بررسی تثبیت بیولوژیک نیتروژن در اثر همیاری سویه های مختلف باکتری آزوسپریلوم با ارقام مختلف گندم

دانلود پروژه بررسی تثبیت بیولوژیک نیتروژن در اثر همیاری سویه های مختلف  باکتری آزوسپریلوم با ارقام مختلف گندم

تابستان 84

چکیده..............................................................10       

مقدمه ................................................................13                                                                             

فصل اول:کلیات   .....................................................................15                                                                    

1-كشاورزي پايدار                   .         ......................................16   

1-1كودهاي بيولوژيك...............................................................18

1-2استفاده از ميكرو‌ارگانيزم‌ها به عنوان كود بيولوژيك....................19

1-3-انواع كودهاي بيولوژيك......................................................20

2-اهميت گندم..........................................................................20

2-1-تاريخچه و پيدايش گندم........................................................22

2-2-وضعيت كشت گندم در جهان..................................................22

2-3-وضعيت كشت گندم در ايران...................................................24

2-4-وضعيت كشت گندم در استان تهران..........................................25

2-5-شرايط آب‌وهوايي گندم..........................................................26

2-6-مرفولوژي گندم...................................................................27

2-6-1-ريشه............................................................................27

2-6-2-ساقه............................................................................28

2-6-3-پنجه.............................................................................29

2-6-4-برگ............................................................................30

2-6-5-گل‌آذين.........................................................................31

2-6-6-دانه.............................................................................32

2-7-عوامل محيطي مؤثر بر رشدونمو گندم.....................................33

2-7-1خاك...............................................................................33

2-7-2-رطوبت.........................................................................34

2-7-3-حرارت.........................................................................35

2-7-4-نور............................................................................36

2-7-4-1-طول روز..................................................................36

2-7-4-2-شدت نور..................................................................36

2-8-عملكرد دانه گندم و عوامل مؤثر بر آن....................................36

فصل دوم:بررسی منابع...............................................................42

1-نیتروژن در طبیعت..................................................................43

2-شکلهای نیتروژن در خاک........................................................44

2-1-نیتروژن معدنی خاک............................................................45

2-2-  نیتروژن آلی خاک.............................................................45

3-نقش نيتروژن در گياه..............................................................45

4-چرخه نيتروژن......................................................................46

4-1راههايي كه نيتروژن در دسترس گياه قرار مي‌گيرد

 و يا به خاك اضافه مي‌شود. .........................................................47

4-1-1معدني شدن نيتروژن خاك....................................................47

4-1-2وارد شدن نيتروژن از اتمسفر به خاك.....................................48

4-1-3-كاربرد كودهاي شيميايي ازته...............................................49

4-1-4-تثبيت نيتروژن به روش بيولوژيك..........................................50

4-2-راههايي كه نيتروژن از دسترس گياه و يا از خاك خارج مي‌شود........51

4-2-1-غير متحرك شدن (متوقف شدن يا آلي شدن ) نيتروژن................51

4-2-2-نيترات زدايي.....................................................................52

4-2-3-جذب نیتروژن بوسيله گياهان.................................................54

4-2-4-آبشويي نیتروژن.................................................................55

4-2-5-تلفات نیتروژن به صورت آمونياك...........................................55

4-2-6-تلفات نیتروژن از طريق فرسايش...........................................56

5-سيستمهاي بيولوژيك تثبيت كننده نيتروژن.....................................56

5-1تثبيت نیتروژن به روش همزيستي.............................................57

5-1-1همزيستي باكتريهاي ريزوبيوم و گياهان خانواده لگومينوز...........57

5-1-2-همزيستي ريزوبيوم با گياهان غير لگوم..................................59

5-1-3-همزيستي اكتينوريزي.........................................................59

5-1-4-همزيستي سيانوباكتريها و گياهان.........................................60

5-1-4-1-همزيستي سيانوباكتري آنابنا و آزولا..................................61

5-1-4-2-همزيستي نوسترك و آنابنا باسيكادها...................................62

5-1-4-3-همزيستي سيانوباكتري نوسترك و گانرا...............................62

5-1-5-همزيستي سيانوباكتريها و دياتومه‌ها......................................63

5-1-6-همزيستي سيانوباكتريها و بريوفيتها......................................63

5-1-7-همزيستي سيانوباكترها و قارچها (تشكيل گلسنگ)....................65

5-2-تثبيت نیتروژن به روش آزاد....................................................65

5-2-1-باكتريهاي هتروتروف باكتريهاي بيهوازي...............................66

5-2-1-1-باکتریهای بی هوازی......................................................66

5-2-1-2-باكتريهاي بيهوازي اختياري.............................................67

5-2-1-3-باكتريهاي هوازي...........................................................67

5-2-1-4-سيانوباكتريها................................................................68

5-2-2-فتواتوتروف‌هاي آزادزي......................................................69

5-2-2-1-باكتريهاي فتوسنتز كننده..................................................69

5-3-تثبيت نیتروژن به روش همياري..............................................71

5-3-1-تعريف همياري................................................................71

5-3-2-دلايل تثبيت نیتروژن به روش همياري...................................72

5-3-3-همياريهاي فيلوسفري........................................................72

5-3-4-همياريهاي ريزوسفري....................................................................73

6-بيوشيمي تثبيت نیتروژن مولكولي..............................................................73

6-1ساختار آنزيم نيتروژناز و نحوه تامين انرژي

 مورد نياز براي تثبيت ازت مولكولي................................................................74

6-2كارايي.....................................................................................................77

6-3-توليد هيدروژن و خروج آن.......................................................................81

7-همياري باكتريهاي جنس آزوسپيريلوم  با گياهان...............................................83

7-1اكولوژي آزوسپيريلوم................................................................................83

7-2گياهان ميزبان..........................................................................................84

7-3-طبقه‌بندي..............................................................................................84

7-4-مشخصات باکتری....................................................................................85

7-5-تثبيت نیتروژن وابسته به هيدروژن..............................................................88

7-6-احياي نيترات (نيترات زدايي).....................................................................88

7-7-عوامل موثر در اشغال ريشه توسط آزوسپيريلوم و تاثير آن بر رشد گياه...............89

7-8-توليد ساخت.مان كيست مانند......................................................................90

7-9-توليد سيدروفور......................................................................................91

7-10توليد مواد كشنده باكتريها........................................................................92

7-11جذب سطحي باكتريها به ذرات خاك............................................................92

7-12-توليد فيتوهورمونها و ديگر مواد تحريك كننده رشد گياه.................................93

7-13-تغيير در فيزيولوژي و موروفولوژي ريشه..................................................93

7-14-نقشهاي احتمالي موسيژل.......................................................................94

7-15-مكانيزمهاي جذب آزوسپيريلوم بطرف ريشه................................................94

7-16-شيميوتاكتيك  (كموتاكتيك )......................................................................95

7-17مراحل اشغال ريشه توسط آزوسپيريلوم.......................................................97

7-17-1-اتصال باكتريها به پوست ريشه............................................................97

7-17-2-اشغال بافت ريشه.............................................................................98

7-18-تاثير آزوسپيريلوم در عملكرد گياهان مختلف..............................................98

8-نيتروژن -15..........................................................................................105

فصل سوم:موادو روشها................................................................................110

1-مواد مورد آزمایش....................................................................................111

1-1تهيه ماده تلقيح......................................................................................111

1-2-بررسي روابط همزيستي سويه‌هاي مخالف باکتری آزوسپریلوم با ارقام مختلف گندم با استفاده از ايزوتوپ15N در شرايط گلخانه........................................................112

1-2-1-زمان و محل اجراي آزمايش................................................................112

1-2-2-خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك مورد استفاده....................................112

1-2-3-دماي گلخانه...................................................................................113

1-2-4-مشخصات ارقام گندم مورد استفاده......................................................114

1-2-4-1-رقم طبسي..................................................................................114

1-2-4-2-رقم مهدوي.................................................................................114

1-2-4-3-رقم موتانت طبسي.........................................................................115

1-2-5-مشخصات طرح آزمايشي.....................................................................116

1-2-6-مشخصات فاكتورهاي آزمايش..............................................................116

1-2-7-عمليات كاشت و داشت.......................................................................116

1-2-8-كاربرد ایزوتوپ پایدار نیتروژن-15......................................................117

1-2-9-صفات اندازه‌گيري شده......................................................................120

1-2-10-محاسبات آماري.............................................................................121

1-3-ارزيابي كارآيي سويه‌های باکتری آزوسپریلوم با  ارقام بومي، اصلاح شده و لاين موتانت گندم و تأثير كاربرد آنها بر عملكرد و برخي از صفات زراعي گندم در شرايط آب‌وهوايي كرج...........................................................................................121

1-3-1-خصوصيات اقليمي منطقه...................................................................121

1-3-2-مشخصات اقليمي محل اجراي آزمايش در سال زراعي 83-1382................122

1-3-3-خصوصيات. فيزيكي و شيميايي خاك محل آزمايش....................................123

1-3-4-مشخصات ارقام مورد استفاده .............................................................123

1-3-5-مشخصات طرح آزمایشی...................................................................123

1-3-6- مشخصات فاكتورهاي آزمايش...........................................................123

1-3-6-1-آزوسپریلوم...............................................................................123

1-3-7-عمليات زراعي..............................................................................124

1-3-7-1-عمليات كاشت............................................................................124

1-3-7-2-علميات داشت............................................................................125

1-3-7-3-عمليات برداشت..........................................................................125

1-3-7-4-صفات اندازه‌گيري شده.................................................................126

فصل چهارم:نتایج و بحث...........................................................................130

گلخانه....................................................................................................131

1-ارتفاع گياه...........................................................................................132

2-طول سنبله...........................................................................................135

3-تعداد پنجه گياه.......................................................................................138

4-سطح برگ پرچم....................................................................................141

5-وزن خشك اندام هوايي............................................................................144

6-تعداد سنبله در گياه.................................................................................147

7-درصد تثبیت بیولوژیک نیتروژن................................................................151

مزرعه..............................................................................................154

8-ارتفاع گیاه......................................................................................155

9-طول سنبله......................................................................................158

10تعداد پنجه در گياه............................................................................161

11-سطح برگ پرچم.............................................................................163

12-تعداد سنبله درواحد سطح..................................................................167

13-تعداد دانه در سنبله...........................................................................170

14-عملكرد دانه....................................................................................173

15-بيوماس..........................................................................................177

16-شاخص برداشت...............................................................................181

17-وزن هزاردانه..................................................................................184

18-جذب نیتروژن...................................................................................186

پیوست..................................................................................................190

منابع....................................................................................................191