The effect of different sources of fertilizer and low-irrigation on forage quality characteristics and yield of sorghum

. مقدمه

سورگوم علوفه‌ای (Sorghum bicolor L.) یکی از مهم‌ترین گیاهان علوفه‌ای مناطق خشک و نیمه‌خشک دنیا است که به علت سازگاری با شرایط گرم و خشک و بالا­بودن کارایی مصرف آب می‌تواند در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند تولید خوبی داشته باشد (Carlson et al., 2020). این گیاه با داشتن ویژگی‌هایی همانند روزنه‌های کوچک، قابلیت خودپیچی برگ‌ها، کنترل روزنه‌ها و … سازگاری بالایی به طیف وسیعی از شرایط اکولوژیکی دارد؛ ولی عملکرد آن مانند سایر گیاهان زراعی تحت تأثیر تنش کم­آبی قرار می‌گیرد (Umapathi et al., 2021).

آب یکی از مهمترین عوامل محیطی است که تأثیر عمده‌ای بر رشد، نمو و همچنین عملکرد گیاهان زراعی دارد. تنش کم­آبی یکی از مهمترین تنش‌های غیر زنده است که هر ساله خسارت‌های هنگفتی به محصولات زراعی و باغی در جهان و به­ویژه ایران که به عنوان کشوری خشک و نیمه­خشک محسوب می‌شود وارد می‌کند (Heydarzadeh et al., 2022). از­آنجایی­که برای انجام فتوسنتز و تبادلات گازی باز­بودن روزنه‌ها ضروری است، بنابراین در اثر کمبود آب و بسته­شدن روزنه‌ها تبادلات گازی کاهش یافته، دی‌اکسیدکربن کمتری در دسترس گیاهان قرار می‌گیرد و شدت فتوسنتز کاهش می‌یابد (Kusvuran et al., 2021). کاهش فتوسنتز همراه با کاهش رشد و عملکرد تولیدی در گیاهان خواهد بود. گیاهان می‌توانند با فرار از خشکی، اجتناب از پسابیدگی و تحمل پسابیدگی به تنش خشکی عکس‌العمل و سازگاری نشان دهند (Verma et al., 2018). به‌ منظور رسیدن به حداکثر عملکرد در شرایط تنش کم­آبی می‌توان به‌جای آبیاری کامل، برنامه‌ای مناسب برای مصرف بهینه آب به­کار برد که در این صورت تأثیر خشکی کاهش می‌یابد (Bell et al., 2020). روش‌های نوین آبیاری و کم‌آبیاری تدابیری است که می‌تواند پیامدهای ناشی از مشکل کمبود آب و خشکی را کاهش دهد (Kothari et al., 2020). کم‌آبیاری یک راهکار هوشمند برای بهینه‌سازی کاربرد آب است که در آن آگاهانه به گیاه اجازه داده می‌شود با دریافت آب کمتر از حد نیاز، عملکرد خود را کاهش دهد و تا حدی تنش آبی را در طی فصل رشد تحمل کند (Kothari et al., 2020). خشکی تعادل تغذیه‌ای گیاه را به هم می‌زند لذا با تامین متعادل عناصر غذایی می‌توان رشد گیاه را در شرایط تنش بهبود بخشید (Bell et al., 2020).

کاهش حاصلخیزی خاک در بسیاری از کشورهای در حال توسعه و استفاده دائم گیاهان از ذخایر غذایی خاک، بدون جایگزینی مناسب و کافی باعث کاهش توان تولیدی و عناصر غذایی خاک شده است. در این رابطه استفاده از کودهای شیمیایی به­عنوان سریعترین روش برای جبران کمبود عناصر غذایی خاک ضروری به نظر می‌رسد، ولی هزینه رو به افزایش کودهای شیمیایی، آلودگی خاک و آب ناشی از مواد شیمیایی و کاهش کیفیت تولیدات کشاورزی مشکلات زیادی به وجود آورده است
 (Heydarzadeh et al., 2022). با­این­حال به یکباره نمی‌توان کودهای شیمیایی را از زیست­بوم‌ها زراعی حذف کرد، زیرا لازمه پایداری در کشاورزی، اطمینان از درآمد کافی و امنیت غذایی است. از مهمترین مسائل موثر بر پایداری تولید غذا، حفظ حاصلخیزی خاک از طریق کاربرد کودهای آلی و نیز جایگزین‌های غیر شیمیایی به جای نهاده‌های شیمیایی می‌باشد
 (Abd El-Mageed et al., 2018).

کود دامی یکی دیگر از منابع کود آلی است که استفاده از آن در نظام‌های مدیریت پایدار خاک مرسوم می‌باشد. بسیاری از محققان اعتقاد دارند که کودهای دامی با افزایش مواد آلی و هوموس خاک موجب افزایش درصد خلل و فرج و اسفنجی­شدن خاک و در نهایت کاهش وزن مخصوص ظاهری خاک می‌شوند. این عوامل نیز به­نوبۀ خود موجب رشد و گسترش بیشتر ریشۀ گیاهان در خاک شده و جذب آب و عناصر غذایی را در گیاه بهبود می­بخشند (Coulibaly et al., 2020).

مصرف کودهای زیستی موجب کاهش مصرف کودهای شیمیایی شده و علاوه­بر تأمین عناصر غذایی به­صورتی کاملأ متناسب با تغذیه طبیعی گیاهان، کمک به حفظ محیط زیست، حاصلخیزی زمین‌های کشاورزی و عملکرد بیشتر و بهتر گیاهان می‌انجامد (Vijayalakshmi et al., 2020). علاوه­بر­این باعث افزایش مقاومت گیاهان به شرایط کم­آبی، بیماری‌ها و آفات شده و باعث رشد بیشتر محصول می‌شوند (Mohammadi et al., 2020).

یکی از مهمترین کاربردهای فناوری نانو در کشاورزی استفاده از نانوکودها در تغذیه گیاه است. فناوری نانو با فرموله­کردن کودهای مرسوم به‌راحتی توانسته مواد مغذی را مطابق با الگوی مصرف محصول کنترل کرده و جهت افزایش عملکرد از مصرف کود اضافی و آلودگی زیست­محیطی ممانعت کند (Kazemi et al., 2020). دارا بودن ویژگی‌هایی همچون غلظت موثر، قابلیت حل­پذیری مناسب، ثبات و تاثیرگذاری بالا و رهاسازی تدریجی عناصر غذایی در طول دوره رشدی گیاه باعث افزایش کارآیی کودهای نانو و جذب بهتر آن­ها توسط گیاهان شده است (Rehab et al., 2020). با­توجه­به اینکه تحقیقات محدودی در زمینه‌ به­زراعی سورگوم علوفه‌ای انجام شده است و همچنین نظر به اهمیت کشت انبوه آن در کشور، این تحقیق با هدف بررسی تاثیر نوع کود (شیمیایی، زیستی، آلی و نانو) بر خصوصیات کیفی علوفه و عملکرد سورگوم علوفه‌ای در شرایط متفاوت آبیاری طراحی و اجرا شد.

2. روش‎شناسی پژوهش

این تحقیق به­صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با 15 تیمار و سه تکرار در سال زراعی 1400-1399 در مزرعه تحقیقاتی مرکز پرورش و اصلاح نژاد گاومیش شمال غرب کشور (جبل) واقع در 24 کیلومتری جاده مهاباد انجام شد. متوسط دما و بارندگی محل انجام آزمایش در در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1. میانگین دمای ماهیانه و بارندگی سال زراعی 1400-1399 (زمان کاشت تا برداشت سورگوم) در مقایسه با میانگین دوره‌ای 1369 تا 1399.

عامل‌های مورد بررسی شامل سطوح مختلف آبیـاری در سه سـطح (آبیـاری پس از تخلیه 40 ،60 و 80 درصد آب قابل استفاده) به عنوان فاکتور اول و کاربرد منابع مختلف کود در پنج سطح (شیمیایی، زیستی، آلی، نانو و شاهد) به عنوان فاکتور دوم بودند. ثبت و محاسبه میزان رطوبت خاک ابتدا به روش وزنی و با استفاده از آون و سپس بعد از کالیبره­شدن با استفاده از دستگاه رطوبت­سنج دستی مدل Lutron PMS-714 (ساخت کشور تایوان)، بر پایه تیمار‌های آبیاری صورت ‌گرفت. روش آبیاری به­صورت جوی و پشته‌ای بود. نحوة اعمال تیمارهای آبیاری به این صورت بود که پس از تخلیه 40، 60 و 80 درصد از 100 درصد گنجایش زراعی، آبیاری انجام گرفت تا میزان رطوبت تمام کرت‌ها دوباره تا مرز 100 درصد گنجایش زراعی برسند. تعداد دفعات آبیاری و مقدار آب مورد استفاده با استفاده از کنتور حجمی، به­ترتیب در تیمارهای آبیاری بعد از تخلیه 40، 60 و 80 درصد آب قابل استفاده، 16 بار آبیاری (220 متر مکعب در کل دوره رشد معادل 7333 متر مکعب در هکتار)، 11 بار آبیاری (178 متر مکعب در کل دوره رشد معادل 5933 متر مکعب در هکتار) و هشت بار آبیاری (150 متر مکعب در کل دوره رشد معادل 5000 متر مکعب در هکتار) بود.

با­توجه­به نتایج آزمون خاک، خاک مزرعه دارای بافت لوم رسی با pH 9/7، شوری 42/0 دسی­زیمنس بر سانتی‌متر و 1/0 درصد نیتروژن بود، همچنین میزان فسفر و پتاسیم در خاک مزرعه به­ترتیب 9/7 و 350 میلی‌گرم در کیلوگرم بود. تیمارهای کود شیمیایی، از طریق بررسی مطالعات پیشین، هدف­گذاری تولید 25 تا 30 تن در هکتار علوفه سورگوم و با لحاظ­کردن آنالیز فیزیکوشیمیایی خاک و پس از مشورت با همکاران متخصص علوم خاک با کاربرد کود اوره به میزان 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص (معادل 326 کیلوگرم اوره در هکتار) در زمان کاشت و سوپرفسفات تریپل به میزان 100 کیلوگرم در هکتار قبل از کاشت اعمال شد. به علت بالا­بودن مقدار پتاسیم قابل جذب، از کود پتاسیم استفاده نشد. میزان ماده آلی، نیتروژن، فسفر و پتاسیم کود گاوی به­ترتیب 5/2، 5/0، 04/0 و 06/0 درصد بود. با­توجه­به اینکه کود گاوی دارای 5/0 درصد نیتروژن بود؛ لذا میزان کود دامی مورد نیاز برای تامین 150 کیلوگرم نیتروژن، 30 تن برآورد شد که همزمان با عملیات آماده‌سازی زمین به کر‌ت‌های مورد نظر اضافه و کاملاً با خاک مخلوط شد.

بذرهای سورگوم برای واحدهای آزمایشی دارای کود زیستی، یک ساعت قبل از کشت با ازتو بارور (حاوی باکتری‌های تثبیت­کننده نیتروژن از جنس ازتو باکتر[1])، فسفات بارور-2 از جنس باسیلوس^[2] و سودوموناس^[3] بر اساس شیوه‌نامه پیشنهادی شرکت فن‌آوری زیستی مهر آسیا تلقیح شدند. برای تیمار کاربرد نانو­کودها، از نانو­کود NPK (20-20-20) بر پایه توصیه کودی شرکت زیست­فناور سبز به میزان 20 کیلوگرم در هکتار استفاده شد.

اندازه هر واحد آزمایشی 4×3 متر، فاصـله بـین کـرت‌هـا نـیم متر و فاصله بین بلوک‌ها دو متر بود. با­توجه­به تاریخ مناسب کاشت در دهه سوم خردادماه، بذرها به­صورت هیرم‌کاری و در 5 ردیف به فاصله 50 سانتیمتر و با فاصله بوته روی ردیف 10 سانتیمتر و عمق کاشت 4 سانتیمتر کشت شد. در این آزمایش از سورگوم رقم بیکولر، با قوه نامیه 98 درصد و خلوص 99 درصد استفاده ‎شد. کلیه مراقبت‌های زراعی در مورد تمام تیمارها به صورت یکنواخت انجام گرفت.

کیفیت علوفه شامل درصد پروتئین خام (CP^[4])، الیاف نامحلول شوینده‌های اسیدی (^[5]ADF)، الیاف نامحلول شوینده‌های خنثی (^[6]NDF)، قابلیت هضم ماده خشک (^[7]DMD)، کربوهیدرات محلول در آب (WSC^[8])، ماده خشک مصرفی (^[9]DMI) پس از خشـک­کـردن نمونه‌ها (کل بوته شامل ساقه، برگ و گل­آذین) و آسـیاب­کردن آن‌ها، با­استفاده­از روش طیف­سنجی مادون قرمز نزدیک NIR))، Spectroscopy مدل Percon-Inframatic 8620 (ساخت کشور آمریکا) در آزمایشگاه مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور اندازه‌گیری شد (Jafari et al., 2003). همچنین کل مواد مغذی قابل هضم (^[10]TDN) و ارزش نسبی تغذیه‌ای (^[11]RFV) با استفاده از معادلات زیر محاسبه شد (Horrocks & Vallentine, 1999).

            (رابطه 1)

                 (رابطه 2)

برداشت نهایی سورگوم علوفه‌ای در دهه سوم مهرماه به هنگام خمیری­شدن دانه‌ها از سه ردیـف میانی هر کرت با حذف حاشیه از دو سمت کرت از سـطح یک متر مربع انجام شد. وزن خشک برگ و ساقه و عملکرد علوفه اندازه‌گیـری و ثبت شد. عملکرد پروتئین نیز از حاصل ضرب عملکرد علوفه در درصد پروتئین به دست آمد. تجزیه و تحلیل داده‌ها، پس از اطمینان از نرمال­بودن آن‌ها، با استفاده از نرم­افزار SAS 9.1 انجام شد. برای مقایسه میانگین‌ها از روش چند­دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد.

3. یافته­های پژوهش و بحث

نتایج جدول تجزیه واریانس نشان داد که درصد پروتئین خام، الیاف نامحلول شوینده‌های اسیدی، مواد مغذی قابل هضم، قابلیت هضم ماده خشک، کربوهیدرات محلول در آب و عملکرد پروتئین علوفه تحت تاثیر اثر متقابل سطوح مختلف آبیـاری و منابع مختلف کودی در سطح احتمال یک درصد قرار گرفتند. در­حالی­که الیاف نامحلول شوینده‌های خنثی، ماده خشک مصرفی، ارزش نسبی تغذیه‌ای، خاکستر علوفه، وزن خشک برگ و ساقه و عملکرد علوفه تحت تاثیر اثرات ساده منابع مختلف مصرف کودی و شرایط متفاوت آبیاری در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شدند (جدول 1).

3-1. درصد پروتئین خام (CP)

نتایج مقایسه میانگین نشان داد که با افزایش فواصل آبیاری، پروتئین خام سورگوم علوفه‌ای به­طور معنی‌داری کاهش یافت. بیشترین محتوای پروتئین خام (66/10 درصد) در اثر مصرف کود آلی در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده به دست آمد. با­این­حال مصرف کود (شیمیایی، زیستی، آلی و نانو) در هر یک از سطوح آبیاری، سبب افزایش محتوای پروتئین خام سورگوم علوفه‌ای نسبت به تیمار شاهد (بدون مصرف کود) شد. در­حالی­که کمترین (15/6 درصد) میزان آن در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 80 درصد آب قابل استفاده و بدون مصرف کود مشاهده شد (شکل 2).

یکی از مهم‌ترین عوامل اصلی تعیین‌کننده کیفیت علوفه، درصد قابلیـت هضـم آن است. درصد پـروتئین خام موجـود در علوفه نیز به­طور معنی‌داری با هضم‌پذیری ارتباط دارد. به­طوری­که مصرف کودهای آلی و نانو در مقایسه با کودهای شیمیایی و زیستی تحت شرایط کم­آبیاری با فراهم­کردن عناصر غذایی، سبب بهبود فتوسنتز و رشد رویشی گیاه، افزایش سطح برگ و میزان پروتئین علوفه گیاه ذرت علوفه‌ای شده و ذخیـره کربوهیدرات‌ها افزایش یافته است کـه ایـن امر باعـث افزایش قابلیت هضم‌پذیری علوفه می‌شود (Ghodrati Aversi et al., 2019). به نظر می‌رسد شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده، با حفظ رطوبت خاک دوام بافت‌های سبز گیاه را طولانی‌تر کرده است؛ لذا کیفیت فتوسنتزی برگ و انتقال عناصر غذایی با کیفیت مناسبی ادامه می‌یابد (Balazadeh et al., 2021) که همین امر سبب افزایش درصد پروتئین علوفه گیاه سورگوم شده است.

3-2. الیاف نامحلول شوینده‌های اسیدی  (ADF)و خنثی  (NDF)

با تاخیر در آبیاری میزان الیاف نامحلول شوینده‌های اسیدی و خنثی سورگوم علوفه‌ای به­طور معنی‌داری افزایش یافت. بیشترین میزان الیاف نامحلول شوینده‌ اسیدی (66/33 درصد) در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 80 درصد آب قابل استفاده و بدون مصرف کود به دست آمد، در­حالی­که کمترین میزان آن با 15/29 درصد در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده در اثر مصرف کود نانو به دست آمد. به‌طوری­که مصرف کود نانو در مقایسه با تیمار شاهد (بدون مصرف کود)، نقش موثری در کاهش میزان الیاف نامحلول شوینده‌های اسیدی در هر سه رژیم آبیاری نشان داد (شکل 2). همچنین بیشترین میزان الیاف نامحلول شوینده‌های خنثی (22/41 درصد) به­طور معنی‌داری در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 80 درصد آب قابل استفاده مشاهده شد (شکل 3).

تحت تاثیر منابع مختلف کودی، مصرف کود نانو نسبت به کودهای شیمیایی، زیستی و آلی، میزان الیاف نامحلول شوینده‌ خنثی کمتری داشت. بیشترین و کمترین میزان الیاف نامحلول شوینده خنثی به­ترتیب با 61/42 و 76/37 درصد از تیمار شاهد (بدون مصرف کود) و مصرف کود نانو به دست آمد (شکل 2). ارزش هضمی وابسته به مقدار مواد آلی و معدنی علوفه و قابلیـت هضم این مواد است، بنابراین هر چه مقدار ماده آلی و قابلیت هضم علوفه بالاتر باشد، ارزش هضمی آن بـالاتر خواهـد بود
 (Jahanzad et al., 2013). به نظر می‌رسد با افزایش فراهمی عناصر غذایی میکرو و ماکرو تحت مصرف کودهای نانو و آلی، رشد سبزینه‌ای گیاهان بیشتر می‌شود و از فیبر گیاه کاسته شده و در نتیجه کیفیت علوفه تولیدی بیشتر می‌شود
 (Ghodrati Aversi et al., 2019; Kazemi et al., 2020). کاهش میزان هضم­پذیری ماده خشک گیاهان تحت شرایط کم‌آبیاری را می‌توان به افزایش مقدار لیگنین و دیگر کربوهیدرات‌های ساختمانی نسبت داد، از­آنجایی­که NDF و ADF، میزان قابلیت هضم علوفه را نشان می‌دهند، کیفیت و ارزش غذایی علوفه با این دو شاخص نسبت عکس دارند (Balazadeh et al., 2021). می‌تـوان نتیجه گرفت که با­توجه­به پایین­بودن این دو شـاخص در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده و مصرف کود نانو و آلی، کیفیـت و ارزش غذایی علوفه سورگوم در شرایط آبیاری مطلوب و تحت کاربرد منابع مختلف کودی مذکور بیشتر شده باشد. در واقع NDF و ADF بالا، سبب کاهش تعلیف علوفه به دلیل غیر قابل هضم­بودن آن مـی‌شـود. کاربرد کودهای آلی، زیستی و شیمیایی در سطوح مختلف آبیاری از طریق فراهمی عناصر غذایی سبب کاهش میزان NDF و ADF علوفه می‌شود که این امر باعث افزایش هضم و خوش خوراکی علوفه می‌شود (Ghodrati Aversi et al., 2019).

3-3. میزان کل مواد مغذی قابل هضم  (TDN)و ماده خشک مصرفی (DMI)

طبق نتایج، بیشترین میزان مواد مغذی قابل هضم (75/63 درصد) در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده در اثر مصرف کود نانو مشاهده شد، به­طوری­که مصرف کود نانو در مقایسه با تیمار بدون مصرف کود (شاهد)، میزان مواد مغذی قابل هضم را در هر سه شرایط آبیاری افزایش داد، همچنین میزان مواد مغذی قابل هضم در کود نانو نسبت به کودی‌های شیمیایی، زیستی و آلی در هر یک از شرایط متفاوت آبیاری بیشتر بود. کمترین میزان مواد مغذی قابل هضم 93/57 درصد در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 80 درصد آب قابل استفاده و بدون مصرف کود مشاهده شد (شکل 4). با تاخیر در آبیاری، ماده خشک مصرفی سورگوم علوفه‌ای به طور معنی‌داری کاهش یافت (شکل 4). بیشترین و کمترین میزان ماده خشک مصرفی به­ترتیب (17/3 و 81/2 درصد) در اثر مصرف کود نانو و تیمار بدون مصرف کود (شاهد) به دست آمد (شکل 3). با­توجه­به اینکه مواد مغذی قابل هضم (TDN) با مواد مغذی موجود در علوفه و با میزان ADF علوفه مرتبط است؛ لذا با افزایش ADF، میزان TDN کاهش می‌یابد که توانایی حیوانات در استفاده از مواد مغذی موجود در علوفه را محدود می‌کند (Nematpour et al., 2021). شاخص NDF برای پیش‌بینی DMI استفاده می‌شود و با DMI همبستگی منفی دارد (Horrocks & Vallentine, 1999). همانطور که مشاهده می‌شود، بالاترین میزان DMI علوفه در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده و مصرف کود آلی به دست آمد. بنابراین، به دلیل کاهش میزان NDF، میزان DMI علوفه و به دنبال آن کیفیت علوفه تولیدی بهبود می‌یابد.

4-3. کربوهیدرات محلول در آب (WSC) و قابلیت هضم ماده خشک (DMD)

طبق نتایج به­دست­آمده، گیاه سورگوم علوفه‌ای در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده در اثر مصرف کود نانو، به­ترتیب با 16/8 و 20/66 درصد بیشترین میزان کربوهیدرات محلول در آب و قابلیت هضم ماده خشک را داشتند. مصرف کود (شیمیایی، زیستی، آلی و نانو) در هر یک از شرایط آبیاری (آبیـاری بعـد از تخلیه 40 ،60 و 80 درصد آب قابل استفاده) نقش موثری بر میزان کربوهیدرات محلول در آب و قابلیت هضم ماده خشک نسبت به تیمار بدون مصرف کود (شاهد) داشت. در­حالی­که کمترین میزان آن‌ها به­ترتیب با میزان 78/5 و 68/62 درصد در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 80 درصد آب قابل استفاده و بدون مصرف کود به دست آمد (شکل 5). در واقع با تأمین عناصر غذایی و آب مـورد نیاز گیاه طی فصل رشد، شرایط مناسب برای رشد و نمو گیاه از طریق حفظ مسیر فتوسنتزی گیاه سبب افزایش میزان کربوهیدرات‌هـای محلول در آب علوفه سورگوم در تیمار منابع مختلف کودی شده است. به عنوان مثال، با کـاربرد منابع مختلف کودی سوبسـترای بیشـتری بـرای سنتز قند فـراهم مـی‌شـود و مـواد فتوسـنتزی بیشـتری بـه ساخت کربوهیدرات‌ها اختصـاص می­یابد (Heydarzadeh et al., 2022;
Balazadeh et al., 2021) کـه می‌تواند افزایش کربوهیدرات‌های محلول در علوفه سورگوم در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده تحت کاربرد منابع مختلف کودی را توجیه کند. به­طوری­که ماده خشک قابل هضم اغلب نماینده انرژی قابل هضم بوده و ارتباط مستقیمی با میزان انرژی و دیگر عناصر غذایی قابل دریافت توسط دام دارد (Lithourgidis et al., 2006). علاوه­بر­این، قابلیت هضم علوفه مهمترین شاخص برای افزایش وزن دام و تولید شیر است. با­توجه­به همبستگی منفی  DDMبا NDF وADF  علوفه (Li et al., 2010) و کاهش معنی‌دارNDF وADF در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده و کاربرد منابع مختلف کودی، افزایش DDM قابل توجیه است.

بررسی تاثیر کودهای آلی و نانو بر ذرت علوفه‌ای نشان داده است که مصرف کودهای آلی و نانو، بهبود قابلیت هضم ماده خشک را به دنبال داشته است (Ghodrati Aversi et al., 2019)، این مساله به واسطه افزایش پروتئین خام و درصد خاکستر علوفه است. به­طوری­که در مرحله رشد رویشی به دلیل دسترسی بهتر گیاه به عناصر غذایی تحت منابع مختلف کودی به فرمی که به آسانی برای گیاه قابل جذب است باعث افزایش ماده خشک قابل هضم علوفه سورگوم شده است.

5-3. خاکستر علوفه و ارزش نسبی تغذیه‌ای  (RFV)

بر پایه یافته‌های به­دست­آمده، میزان خاکستر و ارزش نسبی تغذیه‌ای علوفه سورگوم در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده به­ترتیب به طور معنی‌داری با میزان 22/9 و 69/152 درصد بیشتر بودند (شکل 6). تحت تیمار منابع مختلف کودی، بیشترین میزان خاکستر (61/10 درصد) و ارزش نسبی تغذیه‌ای (34/162 درصد) علوفه از تیمار مصرف کود نانو به دست آمد. در­حالی­که کمترین میزان هر یک از آن‌ها به­ترتیب با میزان 76/5 و 23/139 درصد از تیمار بدون مصرف کود (شاهد) مشاهده شد (شکل 6).

مقدار مواد معدنی موجود در بافت‌های گیاهی بیانگر درصد خاکستر است و جذب این مواد توسط ریشه در شرایط کم‌آبیاری کاهش می‌یابد، در نتیجه کاهش درصد خاکستر علوفه در این شرایط بسیار محتمل است. هر چه میزان خاکستر بیشتر باشد گیاه مواد معدنی بیشتری در اختیار دام قرار می‌دهد؛ لذا ارزش غذایی علوفه برای دام بیشتر می‌شود (Jahanzad et al., 2013). علت افزایش خاکستر علوفه با کاربرد منابع مختلف کودی این است که جذب عناصر غذایی باعث بهبود رشد قسمت‌های رویشی و ریشه شده و هر چه ریشه گیاه گسترش بیشتری داشته باشد، جذب مواد معدنی نیز بیشتر خواهد شد و گیاه علاوه­بر تولید مواد آلی، مقدار بیشتری از مواد معدنی را نیز در خود ذخیره می‌کند (Heydarzadeh et al., 2022; Balazadeh et al., 2021). به این دلیل استفاده از کودهای آلی، نانو، شیمیایی و زیستی در مقایسه با تیمار شاهد اثرات مثبت بر درصد خاکستر علوفه سورگوم داشت. افزایش معنی‌دار میزان خاکستر علوفه سورگوم در اثر استفاده از کودهای آلی و نانو می‌تواند به دلیل آزاد­شدن تدریجی عناصر غذایی و جذب تدریجی عناصر غذایی توسط گیاه باشد.

ارزش خوراک نسبی (RFV) شاخصی است که برای پیش‌بینی میزان مصرف و انرژی علوفه‌ای حاصل از DMD و DMI استفاده می‌شود (Lithourgidis et al., 2006). هر چه میزان DMD و DMI علوفه بیشتر باشد ارزش خوراک نسبی (RFV) بیشتر خواهد بود. با­توجه­به اینکه DMI و DMD به­ترتیب اثر همبستگی منفی با NDF و ADF علوفه دارند و با­توجه­به کاهش معنی‌دار این شاخص‌ها در بین منابع مختلف کودی به­ویژه مصرف کودهای آلی و نانو در شرایط آبیاری مطلوب، افزایش RFV سورگوم قابل انتظار است.

6-3. وزن خشک برگ، ساقه و عملکرد علوفه

نتایج مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که بیشترین مقدار وزن خشک برگ (90/10615 کیلوگرم در هکتار)، وزن خشک ساقه (60/15376 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد علوفه (30/25823 کیلوگرم در هکتار) سورگوم با اختلاف معنی‌داری در شرایط آبیـاری بعـد از تخلیه 40 درصد آب قابل استفاده به دست آمد (شکل 7). تحت تیمار مصرف کود، بیشترین مقدار وزن خشک برگ (10/11738 کیلوگرم در هکتار)، وزن خشک ساقه (20/16764 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد علوفه (50/27938 کیلوگرم در هکتار) از تیمار مصرف کود نانو به دست آمد. به­طوری­که، مصرف کود (شیمیایی، زیستی، آلی و نانو) تاثیر معنی‌داری در افزایش مقدار وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه و عملکرد علوفه نسبت به تیمار بدون مصرف کود (شاهد) داشت. اما کمترین میزان آنها به­ترتیب با 30/7001، 90/12130 و20/19132 کیلوگرم در هکتار در شرایط بدون مصرف کود (شاهد) مشاهده شد (شکل 7). علت افزایش وزن خشک برگ، ساقه و عملکرد علوفه سورگوم با اعمال آبیاری مطلوب را می‌توان به افزایش ارتفاع بوته، تعداد برگ و رشد رویشی گیاه نسبت داد، کاهش میزان علوفه در شرایط کم‌آبیاری به علت کاهش فتوسنتز در اثر بسته­شدن روزنه‌ها می‌باشد
 (López-Olivari et al., 2021). افزایش تنش کم‌آبی طی دوره رشد موجب کاهش فتوسنتز حقیقی و افزایش تنفس گیاه شده که به­تنهایی یا همراه یکدیگر قادرند فتوسنتز ظاهری و در نتیجه تجمع ماده خشک در علوفه را کاهش دهند.

بنـابراین کمبـود رطوبـت از طریـق کاهش تولید و افزایش پیری برگ‌ها شاخص سطح بـرگ را کاهش می‌دهد
 (Abd El-Mageed et al., 2018). افزایش تنش کم‌آبی علاوه بر کـاهش شـاخص سطح برگ سبب کاهش فشار تورژسانس در سلول‌ها می‌شود که این امر از طریق باقیماندن آب کمتر درون سلول از حجم سلول می‌کاهد که در نهایت، کاهش وزن سلول و کاهش عملکرد علوفه را به دنبـال دارد (Umapathi et al., 2021). گزارش شده است که کاربرد منابع مختلف کودی سرعت رشد گیاه را افزایش داده و بر تخصیص و انتقال عناصر غذایی بین ریشه و ساقه اثر داشته، به­طوری­که با افزایش جذب عناصر غذایی و انتقال آنها، عملکرد علوفه سورگوم افزایش یافت (Coulibaly et al., 2020). فراهم­بودن آب و عناصر غذایی، رشد رویشی مطلوب گیاه را به دنبال داشته و شرط اساسی جهت تولید عملکرد بالا، تولید ماده خشک بیشتر می‌باشد. کاربرد کودهای آلی و نانو از طریق افزایش راندمان مصرف آب، بهبود خواص فیزیکی خاک و بهبود جذب و دسترسی به عناصر غذایی موجب افزایش زیست­توده سورگوم می‌شود (Kusvuran et al., 2021).

7-3. عملکرد پروتئین

نتایج مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که با تاخیر در آبیاری مقدار عملکرد علوفه سورگوم به طور معنی‌داری کاهش یافت؛ در­حالی­که مصرف کود نانو در هر یک از سطوح آبیاری در مقایسه با تیمار عدم مصرف کود (شاهد) تاثیر معنی‌داری در افزایش مقدار عملکرد علوفه داشت، به­طوری­که بیشترین (29/3229 کیلوگرم در هکتار) و کمترین (06/1031 کیلوگرم در هکتار) مقدار عملکرد علوفه به­ترتیب از تیمار مصرف کود نانو و تیمار بدون مصرف کود (شاهد) در شرایط آبیاری بعـد از تخلیه 40 و 80 درصد آب قابل استفاده به دست آمد (شکل 8). می‌توان اظهار داشت که کاربرد منابع مختلف کودی از طریق تأثیر مثبت روی عملکرد علوفه و میزان پروتئین، موجبات افزایش عملکرد پروتئین شده است. به نظر می‌رسد تأثیر تشدیدکننده‌ای که مصرف کود نانو و آلی روی بیوماس گیاهی و نیز میزان پروتئین، اعمال کرده است می‌تواند به یک اثر تقویت­کنندگی بر ویژگی عملکرد پروتئین در هر یک از سطوح آبیاری منجر شود.

نشان داده شده است که اعمال آبیاری مطلوب موجب افزایش عملکرد علوفه سورگوم می‌شود (Coulibaly et al., 2020). بدیهی است افزایش معنی‌دار عملکرد علوفه به افزایش عملکرد پروتئین نیز منجر خواهد شد (Umapathi et al., 2021). با­توجه­به این نتـایج مـی‌تـوان استنباط کرد که افزایش ظرفیت نگهداری آب و عناصر غذایی و به­ویژه نیتروژن تحت مصرف کود آلی و نانو در طول دورة رشد گیاه، موجب می­شود که منابع غذایی به­طور یکسان برای گیاهان سورگوم در شرایط کم­آبیاری فراهم شده که موجب بهبود رشد رویشی و افزایش عملکرد علوفه سورگوم شده و نهایتـاً عملکرد پروتئین را افزایش می­دهد. لذا دلیل این افزایش عملکرد پروتئین علوفه، به دلیل بهبود کیفیت فیزیکی و شیمیایی خاک می‌باشد و گیاه توانسته نیازهای غذایی خود را تامین کند.

4. نتیجه­گیری

نتایج نشان داد که با کاهش 2333 متر مکعبی میزان آب آبیاری در هکتار (تفاوت میزان آب آبیاری در تیمارهای آبیاری بعد از تخلیه 40 و 80 درصدی آب قابل استفاده)، تنها 22 درصد عملکرد علوفه سورگوم کاهش پیدا کرد. در بین تیمارهای کودی، کاربرد کود نانو در مقایسه با عدم کوددهی و کاربرد کود شیمیایی به­ترتیب عملکرد علوفه را 46 و 20 درصد افزایش داد. همچنین استفاده از کود نانو در شرایط کم­آبیاری (آبیاری بعد از تخلیه 80 درصدی آب قابل استفاده) در مقایسه با تیمار کودی شاهد، عملکرد پروتئین سورگوم را 90 درصد افزایش داد. لذا با­توجه­به اهمیت مدیریت منابع آب و عناصر غذایی در تولید گیاهان زراعی و سورگوم، می‌توان به صورت کلی نتیجه‌گیری کرد که با کاهش قابل توجه میزان آب مصرفی (2333 متر مکعب در هکتار) می‌توان از 22 درصد عملکرد علوفه سورگوم چشم­پوشی کرد و همچنین کاربرد کود نانو در مقایسه با سایر منابع کودی در زراعت سورگوم علوفه‌ای قابل توصیه می‌باشد.

5. منابع

Abd El-Mageed, T.A., El-Samnoudi, I.M., Ibrahim, A.E.A.M., & Abd El Tawwab, A.R. (2018). Compost and mulching modulates morphological, physiological responses and water use efficiency in (Sorghum bicolor L. Moench) under low moisture regime. Agricultural Water Management, 208, 431-439.

Aes morphological, physiological responses and water use efficiency in (Sorghum bicolor L. Moench) under low moisture regime. Agricultural Water Management, 208, 431-439.

Balazadeh, M., Zamanian, M., Golzardi, F., & Torkashvand, A.M. (2021). Effects of limited irrigation on forage yield, nutritive value and water use efficiency of Persian clover (Trifolium resupinatum) compared to berseem clover (Trifolium alexandrinum). Communications in Soil Science and Plant Analysis, 52(16), 1927-1942.

Bell, J.M., Schwartz, R.C., McInnes, K.J., Howell, T.A., & Morgan, C.L. (2020). Effects of irrigation level and timing on profile soil water use by grain sorghum. Agricultural Water Management, 232, p.106030.

Carlson, R., Tugizimana, F., Steenkamp, P.A., Dubery, I.A., Hassen, A.I., & Labuschagne, N. (2020). Rhizobacteria-induced systemic tolerance against drought stress in Sorghum bicolor (L.) Moench. Microbiological Research, 232, p.126388.

Coulibaly, P.J.D.A., Sawadogo, J., Ouattara, B., Valéa, W.C., Okae-Anti, D., Legma, J.B., & Compaoré, E. (2020). Performance of sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) in sub-saharan Africa using organic and inorganic sources of materials. International Journal of Agricultural Policy and Research, 8(5), 124-136.

Ghodrati Aversi, F., Jalilian, J., & Siavash Moghaddam, S. (2019). The effect of different fertilizer sources on qualitative characteristics of forage maize under water deficit stress conditions. Cereal Research, 9(1), 43-54. (In Persian).

Heydarzadeh, S., Jalilian, J., Pirzad, A., Jamei, R., & Petrussa, E. (2022). Fodder value and physiological aspects of rainfed smooth vetch affected by biofertilizers and supplementary irrigation in an agri-silviculture system. Agroforestry Systems, 97, 1-12.

Horrocks, R.D., & Vallentine, J.F. (1999). Harvested Forages. Academic Press, London, UK.

Jafari, A., Connolly, V., Frolich, A., & Walsh, E.J. (2003). A note on estimation of quality parameters in perennial ryegrass by near infrared reflectance spectroscopy. Irish Journal of Agricultural and Food Research, 4(2), 293-299.

Jahanzad, E., Jorat, M., Moghadam, H., Sadeghpour, A., Chaichi, M.R., & Dashtaki, M. (2013). Response of a new and a commonly grown forage sorghum cultivar to limited irrigation and planting density. Agricultural Water Management, 117(1), 62-69.

Kazemi, E., Ganjeali, H., Mehraban, A., & Ghasemi, A. (2020). Effect of nano-fertilizers and water stress on yield and yield components of grain sorghum in Sistan region. Journal of Plant Ecophysiology, 12(2), 230-242.

Kothari, K., Ale, S., Bordovsky, J.P., & Munster, C.L. (2020). Assessing the climate change impacts on grain sorghum yield and irrigation water use under full and deficit irrigation strategies. American Society of Agricultural and Biological Engineers, 63(1), 81-94.

Kusvuran, A., Bilgici, M., Kusvuran, S., & Nazli, R.I. (2021). The effect of different organic matters on plant growth regulation and nutritional components under salt stress in sweet sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench.]. Maydica, 66(1), 1-9.

Li, H., Li, L., Wegenast, T., Longin, C.F., Xu, X., Melchinger, A.E., & Chen, S. (2010). Effect of N supply on stalk quality in maize hybrids. Field Crops Reserch, 118(1), 208–214.

Lithourgidis, A.S., Vasilakoglou, I.B., Dhima, K.V., Dordas, C.A., & Yiakoulaki, M.D. (2006). Forage yield and quality of common vetch mixtures with oat and triticale in two seeding ratios. Field Crops Research, 99(1), 106–113.

López-Olivari, R., & Ortega-Klose, F. (2021). Response of red clover to deficit irrigation: dry matter yield, populations, and irrigation water use efficiency in southern Chile. Irrigation Science, 39(2), 173-189.

Mohammadi, H., Heidari, G., & Sohrabi, Y. (2020). The effects of biological and chemical nitrogen fertilizers and iron micronutrient on forge quality and yield of maize (Zea mays L.). Journal of Plant Productions (Agronomy, Breeding and Horticulture), 43(2), 185-198.

Nematpour, A., Eshghizadeh, H.R., & Zahedi, M. (2021). Comparing the corn, millet and sorghum as silage crops under different irrigation regime and nitrogen fertilizer levels. International Journal of Plant Production, 15(3), 351-361.

Rehab, I.F., Kordy, A.M., & Salim, B. (2020). Assessment of sorghum (Sorghum bicolor L.) productivity under different weed control methods, mineral and nano fertilization. Egyptian Academic Journal of Biological Sciences, Botany, 11(1), 1-11.

Umapathi, M., Chandrasekhar, C.N., Senthil, A., Kalaiselvi, T., Santhi, R., & Ravikesavan, R. (2021). Effect of bacterial endophytes inoculation on morphological and physiological traits of sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) under drought. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 10(2), 1021-1028.

Verma, R., Kumar, R., & Nath, A. (2018). Drought resistance mechanism and adaptation to water stress in sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench]. International Journal of Bio-resource and Stress Management, 9(1), 167-172.

Vijayalakshmi, V., Pradeep, S., Manjunatha, H., Krishna, V., & Jyothi, V. (2020). The impact of nitrogen fixers and phosphate solubilizing microbes on sorghum (Sorghum bicolor) yield. Current Biotechnology, 9(3), 198-208.

[1]. Azotobacter

[2]. Bacillus

[3]. Pseudomonas

[4]. Crude Protein

[5]. Acid Detergent Fiber

[6]. Neutral Detergent Fiber

[7]. Digestible Dry Matter

[8]. Water Soluble Carbohydrate

[9]. Dry Matter Intake

[10]. Total Digestible Nutrient

[11]. Relative Feed Value