نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی_اردبیل ایران
2 استاد دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه تولید و ژنتیک گیاهی
3 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی
4 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Background and Objective: This study was conducted to investigate the effect of biofertilizer application and drought stress on yield and yield components of pea (Pisum sativum L.) seeds.
Materials and Methods: The experiment was carried out in the lands of Gomand village of Khajeh section of Harris city of East Azerbaijan province, located 15 km east of Tabriz, in a factorial manner in the main design of random complete blocks.Experimental factors were included irrigation in four levels (normal irrigation as control, water shortage at grain filling stage, water shortage at flowering stage and without irrigation) and biofertilizer at eight levels (no inoculation as control, inoculation with Azotobacter, Azosprilium, Mycorrhiza, both application of Azotobacter and Azosprilium, Azotobacter and Mycorrhiza, Azosprilium and Mycorrhiza, Azotobacter and Azosprilium and Mycorrhiza).
Results: The 100 grain weight, plant height seed per pod, pods per plant, protein percent, harvest index, pod length were significantly affected by different irrigations and biofertilizers treatments. The water stress caused to reduce of yield and yield components. The water stress caused to reduce of plant height seed per pod, pods plant, protein percent, harvest index, pod length and increased 100 grain weight. The application individually and combination of biofertilizer caused to increase of 100 grain weight, plant height seed per pod, pods plant, protein percent, harvest index, pod length.
Conclusion: The results of this study showed that the highest level yield was achieved by applications of Azotobacter, Azosprilium and Mycorrhiza at planting in the complete irrigation conditions.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
تنش خشکی یکی از مهمترین عوامل محدود کننده رشد و عملکرد گیاهان محسوب میگردد. تنش کمبود آب زمانی رخ میدهد که سرعت تعرق بیش از سرعت جذب آب میباشد. در واقع، با کاهش مقدار آب در خاک و عدم جایگزینی آن، میزان جذب آب از هدررفت آن کمتر بوده و پتانسیل آب در گیاه کاهش مییابد(باربارا و همکاران 2014).
حبوبات بهعنوان تامین کننـده پروتئین، دارای ارزش غذایی بالایی میباشند و در کـشورهـای جهــان ســوم مناطق خشک، قسمت عمدهای از غذای مـردم را تـشکیل میدهند. نخود فرنگی یا نخود سبز (Pisum sativum) یکی از گیاهان تیره نخود، گیاهی مناسب برای منـاطق با آب و هوای سرد نـسبتاً مرطـوب اسـت کـه در منـاطق گرمسیری کشت زمستانه آن مطلوب میباشد (سامرفیلد و رابرتس 1985).گیاهی است بوتـه ای، بـا سـیکل زنـدگی یکـساله ایـن گیـاه در بسیاری از کشورهای دنیا، محصولی است متعلق به فصل سرد سال، کشت و زرع این گیاه، بستگی به محل کشت، از زمستان تا اوایل تابستان است. متوسـط وزن دانـه هـا ی نخـود بین 36/0-1/0 گرم است. این گونه به عنوان سبزی تازه، فریز شده و یا کنسرو شده مورد استفاده قرار می گیرد، اما اغلب برای تولید نخود خشک مانند: لپه، کشت می شود(سانتالا و همکاران 2001). در مناطقی که کشت غـلات بـهصـورت دیم مرسوم است و متوسط بارندگی سالیانه 300 میلیمترمیباشد، گیاه خوبی برای قرار گرفتن در تناوب با غـلات میباشد.(حسینی1994و سامرفیلد و رابرتس 1985).
نیتروژن عنصری کلیدی در تغذیه گیاهان به حساب میآید (هسیگاوا و همکاران 2008 )و به عنوان یک جزء اصلی در ساختمان تعدادی مولکولهای زنده از قبیل پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک، اسیدهای آمینه، آنزیمها، ویتامینها و رنگیزهها نقش اساسی در گیاهان ایفا میکند (هسیگاو و همکاران 2008). با توجه به اینکه به هنگام استفاده از کودهای شیمیایی در ابتدای فصل زراعی، ممکن است بخشی از فرم شیمیایی قابل استفاده عناصر برای گیاه به فرمهای دیگر تبدیل شود و یا از طریق آبشوئی از دسترس گیاه خارج گردند، این امر باعث ضررهای اقتصادی و آلودگی محیط زیست نیز میگردد، بنابراین جهت افزایش کارائی مصرف عناصر غذایی، روشهای مصرف کود باید به گونهای تغییر کند که مواد غذایی مورد نیاز گیاه در طول یک مدت طولانی و بدون تلفات در اختیار گیاه قرار گیرد (کندی و همکاران 2004). استفاده از کودهای زیستی حل کننده فسفر و تثبیت کننده نیتروژن از جمله روشهای عملیات زراعی بهینه است که میتواند این نقص را برطرف نماید (وو و همکاران 2005). کودهای زیستی، حاوی مواد نگهدارندهای با جمعیت متراکم از یک یا چند نوع میکروارگانیسم مفید خاکزی هستند و یا به صورت فرآورده متابولیکی این موجودات میباشند که به منظور بهبود حاصلخیزی خاک و عرضه مناسب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در یک سیستم کشاورزی پایدار به کار می روند. باکتریهای آزادزی تثبیت کننده نیتروژن از قبیل Azotobacter spp وAzospirillum spp نه تنها باعث تثبیت نیتروژن میشوند، بلکه قادر به تولید فیتوهورمونهایی مثل اسید جیبرلیک و ایندول استیک اسید هستند که می توانند باعث تحریک رشد گیاه و جذب مواد غذایی و فتوسنتز شوند (محفوظ و شرف الدین 2007). در پژوهش پیراسته انوشه (2010) که طی آن کودهای زیستی در سطوح مختلف تنش خشکی برای گیاه آفتابگردان مورد استفاده قرار گرفتند مشخص گردید در تیمارهای بدون تنش و تنش ملایم، گیاهان برخوردار از کود زیستی نیتروکسین بهترین عملکرد دانه را داشتند. لازم به ذکر است که در تنش های شدیدتر، کودهای زیستی نسبت به کودهای شیمیایی تأثیر مثبت بیشتری بر عملکرد بیولوژیک گیاه داشتند. دادرسان و همکاران (2016 )در مطالعه اثرات کم آبی و کودهای زیستی و شیمیایی روی گیاه شنبلیله گزارش کردند که به کارگیری ترکیب کودهای شیمیایی و زیستی عملکرد دانه را تحت شرایط تنش خشکی به طور معنیداری افزایش داد. این محققان اظهار داشتند که کاربرد کودهای بیولوژیک تحمل به خشکی را در این گیاه افزایش داد.
با توجه به محدودیت منابع آبی و پیامدهای مصرف کودهای شیمیایی به لحاظ زیست محیطی، این پژوهش با هدف تاثیر کاربرد کودهای زیستی و تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه نخود فرنگی طراحی و اجرا گردید.
مواد و روشها
این تحقیق دردو سال زراعی 1397 و 1398 در اراضی روستای گمند از توابع بخش خواجه شهرستان هریس استان آذربایجانشرقی واقع در 15 کیلومتری شرق تبریز با طول جغرافیایی46 درجه و 27 دقیقهی شرقی وبا عرض جغرافیایی 38 درجه و 6 دقیقهی شمالی اجرا شد. ارتفاع این نقطه از سطح دریا 1490 متر و متوسط بارندگی 342 میلیمتر میباشد. نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک محل انجام آزمایش در جدول 1 آمده است. تیمارها به صورت فاکتوریل بر پایهی طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار مورد آزمایش قرار گرفتند.
فاکتورهای آزمایش شامل: فاکتور آبیاری در چهار سطح آبیاری کامل(تیمار شاهد)، قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانهها، قطع آبیاری در مرحله آغاز گلدهی و عدم آبیاری و فاکتر کودهای زیستی در هشت سطح شامل: عدم مصرف کود(تیمار شاهد)، مصرف ازتوباکتر، آزوسپریلیوم، میکوریزا، ازتوباکتر+ آزوسپریلیوم، ازتوباکتر+میکوریزا، آزوسپریلیوم+ میکوریزا و ازتوباکتر+آزوسپریلیوم+میکوریزا بود. بذر نخود فرنگی رقم مراز در طبقه بذری گواهی شده با منشا کشور ترکیه از مرکز بین المللی تحقیقات کشاورزی در مناطق خشک (ICARDA)، قارچ میکوریزا از شرکت دانش بنیان زیست فناور توران مستقر در پارک علم و فناوری شاهرود، باکتری آزوسپریلیوم از شرکت دانش بنیان تمیشه گنبد کاووس و کود ازتوباکتر کروکوکوم دکتر بایو از شرکت راهبر زیست فناور البرز تهیه گردید. قارچ میکوریزا با خاک کرتهای مورد نظر مخلوط گردید و بذرها قبل از کاشت توسط کودهای زیستی تلقیح شدند و سپس در سایه خشک شده و بلافاصله جهت کاشت مورد استفاده قرار گرفتند. برداشت نهایی پس از تکمیل مراحل رشد و نمو گیاه هنگامیکه برگهای بوتههای نخودفرنگی شروع به زرد شدن و ریزش نمودند و 80 تا 90 درصد غلافها به رنگ زرد مایل به قهوهای درآمدند و دانهها خشک شدند، از دو متر طولی خطوط عملکرد انجام شد. نمونهبرداری با حذف حاشیه (دو خط کناری از هر واحد آزمایشی و حذف نیم متر از طرفین هر خط)، از هر واحد آزمایشی از خط عملکرد به طول 2 متر انجام شد.
جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش (عمق 30-0 سانتیمتری)
|
هدایت الکتریکی (dS.m-1) |
pH |
ماده آلی (%) |
نیتروژن (%) |
فسفر (mg.kg-1) |
پتاسیم (mg.kg-1) |
بافت خاک |
|
26/1 |
81/7 |
71/0 |
071/0 |
2/8 |
193 |
شنی رسی |
اندازهگیری صفات
در زمان رسیدگی فیزیولوژیک و پس از برداشت نهایی از هر واحد آزمایشی، 10 بوته برداشت شد و پس از انتقال به آزمایشگاه ارتفاع بوته، وزن صد دانه، تعداد غلاف در بوته و تعداد دانه در غلاف، اندازهگیری شد. اندازهگیری پروتئین بذر با استفاده از روش کجلدال انجام پذیرفت (پاردو و همکاران 2000). شاخص برداشت با استفاده از رابطه زیر محاسبه گردید (کورتنی و همکاران 2008).
100 × (عملکرد اقتصادی/عملکرد کل بوته) = شاخص برداشت (درصد)
پس از اطمینان از نرمال بودن دادهها تجزیه و تحلیلهای آماری شامل تجزیه واریانس و مقایسه میانگین دادهها با استفاده از نرم افزار آماری MSTAT-C و رسم نمودارها با بهرهگیری از نرم افزار Excel انجام گرفت. مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال پنج درصد انجام گرفت.
نتایج و بحث
تعداد غلاف در بوته
مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین تعداد غلاف در بوته در تیمارآبیاری شاهد(69/5) بود د و کمترین تعداد غلاف در بوته (17/3) در تیمار بدون آبیاری بدست آمد بنابراین تنش خشکی باعث کاهش تعداد غلاف در بوته گردید. یکــی از دلایـل مـوثر در کاهش تعـداد غـلاف در رژیمهای کم آبیاری، کاهش دوره گردهافشانی و نتیجتاً کاهش تعداد غلاف میباشـد. در واقـع بـا کاهش رطوبت و تنش خشکی طی مراحل زایشـی، جوانههای مولد گل تحت تأثیر خشکی قرار گرفته و ریزش گـلها باعث کاهش تولیـد غـلاف مـیشـود (رضوانی مقدم و صادقی سمرجان 2008). در تیمار کود زیستی بیشترین تعداد غلاف در بوته در تیمار تلفیقی از سه نوع کود زیستی(77/4) بود و کمترین تعداد غلاف در بوته در تیمار شاهد (14/4) بدست آمد. کاربرد سـطوح بالای نیتروژن باعث افزایش رشد رویشی گیاه در ابتدای رشد و تخلیه رطوبتی سـریع خاک شد و از طرفی کاربرد یـک دور آبیاری کمک چندانی به افـزایش تعـداد غـلاف نـرد. بنـابراین هرچه آب آبیاری بیشتر شود و بههمراه آن نیز سـطوح متعـادل کود نیتروژن بهکار رود، گیاه دارای کانوپی بزرگتری میشود که قادر است مخزن زایشی بزرگتری را نیز تغذیه نماید و بهمیـزان کافی ماده خشک به آن اختصاص دهد، در نتیجه تعـداد غـلاف در بوتـه افـزایش مـییابد (گلدانی و رضوانی مقدم 2007). دراثر متقابل تنش خشکی×کود زیستی بیشترین تعداد غلاف در بوته(88/6) در تیمار کود کامل در تیمار آبیاری کامل و کمترین تعداد غلاف در بوته(27/3) در تیمار بدون کود(شاهد) در تیمار عدم آبیاری بدست آمد(جدول3).
جدول2- تجزیه واریانس مربوط به تاثیر کاربرد کودهای زیستی و سطوح مختلف تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد نخودفرنگی
|
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
تعداد غلاف در بوته |
تعداد دانه در غلاف |
وزن صد دانه |
عملکرد دانه |
شاخص برداشت |
درصد پروتئین |
ارتفاع بوته |
|
|
تکرار |
2 |
342/0ns |
210/2ns |
005/0ns |
510/319 ns |
002/0** |
014/0** |
038/0 ns |
|
|
تنش |
3 |
170/30** |
157/1018** |
291/15 |
4/1995550** |
230/0** |
17/58** |
273/359 |
|
کود زیستی |
7 |
738/0** |
695/90** |
527/29** |
3/110 |
077/0** |
785/27** |
818/99** |
|
|
|
تنش× کود زیستی |
21 |
403/0** |
035/5** |
452/0** |
506/21172 ** |
004/0** |
132/0** |
959/5** |
|
|
خطای آزمایش |
62 |
515/0 |
766/1 |
018/0 |
199/408 |
0015/0 |
003/0 |
0.063 |
|
|
ضریب تغییرات (%) |
|
48/16 |
77/7 |
99/0 |
50/2 |
002/0** |
22/0 |
07/1 |
ns، * و **: به ترتیب غیر معنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال پنج و یک درصد است.
جدول 3- ترکیبات تیماری تنش در کود زیستی برای تعداد غلاف در بوته نخود فرنگی
|
کود زیستی |
آبیاری کامل |
قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه |
قطع آبیاری در مرحله گل دهی |
عدم آبیاری |
|
بدون کود |
940/4bcdefghi |
433/4cdefghij |
943/3defghijk |
277/3ghijk |
|
ازتوباکتر |
130/5bcdefg |
777/4bcdefghi |
660/3fghijk |
553/2k |
|
آزسپریلیوم |
220/5abcdef |
773/4bcdefghi |
773/3efghijk |
107/3ijk |
|
میکوریزا |
663/5abcd |
663/4bcdefghij |
663/3fghijk |
887/2jk |
|
ازتوباکتر+ آزسپریلیوم |
553/5abcde |
997/4bcdefgh |
777/3efghijk |
220/3hijk |
|
ازتوباکتر + میکوریزا |
320/6ab |
997/4bcdefgh |
997/3cdefghijk |
110/3ijk |
|
آزسپریلیوم + میکوریزا |
833/5abc |
773/4bcdefghi |
773/3efghijk |
330/3ghijk |
|
ازتوباکتر+آزوسپریلیوم+میکوریزا |
887/6a |
997/4bcdefgh |
330/3ghijk |
883/3defghijk |
در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
تعداد دانه در غلاف
مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین تعداد دانه در غلاف در تیمارآبیاری شاهد بود که (52/3) درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داشت و کمترین تعداد دانه در غلاف (29/2) در تیمار بدون آبیاری بدست آمد. بنابراین تنش خشکی باعث کاهش تعداد دانه در غلاف گردید. با افزایش میزان آب آبیـاری، رشـد غـلاف ها و بلوغ آنها در یک دوره طولانی‌تر انجام می‌شـود و بـرگها با سرعتی آهسته‌تر پیر میشوند، در نتیجه تعداد دانـه در غلاف افزایش مییابد. در مقابل، کاهش میزان آب آبیاری و همچنین افزایش ناگهانی درجه حرارت سبب پیری زودرس گیاه می-شود(ساکسینا و سینک 1997). عدم تأمین مواد فتوسنتزی لازم برای رشـد جنـین و تکامل بذر، یکی از دلایل عمده کاهش تعـداد دانـه در بوتـه در شرایط تنش خشـکی مـی‌باشد. در تیمار کود زیستی بیشترین تعداد دانه در غلاف در تیمار تلفیقی از سه نوع کود زیستی(22/3) بود و کمترین تعداد دانه در غلاف در تیمار شاهد (03/2) بدست آمد. دراثر متقابل تنش خشکی×کود زیستی بیشترین تعداد دانه در غلاف (38/4) در تیمار کود کامل در تیمار آبیاری کامل و کمترین تعداد دانه در غلاف (51/1) در تیمار بدون کود(شاهد) در تیمار عدم آبیاری بدست آمد(جدول4). مشخص شده که این باکتریها علاوه بر کمک به جذب عنصری خاص، موجب جذب سایر عناصر، کاهش بیماری‌ها و بهبود ساختمان خاک و درنتیجه تحریک بیشتر رشد گیاه و افزایش کمی و کیفی محصول میشوند (ویل بوم و همکاران2004). در تحقیق یاداو و همکاران (2002)در اسفرزه، مشخص شد که کاربرد کود آلی بهطور معنیداری سبب افزایش تعداد دانه در سنبله گردید.
وزن صد دانه
مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین وزن صد دانه در تیمار قطع آبیاری در مرحله گلدهی بود که 1.75 گرم نسبت به تیمار شاهد افزایش داشت و کمترین وزن صد دانه در تیمار شاهد بدست آمد. شایان ذکر است که بین تیمار شاهد و عدم آبیاری تفاوت معنی داری مشاهده نگردید.علت بالا بودن وزن هزار دانه در تیمار قطع آبیاری در مرحله گلدهی کاهش تعداد دانه در نیام و تخصیص مواد فتوسنتزی به تعداد کمتری بذر می باشد. در تیمار کود زیستی بیشترین وزن صد دانه در تیمار تلفیقی از سه نوع کود زیستی بود که 33/4 گرم نسبت به تیمار شاهد افزایش داشت و کمترین وزن
جدول4- ترکیبات تیماری تنش در کود زیستی برای تعداد دانه در غلاف نخود فرنگی
|
کود زیستی |
آبیاری کامل |
قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه |
قطع آبیاری در مرحله گل دهی |
عدم آبیاری |
|
بدون کود |
567/2i |
263/2jkl |
783/1m |
517/1n |
|
ازتوباکتر |
203/3f |
003/3fg |
677/2hi |
373/2j |
|
آزسپریلیوم |
940/2fg |
030/3fg |
900/2g |
667/2hi |
|
میکوریزا |
650/3cd |
233/3e |
650/2hi |
217/2kl |
|
ازتوباکتر+ آزسپریلیوم |
767/3bc |
067/3f |
767/2h |
403/2j |
|
ازتوباکتر + میکوریزا |
887/3b |
283/3e |
730/2h |
383/2j |
|
آزسپریلیوم + میکوریزا |
823/3b |
247/3e |
583/2i |
183/2l |
|
ازتوباکتر+آزوسپریلیوم+میکوریزا |
380/4a |
590/3d |
307/2jk |
580/2i |
در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
صد دانه در تیمار شاهد (بدون کود) بدست آمد. که این موارد با نتایج آزمایش تومار(1998) مطابقت دارد. وی تأثیر باکتریهای حلکننده فسفات و کود دامی را بر عملکرد لوبیا چشمبلبلی مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسید که تلقیح این باکتریها باعث افزایش وزن صد دانه لوبیا چشمبلبلی شد. در بررسی پوریوسف و همکاران (2010) تلقیح با کود زیستی فسفات بارور 2 در مقایسه با عدم تلقیح با آن، وزن هزار دانه اسفرزه را بهطور معنیداری افزایش داد. دراثر متقابل تنش خشکی×کود زیستی بیشترین وزن صد دانه در تیمار کود کامل در قطع آبیاری در مرحله گلدهی و کمترین وزن صد دانه در تیمار بدون کود(شاهد) در تیمار آبیاری شاهد بدست آمد(جدول5). بخشی از بهبود عملکرد به واسطه کاربرد کودهای زیستی را می-توان به نقش این کودها در تولید و تجمع برخی اسمولیتهای غیرسمی مانند پرولین نسبت داد که تجمع آن در شرایط تنش، نقش یک محافظ اسمزی را ایفا میکند(چیچک و چاکریلار2002) و موجب بهبود جذب بهتر آب از خاک خشک میشود (اورکی و همکاران 2012). علاوه بر پرولین، افزایش فعالیتهای آنتیاکسیدانی نیز به واسطه کاربرد کودهای زیستی میتواند یکی دیگر از دالیل بهبود عملکرد و افزایش تحمل گیاه تلقی شود (رهنما و ابراهیم زاده 2004).
جدول5- ترکیبات تیماری تنش در کود زیستی برای وزن صد دانه نخود فرنگی
|
کود زیستی |
آبیاری کامل |
قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه |
قطع آبیاری در مرحله گل دهی |
عدم آبیاری |
|
بدون کود |
733/9r |
13/10q |
93/11no |
57/10p |
|
ازتوباکتر |
93/13hi |
30/14fg |
21/15c |
12/14gh |
|
آزسپریلیوم |
85/10p |
97/11n |
73/13ij |
65/11o |
|
میکوریزا |
75/11no |
31/12ln |
32/14fg |
04/12mn |
|
ازتوباکتر+ آزسپریلیوم |
24/14fgh |
47/14ef |
58/15b |
34/14fe |
|
ازتوباکتر + میکوریزا |
37/14fg |
70/14de |
83/15b |
27/14fe |
|
آزسپریلیوم + میکوریزا |
14/13k |
46/13j |
56/13j |
37/12l |
|
ازتوباکتر+آزوسپریلیوم+میکوریزا |
42/14efg |
89/14d |
25/16a |
11/14gh |
در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
عملکرد دانه
مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین عملکرد دانه (1123 کیلوگرم در هکتار) در تیمارآبیاری شاهد بود و کمترین عملکرد دانه (483 کیلوگرم در هکتار) در تیمار بدون آبیاری بدست آمد. که نشان دهنده کاهش 57 درصدی عملکرد در تیمار عدم آبیاری است. بنابراین تنش خشکی باعث کاهش عملکرد دانه گردید. پژوهشگران، کاهش در تولید کربوهیدرات جهت پر شدن دانه در اثر کم آبیاری و همچنین تضعیف سیستم آوندی نزدیک گلآذین، از جمله مهمترین دلایل فیزیولوژیک برای کاهش عملکرد دانه تحت شرایط تنش رطوبتی عنوان کرده اند (مالک و همکاران 2014).که با نتایج حاصل از این تحقیق همخوانی دارد. در تیمار کود زیستی بیشترینعملکرد دانه (1104کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار تلفیقی از هر سه کود و کمترین عملکرد دانه(4/364 کیلوگرم در هکتار)در تیمار کودی شاهد به مقدار بدست آمدکاربرد تلفیقی از سه نوع کود زیستی باعث افزایش 70 درصدی عملکرد دانه نسبت به تیمار شاهد گردید. بین تیمارهای ازتوباکتر و تلفیق آزوسپریلیوم با میکوریزا، همچنین تلفیق ازتوباکتر با میکوریزا و ازتوباکتر با آزوسپریلیوم تفاوت معنیداری مشاهده نگردید (جدول 6). در یک پژوهش تلقیح باکتریهای ریزوسفری به عنوان کودهای زیستی در لوبیای رونده منجر به افزایش فعالیتهای فتوسنتزی، بهبود راندمان مصرف آب، افزایش محتوای پروتئین، طول غلاف، تعداد دانه در غلاف و در نتیجه عملکرد دانه در گیاه گردید (اسدی و همکاران 2005). که با نتایج حاصل از این تحقیق همخوانی دارد.دراثر متقابل تنش خشکی×کود زیستی بیشترین عملکرد دانه(1551 کیلوگرم در هکتار)در تیمار تلفیقی از هر سه کود در تیمار آبیاری شاهدو کمترین عملکرد دانه(195 کیلوگرم در هکتار) در تیمار بدون کود(شاهد) و عدم آبیاری بدست آمد.استفاده از کودهای زیستی در شرایط تنش رطوبتی از طریق افزایش جذب عناصر غذایی موجب افزایش عملکرد دانه میگردد (بیسواس و همکاران 2008). استفاده از باکتریهای Pseudomonas putida و Azotobacter chrococcum تحت شرایط تنش رطوبتی از طریق افزایش مقدار پرولین برگ و افزایش فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی(وسی 2003) مقاومت گیاه به شرایط کمآبیاری افزایش یافته و کاهش عملکرد دانه کمتر تحت شرایط تنش قرار میگیرد.
جدول6- ترکیبات تیماری تنش × کود زیستی برای عملکرد دانه نخود فرنگی
|
کود زیستی |
آبیاری کامل |
قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه |
قطع آبیاری در مرحله گل دهی |
عدم آبیاری |
|
بدون کود |
3/588m |
7/422o |
3/251q |
195r |
|
ازتوباکتر |
1195d |
1015f |
3/641l |
503n |
|
آزسپریلیوم |
7/891h |
3/776jk |
489n |
7/366p |
|
میکوریزا |
1028f |
7/909h |
761jk |
445o |
|
ازتوباکتر+ آزسپریلیوم |
1272c |
1111e |
3/742k |
7/597ln |
|
ازتوباکتر + میکوریزا |
1319b |
1198d |
797j |
7/568m |
|
آزسپریلیوم + میکوریزا |
1141e |
3/970g |
7/776jk |
551m |
|
ازتوباکتر+آزوسپریلیوم+میکوریزا |
1551a |
1292bc |
7/845i |
7/638l |
در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
شاخص برداشت
مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین شاخص برداشت در تیمارآبیاری شاهد بود که (36/47 درصد) و کمترین شاخص برداشت (68/25درصد) در تیمار بدون آبیاری بدست آمد بنابراین تنش خشکی باعث کاهش میزان شاخص برداشت گردید. بـا توجـه به اینکه در مراحل تشکیل دانهها کمبود رطوبت باعـث کـاهش فتوسنتز برای پر شـدن دانـههـا مـیشـود. در نتیجـه شـاخص برداشت کاهش مییابد. مطالعات نشان میدهـد کـه بیشـترین شاخص برداشت نخود تحت شرایط فاریاب حاصل میشود، زیرا با رشد رویشی مناسبی وارد مرحله زایشی میشود که میتوانـد غلافهای در حال پر شدن را تغذیه کند. در این ارتباط اجتناب از تـنش خشـکی بعـد از مرحلـه گلـدهی بـهویـژه در مرحلـه غـلافدهـی تـا دانـه بسـتن ضـروری اسـت (جالوتا و همکاران 2006). در تیمار کود زیستی بیشترین شاخص برداشت مربوط به تیمار تلفیقی از هر سه کود به میزان (47/78) درصد و کمترین میزان شاخص برداشت در تیمار کودی شاهد به میزان (43/19) درصد بدست آمد. کریمی و همکاران (2009) گزارش کردند کاربرد 50 کیلـوگرم کـود نیتـروژن نسـبت بـه عـدم مصـرف آن باعـث افـزایش شاخص برداشت در گیاه نخود میشود. زیـرا کـود نیتـروژن در ابتـدای فصل رشد سبب استقرار سریعتر نخود در مزرعه، افزایش رشـد رویشی و افزایش ارتفـاع گیـاه خواهـد شـد. همچنـین، وجـود نیتروژن در ابتدا و تا قبـل از ایـنکـه تثبیـت نیتـروژن توسـط گرهکهای ریشه‌ها در گیاه صورت گیرد نیتروژن مورد نیـاز آن را تأمین میکند. دراثر متقابل تنش خشکی×کود زیستی بیشترین شاخص برداشت در تیمار تلفیقی از هر سه کود در تیمار آبیاری شاهد و کمترین شاخص بردات در تیمار بدون کود(شاهد) در تیمار آبیاری شاهد بدست آمد(جدول7).
جدول7-ترکیبات تیماری تنش در کود زیستی برای شاخص برداشت نخود فرنگی
|
کود زیستی |
آبیاری کامل |
قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه |
قطع آبیاری در مرحله گل دهی |
عدم آبیاری |
|
بدون کود |
60/23mn |
53/21no |
70/17op |
87/14p |
|
ازتوباکتر |
37/44efg |
53/40gh |
67/29jkl |
53/26klmn |
|
آزسپریلیوم |
63/46def |
13/41fgh |
80/31ijk |
27/26klmn |
|
میکوریزا |
90/47de |
20/39gh |
73/29jkl |
87/24lmn |
|
ازتوباکتر+ آزسپریلیوم |
33/48de |
90/38gh |
30/31ijk |
07/28jklm |
|
ازتوباکتر + میکوریزا |
23/57b |
20/51cd |
30/32ijk |
63/23mn |
|
آزسپریلیوم + میکوریزا |
67/47de |
07/43efg |
63/35hi |
13/28jklm |
|
ازتوباکتر+آزوسپزیلیوم+میکوریزا |
17/63a |
73/54bc |
03/40gh |
07/33ij |
در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
درصد پروتئین
مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان پروتئین در تیمارآبیاری شاهد(25) بود و کمترین میزان پروتئین (03/23) درصد در تیمار بدون آبیاری بدست آمد بنابراین تنش خشکی باعث کاهش میزان پروتئین گردید. زمانی که گیاهان با تنشهـای محیطـی از جملـه خشکی مواجه میشوند، مواد آلی با وزن مولکولی پایین مانند پرولین را انباشته میکنند. این انباشتگی میتواند به دلیـل تخریـب ماکرو مولکول-هایی مانند پروتئین باشد که به اجزای سازنده خود تبدیل می شوند. هر چه مدت زمان تنش بیشتر باشد، پرولین بیشـتری در گیـاه ساخته میشود و در نتیجه میزان پروتئین بیشتری تخریب میگردد. در تیمار کود زیستی بیشترین درصد پروتئین مربوط به تیمار تلفیقی از هر سه کود به میزان (93/25) درصد و کمترین درصد پروتئین در تیمار کودی شاهد به میزان (23/21) درصد بدست آمد. کاربرد کودهای زیستی با فراهمی نیتروژن مقدار تقسیط نیتروژن از قسمت-های رویشی به دانه را در مقایسـه بـا هیـدرات هـای کـربن افزایش داده و موجب افزایش غلظت نیتروژن دانه و درصـد پـروتئین آن میگردند. دلیل بالا بودن پروتئین دانه با کاربرد کودهای زیستی را میتوان به جذب سریعتر نیتروژن و افزایش غلظت نیتروژن در اندام‌های هوایی و در نتیجه انتقال بیشتر به دانه ذکر کرد (مارشنر 1995). همچنین کاربرد کودهای زیستی موجب تثبیت نیتروژن میگردد که این عنصر ماده اولیـه تشـکیل دهنـده پـروتئین می باشـد. دراثر متقابل تنش خشکی×کود زیستی بیشترین درصد پروتئین(94/26) در تیمار کود کامل در تیمار آبیاری کامل و کمترین درصد پروتئین(32/20) در تیمار بدون کود(شاهد) در تیمار عدم آبیاری بدست آمد(جدول8). استفاده از کودهای زیستی موجب افزایش میزان پروتئین در مواردی که با تنشهای کم آبی روبرو هستیم میشود.
جدول8-ترکیبات تیماری تنش × کود زیستی برای درصد پروتئین نخود فرنگی
|
کود زیستی |
آبیاری کامل |
قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه |
قطع آبیاری در مرحله گل دهی |
عدم آبیاری |
|
بدون کود |
11/22s |
59/21t |
89/20 v |
32/20w |
|
ازتوباکتر |
28/25fg |
74/24i |
96/23l |
15/23p |
|
آزسپریلیوم |
24/25g |
72/24i |
92/23lm |
65/23n |
|
میکوریزا |
35/23o |
79/22q |
26/22r |
22/21u |
|
ازتوباکتر+ آزسپریلیوم |
33/25ef |
85/24h |
24/24k |
87/23m |
|
ازتوباکتر + میکوریزا |
93/25c |
25/25fg |
24/75i |
97/23l |
|
آزسپریلیوم + میکوریزا |
82/25d |
37/25e |
63/24 j |
74/23n |
|
ازتوباکتر+آزوسپریلیوم+میکوریزا |
94/26a |
63/26b |
87/25cd |
29/24k |
در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند.
ارتفاع بوته
مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته در تیمارآبیاری شاهد بود که (9/30) درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داشت و کمترین ارتفاع بوته ( 25/19 سانتیمتر) در تیمار بدون آبیاری بدست آمد بنابراین تنش خشکی باعث کاهش ارتفاع بوته گردید. به نظر می‌رسد در تنشهای متوسط، کاهش ارتفاع بوته به دلیل کاهش تعداد گره در ساقه و همچنین کاهش تعداد میانگره‌ها است (مغانی باشی و رزمجو 2013).این یافته با نتایج حاصل از آزمایش‌های خاشعی و همکاران (2008 ) روی ذرت مطابقت دارد. آنها گزارش کردند تنش خشکی باعث کاهش در ارتفاع و قطر ساقه میشود. در تیمار کود زیستی بیشترین ارتفاع بوته در کود کامل بود که (6/33)درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داشت و کمترین ارتفاع بوته در تیمار شاهد (بدون کود) بدست آمد. در اثر متقابل تنش خشکی×کود زیستی بیشترین ارتفاع بوته (17/33 سانتیمتر) در تیمار کود کامل در آبیاری شاهد و کمترین ارتفاع بوته (38/15 سانتیمتر) در تیمار بدون کود(شاهد) در عدم آبیاری بدست آمد(جدول9). تنش خشکی موجـب کـاهش مقدار آب، آماس، پتانسیل کل آب، پژمردگی، بسته شدن روزنه‌هـا و کاهش در بزرگ شدن سلول ها و رشد رویشـی مـی گـردد . کمیـت و کیفیت رشد رویشی گیاه بستگی به تقسیم سلولی، بزرگ شدن سلول ها و تمایز دارد و کلیه این حوادث متأثر از تنش خشـکی مـی باشـند (کوساکا و همکاران 2005). همچنین نتایج به دست آمده از بررسی کریمی و همکاران (2013) نشان میدهد که تلقیح لوبیا سبز با فسفات بارور-2 منجر به افزایش تعداد برگ، همچنین تعداد شاخــه جانبی، ارتفــاع و درنهایت عملکرد نیام شد. زراب پور و همکاران (2011) نیز نشان دادند استفاده از کود بیولوژیک در لوبیاچیتی با ایجاد ارتفاع 92/58 سانتیمتر بیشترین ارتفاع را به خود اختصاص داد.
جدول 9- ترکیبات تیماری تنش در کود زیستی برای ارتفاع بوته نخود فرنگی
|
کود زیستی |
آبیاری کامل |
قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه |
قطع آبیاری در مرحله گل دهی |
عدم آبیاری |
|
بدون کود |
26/21l |
33/18p |
25/16q |
38/15r |
|
ازتوباکتر |
05/29cd |
04/27f |
06/22k |
51/19no |
|
آزسپریلیوم |
52/26fg |
28/24h |
76/21kl |
24/19o |
|
میکوریزا |
27/23j |
06/22k |
36/20m |
26/19o |
|
ازتوباکتر+ آزسپریلیوم |
99/28cd |
10/28e |
20/23j |
43/21l |
|
ازتوباکتر + میکوریزا |
26/31b |
55/28de |
54/23ij |
94/19mn |
|
آزسپریلیوم + میکوریزا |
37/29c |
40/26g |
40/21l |
26/19o |
|
ازتوباکتر+آزوسپریلیوم+میکوریزا |
17/33a |
51/29c |
04/22hi |
99/19mn |
در هر ستون میانگینهایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری ندارند
نتیجه گیری کلی
نتایج این مطالعه نشان داد که بیشترین میزان عملکرد با استفاده از ازوتوباکتر، آزوسپریلیوم و میکوریزا در شرایط آبیاری کامل حاصل شد. همچنین میتوان کشاورزان مناطق خشک و نیمه خشک را جهت افزایش عملکرد به استفاده از کودهای زیستی ترغیب نمود.
سپاسگزاری
از اساتید گروه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز علیالخصوص جناب آقای دکتر روح اله امینی و دکتر عادل دباغ محمدی نسب و استاد راهنما و مشاورین محترم که در به ثمر رسیدن این پژوهش اینجاب را یاری نمودهاند کمال تشکر را دارم.
)