Soil and Sustainable Development

Soil and Sustainable Development

The effect of agricultural various land use on symbiosis of arbuscular-mycorrhiza fungi

Document Type : Original Article

Authors
Bahareh Parsa Motlagh 1
Amir Reza Amirmijani 2
Somayeh Badakhshan 3
1 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran.
2 Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran.
3 PhD. Student, Ecology of Agronomy Plants, Shahid Bahonar University of Kerman
10.22034/ssd.2024.209729
Abstract
Mycorrhizal fungi are important because of their effect on the development and stability of the soil-plant system. Mycorrhizal symbiosis exists in different habitats such as aquatic ecosystems, different natural and agricultural land uses. This symbiotic relationship exists between most plant families and few plants are non-mycorrhizal. This study was conducted to investigate different agricultural land uses on the presence of mycorrhizal fungi in the Jiroft area. A completely randomized design with three replications for each plant in different uses of agricultural land such as vegetables (spinach, leek, parsley, dill, and coriander), cereals (wheat and corn), oilseeds (canola) and cucurbits (garlic, onion, and potato), gardens (citrus, dates and lemon verbena) were implemented. Then the traits of the percentage of the relative frequency of root arbuscular colonization, percentage of the relative frequency of root vesicular colonization, percentage of the relative frequency of root colonization, number of spores per gram of soil, acidity and soil organic matter were evaluated. The results showed that there was a significant difference in the characteristics of the percentage of relative abundance of arbuscular, vesicular and total root colonization of the studied plants, the highest percentage of relative frequency of arbuscular colonization belonged to palm trees and the least to potato and parsley plants. The highest relative frequency of total colonization belonged to dates (12.69%) and dill (12.42%), the lowest to parsley (4.08%), and onion (4.42%). Canola, spinach and garlic plants had no percentage of relative frequency of total root colonization. The most soil spores belonged to date and dill plants with 210 and 200 spores per gram of soil, respectively. Spinach and potato had the lowest with 33 and 16 spores per gram of soil, respectively. Also, there was a positive relationship between the amount of organic matter and the colonization percentage of the total plant roots.
Keywords
Agricultural ecosystem
Colonization
Organic matter
Spore
Subjects
اقحوانی­شجری، م.، پ. رضوانی­مقدم، ر. قربانی،  و م. نصیری محلاتی.  1390. اثرات کاربرد کودهای آلی، زیستی و شیمیایی بر عملکرد کمی و کیفی گیاه دارویی گشنیز(Coriandrum sativum L.) . نشریه علوم باغبانی، جلد 29. شماره 4.  صفحه 500 - 486.
ابراهیم­زاد، س. ع.، ن. علی اصغرزاد، و ن. ا. نجفی. 1392. تأثیر تغییر کاربری اراضی بر فعالیت آنزیمی خاک در جلگه سلدوز (آذربایجان غربی- نقده). نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار.  شماره 2. صفحه­ 149 - 133.
ابراهیمی، ر.، م. ج. ملکوتی، و م. ح. داودی، م. ح. 1380. ضرورت اصلاح pH خاکهای اسیدی در کشت چای. انتشارات آموزش کشاورزی، پژوهشکده آب و خاک، تهران، صفحه 19.
براتی، ع. ا.، ع. اسدی، خ. کلانتری، ح. آزادی، و م. مأموریان. 1393. تحلیل آثار تغییر کاربری اراضی کشاورزی از دیدگاه کارشناسان سازمان امور اراضی کشاورزی در ایران. مجله تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران. جلد 4. صفحه­ 650-639.  
رامک، پ.، م. متینی­زاده، م. مهرنیا، و ر. سیاه منصور. 1397. واکنش شش گونه گیاه دارویی حوزه آبخیز نوژیان به همزیستی با قارچ­های میکوریزی آربوسکولار طی فصول بهار و پاییز. مجله علمی پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی. سال 10. شماره 35. صفحه 211-198.
زنگنه، س.، ع. شیروانی، ی. م. علیان، م. نجفی نیا، ف. کرمپور، و ح. ا. قلعه­دزدانی. 1384. معرفی گونه چ های جدیدی از قار چهای آربوسکولار - میکوریزا از ریزوسفر مرکبات ایران. نشریه رستنیها، دوره 6 شماره 1. صفحه 90-77.
زهتابیان، غ.، ح. خسروی، و ع. آذره. 1391. تأثیر فعالیت­های کشاورزی بر تخریب اراضی در شهرستان خاتم. نشریه مرتع و آبخیزداری. شماره 1. صفحه­ 72-61.  
سرائی، م. ح.، ک. امیدوار، و ی. علیزاده شورکی. 1392. تحلیل و ارزیابی شاخص­های اقتصادی اجتماعی توسعه پایدار در محلات شهر تاریخی میبد. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 28، شماره 108، صفحه­ 204-176.  
شفیعی، ش.، ع. صالحی، و ا. کهنه. 1399. اثر تغییر کاربری جنگل به باغ چای بر خصوصیات شیمیایی خاک و جمعیت قارچ میکوریز اربوسکولار (مطالعه موردی: لاهیجان). مجله تحقیقات منابع طبیعی تجدید­شونده. سال 11. صفحه­ 27-17.  
علیخانی. ح.، ا. اله دادی، م. رشتبری، و ب. رجب‌پور. 1393. روش‌های کاربردی آزمایشگاه بیولوژی خاک، انتشارات دانشگاه تهران. صفحه 270.
قدیمی، س. ع.، ع. پابزن، و ع. امینی. 1397. بررسی روند تغییر کاربری اراضی کشاورزی و تاثیر آن بر مولفه­های توسعه پایدار (مطالعه موردی: حوضه زاینده­رود استان اصفهان). فصلنامه پژوهش­های ترویج و آموزش کشاورزی. شماره 3. صفحه­ 58- 41.
محمدنژاد کیاسری، ش.، ف. مهرام، و ی. نیک­نژاد.  1394. ارزیابی تنوع بی­مهرگان خاکزی در اراضی جنگل­کاری، باغی و کشاورزی منطقه کیاپی ساری، استان مازندران. فصلنامه اکوسیستم های طبیعی ایران. شماره 2. صفحه­ 36-27.  
نوری، ا. س.، خ. منوچهری کلانتری، م. شریفی، ن. ناصری، و ع. طاهر نژاد. 1387. مطالعه وضعیت میکوریز در گیاهان غالب مناطقی از استان کرمان.  نشریه علوم محیطی، سال 6،  شماره 2. صفحه­10-1.  
Bahrami, A., Emadodin, I., Ranjbar Atashi, M., & Rudolf Bork, H. (2010). Land-use change and soil degradation: A case study, North of Iran. Agriculture and Biology Journal of North America, 1(4), 600- 605.
Boomsma, C.R., & Vyn, T.J. (2008). Maize drought tolerance: Potential improvements through arbuscular mycorrhizal symbiosis. Field Crops Research, 108: 14-31.
Dalpe, Y. (1993). Vesicular-arbuscular mycorrhiza. In: Carter MR (ed) Soil Ssmpling and methods of analysis. CRC, Boca Ra-ton, Fla, 287–301.
Enebe, M.C., & Erasmus, M. (2023). Environmental Parameters in Arbuscular Mycorrhizal Fungal Richness, Colonization and Ecological Functions. Agriculture, 13(10), 1899; https://doi.org/10.3390/agriculture13101899.
Feng, F., Sun, J., Radhakrishnan, G.V., Lee, T., Bozsóki, Z., Fort, S., & Oldroyd, G.E. (2019). A combination of chitooligosaccharide and lipochitooligosaccharide recognition promotes arbuscular mycorrhizal associations in Medicago truncatula. Nature communications, 10(1), 5047.
Gadkar, V., David-Schwartz, R., Kunik, T., & Kapulnik, Y. (2001). Arbuscular mycorrhizal fungal colonization. Factors involved in host recognition. Plant Physiology, 127, 1493-1499.
Iniobong, O.E., Solomon, M.G., & Osonubi, O. (2008). Effects of arbuscular mycorrhizal fungus inoculation and phosphorus fertilization on the growth of Gliricidia sepiom in sterile and non-sterile soil. Research Journal of Agronomy, 2, 23-27.
Isobe, K., Aizawa, E., Iguchi, Y., & Ishii, R. (2007). Distribution of arbuscular mycorrhizal fungi in upland field soil of Japan 1. Relationship between spore density and the soil environmental factor. Plant Production Science. 10, 1. 122-128.
Izquierdo, A.E., & Ricardo Grau, H. (2009). Agriculture adjustment, land-use transition and protected areas in northwestern Argentina. Journal of Environmental Management, 90,858-865.
Juniper, S., & Abbott, L. K. (2006). 'Soil salinity delays germination and limits growth of hyphae from propagules of arbuscular mycorrhizal fungi. Mycorrhiza 16, 371–379.
Khaliq, A., Perveen, Sh., Khalid, H., Ul Haq, M. Z., Rafique, Z., Ibtisam, M., Ashwaq, T., Muneera, A., Saddam Hussain, S., & Attia, H.   (2022). Arbuscular Mycorrhizal Fungi Symbiosis to Enhance Plant–Soil Interaction Sustainability. Sustainability, 14(13), 7840.
Lal, R., Bouma, J., Brevik, E., Dawson, L., Field, D. J., Glaser, B., &. Zhang, J. (2021). Soils and sustainable development goals of the United Nations: An International Union of Soil Sciences perspective. Geoderma Regional, Elsevier B.V.
Mueller, R. C., Rodrigues, J. L. M., Nüsslein, K., & Bohannan, B.J.M. (2016). Land use change in the Amazon rain forest favours generalist fungi. Functional Ecology Journal, 30(11), 1845-1853.
Marschner, H. 2012. Mineral nutrition of higher plants. 3nd ed. Academic Press, London.
McGonigle, T.P., & Miller, M.H. 1996. Mycorrhizae, phosphorus absorption, and yield of maize in response to tillage. Soil Science Society of America Journal, 60(6), 1856-1861.
Mishra, R. R. (2007). Soil microbiology. Translated by: A. Fallah, H. Besharati, & H. Khosravi, Aeeizh publisher, 179 pp.
Oehl, F., Sieverding, E., & Mader, P. (2003). Impact of land use intensity on the species diversity of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in agroecosystems of central Europe. Applied and Environmental Microbiology, 69(5), 2816–2824
Ontivero, R.E., Risio, L.V., Iriarte, H.J., Lugo, M.A. (2022). Effect of Land-Use Change on Arbuscular Mycorrhizal Fungi Diversity in an Argentinean Endemic Native Forest. Biology and Life Sciences Forum, 2022, 15, (1), https://doi.org/10.3390/IECD2022-12430
Palenzuela, J., Azcon, C., Figueroa, D., Caravaca, F., Roldan, A., & Barea, J.M. (2002). Effects of mycorrhizal inoculation of shrubs from Mediterranean ecosystems and composed residue application on transplant performance and mycorrhizal development in a desertified soil. Biology and Fertility of Soils, 36, 170-175.
Schalamuk, S., Velazquez, S., Chidichimo, H., & Cabello, M. (2006). Fungal spore diversity of arbuscular mycorrhizal fungi associated with spring wheat: effects of tillage. Mycologia, 98(1),16–22
Soil and Sustainable Development
Volume 1, Issue 1
Summer 2025
Pages 1-15

  • Receive Date 20 July 2024
  • Revise Date 10 September 2024
  • Accept Date 12 November 2024
  • Publish Date 22 June 2025