تاثیر سیلیکات‌ها و باکتری حل‌کننده آنها بر رشد و عملکرد گوار (cyamopsis tetragonoloba (l.) taub.)

گوار با برخی از سویه‌های باکتری‌ برادی ‌ریزوبیوم رابطه همزیستی ضعیفی تشکیل می‌دهد. بنابراین، دست‌یابی به یک همزیستی قوی‌تر در گوار حائز اهمیت است. در گیاهان لگوم‌ که گوار شامل آنها نمی‌شود نشان داده شده است که همزیستی گیاهان لگوم با ریزوبیوم با کاربرد سیلیکات‌ها در خاک به واسطه جذب سیلیس بهبود می‌یابد و موجب بهبود عملکرد می‌شود. از آنجایی که تولید سیلیکات‌ها در صنعت پُرهزینه است، اخیراً، تمرکز مطالعات به توانایی باکتری‌های حل‌کننده سیلیکات‌ در خاک معطوف است. در برخی گیاهان زراعی، تلقیح خاک با باکتری حل‌کننده سیلیکات‌ها‌ موجب حل شدن سیلیکات‌های موجود در خاک شده و جذب بهتر سیلیس و حتی دیگر عناصر غذایی، را به دنبال داشته است. در پژوهش حاضر تاثیرپذیری همزیستی گیاه گوار با ریزوبیوم از کاربرد خاکی انواع سیلیکات‌ها (سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم) و تلقیح خاک با باکتری حل‌کننده سیلیکات‌ را مورد بررسی قرار گرفت. این پژوهش به صورت گلدانی در محوطه دانشگاه بوعلی سینا در 1401 به صورت فاکتوریل دو عاملی (2×5) بر پایه طرح کاملاً تصادفی با 10 تکرار انجام گرفت. عامل اول شامل نوع سیلیکات در پنج سطح شامل شاهد، سیلیکات سدیم، سیلیکات پتاسیم، سیلیکات کلسیم و سیلیکات منیزیم بود. سیلیکات‌ها به میزان 100 میلی‌گرم در هر کیلوگرم خاک بکار رفتند. عامل دوم شامل تلقیح خاک با مایه تجاری باکتری حل‌کننده سیلیکات در دو سطح صفر و 10 میلی‌لیتر در هر کیلوگرم خاک بود. شصت روز پس از کاشت، گیاهان نیمی از تکرارهای آزمایش برای اندازه‌گیری وزن خشک اندام هوایی و ریشه، تعداد و وزن خشک گره، محتوی نیتروژن اندام هوایی و ریشه و محتوی سیلیس اندام هوایی برداشت شدند. هنگامی که 80 درصد غلاف‌ها قهوه‌ای شدند، گیاهان نیمه دیگر از تکرارهای آزمایش برای اندازه‌گیری وزن 100 دانه، عملکرد دانه در بوته و محتوای صمغ دانه برداشت شدند. نتایج نشان داد که بجز محتوای صمغ بذر، سایر صفات تحت تاثیر اثر اصلی و متقابل بین عوامل مورد بررسی قرار گرفتند. تحت شرایط عدم کاربرد سیلیکات‌ها، وزن خشک ریشه و وزن 100 دانه گوار تحت تاثیر تلقیح خاک با باکتری حل‌کننده سیلیکات قرار نگرفت. تلقیح خاک با باکتری حل‌کننده سیلیکات تحت شرایط عدم کاربرد سیلیکات‌ها موجب افزایش تعداد گره (34 درصد)، وزن خشک گره (75 درصد)، وزن خشک اندام هوایی (42 درصد)، محتوای سیلیس (16 درصد)، محتوای نیتروژن اندام هوایی (15 درصد)، محتوای نیتروژن ریشه (41 درصد) و عملکرد دانه در بوته (25 درصد) شد. تحت شرایط عدم تلقیح خاک با باکتری حل کننده سیلیکات، کاربرد تمامی انواع سیلیکات‌ها به طور معنی‌دار و به میزان برابر از نظر آماری محتوای سیلیس اندام هوایی گوار را افزایش داد. همچنین، با کاربرد توام هر کدام از سیلیکات‌ها و تلقیح خاک با باکتری حل کننده سیلیکات محتوای سیلیس اندام هوایی گوار به میزان بیشتری در مقایسه با کاربرد به تنهایی آنها افزایش پیدا کرد. بیشترین محتوی سیلیس (1/550 میلی‌گرم در کیلوگرم ماده خشک) در تیمار کاربرد سیلیکات پتاسیم توام با تلقیح خاک با باکتری حل کننده سیلیکات مشاهده شد. وجود اثر هم‌افزایی کاربرد سیلیکات‌ها‌ و باکتری حل‌کننده آنها بر ویژگی‌های مورد بررسی در گوار مشاهده شد که می‌توان باعث کاربرد موثرتر سیلیکات‌ها در مزارع گردد. اگرچه کاربرد سیلیکات‌ها‌ و باکتری حل‌کننده آنها بر محتوای صمغ بذر گوار تاثیری نداشت، ولی برآیند افزایش عملکرد دانه در بوته افزایش تولید صمغ در هر بوته است.

effect of silicates and their dissolving bacteria on growth and yield of guar (cyamopsis tetragonoloba (l.) taub.)

introductionguar forms a weak symbiotic relationship with some strains of bradyrhizobium bacteria, making it important to strengthen this symbiosis. research on other legumes suggests that soil application of silicates can enhance legume-bacterium symbiosis, leading to improved yields due to increased silicon uptake. however, industrial production of silicates is costly, prompting interest in silicate-dissolving bacteria, which can solubilize native or applied silicates in the soil. these bacteria have been shown to improve silicon and nutrient uptake, resulting in better plant growth and yield. this study aims to investigate the impact of soil-applied silicates (na2sio3, k2sio3, ca2sio3, and mg2sio3) and silicate-dissolving bacteria on the guar-bacterium symbiosis, plant growth, and yield.materials and methodsa pot experiment was performed at bu-ali sina university in 2022 using a two-factor factorial (2×5) design in a completely randomized setup with 10 replications. the first factor included five silicate treatments: control, na2sio3, k2sio3, ca2sio3, and mg2sio3 (applied at 100 mg/kg of soil). the second factor involved soil inoculation with a commercial silicate-dissolving bacterium at two levels: 0 and 10 ml/kg of soil. sixty days after planting, half of the plants were harvested to measure shoot and root dry weight, nodule number and dry weight, shoot and root nitrogen content, and shoot silicon content. at pod maturity 80% brown pods), the remaining plants were harvested to measure 100-seed weight, seed yield per plant, and seed gum content.results and discussionall traits, except seed gum content, were significantly affected by the main and interaction effects of silicate application and bacterial inoculation. without silicate application, silicate-dissolving bacteria increased: nodule number (34%), nodule dry weight (75%), shoot dry weight (42%), silicon content (16%), shoot nitrogen content (15%), root nitrogen content (41%), and seed yield per plant (25%). however, root dry weight and 100-seed weight were unaffected by bacterial inoculation. without bacterial inoculation, application of any silicate significantly increased shoot silicon content. moreover, the synergistic effect of silicates and silicate-dissolving bacteria further increased shoot silicon content. the highest silicon content (550.1 mg/kg of dry weight) was recorded with the combined application of k2sio3 + silicate-dissolving bacteria. although the seed gum content remained unaffected, the observed increase in seed yield per plant indicates greater gum production potential at the whole-plant level. conclusionthe synergistic interaction between silicates and silicate-dissolving bacteria enhances the efficiency of silicate use in guar cultivation. this approach holds promise for improving guar yields without affecting seed gum content. the increase in seed yield directly translates to higher gum production per plant, making this strategy beneficial for guar farming systems.