Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.
Forschungsartikel
Die Anwendung von Vermiculit und Azospirillum brasilense, insbesondere in Kombination, verbesserte das Weizenwachstum, den Getreideertrag, die Photosyntheserate, die Spaltöffnungsleitfähigkeit und den Chlorophyllgehalt und reduzierte gleichzeitig Elektrolytleckage und CD-Ansammlung in Pflanzengeweben unter Cadmium-(Cd)-Stress.
Cadmium (Cd)-Verunreinigung in landwirtschaftlichen Böden stellt eine ernsthafte Bedrohung für die Ernteproduktivität und die menschliche Gesundheit dar. Diese Studie bewertete das Potenzial von Vermiculit und dem wachstumsfördernden pflanzlichen Bakterium Azospirillum brasilense , die CD-Toxizität im Weizen zu lindern (Triticum aestivum L.). Ein Pot-Experiment mit drei Replikationen und neun Behandlungen wurde durchgeführt: T0 (Kontrolle), T1 (Cd 100 mg/kg), T2 (Cd 100 mg/kg + Vermiculit), T3 (Cd 100 mg/kg + A. brasilense), T4 (Cd 100 mg/kg + Vermiculit + A. brasilense), T5 (Cd 200 mg/kg), T6 (Cd 200 mg/kg + Vermiculite), T7 (Cd 200 mg/kg + A. brasilense), und T8 (Cd 200 mg/kg + Vermiculit + A. brasilense). Höhere CD-Werte führten zu stärkeren Wachstumshemmungen bei Weizen. Behandlungen mit Vermiculit und A. brasilense verbesserten jedoch das Pflanzenwachstum signifikant, reduzierten die CD-Ansammlung im Pflanzengewebe und verbesserten die antioxidative Enzymaktivität (SOD, CAT). Bemerkenswert ist, dass die kombinierte Anwendung von Vermiculit und A. brasilense (T4 und T8) die effektivste Abschwächung von CD-Stress zeigte. Bei 100 mg/kg Cd (T4) zeigten die Weizenpflanzen eine 10,67 % höhere Höhe, eine um 10,21 % längere Spitzenlänge und einen 19,87 % höheren Getreideertrag im Vergleich zur reinen Calcium-Behandlung. Unter 200 mg/kg Cd-Stress (T8) führte dieselbe Kombination zu einer Steigerung der Pflanzenhöhe um 44,83 %, einer Verbesserung der Spitzenlänge um 17,63 % und einer Ertragssteigerung von 44,83 % im Vergleich zu unbehandelten, Cd-gestressten Pflanzen (T5). Diese Ergebnisse zeigen, dass der synergetische Einsatz von Vermiculit und Azospirillum brasilense die Weizentoleranz gegenüber CD-Toxizität verbessert. Ihre kombinierte Anwendung verbessert Wachstumsparameter, physiologische Eigenschaften und Ertrag unter Cd-Stressbedingungen und bietet einen umweltfreundlichen Ansatz zur Sanierung von CD-kontaminierten Böden und zur Erhaltung der Weizenproduktivität.
Weizen (Triticum aestivum L.) ist eine wichtige Grundnahrungspflanze, die Millionen von Menschen eine Hauptenergiequelle bietet1. Als primäre Nahrungsquelle wird er auf weiten landwirtschaftlichen Flächen angebaut, insbesondere in gemäßigten Gebieten. Weizens Vielseitigkeit, Nährwert und Anpassungsfähigkeit an vielfältige Umweltbedingungen machen es zu einem Grundpfeiler der Ernährungssicherheit2. Das Ertragspotenzial von Weizen wird jedoch oft durch verschiedene abiotische und biotische Stressfaktoren beeinträchtigt, was zu erheblichen Produktivitätsverlusten führt. Eine der dringenden Herausforderungen für die Weizenproduktion heute ist die Bodenverschmutzung mit Schwermetallen, insbesondere Cadmium (Cd)2,3. Cadmium, ein giftiges Schwermetall, kann durch industrielle Aktivitäten, Phosphatdünger und Bewässerung mit kontaminiertem Wasser in landwirtschaftliche Böden eingeführt werden. Im Boden wird Cd leicht von Weizenpflanzen aufgenommen, wo es sich in verschiedenen Geweben ansammelt, was zu oxidativem Stress, beeinträchtigten physiologischen Funktionen und vermindertemWachstum führt. Die toxischen Auswirkungen von Cd auf Weizen verringern nicht nur die Ernteerträge, sondern verursachen auch Gesundheitsprobleme durch den Verzehr kontaminierter Getreide. Schwermetalltoxizität und andere Faktoren wie Nährstoffmangel, schlechte Bodenstruktur, Dürrestress und suboptimale agronomische Praktiken tragen zum niedrigen Ertrag von Weizenbei. Die allgegenwärtige Bedrohung durch den Klimawandel verschärft diese Herausforderungen und macht es zunehmend schwierig, eine nachhaltige Weizenproduktionzu erreichen.
Vermiculit ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das in der Landwirtschaft wegen seiner einzigartigen Eigenschaften und Vorteile als Bodenverbesserer große Aufmerksamkeit erlangt hat. Vermiculit besteht hauptsächlich aus hydratisiertem Magnesium-Aluminium-Eisen-Silikat und ist bekannt für seine Fähigkeit, sich beim Erhitzen auszudehnen, was zu einem leichten, hochporösenMaterial führt. Diese erweiterte Form von Vermiculit weist ausgezeichnete Wasserspeicher- und Belüftungsfähigkeiten auf, was sie zu einem idealen Medium macht, um die Bodenstruktur und das Pflanzenwachstum zu verbessern. In landwirtschaftlichen Anwendungen dient Vermiculit als entscheidender Bestandteil von Bodenmischungen, insbesondere in Gebieten mit schlechter Bodenqualität oder unter Bedingungen, die ein verbessertes Wasser- und Nährstoffmanagement erfordern7. Vermiculit hat die Fähigkeit, Wasser im Boden zu speichern und die Bodenfeuchtigkeit unter Wasserstress zu erhalten. Es ist wertvoll, um Wasserstauen zu verhindern und eine konstante Feuchtigkeitsversorgung der Pflanzenwurzeln sicherzustellen. Außerdem ermöglicht die hohe Kationenaustauschkapazität (CEC) von Vermiculit ihm, die Nährstoffe wie Kalium (K), Kalzium (Ca) und Magnesium (Mg) bereitzustellen, die den Pflanzen über die Zeit zur Verfügung stehen 8. Die Rolle von Vermiculit bei der Minderung von Umweltbelastungsfaktoren wie Schwermetallkontamination ist besonders interessant in der nachhaltigen Landwirtschaft6. Aufgrund seiner hohen Oberfläche und seiner Affinität für Schwermetalle kann Vermiculit giftige Elemente wie Kadmium (Cd) im Boden adsorbieren und immobilisieren, wodurch deren Bioverfügbarkeit für Pflanzen reduziert wird. Dies schützt nicht nur die Pflanzen vor den schädlichen negativen Auswirkungen der Metalltoxizität, sondern trägt auch zur Erhaltung der Bodengesundheit bei, indem die schädlichen Substanzenentfernt werden.
Azospirillum brasilense ist ein bekanntes, wachstumsförderndes Rhizobakterium (PGPR), das aufgrund seiner Fähigkeit, das Pflanzenwachstum und die Widerstandsfähigkeit unter verschiedenen Stressbedingungen zu verbessern, großes Interesse in der landwirtschaftlichen Forschung und Praxis erregthat 10. Ursprünglich aus der Rhizosphäre tropischer Gräser isoliert, ist A. brasilense ein frei lebendes Bakterium, das die Wurzeln einer Vielzahl von Pflanzen, darunter Weizen (Triticum aestivum L.), besiedelt, wo es eine vorteilhafte Beziehung zur Wirtspflanze11 aufbaut. Die Hauptmechanismen, durch die A. brasilense das Pflanzenwachstum fördert, sind die Bindung von atmosphärischemN2 (Stickstoff), das es leicht aufnehmen und für die Pflanzenfunktionen nutzen kann. Diese biologische Stickstofffixierung reduziert den Bedarf synthetischer Düngemittel für das Pflanzenwachstum und trägt zu nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praktikenbei 1,11. A. brasilense ist bekannt für die Produktion von Indol-3-Essigsäure (IAA), einem Phytohormon, das die Wurzelentwicklung verbessern kann; Diese Wurzelentwicklung kann die Nährstoffaufnahme verbessern. Über seine wachstumsfördernden Wirkung hinaus kann A. brasilense auch die Pflanzentoleranz gegenüber Schwermetallgiftigkeiterhöhen 12. In kontaminierten Böden kann A. brasilense die physiologischen und biochemischen Reaktionen der Pflanze modulieren und so die Aufnahme und Ansammlung von Metallen wie Cadmium (Cd) reduzieren. Das Bakterium erreicht dies durch verschiedene Mechanismen, wie die Veränderung von Wurzelexsudationsmustern, die Steigerung der Aktivität von antioxidativen Enzymen und die Produktion extrazellulärer polymerer Substanzen, die an Schwermetalle binden können, wodurch deren Verfügbarkeit für Pflanzen reduziertwird 13. Das Potenzial von A. brasilense zur Abschwächung der CD-Toxizität im Weizen ist besonders bedeutend im Kontext der modernen Landwirtschaft, wo Bodenkontamination mit Schwermetallen eine wachsende Bedrohung für die Ernteproduktivität und die Lebensmittelsicherheit darstellt. Durch die Nutzung der natürlichen Fähigkeiten von A. brasilense können Landwirte die Gesundheit und den Ertrag von Weizenpflanzen selbst in herausfordernden Umgebungen verbessern und so zur Ernährungssicherheit und ökologischen Nachhaltigkeit beitragen 11,13,14.
Die wachsende Herausforderung durch Cadmium (Cd)-Kontamination in landwirtschaftlichen Böden stellt eine erhebliche Bedrohung für die Nachhaltigkeit der Feldfrüchteproduktion dar, insbesondere bei Grundkulturenwie Weizen. Cd ist ein giftiges Schwermetall, das nicht nur das Pflanzenwachstum behindert, sondern sich auch in essbaren Teilen von Pflanzen anreichern kann. Da landwirtschaftliche Praktiken zunehmend unter dem doppelten Druck von Umweltverschmutzung und dem Bedarf an höherer Produktivität stehen, sind innovative und nachhaltige Strategien erforderlich, um die Auswirkungen von Schwermetallen wie Cd auf die Gesundheit der Pflanzenabzumildern. Die kombinierte Anwendung von Vermiculit und Azospirillum brasilense bietet einen vielversprechenden Ansatz zur Bekämpfung der CD-Toxizität im Weizen 7,9,14,16. Vermiculit verbessert mit seiner hohen Kationenaustauschkapazität und Wasserspeichereigenschaften die Bodenstruktur, verbessert die Nährstoffverfügbarkeit und reduziert die Beweglichkeit von Metallen wie Cdim Boden. A. brasilense, ein wachstumsförderndes Rhizobakterium hingegen verbessert die Pflanzentoleranz gegenüber Schwermetalltoxizität, indem es die Wurzelphysiologie moduliert, Phytohormone produziert und die Bioverfügbarkeit giftiger Metalle durch verschiedene biochemische Wege reduziert14. Die Integration von Vermiculit und A. brasilense in einer einzigen Managementstrategie nutzt die Stärken beider Komponenten und schafft einen synergistischen Effekt, der effektiver ist als die Verwendung einer einzelnen Komponente17. Die Fähigkeit von Vermiculit, Cd im Boden zu immobilisieren, ergänzt A. brasilenses Rolle bei der Stärkung der Pflanzenabwehrmechanismen gegen CD-Stress. Darüber hinaus kann Vermiculit ein günstigeres Umfeld schaffen, damit A. brasilense gedeihen kann, indem es die Belüftung und die Feuchtigkeit verbessert, die für das Überleben und die Aktivität des Bakteriums in der Rhizosphäreentscheidend sind. Die kombinierte Wirkung von Vermiculit und A. brasilense auf das Wachstum von Weizen und die physiologische Leistung unter CD-Stress wurde jedoch nicht systematisch untersucht.
Der Bedarf an dieser kombinierten Anwendung ergibt sich aus den Einschränkungen herkömmlicher Ansätze zur Bewältigung der CD-Toxizität. Traditionelle Methoden, wie der Einsatz chemischer Zusatzmittel, bieten oft nur vorübergehende Linderung und können negative Umweltfolgen haben. Die kombinierte Verwendung von Vermiculit und A. brasilense kann eine nachhaltigere Lösung bieten, die nicht nur die Cd-Toxizität mindert, sondern auch die allgemeine Bodengesundheit und das Pflanzenwachstum verbessert, was zu besserem Weizenertrag, Physiologie und Qualität führt. Die kombinierte Anwendung von Vermiculit und A. brasilense auf das Weizenwachstum und die physiologische Leistung unter CD-Stress wurde bisher nicht systematisch untersucht. Um diese Wissenslücke zu schließen, testete das vorliegende Pot-Experiment folgende Hypothesen: (H₁) Die Anwendung von Vermiculit wird die CD-Ansammlung im Weizengewebe verringern und Wachstum sowie Ertrag verbessern; (H₂) Die Inokulation von A. brasilense verbessert die physiologische Leistung (Photosyntheserate, Stomatalleitfähigkeit, Chlorophyllgehalt) und Nährstoffaufnahme; und (H₃) Die kombinierte Anwendung bringt größere Verbesserungen als beide Änderungsanträge allein, die mit einer höheren bakteriellen Wurzelbesiedlung verbunden sind. Diese Studie beansprucht nicht, direkte Feldanwendungsrichtlinien zu liefern, da diese Fragen Feldversuche erfordern, die über den Rahmen dieses kontrollierten Experiments hinausgehen.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Alle lokalen, nationalen und internationalen Richtlinien und Gesetze wurden für die Verwendung von Pflanzen in dieser Studie eingehalten. Die Reagenzien und die verwendeten Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt.
Experimentelles Layout und Material
Ein Topfexperiment wurde auf dem Dach des Gebäudes der Abteilung für Agrartechnik der Khwaja Fareed University of Engineering and Information Technology, Pakistan (28,42° N, 70,30° E), organisiert, um die Rolle von Vermiculit und Azospirillum brasilense bei der Linderung der Cadmium-(Cd)-Toxizität in der Weizenernte während der Wintersaison 2023–2024 zu untersuchen. Für dieses Experiment wurde ein vollständig randomisiertes Design (CRD) mit drei Replikationen verwendet. Eine zugelassene Weizensorte "Dilkash-20" wurde von der Adoptive Research Farm Rahim Yar Khan bezogen, die für die lokale Region geeignet ist. Es wurde ein Topfmaß von 1 x 1 x 1 Fuß (30,48 cm × 30,48 cm × 30,48 cm) verwendet, der 12 kg Erde enthielt. Vor dem Experiment im Agronomielabor wurde die Saatgutsterilisation mit 70 % Ethanol durchgeführt. Die Samen wurden am 10. November 2023 gepflanzt. In jedem Topf wurden 8 Weizensamen gelegt, und 4 Pflanzen wurden in der Fräsphase gepflegt. Vermiculit wurde vom lokalen Markt gewonnen und während der Zugabe des Bodens mit einer Menge von 150 g/kg Boden aufgetragen. Azospirillum brasilense wurde vom Government College University Lahore (GCUL) in Lahore, Pakistan, erworben. Azospirillum brasilense wurde zusammen mit der Saatgutinokulation in der Weizenernte nach dem Standardverfahren angewendet, wie Zaheer et al.17 berichteten. Das Experiment bestand aus 9 Behandlungen (T0 = Kontrolle (keine Bodenverbesserung, keine CD-Toxizität), T1 = Cd-Toxizität 100 mg/kg Boden, T2 = Cd 100 mg/kg Boden + Vermiculit, T3 = Cd 100 mg/kg Boden + A. brasilense, T4 = Cd 100 mg/kg Boden + Vermiculit + A. brasilense, T5 = Cd Toxizität 200 mg/kg Boden, T6 = Cd 200 mg/kg Boden + Vermiculit, T7 = Cd 200 mg/kg Boden + A. brasilense, T8 = Cd 200 mg/kg Boden + Vermiculit + A. brasilense). Die durchschnittliche Monatstemperatur in °C und die Luftfeuchtigkeit in % am Versuchsgelände sind in Tabelle 1 dargestellt. Vor Beginn des Experiments wurde eine Bodenanalyse durchgeführt, und die Bodeneigenschaften sind in Tabelle 2 dargestellt. Die Bewässerung wurde je nach Bedarf bei Bearbeiten, Streu, Anthesie und Getreidefüllung angewendet, und Dünger wurden gemäß den Empfehlungen gleichmäßig aufgebracht. Die Bewässerung erfolgte manuell mit einem Wassergefäß und hielt 70 % Bodenfeuchtigkeit in jedem Topf, ohne Dürrestress. Dünger wurden gemäß den Empfehlungen des Landwirtschaftsministeriums aufgetragen (120-80-60 kg NPK ha-1). Die Dünger wurden entsprechend der Größe jedes Topfes berechnet. Volle Dosen von P und K sowie eine halbe Dosis N wurden beim Aussaat aufgebracht, und die verbleibende halbe Dosis N wurde in der Tillering-Phase aufgebracht. Zerstörerische Probenahmen für Wurzel- und Trieblängenmessungen (30 Tage nach der Aussaat) wurden an separaten Töpfen durchgeführt, die für die frühe Erntephase vorgesehen waren; Diese Töpfe wurden nicht für die Endertragsmessungen verwendet, sodass frühe destruktive Probenahmen spätere Ertragsdaten nicht beeinflussten. Ein schematischer Zeitplan des Experiments lautet wie folgt: Tag 0 (Bodenvorbereitung, CD-Spiking, Vermiculitmischung, Samenimpfung, Aussaat), Tag 10–30 (Wurzelprobenentnahme für qPCR), Tag 30 (Wurzel- und Trieblänge), Tag 85 (Anthesie: physiologische Messungen) und Tag 120 (Ernte: Ertragsparameter). Pflanzenproben wurden an drei Zeitpunkten entnommen. 10, 20 und 30 Tage nach der Aussaat (DAS) wurden die Wurzeln aus separaten Töpfen gesammelt. Bei 30 DAS wurden separate Töpfe destruktiv für Wurzel- und Trieblänge geerntet. Bei 85 DAS (Anthesis) wurden physiologische Parameter nicht-destruktiv gemessen. Bei 120 DAS wurden die endgültigen Ertragsparameter erfasst. Pots, die für frühe destruktive Probenahmen (10–30 DAS) verwendet wurden, wurden nicht für Ausbeutemessungen verwendet.
Cadmium wurde als Cadmiumchlorid (CdCl₂•2,5H₂O, analytischer Gehalt, ≥98 % Reinheit) aufgetragen. Die erforderlichen Mengen für Zielkonzentrationen von 100 mg Cd kg⁻1 Boden und 200 mg Cd kg⁻1 Boden wurden anhand des Trockengewichts des Bodens (12 kg pro Topf) berechnet. CdCl₂ wurde pro Topf in 500 ml deionisiertem Wasser gelöst und mit einem mechanischen Mischer 15 Minuten lang gründlich mit dem Boden vermischt, um eine homogene Verteilung zu gewährleisten. Nach dem Mischen wurde der mit Stacheln ausgekleidete Boden in mit Kunststoff ausgekleidete Töpfe gelegt und 14 Tage lang bei Raumtemperatur (25 ± 2 °C) mit regelmäßigem Mischen alle 3 Tage ausgeglichen lassen, um die Sed-Artbildung zu stabilisieren und das Altern zu ermöglichen. Die Bodenfeuchtigkeit wurde während der Gleichgewichtsphase bei 70 % der Feldkapazität gehalten. Nach dem Gleichgewicht wurden repräsentative Bodenproben (10 g pro Topf) entnommen, an der Luft getrocknet, mit HNO₃/HClO₄ (4:1, v/v) verdaut und mit einem atomaren Absorptionsspektrophotometer auf die Gesamtkonzentration der Cd analysiert, um die tatsächlichen CD-Werte zu überprüfen. Die gemessenen CD-Konzentrationen betrugen 98,4 ± 3,2 mg kg⁻1 für die 100 mg kg⁻1 Behandlung und 197,6 ± 5,1 mg kg⁻1 für die 200 mg kg⁻1 Behandlung, was bestätigt, dass die Zielwerte erreicht wurden. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften und der Schwermetallgehalt des in dieser Studie verwendeten Vermiculits sind in Tabelle 3 dargestellt.
| Monat | Temperatur (°C) | Luftfeuchtigkeit (%) |
| November 2023 | 28 | 56 |
| Dezember 2023 | 18 | 62 |
| Januar 2024 | 17 | 63 |
| Februar 2024 | 18 | 32 |
| März 2024 | 21 | 25 |
| April 2024 | 24 | 20 |
Tabelle 1: Durchschnittstemperatur und Luftfeuchtigkeit des Versuchsgeländes im Zeitraum 2023–2024.
| Parameter | Werte (2023–24) |
| Organische Substanz | 0.56% |
| pH | 7.42 |
| EC | 227 μS/cm |
| T.S.S. | 0.54% |
| Verfügbar-P | 5,21 ppm |
| Verfügbar-K | 119 ppm |
| Sättigungsprozentsatz | 34 |
| Bodentrennungen: Sand, Schluff, Ton (%) | 36%, 40 %, 24 % |
Tabelle 2: Bodeneigenschaften des Bodens, der für das Experiment vor der Aussaat der Ernte verwendet wurde.
| Eigentum | Wert | Metall | Konzentration (mg kg⁻¹) |
| Stufe | Gartenbau-Stufe | Cadmium (CD) | < 0,01 (unterhalb der Detektionsgrenze) |
| Partikelgröße | 2–4 mm | Lead (PB) | 2.1 |
| pH (1:5 in H₂O) | 7.2 | Kupfer (Cu) | 1.8 |
| Kationenaustauschkapazität (CEC) | 85,4 cmolc kg⁻¹ | Zink (Zn) | 5.3 |
| Wasserspeicherkapazität (WHC) | 450% (w/w) | - | - |
| Volumendichte | 0,12 g cm-3 | - | - |
| Bewerbungsrate | 150 g kg⁻¹ Boden (15 % W/W) | - | - |
| Menge pro Topf (12 kg Erde) | 1,8 kg | - | - |
Tabelle 3: Physikalisch-chemische Eigenschaften und Schwermetallgehalt von Vermiculit, die in dieser Studie verwendet wurden.
Untersuchte Merkmale
Alle pflanzenwachstumsbezogenen Parameter wie Pflanzenhöhe, Spitzenlänge, Anzahl der Ährchen pro Spitze, Körner pro Spitze, 1000-Korn-Gewicht und Getreideertrag pro Pflanze wurden manuell mit einer Meterstange und einer Gewichtsbilanz nach einem Standardverfahren erfasst. Biochemische Analysen (Bestimmung der antioxidativen Enzymaktivitäten) und physiologische Analysen (Photosyntheserate, Spaltöffnungsleitfähigkeit, Chlorophyllgehalt, Elektrolytleckage (EL), Wachstumsrate der Pflanzen (CGR) und Blattflächenindex (LAI)) wurden in der Anthesephase nach 85 Tagen Aussaat durchgeführt. Die Wurzel- und Trieblänge wurde nach 30 Tagen Weizenwachstum festgestellt, wenn die Pflanzen entfernt wurden, um nach 20 Tagen Aussaat vier Pflanzen im Topf zu halten. Ein Infrarot-Gasanalysator (Cl-340) und ein Chlorophyllmessgerät (CL-1) wurden verwendet, um die Photosyntheserate, die Spaltöffnungsleitfähigkeit bzw. den Chlorophyllgehalt zu beobachten. Die Elektrolytleckage (EL) wurde gemessen, wobei die von Mussell und Staples18 beschriebene Gleichung nach dem Standardverfahren von Zaheer et al.14 gemessen wurde. EL wurde berechnet als: EL (%) = (Initial EC / Final EC) × 100, wobei Initial EC die elektrische Leitfähigkeit ist, gemessen nach 24 Stunden Inkubation bei 25 °C, und Final EC die Leitfähigkeit ist, die nach dem Autoklavieren der Proben bei 121 °C für 20 Minuten gemessen wird.
Gelöster organischer Stickstoff (DOC), gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) und organischer Bodenkohlenstoff (SOC) wurden nach dem Standardverfahren19 gemessen. LAI und CGR wurden gemäß demVerfahren 20 festgestellt. Die Aufnahme von N, P und K durch die Weizenpflanze wurde festgestellt, wie im Verfahren des vorherigen Berichts21 beschrieben.
Statistische Analyse
Alle Daten für diese Forschung wurden aus drei Replikationen gesammelt, zusammengestellt und gemittelt. Die Daten wurden statistisch mit Hilfe von Statistic 8.1 und Microsoft Excel 2010 analysiert. Die Daten wurden mittels Einweg-ANOVA analysiert, gefolgt vom Fisher'schen Least Significant Difference (LSD)-Test bei p ≤ 0,05 für die mittlere Trennung. Verschiedene Buchstaben, die mit den Daten/Ergebnissen angezeigt werden, zeigen den statistischen Unterschied zwischen den einzelnen Behandlungen.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Die Pflanzenhöhe (PH) wurde durch die Bodenverbesserungen in allen untersuchten Behandlungen signifikant beeinflusst (Tabelle 4). Der höchste pH-Wert wurde bei T0 (199,44 cm) festgestellt, als kein Bodenverbesserer und keine CD-Toxizität vorlag, gefolgt von T4 (98,44 cm), wenn die Cd-Toxizität bei 100 mg/kg Boden bei der Anwendung von Vermiculit und A. brasilense lag. Der niedrigste pH-Wert (82,37 cm) wurde bei T5 festgestellt, als 200 mg/kg Boden-CD-Toxizität v...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Die CD-Toxizität reduzierte signifikant alle gemessenen Wachstums- und Ertragsparameter im Weizen22. Diese Wachstumsunterdrückung ist auf den durch Cd induzierten oxidativen Stress zurückzuführen, der die Zellteilung und -verlängerung stört, die Nährstoffaufnahme beeinträchtigt und die photosynthetische Effizienz verringert. Ebenso sanken die Anzahl der Ährchen pro Ädel, Körner pro Spitze, Korngewicht und Ertrag pro Pflanze unter Cd-Stress erheblich. Diese Ergebni...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben. Während der Vorbereitung dieses Manuskripts nutzten die Autor(en) ChatGPT und Grammarly, um die technische und englische Sprache des Artikels zu verbessern. Nach der Nutzung dieses Tools/Dienstes überprüften und bearbeiteten die Autor(en) den Inhalt nach Bedarf und übernahmen die volle Verantwortung für den Inhalt der Veröffentlichung.
Die Autoren erkennen die finanzielle Unterstützung an, die vom Dekanat für wissenschaftliche Forschung, Vizepräsidentschaft für Graduiertenstudien und wissenschaftliche Forschung der King Faisal University, Saudi-Arabien, für diese Forschung bereitgestellt wird (Fördernummer KFU263053).
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Atomabsorptionsspektrophotometer (AAS) | PerkinElmer, USA | AAnalyst 800 | Cd-Konzentrationsverifizierung in Boden |
| Azospirillum brasilense | Government College University Lahore (GCUL), Pakistan | Stamm verfügbar aus GCUL Kulturkollektion | Samen-Impfung |
| Cadmiumchlorid (CdCl2·2.5H2O) | Merck, Deutschland | CAS Nr. 7790-78-5 | Cd-Stressinduktion |
| Chlorophyllmeter | Nicht spezifiziert | CL-1 | Chlorophyllgehaltsmessung |
| DNeasy PowerSoil Kit | QIAGEN, Hilden, Deutschland | Kat.-Nr. 12888-100 | DNA-Extraktion aus Wurzeln |
| Excel 2010 | Microsoft, USA | Version 14.0 | Datenerfassung und grundlegende Statistik |
| Infrarotgasanalysator (IRGA) | Nicht spezifiziert | CI-340 | Photosyntheserate und stomatäre Leitfähigkeit |
| nifH-spezifische Primer | Kundenspezifisch synthetisiert | Sequenz im Text angegeben | qPCR-Amplifikation |
| Ninhydrin | Sigma-Aldrich, USA | CAS-Nr. 485-47-2 | Prolingehaltsbestimmung |
| QuantStudio 5 Real-Time PCR System | Applied Biosystems, USA | QuantStudio 5 | qPCR-Analyse |
| Spektrophotometer | Nicht spezifiziert | Nicht spezifiziert | Prolingehaltsmessung |
| Statistik 8.1 | Analytical Software, USA | Version 8.1 | Statistische Analyse (ANOVA, LSD) |
| SYBR Green Master Mix | Applied Biosystems, USA | Kat.-Nr. 4309155 | qPCR-Detektion |
| Vermiculite (Gartenbauqualität) | Lokalmarkt, Rahim Yar Khan, Pakistan | Nicht zutreffend | Bodenverbesserung |
| Weizensorte „Dilkash-20“ | Adaptive Research Farm, Rahim Yar Khan, Pakistan | Lokaler zugelassener Sorte | Pflanzenmaterial |