نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا همدان
2 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا همدان
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
To investigate the effect of application method of phosphate and zinc sulfate fertilizers on yield and seed protein percentage, phosphorus and zinc in common bean cultivar which was inoculated with Rhizobium leguminosarum, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications at Bu-Ali Sina University in 2015-2016. In this experiment, three factors consist of N fertilizer (0, 30 and 60 kg N ha-1), zinc sulfate (soil broadcasting and foliar feeding) and phosphate application method (soil broadcasting and placement near the seed) were considered. The highest number of pods per plant, number of seeds per pod, grain yield and biological yield of beans were 14.25, 4.98, 3180 and 10197 kg ha-1, respectively, which obtained from 30 kg N ha-1 + phosphate placement + foliar feeding of zinc sulfate and were increased 90, 81, 88 and 95.34%, compared to control treatment (soil broadcasting of phosphate and zinc sulfate without nitrogen). The phosphate placement at 0 and 30 kg ha-1 of nitrogen increased seed protein by 23.6% and 20.7%, respectively, and also increased the grain phosphorus concentration by 34%. Foliar zinc sulfate increased the protein and Zn concentration of the seed, by 16% and 13%, respectively, compared to soil broadcasted application. Based on the results, 30 kg ha-1 nitrogen starter application with phosphate placement plus zinc sulfate foliar spraying is a suitable treatment to improve the quantity and quality of bean seeds.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
لوبیا ((Phaseolus vulgaris L. یکی از مهمترین گیاهان زراعی است که با داشتن 20 تا 25 درصد پروتئین، 60 درصد کربوهیدرات، ویتامینها و ترکیبات آمینواسیدی، یک ماده غذایی مهم در رژیم غذایی مردم دنیا است و در میان حبوبات، بیشترین سطح زیر کشت و ارزش اقتصادی را داراست (Petry et al., 2015). لوبیا در ایران در سطحی حدود 108 هزار هکتار کشت میشود (FAO, 2017) و این میزان در حال افزایش است (Saeidi Aboueshaghi & Yadavi, 2015).
دستیابی ﺑﻪ داﻧﺶ صحیح میزان و شیوه ﻣﺼﺮف ﮐﻮدﻫﺎی ﻣﺆﺛﺮ در رﺷﺪ و ﻧﻤﻮ گیاهان زراﻋﯽ، ﻓﺮﺻﺖﻫﺎی جدیدی را ﺑﺮای افزایش کارآیی ﻣﺼﺮف ﮐﻮدﻫﺎ ﺑﻪوﺟﻮد ﻣﯽآورد و در این بین، توجه به شیوه مصرف عناصر غذایی کمتحرک در خاک میتواند بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی تاثیر چشمگیری داشته باشد. مطالعات تکمیلی پیرامون شیوه مصرف کودهای شیمیایی در جهت به حداکثر رساندن تاثیر مفید کودها، همواره مد نظر محققین کشاورزی بوده است (Tariq et al., 2011). از طرف دیگر، یکی از مهمترین معضلات خاکهای بیشتر مناطق کشور از جمله همدان، آهکی بودن و داشتن pH بالاست که به کم تحرکی عناصر غذایی مهمی مانند فسفر و روی، شدت میبخشد (Malakouti & Nafisi, 1995).
فسفر یکی از عناصر پرمصرف و مهم در رشد و نمو گیاهان است و نقش کلیدی آن در گیاه مانند شرکت در واکنشهای نقل و انتقال انرژی، فرآیندهای متابولیسمی گیاه، فتوسنتز، تقسیم سلولی، تشکیل فسفولیپیدهای غشاء سلول و توسعۀ قسمتهای زایشی، به اثبات رسیده است (Abdolzadeh et al., 2009). از آنجا که فسفر یکی از عناصر کم تحرک در خاک است، شیوه مصرف آن میتواند بر تاثیر آن بر رشد و عملکرد گیاهان اثر گذارد. مطالعات پیشین نشان داده است که در صورت کمبود فسفر قابل استفادة خاک، کاربرد این عنصر به صورت نواری میتواند کارایی جذب آن را افزایش دهد و عملکرد بیشتریتولید نماید (Rehim et al., 2016). دلیل این برتری را میتوان به تماس کمتر با ذرات خاک و کاهش تثبیت کود فسفر در خاک نسبت داد (Shah et al., 2006). در تحقیقی گزارش شد که مصرف نواری کود فسفات، سبب افزایش عملکرد نخود فرنگی و عدس در دو مکان از سه مکان مورد پژوهش شد (Henry et al., 1995). در شرایط اردن نیز مصرف نواری کود فسفات، افزایش عملکرد و وزن دانه در گیاه باقلا را در پی داشت (Turk & Tawaha, 2002).
از سوی دیگر عنصر روی (Zn)، یکی دیگر از عناصری است که کمبود آن میتواند رشد و عملکرد گیاهان زراعی را محدود کند (Cakmak et al., 1999). گزارشها نشان میدهد که عنصر روی قادر است بر ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ گیاهان، ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻫﻮرﻣﻮنﻫﺎی رﺷﺪ و ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻛﻠﺮوﻓﻴﻞ ﮔﻴﺎﻫﻲ تاثیر گذارد و ﻛﻤﺒﻮد آن منجر به ﻛﺎﻫﺶ ﻛﻴﻔﻴﺖ و ﻛﻤﻴﺖ ﻣﺤﺼﻮل شود (Broadley et al., 2007). از آنجاکه عنصر روی، در خاک تثبیت و جذب آن بهوسیله گیاه دشوار میشود، مصرف این عنصر به صورت محلولپاشی نسبت به مصرف خاکی برتری دارد(Pandey et al., 2013). قابل ذکر است که بهبود خصوصیات کمی و کیفی گیاه، همچنین افزایش ﻣﻘﺎوﻣﺖ گیاه ﺑﻪ آﻓﺎت و ﺑﻴﻤﺎریﻫﺎ و ﺗﻨﺶﺧﺸﻜﻲ در اثر محلولپاشی عنصر روی گزارش شده است 2007) & Animashaun, Odeley). در تحقیقی روی گیاه لوبیا گزارش شد که محلولپاشی روی با غلظت چهار هزار پی پی ام با استفاده از کلات روی، سبب افزایش عملکرد و پروتئین دانه و کاه لوبیا شد و اثرات تنش کم آبی بر میزان پروتئین دانه را بهطور معنی داری کاهش داد (Kordi et al., 2016).
گیاهان خانواده بقولات، بخشی از نیتروژن مورد نیاز خود را از طریق برقراری رابطه همزیستی با باکتریهای ریزوبیوم تامین میکنند، اما تا زمانیکه ریشه این گیاهان به اندازه کافی با این باکتری آلوده نشده باشد، مصرف مقدار مناسبی از نیتروژن جهت تحریک رشد اولیه گیاه توصیه شده است (Gai et al, 2017). بر اساس گزارشات، تلقیح بذرهای نخود با باکتری ریزوبیوم به همراه کاربرد 50 درصد کود نیتروژن مورد نیاز گیاه، سبب افزایش عملکرد زیستی و دانه شد (Saini et al., 2004). همچنین در بررسی تاثیر مقادیر مختلف کود آغازگر در نخود مشاهده شد که مصرف 15 و 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، علاوه بر بهبود صفات رشدی گیاه، تاثیر مثبتی بر تثبیت بیولوژیکی نیتروژن دارد ولی مقادیر بالاتر کود آغازگر، اثر بازدارندگی بر توانایی باکتریهای ریزوبیوم داشته است (Walley et al., 2005). نتایج یک مطالعه روی سطوح نیتروژن (صفر، 75 و 150کیلوگرم در هکتار از منبع اوره) در گیاه سویا نیز نشان داد که وجود نیتروژن کافی به عنوان آغازگر (صفر تا 75 کیلوگرم در هکتار)، سبب تقویت رشد رویشی شد. بر اساس نتایج این تحقیق،گیاه با آمادگی بیشتری به مرحله زایشی وارد شد و در نهایت عملکرد دانه را به میزان 75 کیلوگرم نیتروژن در هکتار افزایش داد (Shabani et al., 2015 ). اما اینکه مقدار مصرف کود نیتروژن چقدر باشد که نه تنها از آلودگی محیط زیست جلوگیری شود، بلکه بر فعالیت باکتریهای همزیست با لگومها نیز اثر منفی نگذارد، موضوعی است که باید در هر گونه لگوم با دقت بررسی شود (Aboutalebian & Malmir, 2016).
مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر شیوههای مصرف فسفات و سولفاتروی بر عملکرد، اجزای عملکرد و برخی خصوصیات کمی و کیفی لوبیا در سطوح مختلف کود نیتروژن آغازگر انجام شد.
مواد و روش ها
این آزمایش در سال زراعی 95-1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینای همدان (با عرض جغرافیایی 35 درجه و یک دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 48 درجه و 31 دقیقه شرقی و ارتفاع 1690 متر از سطح دریا)، بهصورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. در این پژوهش، کود نیتروژن آغازگر به عنوان فاکتور اول در سه سطح صفر، 30 و 60 کیلوگرم در هکتار از منبع اوره، شیوه مصرف سولفات روی به عنوان فاکتور دوم به دو روش خاکپخش و محلولپاشی و شیوه مصرف فسفات به عنوان فاکتور سوم با دو روش خاکپخش و نواری از منبع سوپر فسفات تریپل در نظر گرفته شدند. مطابق نتایج آزمون خاک (جدول 1)، میزان مصرف کود سولفات روی در حالت خاکپخش، 50 کیلوگرم در هکتار بود و تیمار محلولپاشی آن در دو مرحلۀ شش برگی و گلدهی (با نسبت پنج در هزار سولفات روی، به میزان 250 لیتر در هکتار) انجام گرفت (Malakouti & Nafisi, 1995).
جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش (عمق صفر تا 30 سانتیمتری خاک).
Table 1. Physiochemical characteristics of the soli of experimental field (0-30 cm depth).
Soil Texture |
EC (dS m-1) |
pH |
Zn (mg kg-1) |
P (mg kg-1) |
K (mg kg-1) |
Total N (%) |
Organic matter (%) |
Silty Loam |
0.375 |
7.91 |
0.26 |
6.1 |
160 |
0.13 |
0.78 |
همچنین از 200 کیلوگرم سوپرفسفاتتریپل در هکتار برای تامین فسفر خاک و به دو روش خاکپخش و نواری استفاده شد. در تحقیق حاضر، از مایه تلقیح ریزوبیوم فازئولی (Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli) در همه تیمارها استفاده شد. مایه تلقیح باکتریایی (107 عدد باکتری زنده در گرم) از ﻣﻮﺳﺴﻪ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﺧﺎک و آب و بذرهای لوبیا رقم اختر از موسسه نگین بذر خمین تهیه شدند. این رقم، رشد محدود و فرم ایستاده دارد و دوره رشدش، 95 تا 100 روز است. کشت بذرها بهصورت دستی، روی پشتههایی به فاصله 50 سانتیمتر (تراکم 40 بوته در متر مربع) و در تاریخ اول خرداد ماه سال 1395 انجام شد. هر واحد آزمایشی شامل شش ردیف کاشت بهطول پنج متر بود و آبیاری بهصورت بارانی با دور شش روزه انجام شد. متوسط آب مصرف شده در هر بار آبیاری حدود 350 مترمکعب در هکتار بود.
برای اندازهگیری عملکرد زیستی و عملکرد دانه، برداشت از سطح دو متر مربع از هر کرت انجام شد و عملکرد دانه بر حسب رطوبت 14 درصد اندازه گیری شد (Aboutalebian & Malmir, 2016). صفاتی نظیر تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن صد دانه نیز از میانگین اعداد بدست آمده از 10 بوته در هر واحد آزمایشی بهدست آمد. میزان نیتروژن به روش تیتراسیون با استفاده از دستگاه کجلدال مدل MQ3824B/EX1 (Peck et al, 2008) اندازهگیری شد و برای محاسبه پروتئین در 25/6 ضرب شد (Ferreira et al., 2016). میزان فسفر دانه نیز با روش رنگسنجی (رنگ زرد مولیبدات وانادات) و با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازهگیری شد (Olsen & Sommers, 1982) و از دستگاه جذب اتمی برای اندازهگیری غلظت روی دانه استفاده شد (David, 2007). تجزیه و تحلیل دادهها بعد از آزمون نرمال بودن باقیماندهها با استفاده از رویه UNIVARIATE، بر اساس مدل آماری طرح و با نرم افزارSAS نسخه 4/9 انجام شد. برای مقایسه میانگینهای تیمارها از آزمون حداقل تفاوت معنیدار (LSD) در سطح احتمال پنج درصد و برای رسم شکلها از Excel بهره استفاده شد.
نتایج و بحث
اجزای عملکرد
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بیشتر اثرات، بهویژه اثر سه گانه نیتروژن × فسفر × روی بر تعداد غلاف در بوته معنیدار شد (جدول 2).
جدول 2- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) اثر نیتروژن، فسفر و سولفات روی بر عملکرد و اجزای عملکرد لوبیا.
Table 2. Analysis of variance (mean squares) of the effects of nitrogen, phosphorus and zinc sulfate on quantitative and qualitative traits of common bean.
Zn |
P |
Protein |
Harvest index |
Biological yield |
Grain yield |
100 seed weight |
Number of seeds per pod |
Number of pods per plant |
Df |
Source of variation |
6.19ns |
0.0014ns |
0.48ns |
3.99 ns |
80064ns |
8958.1ns |
1.01ns |
0.086ns |
0.65ns |
2 |
Block |
6.87ns |
0.0099* |
306.82** |
35.32 ** |
19782010** |
2340059** |
18.73** |
5.917** |
45.71** |
2 |
Nitrogen (N) |
0.35ns |
0.2136** |
233.83** |
53.51 ** |
33809321** |
6107051** |
88.36** |
5.640** |
60.19** |
1 |
Phosphorus (P) |
244.50** |
0.0004ns |
59.31** |
14.42 ns |
5775202** |
1108377** |
2.33ns |
2.459** |
13.04** |
1 |
Zinc sulfate (Zn) |
2.37ns |
0.0006ns |
3.52* |
85.87 ** |
336057ns |
414143** |
1.96ns |
0.194ns |
2.05* |
2 |
N × P |
2.39ns |
0.0015ns |
1.61ns |
9.51 ns |
46521ns |
27394* |
0.45ns |
0.005ns |
0.45ns |
2 |
N × Zn |
2.67ns |
0.0005ns |
1.07ns |
9.37 ns |
2331561** |
50669* |
0.34ns |
0.52ns |
1.02ns |
1 |
P × Zn |
0.87ns |
0.0051ns |
1.08ns |
11.93 ns |
883760* |
121443** |
0.87ns |
0.350* |
3.16** |
2 |
N × P × Zn |
10.45 |
0.0025 |
0.79 |
5.03 |
225038 |
7578 |
1.64 |
0.82 |
0.47 |
22 |
Error |
11.87 |
10.31 |
2.93 |
7.46 |
5.82 |
3.54 |
4.43 |
7.68 |
6.49 |
- |
CV (%) |
* و **: بهترتیب معنیدار در سطح احتمال پنج و یک درصد؛ ns: غیرمعنیدار *, and **: Significant at 5% and 1% of probability levels, respectively;ns: Non significant |
مقایسه میانگینها نشان داد که بیشترین تعداد غلاف در بوته گیاه، از ترکیب تیماری 30 کیلوگرم نیتروژن+ فسفر نواری+ محلولپاشی روی بهدست آمد و نسبت به تیمار شاهد (فسفر پخش + سولفات روی پخش + سطح کودی صفر نیتروژن)، افزایش 90 درصدی تعداد غلاف در بوته را در پی داشت (شکل 1). بنابراین افزایش مصرف نیتروژن در سطح 60 کیلوگرم، نه تنها اثری بر تعداد غلاف در بوته نداشت، بلکه در تیمار مصرف پخش فسفات و سولفات روی در مقایسه با همان تیمار در سطح 30 کیلوگرم نیتروژن، کاهش تعداد غلاف در بوته رخ داد که ممکن است ناشی از کاهش فعالیت باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن باشد. بهطورکلی، فعالیت زیست توده میکروبی خاک از جمله باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن، با مصرف زیاد کودهای نیتروژنی کاهش مییابد (Walley et al., 2005). گزارش شده است که باکتریهای ریزوبیومی در افزایش حلالیت عناصری مانند فسفر و روی نیز موثر هستند (Abdolzadeh et al., 2009). وجود نیتروژن کافی بهعنوان آغازگر در حضور ریزوبیوم، باعث تقویت رشد و افزیش عملکرد گیاه میشود ولی در مقادیر بالای نیتروژن، بهدلیل اثر سوء بر فعالیت باکتری ریزوبیوم و کاهش تولید آنزیمهای تثبیت نیتروژن، عملکرد گیاه کاهش مییابد (Taherkhani et al., 2007). در تحقیقی Aboutalebian & Malmir(2016) گزارش نمودند که بیشترین تعداد غلاف در بوته سویا با مصرف 30 کیلوگرم نیتروژن و تلقیح برادیریزوبیوم نسبت به عدم مصرف کود آغازگر و عدم تلقیح برادیریزوبیوم بهدست آمد.
شکل1- تأثیر شیوههای کاربرد کودهای فسفات و سولفات روی بر تعداد غلاف در بوته لوبیا در سطوح مختلف کود نیتروژن. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD0.05=1.161).
BP= پخش فسفات |
BZn= پخش سولفات روی |
FZn= محلولپاشی سولفات روی |
SP= مصرف نواری فسفات |
Figure 1. Effect of phosphate and zinc sulfate application methods on the number of pods per plant of bean at different levels of nitrogen fertilizer. Vertical lines indicate the standard deviation.
BP= Phosphate broadcasting |
SP= Strip phosphate |
FZn= Zinc foliar |
BZn= Zinc broadcasting |
نتایج مقایسه میانگین تعداد غلاف در بوته نشان داد که با کاربرد نیتروژن در شرایط مصرف نواری فسفات، بین محلولپاشی و مصرف خاکی روی تفاوت معنیداری وجود نداشت (شکل 1). بهنظر میرسد که مصرف نیتروژن بهصورت اوره، با کاهش pH ناحیه ریزوسفر، حلالیت روی را تا حد مطلوبی افزایش داده است؛ خاصیت اسیدی کردن خاک و ناحیه ریزوزسفر توسط اوره گزارش شده است (Archer, 1995). ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﻏﻼﻑ ﺩﺭ ﺑﻮﺗﻪ در اثر ﻣﺤﻠﻮﻝﭘﺎﺷﻲ ﺭﻭﻱ نیز ﮔﺰﺍﺭﺵ شده است (Valenciano et al., 2009). همچنین بیان شده است که عنصر روی از طریق افزایش سطح برگ، وزن خشک و طول دوره گلدهی، باعث افزایش تعداد غلاف در گیاه میشود .(Kobraee et al., 2011)
نتایج بهدست آمده از تجزیه واریانس تعداد دانه در غلاف نشان داد که همه اثرات اصلی و اثر سهگانه بر این صفت در سطح یک درصد معنیدار شد (جدول2).بیشترین تعداد دانه در غلاف (98/4)، از ترکیب تیماری 30 کیلوگرم نیتروژن+ فسفر نواری+ محلولپاشی روی حاصل شد که نسبت به تیمار شاهد (فسفر پخش+ سولفات روی پخش+ سطح کودی صفر نیتروژن)، 81 درصد افزایش داشت (شکل 2). بهنظر میرسد که مصرف بیش از 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، در افزایش تعداد دانه در غلاف تأثیر معنیداری ندارد.
Walley et al(2005) در بررسی مقادیر مختلف نیتروژن بر نخود بیان کردند که نیتروژن در مقادیر کم به عنوان آغازگر، تأثیر مثبتی ولی در مقادیر بالا، اثر بازدارندگی در تثبیت بیولوژیکی نیتروژن دارد. در پژوهش حاضر، مصرف نواری فسفر، موجب افزایش تعداد دانه در غلاف شد. در آزمایشات دیگری روی گندم نیز گزارش شد که تیمار مصرف نواری کود فسفر، موجب افزایش معنیدار تعداد دانه در سنبله و عملکرد دانه نسبت به پخش خاکی آن شده است
(Rehim et al., 2016; Rehim et al., 2012) که دلیل این برتری، به بهبود کارایی جذب فسفر نسبت داده شده است. Joshi & Billore (2004) نیز بهبود تعداد دانه در غلاف سویا و سنبله گندم را در اثر مصرف نواری فسفر گزارش نمودهاند. در تحقیق حاضر، مصرف برگی روی، اثر بیشتری بر تعداد دانه در غلاف داشت و بجز دو تیمار 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و مصرف نواری فسفات و تیمار عدم مصرف نیتروژن در حالت پخش فسفات، در بقیه حالات، مصرف برگی روی موثرتر بود که بهنظر میرسد در مصرف خاکی، حلالیت روی کمتر بوده است و روی در خاک، بهحالت غیرقابل جذب درآمده است. تغذیه مناسب گیاه با عنصر روی، بهدلیل افزایش ذخیره هیدروکربن دانه گرده و افزایش طول آن میتواند منجر به افزایش تلقیح و تعداد دانه در بوته شود .(Marschner, 1995)
Ali et al. (2012) گزارش نمودند که ﻛﺎرﺑﺮد ﺧﺎکی ﻓﺴﻔﺮ و محلولپاشی ﻋﻨﺼﺮ روی ﺳﺒﺐ ﺷﺪه اﺳﺖ که ﺗﺪاﺧﻞ ﺑـﻴﻦ اﻳـﻦ دو ﻋﻨﺼﺮ از ﺑﻴﻦ رود و در ﻧﺘﻴﺠـﻪ ﺑـﻴﻦ اﻳـﻦ دو ﻋﻨـﺼﺮ، اﺛﺮ آﻧﺘﺎﮔﻮﻧﻴﺴﻤﻲ ﺑﺮوز ﻧﻜﻨﺪ. در یک تحقیق نیز بر خاصیت آنتاگونیستی فسفر خاک بر روی و کاهش جذب آن تاکید شده است (Welch, 2001)؛ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ در همه سطوح نیتروژن، محلولپاشی روی بهویزه در کنار مصرف نواری فسفات، موجب افزایش معنیدار تعداد دانه در غلاف شد. این افزایش در واکنش به مصرف عنصر روی میتواند بهدلیل نقش این عنصر در تقسیمات سلولی و همچنین نقش کلیدی عنصر روی در تشکیل دانه، بهدلیل تأثیر بر فرایندهای زایشی و مادهسازی باشد (Mohsin et al., 2014).
شکل2- تأثیر شیوههای کاربرد کودهای فسفات و سولفات روی بر تعداد دانه در غلاف لوبیا در سطوح مختلف کود نیتروژن. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD0.05=0.4849).
BP= پخش فسفات |
BZn= پخش سولفات روی |
FZn= محلولپاشی سولفات روی |
SP= مصرف نواری فسفات |
Figure 2. Effect of phosphate and zinc sulfate application methods on the number of seeds per pod of bean at different levels of nitrogen fertilizer. Vertical lines indicate the standard deviation.
BP= Phosphate broadcasting |
BZn= Zinc broadcasting |
FZn= Zinc foliar |
SP= Strip phosphate |
تجزیه واریانس وزن صد دانه نشان داد که تأثیر سطوح مختلف نیتروژن و فسفر بر وزن صد دانه معنیدار بود ولی اثر سولفات روی و همه برهمکنشها بر این صفت معنیدار نبود (جدول 2). وزن صد دانه در مصرف 30 و 60 کیلوگرم نیتروژن آغازگر، تفاوت معنیداری با هم نداشت ولی در مقایسه با عدم مصرف نیتروژن، افزایش معنیداری مشاهده شد (شکل 3). بنابراین بهنظر میرسد که مصرف بیش از 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، ضرورتی در افزایش وزن دانه لوبیای تلقیح شده با باکتری ندارد. در بررسی تأثیر کود نیتروژن و تلقیح برادیریزوبیوم بر ارقام مختلف سویا گزارش شده است که تلقیح با ریزوبیوم نسبت به کاربرد کود شیمیایی، وزن دانه و عملکرد دانه بیشتری تولید نمود
(Sogut, 2006). از طرفی، جهت به حداکثر رساندن پتانسیل تولید در سویا، کاربرد نیتروژن آغازگر از طریق کودهای شیمیایی، ضروری گزارش شده است (Syverud et al., 1980).
مصرف کود فسفات بهصورت نواری، بر وزن هزار دانه تأثیر معنیداری داشت (شکل 4). در تایید این موضوع،Rehim et al. (2012) پس از انجام آزمایشی بر روی گندم گزارش نمودند که مصرف نواری، بهصورت معنیداری وزن هزار دانه گندم را نسبت به روش پخش سطحی افزایش داد.
شکل4- تأثیر شیوه کاربرد کود فسفات بر وزن صد دانه لوبیا. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD0.05=0.8852). |
شکل 3- اثر سطوح مختلف کود نیتروژن بر وزن صد دانه لوبیا. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD0.05=1.0841). |
Figure 4. Effect of application method of phosphate fertilizer on 100-seed weight of bean. Vertical lines indicate the standard deviation. |
Figure 3. Effect of nitrogen fertilizer application on 100-seed weight of bean. Vertical lines indicate the standard deviation. |
BP= Phosphate broadcasting |
SP= strip Phosphate |
BP= پخش فسفات |
SP= مصرف نواری فسفات |
بر اساس تحقیقات، فسفر در ساخت نشاسته موثر است (Nielsen et al., 1998; Hajiboland et al., 2014) در این تحقیق، تنها جزئی از عملکرد که تحت تأثیر شیوه مصرف سولفات روی نبوده است، وزن صد دانه است. در مجموع بهنظر میرسد که وزن صد دانه، بیشتر یک صفت ژنتیکی است و عوامل محیطی، تاثیر کمتری بر آن دارند ((Qodsevali et al., 2015.
عملکرد دانه
عملکرد دانه تحت تأثیر تمامی اثرات ساده و برهمکنش آنها، بهویژه برهمکنش سهگانه کود نیتروژن، شیوههای مصرف فسفات و سولفات روی قرار گرفت (جدول 2). با توجه به شکل 5، مشاهده میشود که که مصرف نواری فسفات و محلولپاشی سولفات روی در سطح کیلوگرم نیتروژن در هکتار، بیشترین عملکرد دانه (3398 کیلوگرم در هکتار) را تولید نمود و در مقایسه با تیمار شاهد (عدم کاربرد نیتروژن + پخش فسفات و پخش سولفات روی)، عملکرد دانه را 5/99 درصد افزایش نشان داد (شکل 5).
بین دو شیوه مصرف سولفات روی در بیشتر تیمارها، تفاوت معنیداری مشاهده شد (شکل 5). بهنظر میرسد که در شرایط مصرف خاکی سولفات روی و کاهش ضریب جذب روی بهعلت تثبیت در خاک
(Pandey et al., 2013)، عملکرد کمتر بوده است. روی توسط فسفات از فرم قابل جذب خارج میشود و به رسوب فسفات روی تبدیل میشود
(Marschner, 1995) که در روش مصرف برگی این مشکل وجود ندارد. نتایج بهدست آمده، مشابه نتایج مرتبط با تعداد دانه در غلاف است (شکل 2). بهنظر میرسد که ، به علت جذب بهتر از طریق برگها نسبت به خاک، مصرف محلول پاشی سولفات روی نسبت به مصرف خاک پخش اثر بهتری داشته است. در مطالعهای روی لوبیا نیز مشاهده شد که محلولپاشی روی، باعث افزایش عملکرد دانه شده است
(Tolay & Gulmezoglu, 2004).
شکل5- تأثیر شیوههای کاربرد کودهای فسفات و سولفات روی بر عملکرد دانه لوبیا در سطوح مختلف کود نیتروژن. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD0.05=147.4).
BP= پخش فسفات |
BZn= پخش سولفات روی |
FZn= محلولپاشی سولفات روی |
SP= مصرف نواری فسفات |
Figure 5. Effect of phosphate and zinc sulfate application methods on the grain yield of bean at different levels of nitrogen fertilizer. Vertical lines indicate standard deviation
BP= Phosphate broadcasting |
SP= Strip phosphate |
FZn= Zinc foliar |
BZn= Zinc broadcasting |
طبق نتایج بهدست آمده، در شیوه نواری مصرف فسفر، این عنصر توسط ریشه گیاه جذب بهتر میشود و موجب تحریک و رشد گیاه لوبیا شده است. بهطورکلی، هنگامی که فسفر بهصورت پخش روی سطح خاک قرار می گیرد، شکل محلول به نامحلول تبدیل تبدیل میشود و کارایی مصرف آن کاهش مییابد
Pellerin et al., 2000; Shah et al., 2006)). جایگذاری فسفر در خاکهایی که فسفر کمی دارند، بسیار مهمتر از خاکهایی است که مقدار فسفر قابل استفاده آنها زیاد میباشد. همچنین هرچه بافت خاک سنگینتر و درصد کربنات کلسیم و دمای آن بالاتر باشد، تثبیت فسفات بهکار رفته در آن بیشتر خواهد بود (Tariq et al., 2011). دیگر محققین نیز به تأثیر مثبت مصرف نواری فسفات بر عملکرد دانه اشاره نمودهاند Maqbool, et al., 2012)).
از سوی دیگر، وﺟﻮد ﻧﯿﺘﺮوژن آغازگر، ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻘﻮﯾﺖ رﺷﺪ روﯾﺸﯽ میشود و ﮔﯿﺎه ﺑﺎ آﻣﺎدﮔﯽ بیشتر ﺑﻪ ﻣﺮﺣﻠﻪ زاﯾﺸﯽ واردمیشود و ﻋﻤﻠﮑﺮد داﻧﻪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ
(Gai et al., 2017). اما در تحقیق حاضر، تفاوتی معنیداری میان عملکرد بین دو سطح 30 و 60 نیتروژن مشاهده نشد که حاکی از ناکارآمدی سطح بالاتر نیتروژن در افزایش عملکرد است. به هر حال
(2005) Walley et al. در بررسی تأثیر مقادیر مختلف نیتروژن بر عملکرد نخود گزارش کردند که افزایش میزان کاربرد کود نیتروژن در واحد سطح، سبب افزایش معنیدار عملکرد شد که شاید دلیل آن، ناکافی بودن مصرف کود نیتروژن در تیمارهای بهکار رفته باشد.
Dar et al.(2016) نیز در آزمایش خود، به تأثیر معنیدار کود نیتروژن آغازگر بر عملکرد دانه گیاه نخود اشاره نمودهاند.
عملکرد زیستی
اثر همه اثرات اصلی و برهمکنشها، بجز برهمکنش نیتروژن × فسفر و نیتروژن × روی، بر عملکرد زیستی لوبیا معنیدار شد (جدول 2). بیشترین عملکرد زیستی گیاه، از ترکیب تیماری 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار + فسفر نواری + محلولپاشی سولفات روی بهدست آمد که نسبت به تیمار شاهد (پخش فسفر و پخش سولفات روی و سطح کودی صفر نیتروژن) 34/95 درصد افزایش در داشت (شکل 6). افزایش ماده خشک در اثر کاربرد عنصر روی می تواند بهعلت افزایش بیوسنتز اکسین، غلظت کلروفیلافزایش فعالیت ریبولوزبیفسفات کربوکسیلاز ونیز افزایش کارایی جذب نیتروژن و فسفر باشد (Boonchuay et al., 2013). همانطور که اشاره شد، در پژوهش حاضر، مصرف نواری فسفر موجب افزایش عملکرد بیولوژیکی گیاه لوبیا شد که علت آن، دسترسی آسانتر ریشهها به فسفات بوده است
(Rehim et al., 2016). با اینحال Chakwizira et al. (2009) عدم معنیداری شیوه مصرف فسفر را بر شاخصهای رشدی و عملکرد گیاه کلزا گزارش نمودهاند. نامبردگان دلیل این مسئله را کافی بودن میزان فسفر خاک برای رشد گیاه دانستهاند. با دقت در شکل 6 مشاهده میشود که در حالت مصرف نواری فسفات و مصرف 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، عملکرد بیولوژیکی در مصرف پخش و محلولپاشی سولفات روی، دقیقا یک اندازه شد که شاید بتوان کارایی یکسان فرم مصرف سولفات روی را به pH پایینتر خاک، بهعلت بیشتر بودن مصرف نیتروژن نسبت داد زیرا مصرف بیشتر اوره، سبب اسیدیتر شدن ناحیه ریزوسفر میشود (Archer, 1985).
شکل6- تأثیر شیوههای کاربرد کودهای فسفات و سولفات روی بر عملکرد بیولوژیکی لوبیا در سطوح مختلف کود نیتروژن. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD0.05=803.3).
BP= پخش فسفات |
BZn= پخش سولفاتروی |
FZn= محلولپاشی سولفاتروی |
SP= مصرف نواری فسفات |
Figure 6. Effect of phosphate and zinc sulfate application methods on the biological yield of bean at different levels of nitrogen fertilizer. Vertical lines indicate the standard deviation
BP= Phosphate broadcasting |
SP= Strip phosphate |
FZn= Zinc foliar |
BZn= Zinc broadcasting |
شاخص برداشت
بازده فیزیولوژیکی یک محصول برای تبدیل ماده خشک به عملکرد اقتصادی، بهوسیله شاخص برداشت تعیین میشود. نتایج نشان داد که اثر اصلی سطوح مختلف کود آغازگر نیتروژن و فسفر و برهمکنش نیتروژن × فسفر بر شاخص برداشت لوبیا معنیدار شد (جدول 2) اما شیوه مصرف مصرف سولفات روی بر شاخص برداشت معنیدار نبود که شاید علت آن، به کمی تحرک روی در گیاه بازگردد .(Marschner, 1995)
کاربرد 30 یا 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و مصرف نواری فسفر، بیشترین شاخص برداشت را تولید کرد (شکل 7). (2009) Rafiei گزارش نمود که فسفر، باعث افزایش شاخص برداشت در ماش میشود. در تحقیق دیگری اظهار شد که کاربرد نواری فسفات، بیشترین شاخص برداشت را در گندم نسبت به پخش خاکی تولید کرد (Maqbool, et al., 2012). بهبود شاخص برداشت گندم در اثر شیوه مصرف نواری فسفر نسبت به روشهای دیگر، توسطRehim et al. (2012) وNoonari et al. (2016) نیز گزارش شده است. جذب بیشتر عناصر غذایی میتواند سبب افزایش انتقال ماده خشک به بخش زایشی شود و در نتیجه شاخص برداشت را بهبود بخشد (Shah et al., 2006). بر اساس شکل 7، عدم مصرف کود نیتروژن، سبب کاهش معنیدار شاخص برداشت شد و در عین حال عدم مصرف نیتروژن سبب شد که تفاوت بین شاخص برداشت در مصرف نواری و پخش کود فسفات، تفاوت معنیداری وجود نداشته باشد زیرا از آنجا که نیتروژن با فسفر اثر همافزایی دارد (Archer, 1985)، کمبود آن، جذب فسفر را کاهش میدهد. در تایید نتایج بهدست آمده، Janagard & Ebadi-Segherloo (2016) نیز تأثیر معنیدار کود نیتروژن آغازگر را بر شاخص برداشت سویا گزارش نمودهاند.
شکل7- تأثیر شیوه کاربرد کود فسفات در سطوح مختلف کود نیتروژن بر شاخص برداشت لوبیا. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD0.05=2.685).
BP= پخش فسفات |
SP= مصرف نواری فسفات |
Figure 7. Effect of phosphate application method at different levels of nitrogen fertilizer on harvest index of bean. Vertical lines indicate the standard deviation
BP= Phosphate broadcasting |
SP= Strip phosphate |
درصد پروتئیندانه
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تمام اثرات اصلی در سطح یک درصد و اثر دوگانه نیتروژن × فسفر در سطح پنج درصد بر پروتئین دانه معنیدار بود (جدول 2). مقایسه میانگین نشان داد که مصرف کود سولفات روی به صورت محلولپاشی، بر درصد پروتئین دانه تأثیر معنیداری داشت، بهطوریکه بیشترین درصد پروتئین با محلولپاشی روی بهدست آمد (شکل 8).
Thalooth et al (2006) گزارش نمودند که سولفات روی، پروتئین دانه ماش را افزایش داد. نتایج تحقیق Welch (2001) نشان داد که عنصر روی، نقش اساسی را در سنتز پروتئینها، DNA و RNA ایفا میکند؛ بنابراین مصرف این عنصر، مقدار پروتئین دانه را افزایش داد. از طرفی، دیگر شیوه مصرف فسفات در سطوح مختلف نیتروژن، تأثیر معنیداری بر غلطت نیتروژن داشت. بر اساس نتایج حاضر، بیشترین درصد پروتئین از ترکیب تیماری فسفات نواری و سطح نیتروژنی60 کیلوگرم در هکتار بهدست آمد که با تیمار مصرف نواری فسفات و 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، تفاوت معنیداری نداشت (شکل 9).
شکل 9- تأثیر شیوه کاربرد کود فسفات در سطوح مختلف کود نیتروژن بر درصد پروتئین دانه. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD=1.064). |
شکل 8- تأثیر شیوه مصرف کود روی بر درصد پروتئین دانه لوبیا. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD=2.2348). |
Figure 9. The effect of phosphate application method at different levels of nitrogen fertilizer on the protein percentage of bean grain. Vertical lines indicate the standard deviation |
Figure 8. Effect of zinc fertilizer application method on the protein percentage of bean grain. Vertical lines indicate the standard deviation |
BP= پخش فسفات |
BZn= پخش سولفات روی |
FZn= محلولپاشی سولفات روی |
SP= مصرف نواری فسفات |
BP= Phosphate broadcasting |
SP= Strip phosphate |
FZn= Zinc foliar |
BZn= Zinc broadcasting |
Ashrafi et al. (2015) در بررسی مصرف صفر و 25 کیلوگرم در هکتار نیتروژن آغازگر بیان داشتند که مصرف کود آغازگر، عملکرد پروتئین نخود را افزایش داد اما Ferreira et al. (2016) گزارش نمودند که مصرف نیتروژن آغازگر، تأثیر معنیداری در افزایش عملکرد پروتئین سویا نداشت که با نتایج این پژوهش تفاوت دارد و دلیل آن ممکن است در توانایی متفاوت تثبیت نیتروژن در سویا و لوبیا باشد (Joshi & Billore, 2004). کودهای شیمیایی نیتروژن و فسفر، مقدار ورود نیتروژن از قسمتهای رویشی به دانه را در مقایسه با کربوهیدراتها افزایش میدهند و موجب افزایش غلظت نیتروژن دانه و درصد پروتئین آن میشوند Patwardhan, 2007) & Yasari).
غلظت فسفر دانه
تنها اثرات اصلی نیتروژن و فسفر بر غلظت فسفر دانه معنیدار بود (جدول 2). مقایسه میانگین نشان داد که مصرف نواری فسفات، موجب افزایش 35 درصدی غلطت فسفر دانه نسبت به روش پخش خاکی شد (شکل 10). نتایج این قسمت میتواند افزایش جذب فسفر گیاه به سبب مصرف نواری کود فسفات را به شدت تایید کند. Alam et al (2003)در آزمایش خود نشان دادندکه اثر اصلی کود فسفر و نیز روش مصرف آن بر جذب کل فسفر توسط گندم معنیدار بوده است. Rehim et al (2016)گزارش نمودند کاربرد نواری فسفات، باعث افزایش فسفر دانه گندم شد. استفاده از فسفر بهصورت نواری نسبت به روشهای دیگر، باعث تماس نزدیک بین ریشهها و خاک غنیشده با فسفر میشود. علاوه بر این، فسفر نواری باعث کاهش تماس فسفر با ذرات خاک میشود که کاهش تثبیت فسفر را در پی دارد (Shah et al., 2006; Rehim et al., 2012). همچنین نتایج نشان داد که مصرف 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، فسفر دانه را افزایش داد که تفاوت معنیداری با مصرف 30 کیلوگرم نداشت اما تفاوت آن با شاهد معنیداری بود (شکل 11).
Bennett et al (2003) در تحقیقی نشان دادند که تأثیر نیتروژن بر جذب عنصر فسفر دانه ذرت معنیدار بود و عنوان داشتند که با افزایش جذب نیتروژن، جذب این عنصر افزایش یافت. بهنظر میرسد که افزایش نیتروژن خاک، جذب فسفر توسط گیاه را از طریق افزایش رشد اندامهای هوایی و ریشه، همچنین تغییر متابولیسم گیاه و افزایش قابلیت استفاده و حلالیت فسفر، افزایش میدهد. شاید علت عدم تأثیر روی بر مقدار فسفر دانه، به کممصرف بودن و کمتحرکی این عنصر در گیاه برگردد که بهدلیل جذب کم، تأثیر زیادی بر میزان فسفر دانه نداشته است.
شکل 10- تأثیر شیوه مصرف کود فسفات بر غلظت فسفر دانه لوبیا. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD= 0.0351). |
شکل 11- تأثیر سطوح مختلف نیتروژن بر غلظت فسفر دانه لوبیا. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD= 0.043). |
Figure 10. Effect of phosphate fertilizer application method on the phosphorus percentage in bean grain. Vertical lines indicate standard deviation. |
Figure 11. Effect of nitrogen fertilizer application on phosphorus percentage in bean grain. Vertical lines indicate the standard deviation |
BP= پخش فسفات |
SP= مصرف نواری فسفات |
BP= Phosphate broadcasting |
SP= Strip phosphate |
غلظت روی دانه
از میان اثرات اصلی و بر همکنشها، تنها اثر اصلی سولفات روی بر غلظت روی دانه در سطح احتمال یک درصد معنیدار شد (جدول 2). مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین غلظت روی دانه، از تیمار محلولپاشی روی بهدست آمد (شکل 12). محلولپاشی روی، غلظت روی دانه را نه درصد نسبت به شاهد بهبود بخشید. (2008) Kazemi Poshtmasari et al گزارش نمودند که محلولپاشی سولفات روی در لوبیا، غلظت این عنصر را در دانه افزایش داد که با نتایج Pahlavan 2006)) مطابقت داشت. Saeidi Aboueshaghi & Yadavi (2015) نیز گزارش نمودند که محلولپاشی روی، بر غلظت روی دانه اثر معنیداری داشته است. بهطورکلی، میزان عناصر کممصرف در دانه، به مقدار جذب این عناصر بهوسیله ریشه در طی مرحله توسعه دانه و انتقال مجدد این عناصر از بافت گیاه به دانه از طریق آوند آبکش وابسته است و مقدار انتقال مجدد از این طریق، بستگی زیادی به حرکت هر عنصر در آوند آبکش دارد و عناصر کم مصرف، انتقال مجدد قابل توجهی از سایر بافتها به دانه ندارند
Graham, 2005) & (Garnett . شاید علت عدم تأثیر سطوح نیتروژن بر میزان روی دانه، به کمی این عنصر در خاک برگردد. طبق نتایج جدول 2، مقدار روی خاک مزرعه، کمتر از حد کفایت 5/1 میلیگرم بر کیلوگرم خاک بوده است (Malakouti & Nafisi, 1995) و در این شرایط، حتی در سطح 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نیز جذب خاکی روی افزایش معنیداری نداشته است.
شکل 12- تأثیر شیوه مصرف کودسولفاتروی بر غلظت روی دانه لوبیا. خطوط عمودی نشان دهنده انحراف معیار هستند (LSD= 0.986).
Figure 12. Effect of zinc fertilizer application method on the zinc concentration in bean grain. Vertical lines indicate the standard deviation
FZn= Zinc foliar |
BZn= Zinc broadcasting |
BZn= پخش سولفات روی |
FZn= محلولپاشی سولفات روی |
نتیجه گیری کلی
نتایج آزمایش حاضر نشان داد که استفاده از 30 کیلوگرم در هکتار نیتروژن آغازگر به همراه مصرف نواری فسفات و محلولپاشی سولفات روی میتواند باعث بهبود تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، وزن دانه و در نهایت عملکرد لوبیا (رقم اختر) تلقیح شده با ریزوبیوم شود. بهنظر میرسد که کاربرد نیتروژن میتواند نیاز گیاه به نیتروژن را در مراحل ابتدایی رشد و زمانی که هنوز همزیستی باکتریایی در ریشه به حد مناسب نرسیده است، برطرف نماید. همچنین مصرف کود فسفاته بهصورت نواری و سولفات روی بهصورت محلولپاشی میتواند در بهبود صفات کیفی لوبیا همچون درصد پروتئین و فسفر و روی دانه مفید واقع شود.
REFRENCES
REFRENCES