود رشد و افزایش مقاومت گیاه جو Hordeum vulgare L. به تنش شوری. مرتع. 3 (3): 508-518.
  14. سید شریفی، ر. و ح. نظرلی. 1392. تأثیر پرایمینگ بذر با باکتری­های محرک رشد PGPR بر عملکرد دانه، کارایی مصرف کود  و انتقال ماده مجدد ماده خشک آفتابگردان در سطوح مختلف کود نیتروژنه. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار. 23 (3): 27-45.
  15. علوی­فاضل، م. 1394. ارزیابی میزان انتقال مجدد به دانه ژنوتیپ­های گندم نان و دوروم در واکنش به مقادیر نیتروژن. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی. 7 (21): 5-18.
  16. قربانپور، م.، ن.  حسینی، م. خدایی­مطلق و م.  سلگی. 1393. تأثیر تلقیح باکتری­های ریزوسفری سودومونادس بر رشد، کمیت و کیفیت اسانس گیاه دارویی مریم گلی (Salvia officinalis L.). فصلنامه گیاهان دارویی. 13 (4): 89-100.
  17. مجدی، م.، م.ر.  جلال کمال، م. اسماعیل زاده مقدم، د. ارادتمند اصلی، ف.ف. مرادی و س. طهماسبی. 1390. ارزیابی خصوصیات زراعی و محتوای کربوهیدرات­های محلول ساقه در ژنوتیپ­های گندم بهاره در شرایط تنش خشکی انتهایی فصل.مجله علوم زراعی ایران. 13 (2): 299-309. 
  18. مدحج، ع.، ی.  امام، و ا .آینه­بند، 1390. اثر سطوح نیتروژن بر میزان محدودیت مبداء و الگوی توزیع مواد فتوسنتزیبه دانه­ی ژنوتیپ­های گندم در شرایط تنش گرمای پایان فصل، نشریه پژوهشهای زراعی ایران. 9 (3): 474-485.
  19. مرادی، م.، س.ع،  سیادت، ک. خاوازی، ر. ناصری، ع. ملکی و ا. میرزایی. ا. 1390. اثر کاربرد کود زیستی و شیمیایی فسفر بر صفات کمی و کیفی گندم بهاره. نشریه علمی-پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی و علف هرز. 5 (18): 66-51.
  20. میرطاهری، س.م.، س.ع. سیادت، م.ص. نجفی، ق. فتحی و خ. عالمی سعید ، 1389. اثر تنش خشکی بر انتقال مجدد ماده خشک در پنج رقم گندم نان. نشریه پژوهشهای زراعی ایران. 8 (2): 308-314.
  21. ناصری ر، م، براری م ج، زارع،  ک. خاوازی و ز. طهماسبی. 1395. اثر باکتری­های افزاینده رشد و قارچ میکوریزا بر صفات مهم زراعی دو رقم گندم در شرایط دیم. بوم شناسی کشاورزی. در دست چاپ.
  22. Almas, Z., and K. Saghir. 2005. Interactive effect of rhizotrophic microorganisms on growth, yield and nutrient uptake of wheat. Canadian Journal of Microbiology.28: 2079-2092.
  23. Arnon, A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal.  23: 112-121.
  24. Asrar, A.W.A and K.M. Elhindi. 2011. Alleviation of drought stress of marigold (Tagetes erecta) plants by using arbuscular mycorrhizal fungi. SaudiJournal of Biological Science. 18:93–98.
  25. Asrar, A.A., G.M.Abdel-Fattah, K.M. Elhindi. 2012. Improving growth, flower yield, and water relations of snapdragon (Antirhinum majus L.) plants grown under well-watered and water stress conditions using arbuscular mycorrhizal fungi.Photosynthetica. 50 (2):305–316.
  26. nerjee, M., R.L.Yesmin and J.L.Vessey. 2006. Plant-growth- promoting rhizobacteria as biofertilizers and biopesticides. pp. 137-181. In: Handbook of microbial biofertilizers. Ed., Rai, M., K., Food Production Press, U.S.A.
  27. Ehdaie B., G.A.Alloush and J.G.Waines. 2008. Genotypic variation in linear rate of grain growth and contribution of stem reserve to grain yield in wheat. Field Crops Research. 106: 34-43.
  28. ria, NK and V.C. Baligar .2005. Enhancing nitrogen use efficiency in crop plants. Advance Agronomy. 88: 97-185.
  29. Hokmalipour S and M. Hamele-Darbandi.  2011. Investigation of Nitrogen Fertilizer Levels on Dry Matter Remobilization of Some Varieties of Corn (Zea mays L). World Applied Sciences Journal. 12 (6): 862-870.
  30. Heidari, M and A. Olpayegani. 2011. Effects of water stress and inoculation with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on antioxidant status and photosynthetic pigments in basil (Ocimum basilicum L.). Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 23, 1-5.
  31. Huixing, S. 2005.  Effects of VAM on host plant in the condition of drought stress and its mechanisms. Electronic Journal of Biology. 1:44–48.
  32. Kaur, R., T.S. Bains, H. Bindumadhava and H. Nayyar. 2015. Responses of mungbean (Vigna radiata L.) genotypes to heat stress: Effects on reproductive biology, leaf function and yield traits. Scientia Horticulturae. http://dx.doi.org/10.1016/j.scienta.2015.10.015.
  33. Khalvati, M.A., A. Mozafar and V. Schmidhalter. 2005. Quantification of water uptake by arbuscular mycorrhizal hyphae and its significance for leaf growth water relations and gas exchange of barley subjected to drought stress. Plant Biology Stuttgart. 7 (6): 706-712.
  34. Madani, A., A.  Shirani Rad, A. Pazoki, Gh. Nourmohammadi and R. Zarghami. 2010. Wheat (Triticum aestivum L.) grain filling and dry matter partitioning responses to source:sink modifications under postanthesis water and nitrogen deficiency. Acta Scientiarum. Agronomy 32 (1): 145-151.
  35. Manoharan, P., M. Pandi, V. Shanmugaiah, S. Gomathinayagam and N. Balasubramanian. 2008. Effect of vesicular arbuscular mycorrhizal fungus on the physiology and biochemical changes of five different tree seedlings grown under nursery conditions. African journal of biotechnology. 7 (19): 3431-3436.
  36. Minocha, R., W.C .Shortel, S.L. Longand, S.C. Minocha. 1994. A rapid Reliable procedure for extraction of cellular polyamines and inorganic ions form plant tissues. Plant Growth Regulation. 13: 187-193.
  37. Moucheshi, A., M.T. Heidari, B. Assad. 2012.  Alleviation of drought stress effects on wheat using arbuscular mycorrhizal symbiosis. International Journal of Agricultural Science. 2:35–47.
  38. Padmavathi, P., and P. Lakshmamma. 2001. Optimizing irrigation in relation to phosphorus nutrition in safflower (Carthamus tinctorius L.). Sesame and Safflower Newsletter 16: 105-108.
  39. Plauta, Z., Z.J. Butowb, C. S. Blumenthalb and C. W. Wrigley. 2004. Transport of dry matter into developing wheat kernels and its contribution to grain yield under post-anthesis water deficit and elevated temperature. Field Crops Research. 86: 185–198.
  40. udresh, D.L., M.K. Shivaprakash and R.D. Prasad. 2005. Effect of combined application of Rhizobium, phosphate solubilizing bacterium and Trichoderma spp. on growth, nutrient uptake and yield of chickpea (Cicer aritenium L.). Applied Soil Ecology. 28: 139-146.
  41. Saghafi, K., J. Ahmadi, A. Asgharzadeh and S. bakhtiari. 2013. The effect of microbial inoculants on physiological responses of two wheat cultivars under salt stress. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 1 (4): 421-431.
  42. Serraj, R., L. Krishnamurty, J. Kashiwagi, J.K. Kumar, S. Chandra and J.H. Crouch. 2004. Variation in root traits of chickpea (Cicer aretinum L.) grown under terminal drought. Field Crops Research. 88: 115-127.
  43. haharoona, B., M. Naveed, M. Arshad and Z.A. Zahir. 2008. Ferttilizer-dependent efficiency of Pseudomonas for improving growth, yield and nutrient use efficiency of wheat (Triticum aestivum L.). Microbiol Biotechnology. 79: 147-155.
  44. Talukder, A.S.M.H.M., G.K.McDonald and G.S. Gill. 2014. Effect of short-term heat stress prior to flowering and early grain seton the grain yield of wheat. Field Crops Research.160: 54–63.
  45. Wang, X., J. Cai, D. Jiang, F. Liu, T. Dai, W. Cao. 2011. Pre-anthesis high-temperatureacclimation alleviates damage to the flag leaf caused by post-anthesis heat stressin wheat. Journal of Plant Physiology. 168: 585–593.
Journal of Sol Biology
Volume 5, Issue 1
September 2017
Pages 49-66

Files

Share

How to cite

Statistics