Effect of some of growth stimulants and different levels of chemical fertilizer on yield and yield components of maize

مقدمه

ذرت با نام علمی Zea mays L.، یکی از گیاهان با ارزش خانواده غلات می‎باشد که سطح زیر کشت آن در سال 2019 در ایران، آسیا و دنیا به ‏ترتیب 204305، 66474093 و 197204250 هکتار بود. عملکرد ثبت شده این گیاه در ایران، آسیا و دنیا در سال 2019، به‌ترتیب  1400000، 368346573 و 1148487291 تن به‌ترتیب بوده است (FAO, 2021). استفاده بی‎رویه از کودهای شیمیایی و عدم استفاده از کودهای آلی، سبب کاهش چشم‎گیر مقدار ماده آلی در مزارع و همچنین مشکلات زیست محیطی و عدم توازن عناصر غذایی خاک شده است (Ghorbani et al., 2010).

عصاره جلبک دریایی به‏دلیل وجود هورمون‎ های رشد سیتوکینین، اکسین و ایندول بوتیریک اسید، عناصر غذایی مانند آهن، مس، روی، کبالت، مولیبدن، منگنز، نیکل، ویتامین‎ها و اسیدهای آمینه، اثرات مفیدی روی گیاهان دارد (Taghadosi et al., 2012). استفاده از عصاره جلبک دریایی باعث افزایش رشد گیاه، تحریک رشد ریشه، تأخیر در پیری و بهبود مقاومت در برابر تنش‏های محیطی مانند خشکسالی، شوری و دما می‏شود (Taghadosi et al., 2012). این عصاره باعث افزایش رشد و بهره‏وری گیاهان می‏شود (Cristian Popescu, & Popescu, 2014) و کاربرد آن سبب افزایش رشد گیاه، تعداد برگ، تحریک رشد ریشه، تسریع زمان گلدهی، افزایش تشکیل میوه، تأخیر پیری برگ و افزایش کمیت و کیفیت میوه می‏شود (Shokouhi Far, 2016).

اسیدهای‌آمینه سبب افزایش غلظت کلروفیل می‌شوند و روی فتوسنتز اثر می‏گذارند و در نتیجه رشد و عملکرد گیاهان را بهبود می‎دهند و به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم بر فعالیت‌های فیزیولوژیک و رشد و نمو گیاه تأثیر دارند (Faten et al., 2010). امروزه کاربرد ترکیب‌های آلی زیستی آمینواسیدی در زراعت گیاهان موردتوجه قرارگرفته است که دلیل این توجه، نقش اساسی اسیدهای‌آمینه در حیات موجودات می‌باشد. ارزش استفاده از فرآورده‌های زیستی با مجموعه‌ای از اسیدهای‌آمینه آزاد در این است که به‏دلیل غنای آمینواسیدی این فرآورده‌ها، سلول نیازی به بیوسنتز مجدد این ترکیب‌ها ندارد و انرژی مورد نیاز جهت این بیوسنتز، در گیاه ذخیره می‌شود. این فرآورده‌ها با تأثیر بر روند پروتئین‌سازی در سطوح ژنی و با تأثیر بر سوخت و ساز پایه گیاهی، رشد و تکوین گیاه را منظم می‌کنند و در مراحل مختلف رشد، کارآیی و کاربرد خاص خود را با محلول‌پاشی در اختیار گیاه قرار می‌دهند. در واقع تغذیه برگی اسیدهای‌آمینه آزاد می‌تواند یک منبع مهم برای سنتز پروتئین در گیاهان باشد (Raeisi et al., 2014). استفاده از اسیدآمینه در گوجه‎ فرنگی سبب افزایش تشکیل میوه شده است (Nahed et al., 2009).

مواد هیومیک مانند اسید هیومیک و اسید فولویک، از پیچیده ترین و فعال‏ترین ترکیبات آلی شناخته شده از نظر زیستیی در خاک هستند که باعث تحریک رشد گیاهان گیاهان می‏شوند (Canellas & Olivares, 2014). اسید فولویک به‎عنوان فعال‏ترین ترکیب هیومیکی، از طریق کلات‏کنندگی عناصر غذایی و با قدرت تبادل یونی بالا، جذب عناصر معدنی را درگیاهان افزایش می‎دهد و از این طریق، سبب افزایش کمیت و کیفیت محصول می‎شود (Saffar Sabzevar & Jami Moeini, 2015). در تحقیقی روی فلفل گزارش شده است که محلول‎پاشی اسید فولویک، میزان فعالیت آنتی‎اکسیدان، فنل کل، کربوهیدرات‎ها و کارتنوئیدها را افزایش داد، ولی روی فلاونوئید کل و آسکوربیک اسید تأثیری نداشته است. همچنین این تیمار اثرات مثبتی را بر ویژگی‏های کیفی میوه فلفل نشان داده است (Aminifard et al., 2012).

 اسید هیومیک یک ترکیب پلیمری آلی طبیعی اسـت که در نتیجه پوسیدگی مواد آلی خـاک، پیـت و لیگنـین به وجود می‏آید و باعث افزایش عملکرد و کیفیت محصـول مـی‏شـود (Ghorbani et al., 2010). اسید هیومیک، نوعی کود آلی میاستباشد که در مقادیر اندک و به ‏دلیل وجود ترکیبات هورمونی، اثرات مفیدی در افزایش و بهبود تولید محصولات کشاورزی دارد (Samavat & Malakooti, 2006). مواد هیومیکی، رشد گیاهان را تحت‎ تأثیر قرار می‎دهند، به‏ طوری که گزارش شده است که هیومیک اسید باعث افزایش جذب نیتروژن، پتاسیم، فسفر، کلسیم و منیزیم در سورگوم ‏ (Taghadosi et al., 2012) وافزایش محتوی کلروفیل‎ها و کارتنوئید در چای ترش (Sanjari et al., 2015) می‌شود. محلول‏پاشی اسید هیومیک نسبت به شاهد؛ سبب افزایش 20 درصدی در عملکرد زیستی رازیانه شد (Gholami et al., 2015). در مطالعه دیگری، اسید هیومیک فـسفر و نیتروژن را در گیاه بنت گراس افزایش داد و سبب افزایش تجمع ماده خشک شد (Mackowiak et al., 2001). محققان دیگری نیز اظهار داشتند استفاده از اسید هیومیک، علاوه بر افزایش عملکرد می‎تواند در جهت کاهش مصرف کودهای شیمیایی و کاهش آلودگی محیط ‏زیست نقش مثبتی را ایفا کند و به‏ عنوان ماده‏ای با منبع طبیعی در جهت پایداری و افزایش تولید محصولات زراعی مورد استفاده قرار گیرد (Mojaddam et al., 2016).

محافظت از محیط زیست و حرکت در راستای کشاورزی پایدار و نزدیک شدن به مؤلفه ‏های آن، از اقدامات ضروری و مهم کشورها در دنیا می‎است که با توجه به اثرات نامطلوب و استفاده بی ‎رویه کودهای شیمیایی، کاهش استفاده از آن‎ها و جایگزینی با مواد آلی و محرک‎های رشدی به نظر مفید میآید. در این راستا، هدف از این پژوهش، بررسی اثرات محرک‏های رشدی گیاهی در جهت کاهش استفاده از کودهای شیمیایی روی عملکرد و اجزای عملکرد ذرت می‏باشد.

مواد و روش‏ها

این پژوهش به‌منظور بررسی تأثیر محرک‎های رشد گیاهی و مقادیر مختلف کود شیمیایی در قالب بلوک‌های کامل تصادفی به‏ صورت فاکتوریل با سه تکرار در سال زراعی 1398 و 21 تیمار در مزرعه پژوهشی مؤسسه تحقیقات خاک و آب با مختصات جغرافیایی 35 درجه و 45 دقیقه عرض شمالی و 50 درجه و 57 دقیقه طول شرقی با ارتفاع 1280 متر از سطح دریا اجرا شد. قبل از انجام آزمایش، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در تعیین شد (جدول 1).

جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه

Table 2. Field soil physicochemical properties.

بعد از آماده ­سازی زمین شامل شخم و تسطیح، با استفاده از فاروئر، پشته ­هایی به فاصله 60 سانتی­متر از یکدیگر در نظر گرفته شدند. هر کرت شامل پنج ردیف کاشت به طول چهار متر و یک ردیف نکاشت بین کرت­ها بود. اندازه هر کرت آزمایشی 12 متر مربع بود و فاصله روی ردیف 20 سانتی متر در نظر گرفته شد. کشت ذرت رقم سینگل کراس 704 در اوایل خرداد 1398 انجام گرفت. آبیاری به صورت قطره‎ای با نوار تیپ آبیاری و با توجه به نیاز گیاه انجام شد و در طول فصل رشد با علف‏های‌هرز به صورت دستی مبارزه شد.

عوامل مورد بررسی شامل مقادیر مختلف کودی در سه سطح (کاربرد 100 و 75 درصد کود مورد نیاز گیاه و عدم استفاده از کود (شاهد)) و محرک‎های رشدی در هفت سطح (محلول‎پاشی اسیدآمینه، اسید فولویک و ‎ جلبک دریایی، کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‏ ترکیب کودآبیاری اسید هیومیک + محلول‎پاشی اسیدآمینه + محلول‎پاشی جلبک دریایی و عدم استفاده از محرک‎های رشدی (شاهد)) بود. کود مورد نیاز گیاه با توجه آنالیز خاک (جدول 1) محاسبه شد، به‌طوری‌که  در سطح کودی 100 درصد، مقدار کاربرد اوره،  مونوآمونیوم فسفات، سولفات پتاسیم، آهن و روی، به‌ترتیب 405، 188 ، 140 ، 10 کیلوگرم و  20 کیلوگرم در هکتار برآورد شد. اوره به صورت سرک در دو مرحله هشت برگی و شروع گلدهی استفاده شد و مونوآمونیوم فسفات، سولفات پتاسیم، آهن و روی، قبل از کاشت با خاک مخلوط شدند. محلول‏ پاشی‏های اسیدآمینه، جلبک دریایی، اسید فولویک و اسید هیومیک در دو مرحله هشت برگی و قبل از گلدهی با غلظت پنج در هزار لیتر انجام شد. کود آبیاری اسید هیومیک در دو مرحله (آبیاری دوم و قبل از گلدهی) با غلظت پنج کیلوگرم در هکتار انجام شد، ولی کود آبیاری در تیمار ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک + محلول‎پاشی اسیدآمینه + محلول‏پاشی جلبک دریایی، تنها در آبیاری دوم انجام شد. اسیدآمینه مورد استفاده در این آزمایش، AminoActiv GS 250 محصول شرکت Deretil کشور اسپانیا با 25% اسیدآمینه آزاد بود؛ از HVITA DS80 محصول شرکت BlackEarth کشور کانادا به‎ عنوان اسید هیومیک استفاده شد که دارای 80% اسید هیومیک بود و جلبک دریایی مورد استفاده در این آزمایش، Acadian Agritech شرکت Acadian Seaplants کشور کانادا بود. اسید فولویک نیز از شرکت BlackEarth کشور کانادا تهیه شد که حاوی 70% اسید فولویک بود.

 عملکرد دانه و زیستی و اجزای عملکرد گیاه، در پایان فصل رشد و زمان رسیدگی اکولوژیک ذرت (15 شهریور 1395) و پس از حذف اثر حاشیه، با برداشت یک متر مربع از هر واحد آزمایشی صفات اندازه‎گیری شدند. صفات مورد بررسی شامل ارتفاع، طول و قطر بلال، قطر چوب  بلال، تعداد ردیف بلال، تعداد دانه در بلال، وزن 100 دانه، عملکردهای کاه و زیستی، شاخص برداشت، غلظت آهن و روی در اندام‎های هوایی و عملکرد دانه بود.

اندازه ‏گیری روی و آهن با اسـتفاده از دسـتگاه جــذب اتمـی مــدل  AA6400-Shimadzu و با روش اکسیداسیون خشک انجام گرفت. بدین منظور، یک گرم از نمونه های پودر شده اندام‏های هوایی در ترازویی با دقـت ٠٠٠١/٠ گرم وزن شد و داخل کروزه ریخته شد. سپس کروزه داخـل کـوره بـا دمـای ٥٥٠ درجه به مدت پنج ساعت، قرار داده شد. با اسـتفاده از ٢٠ میلی لیتر اسید کلریدریک یک نرمـال و حـرارت دادن روی اجاق شنی، نمونه گیاهی هضـم و عصـاره تهیـه شد. نیم میلی‏لیتر از عصاره با استفاده از پیپت مـدرج حباب دار برداشت شد و داخل کروزه ریخته شد و تا متوقف شدن بخارها، روی گـرم‎کـن حـرارت داده شـد. سـپس کـروزه بـه  مـدت چهـار سـاعت در دمـای ٤٠٠ درجـه سلسیوس در کوره قرار داده شد. پس از خارج کردن کـروزه از کوره و سرد شدن آن، دو میلی‏لیتـر اسـید نیتریـک غلـیظ بـه آن اضافه شد و تا تبخیر شدن اسید، روی گرم‏کن حـرارت داده شد. سپس نمونه ‏ها به مدت یک ساعت دوباره در کـوره قـرار داده شد و پس از سرد شدن، دو میلی لیتر اسید کلریدریک ٢٠ درصـد اضافه شد و با استفاده از کاغذ صافی واتمن ٤٢ در داخل یـک بالن ١٠ میلی لیتری صاف و به حجـم رسـانده شـد و با استفاده از دسـتگاه جــذب اتمـی، مقادیر آهن و روی اندازه‏گیری شد (Rouessac & Rouessac, 2007).

برای تجزیه‌ و تحلیل داده‌ها با روش تجزیه واریانس از برنامه آماری SAS^[1] (SAS, 9.4 Institute Inc., 2019) و برای ترسیم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد. مقایسه میانگین‌های صفات مورد بررسی به روش آزمون حداقل تفاوت معنی‎دار (LSD^[2]) انجام گرفت.

نتایج و بحث

نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل مقادیر مختلف کودی و محرک‏های رشدی، تأثیر معنی‏ داری در سطح احتمال یک درصد روی ارتفاع داشت (جدول 2)، به‌طوری‌که  بیشترین ارتفاع در تیمار محلو‏پاشی جلبک دریایی در شرایط تأمین 100 درصدی کود (9/239 سانتی‏متر) مشاهده شد (جدول 2). استفاده از عصاره جلبک دریایی، باعث افزایش رشد گیاه، تحریک رشد ریشه، تأخیر در پیری و بهبود مقاومت در برابر تنش‏ های محیطی مانند خشکسالی، شوری و دما می‏شود (Taghadosi et al., 2012).

جدول 2- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) برخی صفات مورفولوژیک ذرت، تحت تأثیر سطوح مختلف کودی و محرک‏های رشدی.

Table 2. Variance analysis (Mean Squares) of some morphological traits of corn affected by the fertilizer and growth stimulants.

٭٭: معنی­دار در سطح احتمال یک درصد.

**: Significant at 1% of probability level.

جدول 3- اثر سطوح مختلف کودی و محرک‏های رشدی بر برخی صفات مورفولوژیک ذرت.

Tables 3. Effect of the different fertilizer levels and growth stimulants (G) treatments on some morphological traits of corn.

G1: شاهد، G2: محلول‏پاشی اسیدآمینه، G3: محلول‎پاشی جلبک دریایی، G4:  کود آبیاری اسید هیومیک، G5: محلول‏پاشی اسید فولویک، G6: محلول‏پاشی اسید هیومیک،G7: ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‏پاشی جلبک دریایی و اسید آمینه. حروف مشترک در هر ستون، نشان دهنده  عدم اختلاف معنی‎دار در سطح احتمال یک درصد می‎باشد.

G1: Control, G2: Foliar application of amino acid, G3: Foliar application of seaweed, G4: Humic acid irrigation fertilizer, G5: Foliar application of fulvic acid, G6: Foliar application of humic acid, G7: Humic acid irrigation fertilizer + Foliar application of seaweed + amino acid. Means followed by the same letter(s) in the same column are not significantly different at 1% of probability level.

برهمکنش مقادیر کودی مورد استفاده با محرک‏های رشدی، اثر معنی‏داری روی قطر بلال و چوب بلال و تعداد دانه در ردیف درسطح احتمال یک درصد داشت (جدول 2)، در حالی که روی طول بلال و تعداد ردیف در بلال، اثر معنی‏داری نداشت (جدول 2). جدول مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین قطر چوب بلال در تیمار 100 درصد کود با ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‏پاشی جلبک دریایی و اسیدآمینه (0/29 میلی‏متر) به‌دست آمد و با تیمارهای محلول‏پاشی اسید فولویک (3/27 میلی‏متر) و محلول‏ اسید هیومیک (3/27 میلی‏متر) در 100 درصد کودی در یک گروه آماری قرار گرفت (جدول 3). اسید هیومیک به دلیل اثرات هورمونی و با تأثیر بر متابولیسیم سلول‏های گیاهی و با قدرت کلات‎کنندگی و افزایش جذب عناصر غذایی، سبب افزایش رشد و ارتفاع گیاه می‎شود (Nardi et al., 2002). اسید هیومیک از طریق افزایش در محتوای نیتروژن گیاه، سبب افزایش رشد، ارتفاع و به تبع آن عملکرد زیستی می‎شود (Ayas & Gulser, 2005). در یک بررسی، کاربرد اسید هیومیک در محلول غذایی، موجب افزایش محتوای نیتروژن در اندام هوایی و رشد شاخساره و ریشه در ذرت شد (Tan, 2003). تأثیر مثبت هیومیک اسید بر صفات رشدی لوبیا سـبز از جملـه تعداد برگ وشاخه فرعی، وزن تر و خشـک بوتـه و ارتفاع بوته گزارش شده است (El-Bassiony et al., 2010). بیشترین قطر بلال در تیمارهای کاربرد 100 درصدی کود با ترکیب کود آبیاری اسیدهیومیک، محلو‏پاشی جلبک دریایی و اسیدآمینه (6/45 میلی‏متر)، کاربرد 75 درصدی کود با محلول‏پاشی اسیدآمینه (3/43 میلی‏متر) و محلول‏پاشی اسیدفولویک (0/44 میلی‏متر)، عدم استفاده از کود با محلول‏پاشی اسیدفولویک (3/43 میلی‏متر) و محلول‏پاشی اسید فولویک (7/43 میلی‏متر) به ‏دست آمد (جدول 3). جدول مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین تعداد دانه در ردیف، در تیمارهای کاربرد 100 درصدی کود با کود آبیاری اسید هیومیک (6/38) و عدم استفاده از محرک‎های رشدی (3/41) و از کاربرد 75 درصدی کود با محلول‏پاشی جلبک دریایی (8/38) و ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‏پاشی جلبک دریایی و اسید آمینه (8/38) به‌دست آمد (جدول 3). اسید فولویک، یکی از ترکیبات هیومیکی با جرم مولکولی پایین است و در محلول‎ های اسیدی و بازی حل می‎شود و این ویژگی، آن را از اسید هیومیک متمایز می‎کند که فقط در محلول‎های بازی حل می‎شود. اسید فولویک، نوعی کلات کننده مناسب با قدرت تبادل یونی بالا است که قدرت جذب عناصر معدنی را در گیاهان افزایش می‎دهد که در نتیجه آن، مقاومت گیاه به تنش‎های محیطی افزایش می‎یابد و باعث افزایش کیفیت و کمیت محصول می‎شود (Vaughan & Linehan). کاربرد عصاره جلبک، باعث افزایش رشد گیاه، تعداد برگ، تحریک رشد ریشه، تسریع زمان گلدهی، افزایش تشکیل میوه، تأخیر در پیری برگ و بهبود مقاومت به تنش ‏های محیطی از قبیل خشکی، شوری و درجه حرارت و افزایش کمیت و کیفیت میوه می‎شود (Sunarpi et al., 2010; Shokouhi Far, 2016). طی تحقیقی، تأثیر مثبت محلول‏پاشی عصاره جلبک ‏های دریایی بر افزایش طول سنبله در گیاه گندم گزارش شد (Mukesh et al., 2013). اسید هیومیک از طریق افزایش محتوای نیتروژن برگ‎ها و حفظ ماندگاری برگ‏ها سبب بهبود رشد، افزایش زیست‌توده تولیدی و ارتفاع بوته می‏شود (Ayas & Gulser, 2015). اسید هیومیک به علت خواص سایتوکینینی، موجب به تأخیر انداختن تجزیه کلروفیل و پروتئین‏ها در برگ و پیری در گل‏ها می‏شود و این ترکیبات نیز در متابولیسم کربوهیدرات‏ها و انتقال آن‏ها به جوانه‏های در حال رشد نقش اساسی دارند و از این طریق موجب افزایش میزان ماده خشک در گل‏ها و افزایش طول عمر آن‏ها می‏شوند (Arteca, 1996).

تجزیه واریانس صفات مورد مطالعه نشان داد که وزن صد دانه، تحت تأثیر مقادیر مختلف کودی و محرک‏های رشدی در سطح احتمال یک درصد قرار گرفت (جدول 4)، به‌طوری‌که  وزن صد دانه در تیمارهای کاربرد 100 درصدی کود با محلول‏پاشی جلبک دریایی (3/28 گرم) و کاربرد 75 درصدی کود با محلول‏پاشی اسیدآمینه (6/28 گرم) و ترکیب اسیدهیومیک، جلبک دریایی و اسیدآمینه (8/28 گرم)، بیشتر از سایر تیمارها بود (جدول 5). اسـیدهیومیک مـی‏توانـد از طریـق بهبـود میـزان فتوسنتز و تولید زیست توده گیاهی، وزن هزار دانه را افـزایش دهد  (Gholami et al., 2015). محققین بیان کردند که وزن هزار دانه رازیانه در تیمار محلول‏پاشی اسید هیومیک در مقایسه با شاهد، 11 درصد افزایش یافت (Gholami et al., 2015). از آن‌جا کهاسیدهای آمینه به دلیل این‌که واحدهای سازنده پروئتئین هستند و در سنتز آن‌ها نقش دارند، با افزایش آن‌ها، میزان پروتئین دانه بیشتر می‎شود.

جدول 4- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) وزن 100 دانه، شاخص برداشت، غلظت‏ آهن و روی اندام هوایی و عملکردهای کاه، زیستی و دانه در ذرت تحت تأثیر سطوح مختلف کودی و محرک‏های رشدی.

Table 4. Variance analysis (Mean Squares) of 100-seed weight, harvest index, Fe and Zn concentrations in shoot, and straw, biological and seed yields in corn affected by different fertilizer levels and growth stimulants.

٭ و ٭٭: به‌ترتیب معنی­دار در سطح احتمال پنج و یک درصد.

* and **: Significant at 5%  and 1% of probability levels, respectively.

جدول 5- اثر سطوح مختلف کودی و محرک‏های رشدی روی وزن 100 دانه، شاخص برداشت و عملکردهای کاه، زیستی و دانه در ذرت.

Tables 5- Effect of different fertilizer levels and growth stimulants (G) treatments on 100-seed weight, harvest index, and straw, biological,and seed yields in corn.

G1: شاهد، G2: محلول‏پاشی اسیدآمینه، G3: محلول‎پاشی جلبک دریایی، G4:  کود آبیاری اسید هیومیک، G5: محلول‏پاشی اسید فولویک، G6: محلول‏پاشی اسید هیومیک،G7: ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‏پاشی جلبک دریایی و اسید آمینه. حروف مشترک در هر ستون، نشان دهنده عدم اختلاف معنی‎دار در سطح احتمال یک درصد می‎باشد.

G1: Control, G2: Foliar application of amino acid, G3: Foliar application of seaweed, G4: Humic acid irrigation fertilizer, G5: Foliar application of fulvic acid, G6: Foliar application of humic acid, G7: Humic acid irrigation fertilizer + Foliar application of seaweed + amino acid. Means followed by the same letter(s) in the same column are not significantly different at 1% of probability level.

اثر متقابل مقادیر کودی و استفاده از محرک‏های رش،دی تأثیر معنی‏داری بر عملکردهای کاه و زیستی در سطح احتمال یک درصد داشتند (جدول 4). جدول مقایسه میانگین برهمکنش مقادیر کودی و محرک‏های رشدی نشان داد که بیشترین عملکرد کاه (92729 کیلوگرم در هکتار) و زیستی (105952 کیلوگرم در هکتار) از تیمار کاربرد 75 درصدی کود با محلول‎پاشی جلبک دریایی به‌دست آمد (جدول 5). نتایج تجزیه واریانس نشان داد که شاخص برداشت، تحت تأثیر برهمکنش سطوح مختلف کودی و محرک‏های رشدی در سطح احتمال یک درصد قرار گرفت (جدول 4). بالاترین شاخص برداشت در تیمارهای 100 درصد کود با محلول‏پاشی اسیدآمینه (7/15 درصد)، کودآبیاری اسید هیومیک (9/14 درصد) و محلول‏پاشی جلبک دریایی (8/14 درصد) مشاهده شد (جدول 5). طی تحقیقی، افزایش رشد رویشی، کلروفیل a و b، پروتئین و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز تحت تأثیر جلبک دریایی مشاهده و اعلام شد که محلول‏پاشی جلبک دریایی، سبب تولید محرک‎های رشد زیستی از قبیل هورمون‎های رشد و متابولیت‎های دیگر در گیاه می‎شود که افزایش فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز، سنتز کلروفیل و پروتئین را در پی دارد‎ (Latique et al., 2013) و به تبع آن عملکرد زیستی و کاه افزایش می‎یابد.

اثر متقابل کاربرد سطوح مختلف کودی و محرک‎های رشدی، تأثیر معنی‏داری روی غلظت‏های آهن و روی در اندام ‎هوایی ذرت داشت (جدول 4). بیشترین میزان آهن از تیمارهای کاربرد 100 درصدی کود با محلول‏پاشی اسیدآمینه (3/371 میلی‏گرم در کیلوگرم) و محلول‏پاشی جلبک دریایی (0/392 میلی‏گرم درکیلوگرم) به‏دست آمد، به‏طوری‌که گیاهان این تیمارها به‌ترتیب، 7/37 و 0/39 درصد آهن بیشتری در اندام‏های هوایی جذب کردند (شکل 1). مقایسه میانگین اثر متقابل مقادیر کودی و محرک‏های رشدی نشان داد که بیشترین غلظت روی در اندام‏های هوایی از تیمار کاربرد 100 درصدی کود با استفاده از اسیدهیومیک به‌صورت کود آبیاری (5/47 میلی‏گرم در کیلوگرم) به‌دست آمد (شکل 2). یکی از مزایای مهم اسید هیومیک، توانایی کلات شدن مواد مغذی مختلف برای غلبه بر کمبود مواد غذایی است (Ghorbani et al., 2010). اسـید هیومیک بـا افزایش جذب عناصر پرمصرف و ریزمغذی‎ها، منجر به تحریـک رشـد گیاه، تحریک یا ممانعت از فعالیت‏های آنزیمی، تغییر در نفوذپـذیری غشای سلولی و در نتیجه افـزایش تولیـد زیست توده می‎شود (El-Ghamry et al., 2009).

شکل 1- مقایسه میانگین غلظت آهن در ساقه تحت تأثیر مقادیر کودی و محرک‏های رشدی در ذرت. (G1: شاهد، G2: محلول‏پاشی اسیدآمینه، G3: محلول‎پاشی جلبک دریایی، G4:  کود آبیاری اسید هیومیک، G5: محلول‏پاشی اسید فولویک، G6: محلول‏پاشی اسید هیومیک،G7: ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‏پاشی جلبک دریایی و اسید آمینه. میانگین­های دارای حروف مشترک، تفاوت معنی­داری در سطح احتمال یک درصد ندارند.

Figure 1. Means comparison of Fe concentration in shoot affected by the fertilizer levels and growth stimulants in corn. (G1: Control, G2: Foliar application of amino acid, G3: Foliar application of seaweed, G4: Humic acid irrigation fertilizer, G5: Foliar application of fulvic acid, G6: Foliar application of humic acid, G7: Humic acid irrigation fertilizer + Foliar application of seaweed + amino acid. Means followed by the same letter(s) in the same column are not significantly different at 1% of probability level.

شکل 2- مقایسه میانگین غلظت روی در ساقه، تحت تأثیر مقادیر کودی و محرک‏های رشدی در ذرت. (G1: شاهد، G2: محلول‏پاشی اسیدآمینه، G3: محلول‎پاشی جلبک دریایی، G4:  کود آبیاری اسید هیومیک، G5: محلول‏پاشی اسید فولویک، G6: محلول‏پاشی اسید هیومیک،G7: ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‏پاشی جلبک دریایی و اسید آمینه. میانگین­های دارای حروف مشترک، تفاوت معنی­داری در سطح احتمال یک درصد ندارند).

Figure 2. Means comparison of Zn concentration in shoot affected by fertilizer levels and growth stimulants in corn. (G1: Control, G2: Foliar application of amino acid, G3: Foliar application of seaweed, G4: Humic acid irrigation fertilizer, G5: Foliar application of fulvic acid, G6: Foliar application of humic acid, G7: Humic acid irrigation fertilizer + Foliar application of seaweed + amino acid. Means followed by the same letter(s) in the same column are not significantly different at 1% of probability level.

برهمکنش مقادیر کودی و محرک‏های رشدی در سطح احتمال یک درصد، اثر معنی‌داری روی عملکرد دانه ذرت داشت (جدول 4). جدول مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین عملکرد دانه از تیمار کاربرد 100 درصدی کود و کودآبیاری هیومیک اسید (13622 کیلوگرم در هکتار) به‌دست آمد و با تیمارهای کاربرد 100 درصدی کود با ترکیب کود آبیاری اسید هیومیک، محلول‎پاشی جلبک دریایی و اسیدآمینه (13305 کیلوگرم در هکتار) و کاربرد 75 درصدی کود در محلو‏پاشی جلبک دریایی (13224 کیلوگرم در هکتار) در یک گروه آماری قرار گرفت (جدول 5). جدول همبستگی صفات مورد بررسی نشان داد که عملکرد دانه، همبستگی مثبت و معنی‌داری با ارتفاع (43/0r=)، قطر چوب بلال (45/0r=)، قطر بلال (34/0r=)، طول بلال (39/0r=)، تعداد دانه در ردیف (44/0r=)، وزن صد دانه (41/0r=)، عملکرد کاه (52/0r=)، عملکرد زیستی (62/0r=)، شاخص برداشت (57/0r=) و میزان غلظت روی در اندام هوایی (63/0r=) داشت (جدول 6). اسید هیومیک، نفوذپذیری غشای سلولی را بالا می‌برد که به سبب آن، فشار داخل سلولی و تقسیم سلولی افزایش پیدا می‏کند و از طرفی موجب افزایش تولید کلروفیل و میزان فتوسنتز، جذب نیتروژن به درون سلول بیشتر وکاهش  تولید نیترات می‌شود و در نهایت منجر به افزایش تولید می‎شود (Giasuddin et al., 2007). پژوهشی نشان داد که اسید هیومیک، جذب نیترات و فعالیت آنزیم ATP آز در غشاء پلاسمایی سلول‏های ریشه افزایش داد؛ همچنین به سبب افزایش فتوسنتر و جذب عناصرغذایی، بر میزان عملکرد دانه در ذرت افزوده شد (Pinton et al., 1999). عصاره جلبک دریایی، یکی از منابع تجدیدپذیر می‏باشد که دارای عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و برخی عناصر ریزمغذی (آهن، مس، روی، کبالت، مولیبدن و منگنز)، هورمون‏های رشد (اکسین و سیتوکنین)، ویتامین‏ها و اسیدهای آمینه‏ است و سبب تحریک رشد و نمو و افزایش عملکرد گیاهان می‎شود (Elumalai & Rathore et al., 2009; ; Rengasamy, 2012; Shahbazi et al., 2015). گزارش شده است که محلول‏پاشی جلبک دریایی، عملکرد سویا (Rathore et al., 2009) گندم (Shahbazi et al., 2015 )، نیشکر (Deshmukh & Phonde, 2013) و بادام زمینی (Sridhar & Rengasamy, 2010) را افزایش داده است. همچنین محلول‏پاشی جلبک دریایی افزایش 57 درصدی عملکرد دانه سویا به سبب افزایش اجزای عملکرد از طریق افزایش جذب عناصر غذایی شامل نیتروژن، فسفر، پتاسیم و گوگرد را در پی داشته است (Rathore et al., 2009). استفاده از عصاره مایع جلبک دریایی (20 درصد) روی گندم، منجر به افزایش درصد جوانه‏زنی، رشد و عملکرد (تعداد دانه و وزن خشک بذر) در گندم شد (Kumar & Sahoo, 2011). نتایج نشان داد که استفاده از عصاره جلبک دریایی سبز و قرمز و عصاره‎های تجاری جلبک دریایی با کمپوست، رشد رویشی و عملکرد خیار را بهبود بخشید (Ahmed & Shalaby, 2012).

جدول 6- ضرایب همبستگی بین صفات موردبررسی

Table 6. Correlation coefficients between studied traits.

* و **: به‌ترتیب نشان‎دهنده همبستگی در سطح احتمال پنج و یک درصد. A: ارتفاع، B: قطر چوب بلال، C: قطر بلال، D: طول بلال، E: تعداد ردیف در بلال، F: تعداد دانه در ردیف، G: وزن صد دانه، H: عملکرد کاه، I: عملکرد زیستی، J: شاخص برداشت، K: غلظت آهن، L: غلظت روی و M: عملکرد دانه.

* and **: significant correlation at 5% and 1% of probability level, respectively. A: height, B: corn cob diameter, C: ear diameter, D: ear length, E: number of rows per ear, F: number of grains per row, G: 100-seed weight, H: straw yield, I: biological yield, J: harvest index, K: Fe concentration, L: Zn concentration and M: Seed yield.

نتیجه‎گیری کلی

نتایج این پژوهش نشان داد که با استفاده از محرک‏های رشدی می‏توان از مصرف کودهای شیمیایی کاست، به‏طوری‌که به عملکرد آن لطمه‎ای وارد نشود. همچنین نتایج این پژوهش ثابت کرد که استفاده از جلبک دریایی، عملکرد را نسبت به شاهد افزایش داد و با استفاده از آن می‏توان در مصرف کودهای شیمیایی مورد نیاز گیاه، 25 درصد صرفه‏جویی کرد. همچنین علاوه بر تولید حداکثری ذرت، می‏توان به یکی از مؤلفه‏های اصلی کشاورزی پایدار در جهت کاهش مصرف کودهای شیمیایی عمل نمود. طبق نتایج این پژوهش، استفاده از جلبک دریایی در تولید ذرت توصیه می‏شود.

REFERENCES

1. Ahmed, Y. M. & E. A. Shalaby. (2012). Effect of different seaweed extracts and compost on vegetative growth, yield and fruit quality of cucumber. Journal of Horticultural Science and Ornamental Plants, 4(3), 235-240.
2. Aminifard, M. H., Aroiee, H., Nemati, H., Azizi, M. & Hawa, Z. E. (2012). Fulvic acid affects pepper antioxidant activity and fruit quality. African Journal of Biotechnology, 11(68), 13179-13185.
3. Arteca, R. N. (1996). Plant Growth Subsances: Principle and Applications. Chapman and Hall. New Yourk.
4. Ayas, H. & Gulser, F. (2005). The effect of sulfur and humic acid on yield components and macronutrient contents of spinach. Journal of Biological Sciences, 5 (6), 801- 804.
5. Ayas, H., & Gulser, F. (2005). The effect of sulfur and humic acid on yield components and macronutrient contents of spinach. Journal of Biological Sciences, 5(6), 801-804.
6. Canellas, L. P. & Olivares, F. L. (2014). Physiological responses to humic substances as plant growth promoter. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 1–3.
7. Cristian Popescu, G. & Popescu, M. (2014). Effect of the Brown Alga Ascophyllum Nodosum As Biofertilizer on Vegetative Growth in Grapevine (Vitis Vinifera). Current Trends in Natural Sciences, 3, 61–67.
8. Deshmukh, P. S. & Phonde, D. B. (2013). Effect of seaweed extract on growth, yield and quality of sugarcane. International Journal of Agricultural Sciences, 9 (2), 750-753.
9. El-Bassiony, A. M., Fawzy, Z. F., Abd El-Baky, M. M. H. & Asmaa, R.M. (2010). Response of snap bean plants to mineral fertilizers and humic acid application. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 6(2), 169-175.
10. El-Ghamry, A. M., Abd El-Hai, K. M. & Ghoneem, K. M. (2009). Amino and humic acids promote growth, yield and disease resistance of faba bean cultivated in clayed soil. Australian Journal Basic and Applied Science, 3(2), 731-739.
11. Elumalai, L. K. & Rengasamy, R. (2012). Synergistic effect of seaweed manure and Bacillus sp. on growth and biochemical constituents of Vigna radiata Journal of Biofertilizers & Biopesticides, 3(3), 1-7.
12. Faten, S. A., Shaheen, A. M., Ahmed, A. A. & Mahmoud, A. R. (2010). Effect of foliar application of amino acids as antioxidants on growth, yield and characteristics of Squash. Research Journal of Agriculture and Biological Science, 6, 583-588.
13. Food and Agriculture Organization (FAO). (2021). Data, Crops, Retrieved March, 12, 2021, from http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.
14. Gholami, A., Akbari, I. & Abbas Dokht, H. (2015). Study the effects of bio and organic fertilizers on growth characteristics and yield of Fennel (Foeniculum vulgar). Journal of Agroecology, 7(2), 215-224. (In Persian)
15. Ghorbani, S., Khazaei, H. R., Kafi, M. & Banayan Aval, M. (2010). Effect of humic acid application in irrigation water on yield and yield components of corn (Zea mays L.). Journal of Ecological Agriculture, 1, 123-131. (In Persian)
16. Ghorbani, S., Khazaei, H., Kafi, M. & Banayan aval, M. (2010). Effect of using humic in irrigation water on corn yield. Journal of Agricultural Ecology, 2(1), 111-118. (In Persian)
17. Giasuddin, A. B. M., Kanel, S. & Choi, H. 2007 Adsorption of humic acid onto nanoscale zerovalent iron and its effect on arsenic removal. Journal Environment Science Technology. 41(6), 2022-2027.
18. Kumar, G. & Sahoo, D. (2011). Effect of seaweed liquid extract on growth and yield of Triticum aestivum pusa gold. Journal of Applied Phycology, 23(2), 251-255.
19. Latique, S., Chernane, H., Mansori, M. & El Kaoua, M. (2013(. Seaweed liquid fertilizer effect on physiological and biochemical parameters of bean plant (Phaesolus vulgaris variety paulista) under hydroponic system. European Scientific Journal, 9 (30), 174-191.
20. Mackowiak, C. L., Grossl, P. R. & Bugbee, B. G. (2001). Beneficial effects of humic acid on micronutrient availability to wheat. Soil Science Society of America Journal, 65, 1744–1750.
21. Mojaddam, M., Dashti, M. & Derogar, N. (2016). Effect of humic acid and nitrogen fertilizer application on quantitative and qualitative characteristics and nitrogen use efficiency of spring corn. Journal of Crop Production Research, 8(1), 43-50. (In Persian)
22. Mukesh, T. S., Sudhakar, T. Z., Doongar, R. C., Karuppanan, E. & Jitendra, C. (2013). Seaweed sap as alternative liquid fertilizer for yield and quality improvement of wheat. Journal Plant Nutrition, 36 (1), 192-200.
23. Nahed, A. A., Lona, T. & Soad, M. M. I. (2009). Some studies on the effect of putrescine, ascorbic acid and thiamine on growth, flowering and some chemical constituents of gladiolus plants at Nubaria. Ozean Journal of Applied Sciences, 2, 169-179.
24. Nardi, S., Pizzeghello, D., Muscolo, A. & Vianello, A. (2002). Physiological effects of humic substances on higher plants. Soil Biology and Biochemistry, 34, 1527-1536.
25. Pinton, R., Cesco, S., Lacolettig, G., Astolfi, S. & Varanini, Z. (1999). Modulation of NO3-uptake by water–extractable humic substances: involvement of root plasma membrane H+Atpase. Plant Soil, 215, 155-161.
26. Raeisi, M., Farahani, L. & Palashi, M. (2014). Changes of qualitative and quantitative properties of radish (Raphanus sativus) under foliar spraying through amino acid. International Journal of Biosciences, 4(1), 463-468.
27. Rathore, S. S., Chaudhary, D. R., Boricha, G. N., Ghosh, A., Bhatt, B. P., Zodape, S. T., & Patolia, J. S. (2009). Effect of seaweed extract on the growth, yield and nutrient uptake of soybean (Glycine max) under rainfed conditions. South African Journal of Botany, 75, 351-355.
28. Rouessac, F. & Rouessac, A. (2007). Chemical Analysis Modern Instrumentation Methods and Techniques. 2nd Edition, England, John Wiley & Sons Ltd.
29. Saffar Sabzevar, M. & Jami Moeini, M. (2015). Reaction yield and yield components of Setaria italica under foliar spraying humic and fulvic acid. Novel Finding in Bioscience and Agriculture, University of Zabol, Iran, 31 May 2015, 1-8. (In Persian)
30. Samavat, S. & Malakooti, M. (2006). Important use of organic acid (humic and fulvic) for increase quantity and quality agriculture productions. Water and Soil Researchers, 463, 1-13.
31. Sanjari, M., Siroosmehr, A. & Fakheri, B. (2015). The effects of drought stress and humic acid on some physiological characteristics of roselle. Journal of Crops Improvement, 17(2), 403-414. (In Persian)
32. Shahbazi, F. Seyyed nejad, M. Salimi, A. & Gilani, A. (2015). Effect of seaweed extracts on the growth and biochemical constituents of wheat. International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 8 (3), 283- 287.
33. Shokouhi Far, Y. (2016). Application of algae in agriculture. Second International Conference on Sustainable Development, Solutions and Challenges Focusing on Agriculture, Natural Resources, Environment and Tourism, Iran (Tabriz), 23-25 Feb, 3-4.
34. Sridhar, S. & Rengasamy, R. (2010). Significance of seaweed liquid fertilizers for minimizing chemical fertilizers and improving yield of Arachis hypogaea under field trial. Recent Research in Science and Technology, 2 (5), 73-80.
35. Sunarpi, A., Kurnianingsih, R., Julisaniah, N. I. & A. Nikmatullah. (2010). Effect of seaweed extracts on growth and yield of rice plants. Nusantara Bioscience, 2(2), 73-77.
36. Taghadosi, M., Hasani, N. & Sinki, J. (2012). Irrigation stress and spraying with humic acid and seaweed extract in antioxidant enzymes and proline in sorghum. Crop Production under Environmental Stresses, 4(1),1-12.
37. Taghadosi, M. Hasani, N. & sinky, J. (2012). Disruption of irrigation and spraying stress with humic acid and algae extract on antioxidant enzymes and propylene in forage sorghum. Journal of Crop Production in Environmental Conditions, 4(4),1-12. (In Persian).
38. Tan, K. H. (2003). Humic Matter in Soil and the Environment. Marcel Dekker, Inc., Madison, New York, 408 Pp.
39. Vaughan, D. & Linehan, D. J. (2004). The growth of wheat plants in humic acid solutions under axenic conditions. Plant and Soil, 44, 445-449.

[1] Statistical Analysis System

[2] Least Significant Difference