بررسی نقش اسیدهای آلی در جذب فسفر و روی به وسیله‌ی گیاه ذرت در خاک‌های آهکی با استفاده از رادیوایزوتوپ‌های P32 و Zn65

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه خاک شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی: 336-14115، تهران ـ ایران

2 پژوهشکده ی چرخه ی سوخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 8486-11365، تهران ـ ایران

3 مؤسسه ی تحقیقات خاک و آب، صندوق پستی: 311-31758، کرج ـ ایران

4 پژوهشکده ی چرخه ی سوخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 8486-11365، تهران ـ ایران

چکیده

به منظور بررسی اثر اسید‌های آلی اگزالیک و سیتریک بر میزان جذب فسفر و روی به وسیله‌ی گیاه ذرت، آزمایشی با استفاده از منابع کودی پتاسیم فسفات و روی سولفات پرتوزا در ریزبوم و شرایط گل‌خانه‌ای انجام شد. برای ردیابی عناصر مذکور در گیاه و انتقال آن‌ها به اندام‌های هوایی، رادیوایزوتوپ‌های P32 و Zn65 در رآکتور تحقیقاتی تهران تولید شد. پس از طی دوره‌ی رشد گیاه در ریزبوم (چهار هفته) و انجام تیمار‌ها، برداشت انجام شد. پس از عملیات هضم و عصاره‌گیری ذرت، میزان فعالیت P32 و Zn65 در نمونه‌ها با استفاده از، به ترتیب، دستگاه شمار‌گر سوسوزن مایع و سیستم طیف‌سنجی گاما مجهز به آشکارساز HPGe اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که اسید‌های آلی در آزادسازی فسفر از خاک و جذب آن به وسیله‌ی گیاه نقش مؤثری داشته، ولی بر جذب روی تأثیر معنی‌داری نداشتند. بیش‌ترین مقدار P32 جذب شده در اندام‌های هوایی ذرت در تیمار اگزالیک اسید 10 میلی‌مولار و بیش‌ترین مقدار Zn65 جذب شده در اندام هوایی در تیمار آب مقطر مشاهده شد. به علاوه به نظر می‌رسد که غلظت‌های بیش از 10 میلی‌مولار اسید‌های آلی برای استخراج عناصر از خاک و جذب آن‌ها به وسیله‌ی گیاه لازم باشد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Role of Organic Acids on the Phosphorus and Zinc Uptake by Corn in Calcareous Soils by Using 32P and 65Zn Radioisotopes

نویسندگان [English]

  • Sareh Nezami 1
  • Mohammadjafar Malakouti 1
  • Ali Bahrami-Samani 2
  • Kambiz Bazargan 3
  • Mohammad Ghanadi Maragheh 4
چکیده [English]

 To investigate the effect of oxalic and citric organic acids on the uptake of Phosphorus and Zinc by corn (Zea mays L.), an experiment was conducted by the use of radioactive potassium phosphate and zinc sulfate fertilizers in microcosm and greenhouse condition. For tracing and translocation of these elements to aerial parts of the corn, 32P and 65Zn were produced in Tehran Research Reactor (TRR). After season of plant growth and administration of treatments in microcosm (4 weeks), plants were harvested, digested, extracted and activity of the 32P and 65Zn in the samples was measured by a Liquid Scintillation Counter (LSC) and a HPGe Gamma Spectrometry System (GSS), respectively. The results revealed that organic acids had significant effects on the P releasing from the soil and its uptake by the plant but had no effect on the Zn uptake. The highest uptake of 32P and 65Zn in the aerial parts of corn was observed in oxalic acid of 10mM concentration and blank (water), respectively. Furthermore, it seems that organic acid concentrations of more than 10mM is necessary for extracting elements from soil and following uptake by plants.
                                         
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Corn (Zea mays L.)
  • Organic Acids
  • 32P
  • 65Zn
  • Calcareous Soil
  • Uptake

1. M.J. Malakouti, P. Keshavarz, N.A. Karimian, A comprehensive approach towards identification of nutrients deficiencies & optimal fertilization for sustainable agriculture, Tarbiat Modares University Press, Tehran, Iran (1387).

2. Z. Khademi, Organic acids behaviour in calcareous soils. Ph.D desertation of soil science. School of agriculture and forest sciences, University of Wales, Bangor, Gwynedd (2006).

3. L. Strom, A.G. Owen, D.L. Godbold, D.L. Jones, Organic acid behaviour in a calcareous soil: sorption and biodegradation rates, Soil Biology & Biochemestry Journal, 33 (2001) 2125-2133.

4. E. Hoffland, C. Wei, M. Wissuwa, Organic anion exudation by lowland rice (Oryza sativa L.) at zinc and phosphorus deficiency, Plant & Soil Journal, 283 (2006) 155-162.

5. L. Palomo, N. Classen, D.L. Jones, Differential mobilization of P in the maize rhizosphere by citric acid and potassium citrate, Soil Biology and Biochemistry Journal, 38 (2006) 683- 692.

6. X. Gang, S. Hongbo, X. Rongfu, Y. Nie, Y. Pei, Z. Sun, M.S.A. Blackwell, The role of root-released organic acids and anions in phosphorus transformations in a sandy loam soil from Yantai, China. African Journal of Microbiology Research, 6(3) (2012) 674- 679.

7. Z. Khademi, D.L. Jones, M.J. Malakouti, F. Asadi, M. Ardebili, Organic acid mediated nutrient extraction efficiency in three calcareous soils, Australian Journal of Soil Research, 47 (2009) 213-220.

8. Z. Khademi, M.J. Malakouti, D.L. Jones, Effects of the root organic acids on the uptake of minerals in rhizosphere, Journal of Water and Soil Sciences, 21 (1386) 179-189.

9. M.A. Mousavi Shelmani, B. Naserian Kheabani, H. Ahari Mostafavi, M. Heidarieh, A. Majd Abadi, Nuclear Agriculture, Nuclear Sciences and Technology Research Institute Press, Tehran, Iran (1388).

10. L. Strom, A.G. Owen, D.L. Godbold, D.L. Jones, Organic acids mediated P mobilization in the rhizosphere and uptake by maize roots. Soil Biology & Biochemestry Journal, 34 (2002) 703-710.

11. P.J. Hocking, Organic acids exuded from roots in phosphorus uptake and aluminum tolerance of plants in acid soils, Advances in Agronomy Journal, 74 (2011) 63-67.

12. B.A. Elen Siane, Citrate root exudation under Zn and P deficiency, Journal of Trop Soils, 7 (3) (2012) 219-225.

13. N. Moradi, M.H. Rasouli Sadaghiani, A. Sepehr, B. Abdollahi, Effect of low molecular weight organic acids on phosphorus sorption in calcareous soils, Journal of Soil and Water Research, 42 (2) (1390) 233-239.

14. M. Ansari, M.J. Malakouti, K. Khavazi, A. Bahrami Samani, Study on the role of zinc solubilizing bacteria in continuance cultivation of wheat and corn by using 65Zn, Journal of Nuclear and Technology Science, 61(3) (1391) 34-39.

15. T.S. Gahoonia, F. Asmar, H. Giese, G. Gissel-Nielsen, N.E. Nielsen, Root organic acids and phosphorus uptake of two barely cultivars in laboratory and field expriments, European Journal of Agronomy, 12 (2000) 281-289.

16. M.H. Long, K.J. McGlathery, C. Zieman, P.J. Berg, The role of organic acid exudates in liberating phosphorus from seagrass-vegetated carbonate sediments, Journal of Limnol. Ooceanogr, 53(6) (2008) 2616-2626.

17. F.S. Zhang, J. Ma, Y.P. Cao, Phosphorus deficiency enhances root exudation of low molecular weight organic acids and utilization of sparingly soluble inorganic phosphates by radish (Raghanus satiuvs L.) and rape (Brassica napus L.) plants, Journal of Plant and Soil, 196 (1997) 261-264.

18. S. Radersma, P.F. Grierson, Phosphorus mobilization in agroforestry: Organic anions, phosphatise activity and phosphorus fractions in the rhizosphere, Journal of Plant and Soil, 259 (2004) 209-219.

19. L. Strom, A.G. Owen, D.L. Godbold, D.L. Jones, Organic acid behaviour in a calcareous soil implications for rhizosphere nutrient cycling, Soil Biology & Biochemestry Journal, 37 (2005) 2046-2054.

20. D.L. Jones, Organic acids in the rhizosphere, A critical review, Plant and Soil Journal, 205 (1998) 25-44.

21. J. Dessureault-Rompre, B. Nowack, M.L. Tercier-Waeber, J. Luster, Metal solubility and speciation in the rhizosphere of lupinus albus cluster roots, Journal of Environ. Sci. Technol, 42 (2008) 7146-7151.

22. C. Yong-Liang, G. Yu-Qiang, H. Shi-jie, Z. Chung-jing, Z. Yu-mei, C. Guo-ling, Effect of root organic acids on the activation of nutrients in the rhizosphere soil, Journal of Forestry Research, 13 (2) (2002) 115-118.

23. Z. Stayanova, S. Doncheva, The effect of zinc supply and succinate treatment on plant growth and mineral uptake in pea plant, Braz. J. Plant Phisiol, 14 (2) (2002) 111-116.