نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار آموزش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران
2 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران
3 کارشناس ارشد زراعت سازمان بسیج مهندسین کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Objectives: One of the main factors of sustainable agriculture is organic fertilizers. The present study was conducted to investigate the effect of vermicompost and urea fertilizer on quantitative and qualitative yield of sesame in field conditions.
Materials and Methods: The experiment was carried out in factorial arrangement base on randomized complete block design with three replications in the Agricultural Research, Training Center and Natural Resources of Golestan Province. Experimental factors included vermicompost at four levels (zero, 2.5, 5 and 7.5 t.ha-1) and second factor was urea fertilizer at four levels (0, 50, 100 and 150 kg.ha-1).
Results: The results showed that vermicompost and urea fertilizer had a significant effect on all measured traits. The highest plant height, biological yield, number of capsules per plant and grain yield (1601 kg.ha-1) were recorded from the application of 150 kg/ha of urea and 7.5 t.ha-1 of vermicompost. The oil yield was increased by concomitant use of vermicompost and urea fertilizer. The percentage of oil decreased by increasing urea level and increased with increasing vermicompost amount. The highest oil percentage was recorded by application 7.5 t.ha-1 of vermicompost. With increasing levels of urea and vermicompost, harvest index was increased. There was a positive and significant correlation between yield and biomass (r = 8,850 **) and number of capsules per plant (r = 0.745 **).
Conclusion: Considering the role of organic fertilizers in the stability and preservation of soil specificity to achieve maximum productivity, the combined use of urea and vermicompost is recommended to increase the quantitative and qualitative yield of sesame.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
کنجد (Sesamum indicum L.) گیاهی یکساله و خودگشن از خانواده پدالیاسه است. دانه کنجد بسته به شرایط و نوع رقم دارای 45 تا 62 درصد روغن است که روغن آن بهدلیل ترکیب فنلی آنتیاکسیدانی به نام سزامول از دوام خوبی برخوردار است (گلستانی و پاک نیت 2007). دانه کنجد علاوه بر روغن، دارای پروتئین، کلسیم، فسفر و ویتامین است. مطالعات نیز نشان داده است که اضافه کردن نیتروژن به خاک افزایش کارآیی فتوسنتزی گیاه و در نهایت افزایش میزان رشد و عملکرد دانه کنجد را باعث شده است (گارگ و همکاران 2005). یکی از عملیاتی که امروزه مطابق با اصول کشاورزی پایدار در راستای حاصلخیزی خاک رایج شده است استفاده از کودهای زیستی است. ورمیکمپوست یک کود آلی زیستی و شامل یک مخلوط زیستی بسیار فعال از باکتریها، آنزیمها، بقایای گیاهی، کود حیوانی و پسماندهای کرم خاکی میباشد که سبب ادامه تجزیه مواد آلی خاک و پیشرفت فعالیتهای میکروبی در بستر کشت گیاه میگردد )برمنس 1999 .(یکی از ارکان اصلی کشاورزی پایدار، استفاده از کودهای آلی در اکوسیستمهای زراعی با هدف حذف یا کاهش کاربرد کودهای شیمیایی است، زیرا کودهای آلی سبب تأمین سلامت انسان و محیط زندگی میشوند و کاربرد آنها در مورد گیاهان روغنی که بهطور مستقیم با سلامت انسان در ارتباط هستند، دارای اهمیت میباشد (شارما 2002). لذا استفاده از کودهای آلی مانند ورمیکمپوست علاوه بر تأمین نیازهای گیاه، سبب حفظ سلامت محیط زیست نیز میشود (آرکنون 2004). هر گونه تغییری در مدیریت حاصلخیزی خاک نظیر ایجاد تعادل در کوددهی، استفاده از مواد آلی و غیره تأثیر زیادی بر رابطه خاک-گیاه دارد و در نتیجه بر تولید محصول و پایداری اکوسیستم تاثیر میگذارد. کودهای زیستی شامل مواد متراکم یک یا چند نوع ارگانیسم مفید خاکزی و یا بهصورت فرآورده متابولیکی این موجودات میباشد که بهمنظور تأمین عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در یک اکوسیستم زراعی بهکار میروند (آتیه و همکاران 2012). یکی از منابع کودهای آلی ورمیکمپوست است که حاصل مدفوع کرمهای ایزنیا فوتیدا (Eisenia foetida) بر روی هر نوع ماده آلی فسادپذیر مانند کمپوست است. این کودها حاوی هورمونها و آنزیمهایی است که به برگشت مواد به چرخه طبیعت کمک کرده و عناصر مورد نیاز گیاهان را بهصورت کامل و آماده جذب مینمایند (آتیه و همکاران 2012). همچنین ورمیکمپوست در مقایسه با سایر کودهای آلی دارای میزان عناصر غذایی بالاتری است (جابین و احمد 2017). تحقیقات مختلف نشان داده است که کاربرد ورمیکمپوست به تنهایی یا در ترکیب با دیگر کودهای آلی یا کودهای شیمیایی موجب افزایش رشد و عملکرد گیاهان مختلف مانند بابونه ( (Matricaria chamomilla و کنجد شده است (سجادی و همکاران 2011). استفاده توأم از کودهای آلی و معدنی نه تنها نیاز به مصرف کودهای شیمیایی را کاهش میدهد، بلکه به ذخیره انرژی، حاصلخیزی خاک، افزایش تولید محصول و کاهش آلودگی محیط زیست کمک میکند. تحقیقات متعدد نشان داده است کودهای آلی با اثرهای مطلوبی که در خاک ایجاد میکنند هم باعث افزایش عملکرد کمی در گیاهان روغنی شده و هم سبب افزایش درصد و عملکرد روغن میشوند (گوراو و همکاران 2010). مطالعه انجام شده نشان داد که اضافه کردن ورمیکمپوست علاوه بر افزایش عملکرد در گیاه جو (Hordium vulgar)، باعث بهبود خصوصیات بیولوژیکی خاک شده و مواد غذایی مانند پتاسیم را برای خاک فراهم میکند (کاراواکا و همکاران 2003). همچنین در مطالعه دیگری مشخص گردید که کاربرد مقادیر متفاوت کودهای شیمیایی(NPK) سبب افزایش تعداد کپسول در بوته، وزن هزار دانه، عملکرد و درصد روغن دانه کنجد شد (محمد و همکاران 2012). در بررسی تأثیر نهادههای آلی (ورمیکمپوست) بر جذب عناصر غذایی در کنجد گزارش شده است که ورمیکمپوست بر غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه تأثیر معناداری داشت (کریمی و همکاران 2019). همچنین گزارش شده است که با افزایش سطوح ورمیکمپوست میزان نیتروژن این عناصر نیز افزایش یافت، بهطوری که کاربرد 15 تن ورمیکمپوست بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد (آراکنون و همکاران 2011). شاکری و همکاران (2012) نیز با مشاهده افزایش معنادار عملکرد دانه و روغن کنجد در نتیجه مصرف کود بیولوژیک، اظهار داشتند که کاربرد کود بیولوژیک میتواند در راستای کاهش مصرف کود نیتروژن مفید باشد .با توجه به اینکه استان گلستان بهدلیل داشتن شرایط اقلیمی و جغرافیایی، قطب مهم تولید گیاهان روغنی در کشور است، ولی متأسفاته استفاده از کودهای بیولوژیک بهنحوی که شایسته توسعه و ترویج قابل ملاحطه باشد هنوز شکل نگرفته است. بر این اساس، این آزمایش بهمنظور بررسی عملکرد کمی و کیفی کنجد در واکنش به مصرف کودهای آلی و شیمیایی با استفاده از کودهای بیولوژیک در جهت تولید غذای سالم طراحی و اجرا گردید.
مواد و روش ها
آزمایش در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان (عراقی محله) وابسته به مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان با میانگین بارندگی سالیانه 400 میلی‌متر، ارتفاع 6 متر از سطح دریا و مختصات جغرافیایی با طول 54 درجه و 25 دقیقه شرقی و عرض 36 درجه و 45 دقیقه شمالی در سال زراعی 1397-1396 انجام شد. قبل از اجرای آزمایش یک نمونه خاک از عمق صفر تا 30 سانتیمتری جهت تعیین ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن انتخاب و مورد تجزیه قرار گرفت. خواص فیزیک و شیمیایی خاک و آب محل آزمایش در جدول 1 و ویژگیهای ورمیکمپوست استفاده شده در جدول 2 آمده است. آنالیزهای انجام شده در این پژوهش شامل بافت خاک، به روش هیدرومتری (بایوگوز 1962)، میزان کربن آلی به روش خشک (نلسون و سومرز 1996)، میزان pH و شوری هر دو در سوسپانسیون نسبت 1 به2 (خاک به آب) بهترتیب به کمک دستگاه pH متر و EC متر اندازهگیری شدند. همچنین میزان پتاسیم قابل دسترس به روش عصارهگیری با استات آمونیوم نرمال (بوتا و وب 1952)، فسفر به روش رنگ سنجی (مورفی و ریلی 1962) و نیتروژن کل به روش کجلدال اندازه گیری شدند (بریمینر و مولوانی 1982).
جدول1- خصوصیات فیزیک و شیمیایی خاک مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان(عراقی محله)
|
هدایت الکتریکی (dS.m-1) |
pH |
کربن آلی (%) |
نیتروژن کل (%) |
پتاسیم قابل جذب (mg.kg-1) |
فسفر قابل جذب (mg.kg-1) |
رس (%) |
سیلت (%) |
شن (%) |
بافت خاک |
|
8/0 |
9/6 |
85/1 |
15/0 |
275 |
13 |
3/15 |
46 |
23 |
لومی شنی |
ادامه جدول 1- نتایج آزمایش آب آبیاری
|
هدایت الکتریکی (dS.m-1) |
pH |
کاتیون های محلول (mEq/l) |
آنیون های محلول (mEq/l) |
SAR |
|||||
|
سدیم |
منیزیم |
کلسیم |
پتاسیم |
کلر |
سولفات |
کربنات و بی کربنات |
|||
|
85/0 |
35/7 |
89/2 |
43/2 |
34/2 |
105/0 |
22/1 |
78/1 |
55/2 |
73/1 |
جدول2- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ورمیکمپوست مورد استفاده در آزمایش تاثیر ورمیکمپوست بر کنجد
|
هدایت الکتریکی (dS.m-1) |
pH |
کربن آلی کل(%) |
ماده آلی کل (%) |
نسبت کربن به نیتروژن ( %) |
فسفر (%) |
نیتروژن (%) |
پتاسیم (%) |
|
4/3 |
8/7 |
14/19 |
51/31 |
27/14 |
72/0 |
51/1 |
53/0 |
آزمایش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل ورمیکمپوست در چهار سطح (صفر، 5/2، 5 و 5/7 تن در هکتار) و کود اوره با ٤٦ % نیتروژن در چهار سطح شامل (صفر، 50 ،100 و150کیلوگرم در هکتار) بود. ورمیکمپوست بکار رفته در آزمایش با استفاده از کود دامی و از گونههای کرم خاکی ایزنیا فوتیدا (Eisenia foetida) که در شرکت دانش بنیان بستانه گرگان تولید شده بود تهیه گردید، که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن در جدول 2 آمده است. پس از عملیات آمادهسازی شامل شخم، دیسک، تسطیح زمین، نقشه آزمایشی تهیه و کاشت بذر در اواخر خرداد ماه سال 1397 انجام شد. در این آزمایش از رقم اولتان استفاده شد. کاشت بهصورت جوی و پشته انجام شد. هر کرت دارای شش خط کاشت به طول 3 متر، فاصله ردیف50 و فاصله بوته روی ردیف 15 سانتیمتر بود. کلیه عملیات داشت شامل وجین، آبیاری، مبارزه با آفات و بیماری در طول دوره رشد گیاه انجام شد. اولین آبیاری بعد از کاشت به صورت قطرهای در مرحله جوانی (وجود سه برگ حقیقی) صورت گرفت. عملیات تنک پس از استقرار کامل گیاه و در مرحله 3-4 برگی انجام شد. در مرحله رسیدگی فیزیولوژیکی از هر کرت پنج بوته بهصورت تصادفی انتخـاب و ویژگیهای مورفولوژیک شامل ارتفاع بوته، تعداد شاخه جانبی، تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه اندازهگیری شد. در نیمه مهرماه، هنگامی که دانـههـای درون کپسول زرد تا قهوهای بودند برداشت با دست انجام شد. برای تعیین عملکرد نهایی دانه از دو ردیف میانی هر کرت با رعایت حاشیه (مساحت 2 مترمربع) برداشت صورت گرفت. بوتـههـا در آفتاب خشک شده و پس از خشک شدن در هوای آزاد دانهها از کاه و کلش جدا و وزن دانهها با ترازوی با دقت 1/0 گرم اندازهگیری شد. 5 بوتهای کـه بهعنـوان نمونه برداشت شدند پس از خشک شدن در هوای آزاد، دانـههـای آنها از کاه و کلش جدا شد و کاه و کلش باقیمانده در دمای70 درجه سانتیگراد بهمـدت 72 ساعت در آون قرار داده شد (رضوانی مقدم 2013) و پس از خشک شدن توزین و وزن زیست توده
اندازهگیری شد. مقدار روغن دانه با استفاده از دستگاه سوکسله اندازهگیری شد (رضوانی مقدم و همکاران 2013) و عملکرد روغن نیز (حاصلضرب عملکرد دانه و درصد روغن) محاسبه شد. تجزیه آماری دادهها با استفاده از نرمافزار آماری SAS ver. 9.1 انجام شد (سلطانی 2006). با توجه به معنیدار بودن اثر متقابل، مقایسه میانگین دادهها به روش برشدهی و با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد انجام و نمودارها با نرم افزار Excel 2016 رسم شدند.
نتایج و بحث
ارتفاع بوته
با توجه به نتایج جدول (3) برهمکنش تیمارهای ورمیکمپوست و کود اوره بر ارتفاع بوته کنجد تأثیر معناداری در سطح احتمال یک درصد داشت. مقایسه میانگینها نشان داد بیشترین ارتفاع بوته مربوط به تیمار توأم 150 کیلوگرم نیتروژن و 5/7 تن در هکتار ورمیکمپوست بهدست آمد که در مقایسه با تیمار عدم کاربرد این دو نوع کود حدود 23 درصد افزایش نشان داد. کمترین ارتفاع بوته از شاهد حاصل شد (جدول4). ارتفاع بوته، صفتی است که بیش از هر عامل دیگر تحت تأثیر خصوصیات ژنتیکی گیاه است. با اینحال، شرایط محیطی و تغذیه بهینه، ارتفاع بوته را تحت تأثیر قرار داده بهطوریکه، کاهش ارتفاع بوته عامل مؤثری در کاهش عملکرد کنجد معرفی شده است (اسکندری و کاظمی 2019). نتایج احمدی و بحرانی( 2009) نیز نشان داد کاربرد کود نیتروژن سبب افزایش ارتفاع در کنجد شده است. ورمیکمپوست ترکیباتی هستند که ناشی از چرخه بازیافت مواد آلی زائد و تبدیل آنها به مواد غنی از طریق فرآیند عبور از دستگاه گوارش کرمهای خاکی است. در فرآورده نهایی آنها ترکیبات مانند نیتروژن تا 6 درصد، فسفر تا 2 درصد و پتاسیم تا 75/0 درصد بیشتر از سایر کودهای آلی وجود دارد. همچنین ترکیباتی در ورمیکمپوست وجود دارد که ضمن کمک به بهبود خواص فیزیکی خاک (تهویه، کاهش وزن مخصوص و افزایش تخلل خاک) و رهایش تدریجی عناصر غذایی، سبب افزایش رشد و نمو گیاه را فراهم میآورد (حسین و عباسی 2018). لذا بهنظر میرسد حضور ترکیبات مورد نیاز برای طویل شدن سلولها و ساخت ترکیبات دیوارههای سلولی در مکانهای رشد توسط مجموعهای از عوامل موجود فراهم شده در نتیجه بهبود رشد و ارتفاع گیاه را بهدنبال داشته است.
تعداد کپسول در بوته
تأثیر برهمکنش کود اوره و ورمیکمپوست بر تعداد کپسول در بوته در سطح احتمال یک درصد معنادار بود (جدول3). مقایسه میانگین برهمکنش آنها نشان داد که کاربرد همزمان ورمیکمپوست و کود اوره سبب افزایش تعداد کپسول در بوته گردید، بهطوریکه بیشترین میزان آن در تیمار100 کیلوگرم نیتروژن و 5 تن در هکتار ورمیکمپوست بهدست آمد که در مقایسه با تیمار بدون مصرف هر نوع کود حدود 45 درصد افزایش نشان داد (جدول 4). نتیجه آزمایش احمدی و همکاران (2015) نشان دهنده تأثیر معنادار کود ورمیکمپوست بر عملکرد و اجزای عملکرد کنجد بود بهطوریکه استفاده از کود ورمیکمپوست باعث افزایش عملکرد و اجزای عملکرد دانه کنجد شد. جابین و احمد (2017) گزارش کردند که در بین تمام کودهای شیمیایی، ورمیکمپوست میتواند توانایی جذب گیاهان را در عناصر با انرژی کم را افزایش دهد و این مواد از طریق رنگدانههای فتوسنتزی، آنتوسیانینها و فلاونوئیدها تاثیر مهمی در رشد گیاهان داشته باشند. افزایش تعداد کپسول در بوته با مصرف همزمان کودهای زیستی و کود شیمیایی نیز میتواند بهدلیل رشد سبزینههای گیاه و افزایش تولید ماده ذخیرهای، تعداد شاخههای فرعی و افزایش میزان باروری گلها که در نهایت منجر به افزایش تعداد کپسول در بوتهها میشود مرتبط دانست (عیدیزاده و همکاران 2011).
تعداد دانه در کپسول
با توجه به نتایج (جدول 3) برهمکنش اثر کود اوره و ورمیکمپوست بر تعداد دانه در کپسول در سطح یک درصد معنادار بود. نتایج مقایسه میانگین برهمکنش کود اوره و ورمیکمپوست نشان داد که با افزایش سطوح مختلف کود اوره و ورمیکمپوست، تعداد دانه در کپسول افزایش یافت. بیشترین تعداد دانه در کپسول (88 دانه در کپسول) در کاربرد همزمان 5/7 تن در هکتار ورمیکمپوست و150 کیلوگرم در هکتار اوره بهدست آمد که نسبت به شاهد حدود 22 درصد افزایش داشته است (جدول 4). تعداد دانه در کپسول، ظرفیت مخزن را نشان میدهد و وجود تعداد دانه بیشتر بیانگر مخزن بزرگتر برای دریافت مواد فتوسنتزی است. لذا کاهش تعداد دانههای پوک بیانگر افزایش اختصاص مواد فتوسنتزی بیشتر بهسمت کپسولها ناشی از بهبود فرآیندهای حیاتی گیاه از جمله فتوسنتز و انتقال و اختصاص در گیاه است، که این مورد را میتوان در تاثیر کود آلی ورمیکمپوست در آزمایش حاضر مشاهده کرد. احمدی و بحرانی (2009) گزارش کردند که کاربرد نیتروژن باعث افزایش تعداد دانه در کپسول و در نهایت افزایش عملکرد دانه کنجد شده است. رضوانی مقدم و همکاران( 2013) گزارش کردند که استفاده از کود آلی ورمیکمپوست باعث افزایش تعداد دانه در کپسول کنجد شد.
|
جدول 3- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) تأثیر ورمیکمپوست و کود اوره بر صفات اندازه گیری شده کنجد
|
||||||
|
عملکردروغن |
درصد رغن |
شاخص برداشت
|
عملکرد دانه
|
عملکرد زیستی |
درجه ازادی |
منابع تغییر |
|
ns 0/16 |
00/0 |
ns03/0 |
ns29789 |
ns00/2 |
2 |
تکرار |
|
**45363 |
**00/0 |
**4/16 |
**140665 |
**1373368 |
3 |
ورمیکمپوست |
|
**8742 |
**03/0 |
**2/39 |
**631137 |
**16028366 |
3 |
کود اوره |
|
**1399 |
**00/0 |
**03/6 |
ns32958 |
**11803 |
9 |
ورمیکمپوست × اوره |
|
0/34 |
00/0 |
01/0 |
30016 |
00/1 |
30 |
خطا |
|
06/7 |
08/9 |
1/10 |
8/19 |
7/15 |
ضریب تغییرات (%) - |
|
|
Ns ، * و ** به ترتیب غیرمعنادار و معنادار در سطح احتمال 5 و یک درصد می باشد.
|
||||||
|
جدول 3- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) تأثیر ورمیکمپوست و کود اوره بر صفات اندازه گیری شده کنجد |
|||||
|
وزن هزار دانه |
تعداد دانه در کپسول |
تعداد کپسول در بوته |
ارتفاع بوته
|
درجه ازادی |
منابع تغییر |
|
000/0 |
ns300/0 |
*22/2 |
ns 87/0 |
2 |
تکرار |
|
**9/1 |
**103 |
**741 |
**683 |
3 |
ورمیکمپوست |
|
**09/2 |
**445 |
**1388 |
**972 |
3 |
کود اوره |
|
**160/0 |
**0/12 |
**3/16 |
**1/24 |
9 |
ورمیکمپوست × اوره |
|
000/0 |
490/0 |
650/0 |
890/0 |
30 |
خطا |
|
2/12 |
3/14 |
1/10 |
4/12 |
ضریب تغییرات (%) |
|
|
Ns ، * و ** به ترتیب غیرمعنادار و معنادار در سطح احتمال 5 و یک درصد می باشد. |
|||||
وزن هزار دانه
تأثیر برهمکنش کود اوره و ورمیکمپوست بر وزن هزار دانه در سطح احتمال یک درصد معنادار شد (جدول3). نتایج برهمکنش تیمارها نشان داد که بیشترین وزن هزار دانه (02/4 گرم) به کاربرد توأم تیمار 5/7 تن در هکتار کود ورمیکمپوست بههمراه 150 کیلوگرم کود اوره در هکتار بهدست آمد که از نظر آماری با تیمار100 کیلو گرم کود اوره اختلاف معناداری با هم نداشت (جدول 4). بهبود وزن دانه میتواند به افزایش کارایی فتوسنتزی گیاه و در نهایت بهبود رشد گیاه با اضافه کردن نیتروژن به خاک، نسبت داده شود (اوزان و همکاران 2009). کریمی و همکاران (2019) نتایج مشابهی را در مورد تأثیر نیتروژن بر وزن هزار دانه و عملکرد دانه کنجد گزارش کردند. ولدآبادی و همکاران (2010) بالاترین وزن هزار دانه زیره را با کاربرد120 کیلوگرم نیتروژن بهدست آوردند. در مطالعه دیگری سجادی نیک و همکاران (2011) گزارش کردند که کودهای زیستی بهطور معنیداری سبب افزایش وزن هزاردانه و عملکرد دانه در کنجد شده است. وزن هزار دانه تحت تأثیر مقدار اختصاص مواد فتوسنتزی جاری و ذخیره به دانه است که تحت تأثیر عوامل ژنتیکی و محیطی قرار دارد. کودهای آلی از طریق در دسترس قرار دادن عناصر غذایی سبب افزایش آسیمیلاسیون مواد فتوسنتزی در دوره قبل از گلدهی و پس از گلدهی با انتقال مجدد این مواد فتوسنتزی از منبع به مخزن بر طول دوره پر شدن دانه تأثیر گذاشته و سبب بهبود وزن هزار دانه شده است (اوکم و همکاران 2010). بهنظر میرسد نیتروژن از طریق تأثیر بر مقدار کلروفیل و سطح برگ، آسیمیلات بیشتری ساخته شده لذا دانههای تشکیل شده با مواد فتوسنتزی بیشتری پر میشوند (الحبشی و همکاران 2007). از طرفی کود زیستی در مقایسه با عدم مصرف کود، بهمراتب شرایط مناسبتری را برای بهبود فعالیتهای زیستی داخل خاک مهیا میکند و از طریق جذب مواد غذایی توسط ریشه موجب افزایش وزن هزار دانه میگردد (شهرکی و همکاران 2016).
عملکرد زیستی
با توجه به نتایج (جدول 3) برهمکنش کود اوره و ورمیکمپویت بر عملکرد زیستی تأثیر معناداری در سطح احتمال یک درصد داشت. مقایسه میانگین برهمکنش اوره و ورمیکمپوست نشان داد که با افزایش سطوح مختلف اوره و ورمیکمپوست، عملکرد زیستی افزایش یافت. بیشترین عملکرد زیستی (5447 کیلو گرم در هکتار) در کاربرد همزمان 5/7 تن در هکتار ورمیکمپوست و 150 کیلوگرم در هکتار اوره بهدست آمد که از نظر آماری با تیمار 5 تن در هکتار ورمیکمپوست و 100 کیلوگرم در هکتار اوره تفاوت معناداری نداشت و نسبت به شاهد حدود 26 درصد افزایش داشت و کمترین مقدار عملکرد زیستی از شاهد بهدست آمد (جدول 4). در مطالعهای استفاده از کودهای شیمیایی نیتروژن و فسفر باعث بهبود عملکرد زیستی کنجد شده است (مالیک و همکاران 2003). نتایج مطالعه رضوانی مقدم و همکاران (2013) نشان داد بیشترین زیست توده در کنجد از کـود شیمیایی حاصل شد و بین تیمارهای کود دامی و کمپوست (هر کـدام 30 تـن در هکتار) اختلاف معناداری وجود نداشت. در مطالعه دیگری افـزایش در کـود نیتروژنـه و ورمیکمپوست سبب افزایش وزن خشک کل کنجد شده است (سجادی نیک 2011). در پژوهشی عثمان یعقوب و همکاران (2012) در سویا نشان دادند که در سال اول در بین سه تیمار کودی کمپوست، اوره و NPK، بیشترین مقدار زیست توده از تیمار شاهد بهدست آمد و در سال دوم اعمال تیمار کمپوست و کود NPK بهترتیب سبب افزایش20 و 5 درصدی زیست توده نسبت به شاهد شد. وجود مواد آلی در بستر کشت سبب افزایش باروری خاک، ظرفیت نگهداری خاک و نیز افزایش خلل و فرج خاک میشود این مواد عناصر غذایی خود را به مرور زمان آزاد و در اختیار گیاه قرار میدهند. لذا بهنظر میرسد کودهای آلی ضـمن فراهمی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه، باعث افـزایش آب در دسترس گیاه شده و موجبات افزایش رشد پیکره رویشی و تولید بیوماس را فراهم میکنند (سینگر و همکاران 2007).
|
جدول 4- مقایسه میانگین برهمکنش تیمارهای کوددهی بر برخی صفات اندازه گیری شده کنجد |
||||||||
|
ورمیکمپوست (t.ha-1) |
سطوح اوره (kg.ha-1) |
ارتفاع بوته (cm) |
تعداد کپسول در بوته |
تعداد دانه در کپسول |
وزن هزاردانه (g) |
عملکرد زیستی (kg.ha-1) |
عملکرد دانه (kg.ha-1) |
شاخص برداشت |
|
|
صفر |
d115 |
d4/42 |
d5/68 |
d56/2 |
d4008 |
d992 |
d6/23 |
|
|
50 |
c121 |
c4/46 |
c5/75 |
c61/2 |
c4156 |
c1003 |
c0/25 |
|
شاهد |
100 |
b134 |
b7/61 |
b5/82 |
b47/3 |
b4796 |
b1306 |
b2/27 |
|
|
150 |
a142 |
a1/68 |
a9/83 |
a56/3 |
a4886 |
a1456 |
a3/29 |
|
|
صفر |
d121 |
d3/46 |
d2/68 |
c77/2 |
d4213 |
d1005 |
d7/24 |
|
5/2 |
50 |
c125 |
c3/58 |
c8/78 |
b81/2 |
c4388 |
c1133 |
c8/25 |
|
|
100 |
b138 |
b1/69 |
b8/84 |
a96/3 |
b4890 |
b1356 |
b3/28 |
|
|
150 |
a 143 |
a 3/71 |
a8/86 |
a99/3 |
a4991 |
a1566 |
a4/30 |
|
|
صفر |
d135 |
c 8/58 |
d7/76 |
c61/3 |
d4752 |
d1250 |
d2/26 |
|
5 |
50 |
c140 |
b3/61 |
c0/82 |
b69/3 |
c4828 |
c1345 |
c8/27 |
|
|
100 |
b146 |
a9/77 |
b0/85 |
a97/3 |
b5312 |
b1582 |
b9/30 |
|
|
150 |
a148 |
a0/79 |
a7/86 |
a98/3 |
a5344 |
a1591 |
a5/31 |
|
|
صفر |
d134 |
c3/62 |
c5/77 |
b54/3 |
c4828 |
c1252 |
c9/27 |
|
|
50 |
c139 |
b9/65 |
b4/84 |
b56/3 |
b4934 |
b1342 |
b1/29 |
|
5/7 |
100 |
b148 |
a1/79 |
a7/87 |
a02/4 |
a5445 |
a1595 |
a 2/31 |
|
|
150 |
a151 |
a4/80 |
a0/88 |
a04/4 |
a5447 |
a1601 |
a4/31 |
|
*:اعداد هر گروه در هر ستون که حداقل در یک حرف مشترک هستند، فاقد تفاوت آماری در سطح احتمال 1% و 5% بر اساس آزمون LSD هستند. |
||||||||
عملکرد دانه
نتایج تجزیه واریانس نشان داد برهمکنش کود اوره و ورمیکمپوست بر عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد تأثیر معنادار داشت (جدول 3). نتایج مقایسه میانگین برهمکنش تیمارها نشان داد که بیشترین عملکرد دانه (1601 کیلوگرم در هکتار) مربوط به کاربرد همزمان150 کیلوگرم در هکتار کود اوره و 5/7 تن در هکتار ورمیکمپوست بود که نسبت به تیمار عدم مصرف تیمار کودی (شاهد) حدود 41 درصد افزایش نشان داد (جدول 4). کمترین عملکرد دانه در تیمار عدم استفاده از هر دو نوع کود مشاهده شد. نتایج جدول ضرایب همبستگی (جدول 5) نشان داد که عملکرد دانه بیشترین همبستگی را با زیست توده (**814/0=r) و تعداد کپسول در بوته (**745/0= r) را داشت. نتایج مطالعه آلماسکار و همکاران (2007) نشان داد که عملکرد بالاتر در کنجد مربوط به ارقامی بود که بیشترین زیست توده را داشتند. وجود همبستگی بین عملکرد دانه با عملکرد زیستی بیانگر آن است که وجود شرایط مناسب تغذیهای منجر به افزایش زیست توده در گیاه و در نتیجه باروری بیشتر کپسولها شده است. اوزان و کاگیرگان (2006) بین عملکرد دانه با تعداد کپسول در کنجد همبستگی مثبت و معناداری گزارش کرد. نتایج مطالعه رضوانی مقدم و همکاران (2013) نشان داد که تیمار کود شیمیایی و ورمیکمپوست هر کدام به ترتیب حدود 34 و 32 درصد عملکرد اقتصادی دانه کنجد را نسبت به شاهد افزایش داد.
شکل 1- تاثیر برهمکنش ورمیکمپوست و کود اوره بر عملکرد روغن و درصد روغن در کنجد
در مطالعه دیگری بحرانی و طهماسبی سروستان ( 2005) گزارش کردند که مصرف کود نیتروژن موجب افزایش سطح برگ و از طرف دیگر افزایش فتوسنتز و تولید آسمیلاتها و در نهایت افزایش عملکرد دانه کنجد میگردد. افزایش عملکرد دانه با افزایش مصرف کود نیتروژن و ورمیکمپوست را میتوان با افزایش رشد سبزینهای گیاه و افزایش تولید ماده ذخیرهای، افزایش تعداد شاخههای فرعی، افزایش میزان باروری گلها، افزایش تعداد کپسول و افزایش وزن هزار دانه که در نهایت سبب افزایش عملکرد بذر میشود مرتبط دانست (الحبشی و همکاران 2007). در مطالعه دیگر گلدانی و فاضلی کاخکی (2014) در بررسی تاثیر کودهای مختلف آلی و شیمیایی بر کنجد گزارش کردند که بیشترین مقدار دانه در بوته در اکوتیپهای کنجد مورد بررسی از تاثیر کود ورمیکمپوست بهدست آمد که مقدار آن از تاثیر کود شیمیایی و شاهد بیشتر بود. تکثیر و رشد ریز جانداران خاکزی از تجزیه عناصر غذایی حاصل از مواد آلی بهبود یافته و لذا استفاده از کود ورمیکمپوست باعث افزایش سرعت چرخه مواد غذایی مورد نیاز و قابل دسترس ساختن آنها، افزایش جذب مواد غذایی و افزایش عملکرد دانه میشود (سینگر و همکاران 2007).
شاخص برداشت
برهمکنش کود اوره و ورمیکمپوست بهطور معناداری شاخص برداشت را تحت تأثیر قرار داد (جدول 3). مقایسه میانگین برهمکنش آنها نشان داد که با افزایش سطوح مختلف اوره و ورمیکمپوست، شاخص برداشت افزایش یافت. بیشترین شاخص برداشت (4/31) در کاربرد همزمان 5/7 تن در هکتار ورمیکمپوست و150 کیلوگرم در هکتار اوره بهدست آمد که نسبت به شاهد حدود 24 درصد افزایش داشته است. روند تغییرات شاخص برداشت از روند مقدار عملکرد دانه در کاربرد همزمان تیمارها تبعیت کرد (جدول 4). افزایش شاخص برداشت نشاندهنده تخصیص مناسب مواد فتوسنتزی و عناصر غذایی به دانه میباشد. در همین راستا مومنیفیلی و همکاران (2014 ( گزارش کردند بیشترین شاخص برداشت (82/29) در گیاه سویا (Glycine max) از مصرف 15 تن در هکتار ورمیکمپوست بهدست آمد. تصدیقی و همکاران (2015) نیز بیان کردند با افزایش سطوح ورمیکمپوست شاخص برداشت بابونه (Matricaria chamomilla)افزایش یافت. بهطوریکه بیشترین شاخص برداشت در تیمار10 تن ورمیکمپوست و کمترین شاخص برداشت در تیمار عدم کاربرد ورمیکمپوست بهدست آمد. نتایج تحقیقات متعد حاکی از افزایش شاخص برداشت تحت تأثیر کودهای شیمیایی است (شاکری و همکاران 2012). بهنظر میرسد افزایش شاخص برداشت در کاربرد اوره میتواند بهدلیل در دسترس بودن بهمقدار زیاد اوره در مراحل ابتدائی رشد و رشد زیادتر این تیمار در مراحل اولیه و در نتیجه رشد سریع کپسولها و افزایش تسهیم مواد فتوسنتزی به کپسول نسبت داد که در نهایت منجر به افزایش تسهیم مواد فتوسنتزی به دانه و افزایش عملکرد را بهدنبال داشته است (بخرد و همکاران 2017). در کاربرد کودهای زیستی میتوان این گونه بیان داشت که گیاه با جذب بهتر عناصر غذایی و افزایش شاخص سطح برگ میتواند از تابش خورشیدی بهتری استفاده کند و مواد فتوسنتزی بیشتری را به دانه منتقل و نسبت دانه به ماده خشک کل را افزایش دهد و در نتیجه شاخص برداشت افزایش مییابد (مقصودی و همکاران 2013).
درصد روغن
تاثیر برهمکنش کود اوره و ورمیکمپوست بر درصد روغن در سطح احتمال یک درصد معنادار بود (جدول 3). نتایج برهمکنش اوره و ورمیکمپوست نشان داد که با افزایش سطوح مختلف اوره و ورمیکمپوست، درصد روغن کاهش یافت. بهطوریکه میزان درصد روغن در بالاترین سطح مصرف همزمان اوره و ورمیکمپوست نسبت کمترین میزان مصرف هر دو نوع کود حدوداً بین 14 تا 34 درصد کاهش داشته است. بیشترین مقدار درصد روغن در هر سطح ورمیکمپوست مربوط به سطح صفر اوره بود با این حال با افزایش مقدار کود ورمیکمپوست درصد روغن افزایش یافت (شکل 1). تأثیر نپذیرفتن درصد روغن در کاربرد همزمان کود نیتروژن و ورمیکمپوست مورد تأیید و گزارش سایر محققین نیز بوده است (کومار و همکاران 2009). مطالعه هانسون و همکاران (2004) نشان داد که مصرف انواع کود و از جمله کود نیتروژن بهدلیل افزایش میزان پروتئین دانه که با درصد روغن دانه رابطه جبرانی دارد موجب کاهش درصد روغن دانههای کنجد شده است. دیگر بررسیهای انجام شده نیز حاکی است که افزایش نیتروژن، رسیدن گیاه کلزا (Brassica napus) را به تأخیر انداخته و منجر به طولانیتر شدن نمو خورجین میشود، در نتیجه دانه از رسیدن به بلوغ کامل بازمانده و درصد روغن کاهش مییابد (کریمی و همکاران 2019). بهنظر میرسد با افزایش مصرف نیتروژن تشکیل پیش زمینههای پروتئینی نیتروژندار بیشتر شده و در نتیجه میزان مواد لازم برای تبدیل به روغن کاهش مییابد (ساباناوار و لاکسمن 2008).
عملکرد روغن
با توجه به نتایج (جدول 3) برهمکنش کود اوره و ورمیکمپوست بر عملکرد روغن تأثیر معناداری در سطح یک درصد داشت. مقایسه میانگین برهمکنش اوره و ورمیکمپوست نشان داد که با افزایش سطوح مختلف اوره و ورمیکمپوست، عملکرد روغن افزایش یافت. بیشترین عملکرد روغن از کاربرد همزمان کود اوره و ورمیکمپوست حاصل شد. بهطوریکه حداکثر عملکرد روغن با میانگین 618 کیلوگرم در هکتار مربوط به تیمار100 کیلو گرم اوره و5 تن در هکتار ورمیکمپوست بود و کمترین عملکرد روغن نیز بهدلیل دارا بودن حداقل عملکرد دانه در تیمار شاهد با میانگین 436 کیلوگرم در هکتار بهدست آمد (شکل 1). با توجه به نتایج بهدست آمده در مورد درصد روغن دانه میتوان عنوان نمود که درصد بالای روغن در یک تیمار خاص نمیتواند دلیلی بر افزایش عملکرد روغن در واحد سطح در همان تیمار گردد. همانطور که در تیمار شاهد کود اوره (بدون مصرف کود) حداکثر درصد روغن را داشت، ولی حداقل عملکرد حاصل شد.پژوهشهای انجام شده نشان داد که میزان روغن کنجد با مصرف بیش از 68 کیلوگرم اوره در هکتار کاهش مییابد (هانسون و همکاران 2004). همچنین پرهیزکارخاجانی و همکاران (2011) گزارش نمودند که با مصرف کودهای نیتروژن و فسفر عملکرد روغن افزایش پیدا نمود. با توجه به اینکه عملکرد روغن در هکتار از حاصل ضرب عملکرد دانه در هکتار در درصد روغن دانه بهدست میآید، متناسب با افزایش عملکرد دانه و تقریباً ثابت بودن درصد روغن آن مقدار روغن از نظر کمی افزایش پیدا میکند. بنابراین میتوان بیان نمود مصرف کود نیتروژن اگر چه تأثیری بر درصد روغن نداشتهاند ولی چنانچه هدف دستیابی به مقدار کل روغن در واحد سطح باشد، کاربرد این کودها در مقادیر مطلوب ضروری میباشد. گزارش شده است که افزایش ورمیکمپوست در سطوح پایین نیتروژن مصرفی باعث افزایش معناداری در عملکرد روغن شده است ولی در سطح 150 کیلوگرم نیتروژن مصرفی و بالاتر، کاربرد ورمیکمپوست افزایش معناداری در عملکرد روغن ایجاد نکرده است که دلیل آن را کاهش در عملکرد دانه در این تیمار دانستهاند (سجادی نیک و همکاران 2011). کوچکی و همکاران (2008) اظهار داشتند که عملکرد روغن بیشتر تحت تأثیر عملکرد دانه در واحد سطح قرار دارد و از درصد روغن تأثیرپذیری کمتری دارد. کاربرد کود نیتروژن عامل مهمی در دیررسی کنجد بوده و ممکن اسـت تجمـع مواد هیدروکربنه در روغن را تحـت تـأثیر قـرار دهد (احمدی و بحرانی، 2009). گزارش شده است که با افزایش مصرف نیتـروژن تشکیل پیشمـادههای نیتـروژندار بیشتر شده و تشکیل پروتئین افزایش و در نتیجه میزان مواد لازم برای تبدیل بـه روغن کاهش مییابد، ولـی در شـرایط اسـتفاده از سیسـتم تلفیقی کود، تعادلی بین میزان تشکیل پروتئین و روغـن در گیاه ایجاد میشود (سجادی نیک و همکاران 2011). اسکندری و کاظمی (2019) گزارش کردند افزایش میزان فتوسنتز جاری سبب افزایش تولید روغن در گیاه میشود. بهنظر میرسد استفاده از تیمارهای کودی با تأثیر بر افزایش رشد رویشی گیاه و تولید برگ بیشتر زمینه افزایش اسیمیلات فتوسنتزی برای تولید روغن را فراهم کرده باشد.
جدول 5- نتایج ضرایب همبستگی بین صفات مورد مطالعه تحت تاثیر تیمارهای ورمیکمپوست و کود اوره
|
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1- ارتفاع گیاه |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
**963/0 |
2-تعداد کپسول در بوته |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
**922/0 |
**915/0 |
3- تعداد دانه در کپسول |
|
|
|
|
|
|
1 |
**865/0 |
**920/0 |
**947/0 |
4- وزن هزار دانه |
|
|
|
|
|
1 |
**940/0 |
**888/0 |
**977/0 |
**980/0 |
5- عملکرد زیستی |
|
|
|
|
1 |
814/0ns |
152/0ns |
125/0ns |
**745/0 |
167/0ns |
6- عملکرد دانه |
|
|
|
1 |
**115/0 |
**850/0 |
**879/0 |
**826/0 |
**867/0 |
**870/0 |
7- شاخص برداشت |
|
|
1 |
**516/0 |
045/0ns |
*352/0 |
*410/0 |
**525/0 |
*471/0 |
*412/0 |
8- درصد روغن |
|
1 |
010/0ns |
**722/0 |
198/0ns |
**889/0 |
**839/0 |
**736/0 |
**821/0 |
**876/0 |
9- عملکرد روغن |
ns، * و **: به ترتیب غیرمعناداری و معناداری در سطح احتمال یک و پنج درصد
نتیجهگیری نهایی
نتایج نشان داد که تیمارهای آزمایش تأثیر معناداری بر عملکرد کمی و کیفی کنجد داشت، همچنین تیمارهای تلفیقی در مقایسه با سایر تیمارها تأثیر بهتر و بیشتری بر عملکرد و اجزای عملکرد کنجد داشت. بهطوری که بالاترین عملکرد دانه در واحد سطح در تیمار تلفیقی کود اوره (150 کیلوگرم در هکتار) و کود آلی ورمیکمپوست (5/7 تن در هکتار) (1601 کیلوگرم در هکتار) مشاهده شد. سایر صفات نیز از جمله تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه تحت تأثیر عوامل آزمایش اختلاف معناداری را نسبت به شاهد نشان دادند. بیشترین درصد روغن مربوط به تیمار ورمیکمپوست 5/7 تن در هکتار با میانگین 49/0 درصد تعلق داشت. همچنین بیشترین عملکرد روغن مربوط به کاربرد همزمان اوره و ورمیکمپوست حاصل گردید. بهطورکلی، نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که کاربرد ورمیکمپوست بهصورت جداگانه و نیز همراه بـا کـود شـیمیایی اوره معمولی، عمده صفات رشدی و عملکرد کنجد را تحت تأثیر قـرار داد. با توجه به ضرورت تولید گیاهان روغنی در نظامهای زراعی و نیز کشت این گیاهان در نظامهای کم نهاده، و با توجه به اثرات مثبت کودهای آلی در پایداری منابع خـاک، حفـظ تولید در دراز مدت، جلوگیری از آلودگی محـیط زیست و در نهایـت عرضه محصول سالم و با کیفیت به بازار، استفاده از این نوع کودها به تنهایی و یا در تلفیق با کودهای شیمیائی میتواند بـهعنـوان گزینـهای مناسب در راستای کاهش مصرف کودهای شیمیایی و نیل به اهداف کشاورزی پایدار مدنظر قرار گیرد.
سپاسگزاری
بدین وسیله از تمامی مساعدت های مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان جهت فراهم نمودن امکانات مورد نیاز برای اجرای این پژوهش تشکر و قدردانی می گردد.
)