. مقدمه

ماده آلی خاک نقش کلیدی و مهمی در حفظ و بهبود وضعیت حاصلخیزی و قدرت باروری خاک داشته و به­دلیل تاثیر مثبت آن بر بسیاری از ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک به­عنوان شاخص باروری و کیفیت خاک شناخته می‌شود
 (Lal et al., 1997; Huang et al., 2007; Tarkalson et al., 2009; Jiao et al., 2020). کاهش ماده آلی خاک منجر به تخریب ساختمان و پایداری خاکدانه‌ها، کاهش تخلخل و ظرفیت نگهداری آب خاک، کاهش عرضه عناصر غذایی و حاصلخیزی خاک می­شود (Huang et al., 2007; Gregory et al., 2015). یکی از راهکارهای بهبود وضعیت ماده آلی خاک، استفاده از کودهای آلی از قبیل کمپوست و کودهای دامی است. افزودن کودهای آلی به خاک به­عنوان یک راهکار مدیریتی می‌تواند با افزایش ماده آلی و در نتیجه بهبود ویژگی‌های فیزیکی خاک از قبیل ساختمان و پایداری خاکدانه‌ها (Cosentino, 2006)، نفوذپذیری و افزایش قابلیت جذب و نگهداری آب در خاک (Miller et al., 2002; Widowati et al., 2020; Yang et al., 2022)، افزایش فعالیت میکروبی (Lupwayi et al., 2005) و آزادسازی عناصر غذایی مورد نیاز برای رشد گیاه (Eghball et al., 2004)، حاصلخیزی خاک را افزایش دهد. از آنجایی که تنها بخشی از عناصر غذایی موجود در کودهای آلی در سال اول پس از مصرف آزاد می‌شود و مابقی در طول سال‌های بعد رهاسازی و در دسترس گیاه قرار می‌گیرد؛ استفاده از این کودها می‌تواند تا چند سال پس از مصرف، عملکرد گیاه را در سطح مناسبی حفظ کند. بر اساس گزارش Montemuro et al. (2006)، کاربرد کمپوست حاصل از زباله­های شهری و کمپوست حاصل از تفاله زیتون یک سال بعد از مصرف، میزان کربن آلی خاک را به‌ترتیب 24 و 43 درصد افزایش دادند.

گندم با سطح زیر کشت 27/6 میلیون هکتار و تولید 138/11 میلیون تن در سال مهمترین محصول استراتژیک کشور است (Anonymous et al., 2022) و سهم بسزایی در امرار معاش و تامین درآمد کشاورزان دارد. دست­یابی به تولید پایدار گندم مستلزم حفظ و تقویت حاصلخیزی خاک و تامین به­موقع نهاده‌های مورد نیاز است. براساس گزارش Keshavarz et al. (2013) به­ازای افزایش هر یک گرم کربن آلی در کیلوگرم خاک در نتیجه کاربرد کودهای آلی، عملکرد دانه گندم به‌طور میانگین 286 کیلوگرم در هکتار افزایش می‌یابد. Shehzadi et al. (2017) در تحقیقی منابع مختلف ماده آلی از قبیل بقایای گیاهی، ضایعات صنعتی حاصل از تولید نیشکر و کود گاوی را به خاک افزوده و دو سال پس از آن اقدام به کشت گندم نموده و عنوان کردند که افزودن کودهای آلی به خاک، عملکرد گندم را به­میزان 29 تا 42 درصد افزایش داد. Eghball et al. (2004) افزایش عملکرد دانه گندم و ذرت در نتیجه افزایش حاصلخیزی خاک به­علت افزودن کودهای حیوانی به خاک را گزارش کردند. Gyapong & Ayisi (2015) در آزمایشی نتیجه گرفتند که افزودن کودهای مرغی و گاوی هر یک به­میزان 4 تن در هکتار منجر به افزایش ارتفاع گیاه ذرت شد؛ اما تاثیر معنی‌داری بر فسفر قابل جذب، کربن آلی و نیتروژن کل خاک نداشت. Ibrahim et al. (2008) در آزمایشی نتیجه گرفتند که استفاده از کود دامی و کمپوست به‌ترتیب عملکرد دانه گندم را به­میزان 28 و 33 درصد افزایش داد؛ اما بر طول سنبله تاثیر معنی‌داری نداشت.

کود دامی و کمپوست عملکرد بیولوژیک را به‌ترتیب به­میزان 27 و 42 درصد افزایش دادند. هرچند کمپوست تاثیر معنی‌داری بر وزن هزاردانه نداشت؛ اما کود دامی وزن هزار دانه گندم را به­میزان 12 درصد افزایش داد. کاربرد کمپوست ارتفاع گیاه را به­میزان 16 درصد افزایش داد؛ اما اثر کود دامی بر ارتفاع گیاه معنی‌دار نبود. Helgason et al. (2007) در آزمایشی نتیجه گرفتند که تنها پنج درصد از نیتروژن آلی موجود در کمپوست حاصل از کود گاوی در 425 روز اول بعد از مصرف معدنی شده و به داخل خاک رهاسازی می‌شود. Adeleke (2020) گزارش کرد که مصرف 50 تن در هکتار کمپوست (بر اساس وزن ماده خشک) تنها بعد از سه سال کربن آلی و نیتروژن کل خاک، فعالیت میکروبی خاک و عملکرد دانه گندم را در مقایسه با شرایط عدم مصرف کود و تیمار مصرف کود شیمیایی افزایش داد، ولی تا 22 سال بعد از مصرف دارای اثر باقیمانده و مفید بر ویژگی‌های خاک بود.

از آنجایی که تنها بخشی از عناصر غذایی موجود در کودهای آلی در سال اول پس از مصرف آزاد می‌شود و مابقی در طول سال‌های بعد رهاسازی و در دسترس گیاه قرار می‌گیرد؛ استفاده از این کودها می‌تواند ضمن پیشگیری از زوال قدرت تولیدی خاک و پایداری تولید، تا چند سال پس از مصرف عملکرد گیاه را در سطح مناسبی حفظ کند (Dubey et al., 2022). این موضوع و همچنین نگرانی‌های زیست­محیطی از بابت آلودگی‌ منابع آبی زیرزمینی و شورشدن خاک‌ها در اثر مصرف بالای کودهای شیمیایی، اهمیت استفاده از کودهای آلی را دوچندان کرده است. تاثیر کودهای دامی و کمپوست بر عملکرد گیاهان گوناگون در مناطق مختلف بسته­به مقدار، نحوه و زمان مصرف، روش تهیه، ترکیب شیمیایی و شدت پوسیدگی کود، و همچنین ویژگی‌های خاک مانند میزان ماده آلی، حاصلخیزی، بافت و شوری متفاوت است. بنابراین، برای تصمیم‌گیری درست در مورد کارایی کاربرد کودهای آلی بایستی حداقل تحقیقات دو تا سه ساله در هر منطقه‌ و برای هر گیاهی به‌طور مستقل انجام و نتیجه‌گیری شود. همه این مسائل باعث شد تا این تحقیق با هدف بررسی اثر کود گوسفندی و کمپوست حاصل از زباله شهری بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم در زرقان فارس در طول سه سال اجرا شود.

2. روش­شناسی پژوهش

این آزمایش در قالب طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی با سه تیمار مصرف کود دامی، کمپوست و شاهد (عدم مصرف کود) در سه تکرار طی سال‌های 1394تا 1397 به­مدت سه سال زراعی در اراضی ایستگاه تحقیقات کشاورزی زرقان به طول جغرافیایی 52 درجه و 43 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 29 درجه و 47 دقیقه شمالی و ارتفاع 1596 متر بالاتر از سطح دریا در شهر زرقان، استان فارس اجرا شد. شهرستان زرقان دارای میانگین سالانه بارندگی 2/308 میلی‌متر، میانگین سالانه دمای هوا 4/16 درجه سانتی‌گراد و میانگین سالانه رطوبت نسبی هوا 43 درصد می‌باشد. بافت خاک محل آزمایش در عمق صفر تا 30 سانتی‌متری لوم رسی­سیلتی می‌باشد. قبل از آزمایش، یک نمونه مرکب از خاک مزرعه در عمق 0 تا 30 سانتی‌متری برداشته و خصوصیات آن از قبیل درصد رس، شن و سیلت، هدایت الکتریکی (EC)، اسیدیته (pH)، کربن آلی، فسفر، پتاسیم، آهن، روی، منگنز و مس قابل استفاده، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، و جرم مخصوص ظاهری اندازه‌گیری شد (جدول 1). همچنین از کودهای آلی مورد استفاده نمونه‌برداری و ویژگی‌های شیمیایی آن اندازه‌گیری شد (جدول 2). در شروع آزمایش از آب مورد استفاده برای آبیاری گیاه نیز نمونه‌برداری و خصوصیات شیمیایی آن اندازه‌گیری شد (جدول 3). اطلاعات پارامترهای اقلیمی نیز از ایستگاه کلیماتولوژی موجود در محل آزمایش به­دست آمد (جدول 4).

جدول 1. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش.

BD: جرم مخصوص ظاهری؛ TNV: کل مواد خنثی­شونده (درصد آهک خاک)؛ ECe: هدایت الکتریکی عصاره اشباع؛ CEC: ظرفیت تبادل کاتیونی؛ و OC: کربن آلی.

جدول 2. ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی مواد آلی مورد استفاده در کرت­های آزمایشی.

EC: هدایت الکتریکی؛ OC: کربن آلی.

در مهر ماه و پیش از کاشت، زمین شخم و دیسک زده شد و کرت‌هایی به مساحت نه متر مربع (ابعاد 3×3 متر مربع) تهیه شد. بر اساس مقدار ماده آلی لازم برای افزایش کربن آلی خاک به میزان یک درصد، مقدار کود گوسفندی و کمپوست برای هر متر مربع محاسبه شد. کمپوست زباله شهری از شهرداری شیراز تهیه و مورد آزمایش قرار گرفت که نتایج آن در جدول 2 ارائه شده است. این مقادیر به‌ترتیب 3/17 کیلوگرم در متر مربع کود گوسفندی و 6/15 کیلوگرم در متر مربع کمپوست بودند. پیش از کشت بذرها و در نیمه دوم آبان­ماه، کودهای گوسفندی و کمپوست شهری پس از عبور از الک دو میلی‌متری به هر کرت اضافه و به­صورت دستی تا عمق 30 سانتی‌متری با خاک مخلوط شد. در سال اول و سوم آزمایش به‌ترتیب در تاریخ­های 27 و 28 آبان­ماه و در سال دوم در سوم آذرماه برای کاشت گندم رقم سیروان در داخل کرت­ها اقدام شد. کشت به­صورت دستی و ردیفی و بر اساس تراکم 250 بذر در متر مربع انجام و بلافاصله آبیاری صورت گرفت. در طول فصل رشد 10 مرتبه آبیاری انجام گرفت. در طول آزمایش مبارزه با علف‌های هرز به­صورت وجین دستی انجام شد، و بیماری و آفت خاصی در حد بحرانی و نیازمند کنترل در طول فصل رشد مشاهده نشد. شایان ذکر است که هیچ­گونه کود شیمیایی در کرت‌های تحقیقاتی مصرف نشد.

جدول 4. پارامترهای اقلیمی در طول سال‌های آزمایش.

در سال اول و سوم آزمایش، برداشت گیاه به‌ترتیب در تاریخ­های 29 و 27 خرداد و در سال دوم در تاریخ یکم تیرماه مصادف با رسیدگی محصول انجام و اجزای عملکرد و میزان عملکرد دانه و بیولوژیک اندازه­گیری شد. در زمان برداشت رطوبت دانه بین 12 تا 14 درصد بود. در مرحله پرشدن دانه، از هر کرت پنج بوته به‌طور تصادفی انتخاب و تعداد سنبله‌ها (به­عنوان صفت تعداد پنجه بارور) و ارتفاع بوته‌ها اندازه­گیری شد. برداشت گیاه به‌صورت کف‌بر از مساحت دو متر مربع در وسط هر کرت با رعایت اثر حاشیه‌ای انجام شد. تعداد سنبله‌های موجود در هر نمونه شمارش و برای یک متر مربع تعیین شد. برای تعیین وزن هزار دانه پنج نمونه صدتایی بذر به‌طور تصادفی از هر کرت انتخاب و توزین شدند.

تعداد دانه‌های پرشده در 10 سنبله گندم شمارش و میانگین آن‌ها به­عنوان صفت تعداد دانه در سنبله در نظر گرفته شد. وزن کل نمونه‌ها به­عنوان عملکرد بیولوژیک و وزن دانه‌ها به­عنوان عملکرد دانه اندازه‌گیری و تفاوت آن‌ها به­عنوان وزن کاه و کلش محاسبه شد.

قبل از انجام تجزیه آماری داده­ها، به­منظور اطمینان از یکنواختی واریانس اشتباه آزمایشی از آزمون بارتلت استفاده شد. بر اساس نتایج آزمون بارتلت (جدول 5)، متجانس­بودن واریانس خطاها در سه سال آزمایش مورد تایید قرار گرفت، و بنابراین تجزیه مرکب داده‌های سه سال با فرض تصادفی­بودن اثر سال و ثابت­بودن اثر تیمارهای آزمایشی صورت گرفت. میانگین‌ها با استفاده از آزمون حداقل تفاوت معنی‌دار (LSD) در سطح احتمال پنج درصد و برآورد خطای استاندارد (±SE) مقایسه شدند. در مواردی که اثر متقابل سال و تیمار معنی‌دار شد، مقایسه میانگین هر سال برای بررسی بهتر به‌صورت جداگانه و به‌روش برش‌دهی (Slicing) انجام شد. همچنین ارتباط بین ویژگی‌های اندازه‌گیری­شده از طریق برآورد ضرایب همبستگی به­دست آمد. تجزیه‌ آماری داده‌ها با استفاده از نرم­افزارهای آماری SAS و Minitab انجام گرفت.

3. یافته­های پژوهش و بحث

نتایج تجزیه واریانس مرکب داده­ها نشان داد که اثر سال و اثر متقابل سال و تیمار بر ارتفاع بوته، طول سنبله، تعداد پنجه بارور در واحد سطح و تعداد دانه در سنبله معنی‌دار نبود، ولی بر وزن هزار دانه معنی‌دار بود (جدول 6). همچنین تیمار کودهای آلی بر همه صفات مذکور تاثیر معنی‌داری داشت.

بین این تیمارهای مختلف از نظر ویژگی‌های مورفولوژیک شامل ارتفاع بوته و طول سنبله گندم از نظر آماری تفاوت معنی‌داری مشاهده شد (جدول 7). گیاهان رشدکرده در تیمارهای کمپوست و کود گوسفندی ضمن اینکه تفاوت معنی‌داری از نظر ارتفاع با یکدیگر نداشتند، از ارتفاع بیشتری در مقایسه با تیمار شاهد برخوردار بودند. به‌طور میانگین، بوته‌های گندم در تیمارهای کود آلی به مقدار هفت درصد ارتفاع بوته بیشتری نسبت­به تیمار شاهد بدون کود داشتند (جدول 7). طول سنبله نیز در تیمارهای کود آلی شامل کود گوسفندی و کمپوست به‌طور معنی‌داری بیشتر از تیمار شاهد بود، ولی تفاوت معنی‌داری بین دو تیمار کود آلی مشاهده نشد (جدول 7). بوته‌های گندم در تیمارهای کود کمپوست و گوسفندی به‌ترتیب دارای 2/14 و 0/10 درصد طول سنبله بیشتری نسبت­به تیمار شاهد بودند. کودهای آلی تاثیر مثبتی بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک دارند که باعث بهبود رشد و عملکرد گیاهان می‌شود. علاوه­بر­این، کودهای آلی با قابلیت جذب و آزادسازی تدریجی رطوبت دارای نقش مثبت و موثری در جلوگیری از هدررفت و آبشویی عناصر غذایی به لایه‌های زیرین خاک هستند و با افزایش تجمع و فعالیت میکروارگانیسم‌ها در لایه سطحی خاک موجب کاهش اسیدیته و افزایش حلالیت فسفر تثبیت­شده در سطح کلوئیدهای رس می‌شوند (Shahdikumleh et al., 2021).

تفاوت‌های معنی‌دار و قابل توجهی در اجزای عملکرد دانه گندم بین دو تیمار کود آلی مشاهده نشد؛ اما این کودها اجزای عملکرد دانه را به‌طور معنی­داری در مقایسه با تیمار شاهد افزایش دادند (جدول 7). بیشترین تعداد پنجه بارور از تیمار کود گوسفندی حاصل شد که البته تفاوت معنی‌داری با تیمار کمپوست حاصل از زباله شهری نداشت؛ اما به‌طور معنی‌داری بیشتر از تعداد پنجه بارور در تیمار شاهد بود (جدول 7). تعداد دانه در سنبله نیز روند تقریبا مشابهی داشت؛ به‌طوری‌که بیشترین تعداد دانه در سنبله در تیمار کودهای آلی گوسفندی و کمپوست به­دست آمد که به‌طور معنی‌داری بیشتر از تعداد دانه در تیمار شاهد بدون کود آلی بود (جدول 7). تعداد دانه در سنبله در تیمارهای کود کمپوست و گوسفندی به­ترتیب به مقدار 5/14 و 4/13 درصد بیشتر از تعداد دانه در سنبله در تیمار بدون کود آلی بود.

وزن هزار دانه پاسخ مثبتی به تیمارهای کود دامی در سه سال با اندکی تفاوت نشان داد (شکل 1). بیشترین میانگین وزن هزار دانه (1/38 گرم) از تیمار کود گوسفندی در سال دوم آزمایش به­دست آمد که تفاوت معنی‌داری با وزن هزار دانه تیمار کمپوست (4/35 گرم) نداشت؛ اما به‌طور معنی‌داری از میانگین وزن هزار دانه تیمار شاهد (8/31 گرم) بیشتر بود. در هر سه سال، وزن هزار دانه در تیمار کودهای آلی بیشتر از تیمار بدون کود بود؛ با این تفاوت که در سال دوم تفاوت معنی‌داری بین تیمارهای کمپوست و شاهد (بدون کاربرد کود) مشاهده نشد (شکل 1). همچنین در هر سه سال، دو تیمار کود گوسفندی و کمپوست تفاوت معنی‌داری با یکدیگر نداشتند. وزن هزار دانه در تیمار کود گوسفندی به­میزان 3/21، 9/19 و 7/9 درصد بیشتر از تیمار شاهد به­ترتیب در سال‌های اول تا سوم بود. این افزایش‌ها برای تیمار کمپوست زباله شهری به‌ترتیب 1/19، 5/11 و 9/22 درصد نسبت­به تیمار شاهد بود (شکل 1). محتوای بالای عناصر غذایی رهاسازی­شده از کودهای آلی باعث رشد بهتر برگ‌ها و سطوح سبز گیاه شده که با بهبود فتوسنتز، تولید مواد پرورده را افزایش می‌دهد (Dubey et al., 2022) که در نتیجه میانگین وزن دانه و وزن هزار دانه افزایش می‌یابد. در پژوهش حاضر مشخص شد که کودهای آلی استفاده­شده دارای سطوح بالایی از عناصر غذایی از جمله نیتروژن، فسفر، پتاسیم، منگنز، روی، مس و آهن بودند. با­توجه­به میزان عناصر غذایی موجود در کود گوسفندی و کمپوست زباله شهری مورد استفاده در این تحقیق (جدول 2) در نتیجه افزودن 3/17 کیلوگرم کود گوسفندی به هر متر مربع زمین، 5/4 کیلوگرم کربن، 190 گرم نیتروژن، 22 گرم فسفر، 345 گرم پتاسیم، 171 گرم آهن، چهار گرم منگنز و 1/1 گرم روی به خاک اضافه می‌شود. به‌طور مشابهی افزودن 6/15 کیلوگرم کمپوست زباله شهری به هر متر مربع زمین نیز منجر به افزایش 8/4 کیلوگرم کربن، 172 گرم نیتروژن، 72 گرم فسفر، 277 گرم پتاسیم، 139 گرم آهن، 2/6 گرم منگنز و 9/5 گرم روی و 7/0 گرم مس به خاک می­شود. افزایش عناصر یاد­شده به خاک تدریجی و در طی فرآیند تجزیه کودهای آلی در طول چند سال اتفاق می­افتد. علاوه­بر­این، کاربرد مقادیر مناسب کودهای دامی با افزایش تجمع و فعالیت موجودات میکروبی خاک در لایه‌های سطحی موجب تسریع و تشدید انجام فرآیند معدنی­شدن و تبدیل فرم آلی نیتروژن به فرم‌های قابل جذب نیترات و آمونیوم گیاه می‌شود (Shahdikumleh et al., 2021). بخش قابل توجهی از این نیتروژن به‌طور تدریجی در طی فرآیندهای مختلف رشد و نمو در اختیار گیاه قرار گرفته و در افزایش عملکرد نهایی گیاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

افزایش عملکرد و اجزای عملکرد گندم در نتیجه مصرف کود گوسفندی و کمپوست می‌تواند ناشی از افزایش ماده آلی و بهبود شرایط فیزیکی از قبیل ساختمان و تهویه خاک و در نتیجه توسعه بیشتر ریشه در خاک، افزایش حاصلخیزی و ظرفیت نگهداری آب خاک، آزادسازی تدریجی عناصر غذایی از این کودها و جذب آنها توسط گیاه به­منظور استفاده در فرآیندهای گیاهی باشد (Zemikhael & Dechassa, 2018). این نتایج با یافته‌های پژوهش‌های پیشین (Pozesh Shirazi, 2011;
Majidi & Shahbazi, 2020) مطابقت دارد. در این پژوهش‌ها نشان داده شد که استفاده از کودهای آلی در صورتی که از هیچگونه کود شیمیایی استفاده نشود تا سه سال پس از مصرف، عملکرد پیاز، باقلا، اسفناج، کلزا و گندم را به‌طور معنی‌داری افزایش می‌دهد. همچنان‌که در جدول 2 نشان داده شده است، کمپوست و کود گوسفندی مورد استفاده در این آزمایش به‌ترتیب حاوی 8/25 و 5/30 درصد کربن آلی (به‌ترتیب معادل 5/44 و 6/52 درصد ماده آلی) بودند که می‌تواند پس از افزودن کمپوست یا کود گوسفندی به خاک ماده آلی خاک را افزایش داده و بر ویژگی‌های فیزیکی خاک از قبیل ساختمان و پایداری خاکدانه‌ها اثر گذارد. همچنین این کودها حاوی عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاه بوده که به‌تدریج در خاک آزاد شده و پس از جذب توسط گیاه در فرآیندهای فیزیولوژیک مورد نیاز برای رشد گیاه مورد استفاده قرار می‌گیرند (Wan et al., 2021).

عملکرد دانه تحت تاثیر اثرات سال، تیمار کود آلی و برهمکنش سال با کود آلی قرار گرفت (جدول 8). در­حالی­که تنها اثر سال بر وزن کاه و کلش معنی‌دار بود، اثر سال و تیمار کود آلی بر عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت معنی‌دار بود (جدول 8). میانگین عملکرد دانه، وزن کاه و کلش، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت در دو سال اول آزمایش (95-1394 و 96-1395) از نظر آماری تفاوت معنی‌داری با یکدیگر نداشتند؛ اما به‌طور معنی‌داری بیشتر از میانگین این صفات در سال سوم بودند (شکل‌ 2 تا 5). کاهش معنی‌دار صفات یاد­شده در سال سوم آزمایش را می‌توان به شرایط اقلیمی بهتر در سال‌های اول و دوم نسبت داد. در سال سوم نسبت­به سال‌های اول و دوم، میزان بارندگی کمتر، رطوبت نسبی هوا پایین­تر و تبخیر بالاتر بود (جدول 4). میزان بارندگی در سال سوم آزمایش به­میزان 8/42 درصد در مقایسه با سال اول و 6/57 درصد نسبت­به سال دوم کاهش یافت. کاهش بارندگی علاوه­بر کاهش رطوبت قابل دسترس خاک برای گیاه می‌تواند منجر به کاهش شدت تجزیه و آزادسازی عناصر غذایی از کودهای آلی و در نتیجه کاهش فراهمی عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاه و دست­یابی به عملکرد مطلوب آن شود
 (Aliakbari et al., 2013; Karaman et al., 2020).

شکل 1. اثر کودهای آلی بر وزن هزار دانه گندم. میانگین‌های با حداقل یک حرف مشترک در هر سال بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنی‌دار ندارند.

در هر سه سال آزمایش، کود گوسفندی و در سال­های اول و سوم کمپوست عملکرد دانه گندم را نسبت­به تیمار شاهد بدون مصرف کود به‌طور معنی‌داری افزایش داده‌اند (شکل 2). با این حال، در هر سه سال تفاوت معنی‌داری بین این دو نوع کود آلی از نظر تاثیر بر عملکرد دانه گندم مشاهده نشد. عملکرد دانه در تیمارهای کمپوست و کود گوسفندی به‌ترتیب 9/63 و 1/46 درصد در سال اول، 2/29 و 7/53 درصد در سال دوم و 4/37 و 9/26 درصد در سال سوم نسبت­به تیمار شاهد (عدم مصرف کود آلی) بیشتر بود. از­آن‌جایی­که کود گوسفندی و کمپوست به‌طور معنی‌داری باعث افزایش هر سه جزء عملکرد دانه از جمله تعداد پنجه بارور در واحد سطح، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه شده است (جدول 7)، می­توان گفت که این کودهای آلی با تاثیر مثبت بر صفات یاد­شده عملکرد دانه گندم را به‌طور معنی­داری افزایش داده­اند (شکل 2). این فرضیه توسط نتایج تجریه همبستگی نیز تایید شد؛ به‌طوری‌که عملکرد دانه با هر سه جزء عملکرد دانه همبستگی مثبت و معنی‌داری داشت (جدول 9) و بیشترین همبستگی مربوط به وزن هزار دانه (^**776/0+) بود.

در هر سه سال آزمایش، کود گوسفندی و در سال­های اول و سوم کمپوست عملکرد دانه گندم را نسبت­به تیمار شاهد بدون مصرف کود به‌طور معنی‌داری افزایش داده‌اند (شکل 2). با این حال، در هر سه سال تفاوت معنی‌داری بین این دو نوع کود آلی از نظر تاثیر بر عملکرد دانه گندم مشاهده نشد. عملکرد دانه در تیمارهای کمپوست و کود گوسفندی به‌ترتیب 9/63 و 1/46 درصد در سال اول، 2/29 و 7/53 درصد در سال دوم و 4/37 و 9/26 درصد در سال سوم نسبت­به تیمار شاهد (عدم مصرف کود آلی) بیشتر بود. از­آن‌جایی­که کود گوسفندی و کمپوست به‌طور معنی‌داری باعث افزایش هر سه جزء عملکرد دانه از جمله تعداد پنجه بارور در واحد سطح، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه شده است (جدول 7)، می­توان گفت که این کودهای آلی با تاثیر مثبت بر صفات یاد­شده عملکرد دانه گندم را به‌طور معنی­داری افزایش داده­اند (شکل 2). این فرضیه توسط نتایج تجزیه همبستگی نیز تایید شد؛ به‌طوری‌که عملکرد دانه با هر سه جزء عملکرد دانه همبستگی مثبت و معنی‌داری داشت (جدول 9) و بیشترین همبستگی مربوط به وزن هزار دانه (^**776/0+) بود.

شکل 2. اثر کودهای آلی بر عملکرد دانه گندم. میانگین‌های با حداقل یک حرف مشترک در هر سال بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنی‌داری با هم ندارند.

اثر کودهای آلی بر وزن کاه و کلش معنی‌دار نبود، ولی به­دلیل شرایط اقلیمی بهتر در سال‌های اول و دوم، وزن کاه و کلش در این دو سال به‌طور معنی‌داری نسبت­به سال سوم بیشتر بود (شکل 3). وزن کاه و کلش در سال اول و دوم به­ترتیب به مقدار 2/16 و 4/26 درصد بیشتر از سال سوم بود. وزن کاه و کلش از 7835 کیلوگرم در هکتار در سال سوم تا 9906 کیلوگرم در هکتار در سال دوم متغیر بود (شکل 3). سال و کودهای آلی تاثیر معنی­داری بر عملکرد بیولوژیک داشتند (شکل 4). عملکرد بیولوژیک گندم در سال­های اول و دوم آزمایش تفاوت معنی­داری بایکدیگر نداشتند؛ ولی به‌طور معنی­داری بیشتر از عملکرد بیولوژیک در سال سوم بودند. میزان بارندگی بیشتر و شرایط اقلیمی مساعدتر برای تولید گندم در سال­های اول و دوم نسبت­به سال سوم دلیل این امر بوده است. گرچه بین کمپوست و کود گوسفندی تفاوت آماری معنی­داری از نظر تاثیر بر عملکرد بیولوژیک وجود نداشت، ولی هر دو نوع کود عملکرد بیولوژیک گندم را به‌طور معنی­داری در مقایسه با شاهد افزایش دادند (شکل 4). میزان افزایش عملکرد بیولوژیک در نتیجه استفاده از کودهای آلی کمپوست و گوسفندی در مقایسه با تیمار شاهد (عدم مصرف کود آلی) به‌ترتیب 7/14 و 1/15 درصد بود. علت افزایش معنی­دار عملکرد بیولوژیک در نتیجه مصرف کودهای آلی اثرات مفید آنها بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک است. در مطالعه‌ای با بررسی تحقیقات انجام­شده در خصوص تاثیر کودهای آلی بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک این نتیجه حاصل شد که کودهای آلی علاوه­بر بهبود ویژگی­های شیمیایی خاک از قبیل میزان و قابلیت جذب عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاه باعث بهبود ویژگی‌های فیزیکی و بیولوژیک خاک نظیر ظرفیت نگهداری آب خاک، پایداری خاکدانه‌ها، تخلخل خاک، جمعیت و میزان فعالیت موجودات زنده مفید خاک که همگی بر رشد و عملکرد گیاه تاثیر مثبت دارند نیز می‌شوند (Rayne & Aula, 2020).

شکل 3. وزن کاه و کلش گندم در سال‌های مختلف. میانگین‌های با حروف مشترک بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنی‌دار ندارند.

میزان تأثیرپذیری عملکرد دانه و بیولوژیک از کودهای آلی به­مراتب بیشتر از تأثیر آن‌ها بر کاه و کلش بوده است (شکل‌های 2، 3 و 4). افزایش عملکرد دانه و بیولوژیک گندم تحت تاثیر کاربرد کودهای آلی می‌تواند احتمالا به­دلیل افزایش اکسایش بیولوژیک گوگرد در خاک‌های آهکی توسط میکروارگانیسم‌های دگرپرور و محتوای بالای عناصر غذایی در کودهای آلی باشد که به­تدریج آزاد شده و در اختیار گیاه قرار می‌گیرد (Dubey et al., 2022). با­توجه­به غلظت عناصر غذایی در کودهای آلی (جدول 2)، کود گوسفندی و کمپوست در مقادیر مورد استفاده در تحقیق حاضر به‌ترتیب منجر به آزادسازی تدریجی 4130 و 3739 کیلوگرم نیتروژن، 223 و 724 کیلوگرم فسفر و 3446 و 2771 کیلوگرم پتاسیم در هر هکتار خاک می­شوند. به­عبارت دیگر، کود گوسفندی و کمپوست در مقادیر استفاده­شده به‌ترتیب معادل 83 و 75 کیسه پنجاه کیلوگرمی کود اوره، 21 و 69 کیسه پنجاه کیلوگرمی سوپرفسفات تریپل و 160 و 129 کیسه پنجاه کیلوگرمی سولفات پتاسیم می­باشد. این کودها علاوه­بر عناصر غذایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم حاوی عناصر ریزمغذی از قبیل آهن، منگنز، مس و روی نیز می­باشند که می­تواند به‌تدریج در طول چند سال آزاد شده و در دسترس گیاه قرار گیرد. علاوه­بر رهاسازی عناصر غذایی، مصرف کودهای آلی با بهبود ویژگی‌های فیزیکی مانند ساختمان خاک و پایداری خاکدانه­ها، چگالی ظاهری، تخلخل و ظرفیت نگهداری آب خاک موجب افزایش رشد، اجزای عملکرد و عملکرد اقتصادی محصول می­شود (Shahdikumleh et al., 2021). نتایج یک مطالعه نشان داد مصرف کود دامی باعث افزایش عملکرد دانه و همچنین بهبود ویژگی‌های خاک از جمله کاهش pH، کاهش جرم مخصوص ظاهری و افزایش کربن آلی خاک شد (Jalili, 2017).

شاخص برداشت گندم در سال­های اول و دوم آزمایش تفاوت آماری معنی­داری با یکدیگر نداشتند؛ اما به‌طور معنی‌داری بیشتر از شاخص برداشت در سال سوم آزمایش بود (شکل 5). علت این امر افزایش بیشتر عملکرد دانه در مقایسه با وزن کاه و کلش در سال­های اول و دوم آزمایش بوده است. افزایش میانگین عملکرد کاه و کلش در سال اول نسبت­به سال سوم آزمایش 2/16 درصد بوده (شکل 3)؛ در­حالی‌که افزایش میانگین عملکرد دانه 2/23 درصد بوده است (شکل 2). در سال دوم میانگین وزن کاه و کلش نسبت­به سال سوم 4/26 درصد افزایش یافت (شکل 3)، در­حالی­که میانگین عملکرد دانه 1/29 درصد افزایش نشان داد (شکل 2). تفاوت معنی‌داری بین تأثیر کود گوسفندی و کمپوست بر شاخص برداشت مشاهده نشد (شکل 5)، اما هر دو نوع کود آلی موجب افزایش معنی­دار شاخص برداشت نسبت­به تیمار شاهد شدند. افزایش شاخص برداشت توسط این کودها در نتیجه تأثیر بیشتر آنها بر افزایش وزن دانه‌ها در مقایسه با وزن کاه و کلش گندم بوده است. بنابراین، عدم تغییر معنی‌دار وزن کاه و کلش به­عنوان بخشی از عملکرد بیولوژیک و افزایش معنی­دار عملکرد دانه تحت تاثیر کودهای آلی موجب شد تا شاخص برداشت در تیمارهای کاربرد کودهای آلی در مقایسه با شاهد افزایش یابد (جدول 8).

شکل 4. عملکرد بیولوژیک گندم در تیمارهای مختلف کودی و در سال‌های مختلف. میانگین‌های با حروف مشترک بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنی‌دار ندارند.

با­توجه­به نتایج به­دست­آمده از این تحقیق می­توان گفت که اگرچه هدایت الکتریکی کودهای آلی مورد استفاده به­علت فراهمی عناصر غذایی در آنها بالا بود (جدول 2)، ولی هیچگونه تاثیر منفی بر رشد و عملکرد گندم نداشتند. باتوجه­به اینکه کودهای دامی سرشار از عناصر کاتیونی و املاح می‌باشند، با تجزیه آنها این املاح به محلول خاک اضافه شده و باعث افزایش میزان املاح خاک و در نتیجه هدایت الکتریکی خاک می‌شوند (Jalili, 2017)؛ ولی به­علت آزادسازی تدریجی عناصر غذایی و املاح موجود در این کودها، میزان افزایش هدایت الکتریکی خاک به­اندازه‌ای نیست که خاک را شور کند. در یک پژوهش مشخص شد که کاربرد 20 و 40 تن در هکتار کود دامی به‌ترتیب باعث افزایش هدایت الکتریکی خاک از 92/0 به 02/1 و 20/1 دسی‌زیمنس بر متر شد (Jalili, 2017) که همچنان خاک غیر شور به حساب می‌آید. بنابراین، برای استفاده از کودهای آلی یاد­شده، نه تنها نگرانی از بابت افزایش شوری خاک وجود ندارد، بلکه به­علت اثرات مثبت آن بر عملکرد گندم (شکل 2) استفاده از آن‌ها توصیه می­شود.

شکل 5. شاخص برداشت گندم در تیمارهای مختلف کودی و در سال‌های مختلف. میانگین‌های با حروف مشترک بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنی‌دار ندارند.

4. نتیجه­گیری

نتایج نشان داد که کاربرد کودهای آلی گوسفندی و کمپوست زباله شهری با افزایش عملکرد و اجزای عملکرد دانه گندم همراه بود و این نتیجه در هر سه سال مشاهده شد. باتوجه­به افزایش رشد، اجزای عملکرد و عملکرد گندم در تیمارهای کاربرد کودهای آلی نسبت­به شرایط عدم مصرف کود، کاربرد هریک از کودهای گوسفندی یا کمپوست حاصل از زباله شهری برای افزایش عملکرد گندم توصیه می‌شود که البته مقدار آن باید بر اساس نیاز گیاه، سابقه کشت زمین (تناوب) و ویژگی‌های خاک به­ویژه میزان کربن آلی خاک تعیین شود.

5. منابع

Adeleke, K.A. )2020(. Assessment of compost on dryland wheat yield and quality, soil fertility and water availability in Utah. MSc Thesis. 7954. Utah State University. https://doi.org/10.26076/1a3d-b335.

Aliakbari, M., Saed-Moucheshi, A., Hasheminasab, H., Pirasteh-Anosheh, H., Asad, M.T., & Emam, Y. (2013). Suitable stress indices for screening resistant wheat genotypes under water deficit conditions. International Journal of Agronomy and Plant Production, 4(10), 2665-2672.

Anonymous (2022). Agricultural statistics, Volume 1. Field Crops. The Ministry of Jihad-e- Agriculture. 100 pp. (In Persian).

Cosentino, D.J. (2006). Organic matter contribution to aggregate stability in silty loam cultivated soils. Carbon input effects. Sciences of the Universe. AgroParisTech, English. NNT: 2006INAP0041. Pastel-00004754f.

Dubey, P.K., Singh, A., Chaurasia, R., Pandey, K.K., Bundela, A.K., Singh, G.S., & Abhilash, P.C. (2022). Animal manures and plant residue-based amendments for sustainable rice-wheat production and soil fertility improvement in eastern Uttar Pradesh, North India. Ecological Engineering, 177, 106551.

Eghball, B., Ginting., D., & Gilley, J.E. (2004). Residual effects of manure and compost applications on corn production and soil properties. Agronomy Journal, 96, 442-447.

Gregory, A.S., Ritz, K., McGrath, S.P., Quinton, J.N., Goulding, K.W.T., Jones, R.J.A., Harris, J.A., Bol, R., Wallace, P., Pilgrim, E.S., & Whitmore, A.P. (2015). A review of the impacts of degradation threats on soil properties in the UK. Soil Use and Management, 31(Suppl. 1), 1–15.

Gyapong, K.A.B., & Ayisi, C.T. (2015). The effect of organic manures on soil fertility and microbial biomass, carbon and nitrogen and phosphorous under maize-cowpea intercropping system. Discourse Journal of Agriculture and Food Sciences, 3(4), 65-77.

Helgason, B.L., Larney, F.J., Janzen, H.H., & Olson, B.M. (2007). Nitrogen dynamics in soil amended with composted cattle manure. Canadian Journal of Soil Science, 87, 43–50.

Huang, B., Sun, W.X., Zhao, Y.C., Zhu, J., Yang, R.Q., Zou, Z., Ding, F., & Su, J.P. (2007). Temporal and spatial of soil organic matter and total nitrogen in an agricultural ecosystem as affected by farming practices. Geoderma, 139, 336–345.

Ibrahim, M., Ul-Hasan, A., & Valeem, E.E. (2008). Response of wheat growth and yield to various levels of compost and organic manure. Pakistan Journal of Botany, 40(5), 2135-2141.

Jalili, F. (2017). Effects of sulfur and manure on wheat yield and some physical-chemical properties of soil. Water and Soil Science, 27(3), 199-209. (In Persian).

Jiao, S., Li, J., Li, Y., Xu, Z., Kong, B., Li, Y., & Shen, Y. (2020). Variation of soil organic carbon and physical properties in relation to land uses in the Yellow River Delta, China. Scientific Reports, 10, 20317

Karaman, M. (2020). Evaluation of yield and quality performance of some spring bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under rainfall conditions. International Journal of Agriculture, Environment and Food Sciences, 4(1), 19-26.

Keshavarz, P., Zangiabadi, M., & Abbaszadeh, M. (2013). Relationship between soil organic carbon and wheat grain yield as affected by soil clay content and salinity. Iranian Journal of Soil Research, 27(3), 359-371. (In Persian).

Lal, R., Kimble, J., & Follett, R. (1997). Soil quality management for carbon sequestration. Pp. 1–8. In R. Lal et al. (ed.) Soil properties and their management for carbon sequestration. United States Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Services, National Soil Survey Center, Lincoln, NE.

Lupwayi, N.Z., Lea, T., Beaudoin, J.L., & Clayton, G.W. (2005). Soil microbial biomass, functional diversity and crop yields following application of cattle manure, hog manure and inorganic fertilizers. Canadian Journal of Soil Science, 85, 193-201.

Majidi, A., & Shahbazi, K. (2020). Comparison of sheep and cow manures residual effects on some quantitative and qualitative traits of winter wheat. Iranian Journal of Soil Research, 34(2), 155-168. (In Persian).

Miller, J.J., Sweetland, N.J., & Chang, C. (2002). Hydrological properties of a clay loam soil after long-term cattle manure application. Journal of Environmental Quality, 31, 989-996.

Montemuro, F., Maiorana, M., Ferri, D., & Convertini, G. (2006). Nitrogen indicators, uptake and utilization efficiency in a maize and barley rotation cropped at different levels and source of N fertilization. Field Crops Research, 99, 114-124.

Pozesh Shirazi, M., Samavat, S., Zolfi Bavariani, M., Fakhri, F., & Moradi, G. (2011). Effects of organic matter from different sources on soil physico-chemical properties and crop yield in Boushehr province. Iranian Journal of Soil Research, 25(4), 285-293. (In Persian).

Rayne, N., & Aula, L. (2020). Livestock manure and the impacts on soil health: A review. Soil Systems, 4(4), 64.

Shahdikumleh, A., Seyedi S.R., & Haghighi, A. (2021). Effect of organic fertilizer use on the yield of Hashemi and Gilaneh rice cultivars. Shalizar, 4, 34-39. (In Persian).

Shehzadi, S., Mohammad, W., & Shah, Z. (2017). Residual effect of organic wastes and chemical fertilizers on wheat yield under wheat-maize cropping sequence. Soil Environment, 33(2), 88-95.

Tarkalson, D.D., Brown, B., Kok, H., & Bjorneberg, D.L. (2009). Irrigated small-grain residue management effects on soil chemical and physical properties and nutrient cycling. Soil Science, 174, 303-311.

Wan, J., Wang, X., Yang, T., Wei, Z., Banerjee, S., Friman, V.P., Mei, X., Xu, Y., & Shen, Q. (2021). Livestock manure type affects microbial community composition and assembly during composting. Frontiers in Microbiology, 12, 621126.

Widowati, W., Sutoyo, S., Karamina, H., & Fikrinda, W. (2020). Soil amendment impact to soil organic matter and physical properties on the three soil types after second corn cultivation. AIMS Agriculture and Food, 5, 150-168.

Yang, Y., Wu, J., Du, Y., Gao, C., Tang, D.W.S., & Ploeg, M.V.D. (2022). Effect on soil properties and crop yields to long-term application of superabsorbent polymer and manure. Frontiers in Environmental Science, 10, 859434.

Zemikhael, B., & Dechassa, N. (2018). Effect of mineral fertilizer, farmyard manure, and compost on yield of bread wheat and selected soil chemical properties in Enderta district, Tigray regional state, Northern Ethiopia. East African Journal of Sciences, 12, 29-40.