تأثیر بقایای گیاهی گندم و لوبیا توام با سولفات روی بر غلظت روی و آهن و عملکرد دانه گندم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور تهران

2 دانشگاه تربیت مدرس

3 خاکشناسی- دانشگاه آزاد اهواز

چکیده

چکیده       
مدیریت بقایای گیاهان زراعی یکی از ارکان اصلی پایدارسازی اکوسیستم­های زراعی است. به­منظور ارزیابی اثر بقایای­گندم (Triticum aestivum L.) و لوبیا (Phaseolus vulgaris L.) به همراه سولفات روی ( (ZnSo4در مزارع گندم بر میزان روی و آهن قابل جذب خاک، ریشه، شاخساره، دانه و پروتئین دانه گندم، آزمایشی در سال زراعی 1392-1391 در یکی از مزارع شهر اصفهان در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار با شش تیمار ( شاهد، سولفات روی، بقایای گندم، بقایای لوبیا، بقایای گندم + سولفات روی و بقایای لوبیا + سولفات روی) در خاکی با کمبود شدید روی قابل جذب و با میزان آهن به ترتیب (3/0 و 8/4 میلی­گرم در کیلوگرم) مخلوط و به اجرا در آمد. نتایج آزمایش نشان داد که با اضافه کردن بقایای گیاهی به خاک، غلظت روی و آهن در خاک، ریشه، دانه و پروتئین دانه گندم افزایش یافت و اختلاف معنی­داری با شاهد داشت و این افزایش در بقایای لوبیا بیشتر بود. هم­چنین کاربرد بقایای گیاهی در خاک باعث افزایش معنی­دار عملکرد شاخساره و دانه گندم در سطح یک درصد در مقایسه با تیمار شاهد شد، به­گونه­­ای که بقایای لوبیا باعث افزایش 20 درصدی در عملکرد دانه گردید ولی بیشترین عملکرد دانه گندم (8/3 تن در هکتار) موقعی حاصل شد که بقایای لوبیا + عنصر روی به خاک اضافه شد و باعث افزایش عملکرد 35 درصدی نسبت به شاهد (8/2 تن در هکتار) گردید. در مجموع نتایج نشان داد که تیمار بقایای لوبیا + سولفات روی از نظر صفات مورد بررسی برتر از سایر تیمارهای دیگر بود.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Wheat and Bean Residue along with Zinc Sulfate on Zinc and Iron Concentration and Grain Yeild of wheat

نویسندگان [English]

  • Abolfazl Baghbani Arani 1
  • Seyed Ali Mohammad Modarres Sanavy 2
  • Amir Kadkhodaie 3
چکیده [English]

Abstract
Crop residue management is one of the main pillars of the stabilization of agricultural ecosystems. In order to evaluate the effects of wheat (Triticum aestivum L.) and bean residues (Phaseolus vulgaris L.) with application zinc sulfate (ZnSo4) in wheat farms on zinc and iron available in soil, roots, shoots, grain and  protein of grain wheat, an experiment was conducted in the growing season of 2012-2013 in research farm of Isfahan city, as complete randomized block design with three replications and six treatments (control, zinc sulfate, wheat residues, bean residues, wheat residues with zinc sulfate and bean residues with zinc sulfate) that was mixed with soil under severe available zinc deficiency and iron respectively (0.3, 4.8 mg per kg) then wheat plants were cultivated. The results showed that the addition of plant residues in soil increased, zinc and iron, of soil, root, shoot, grain and its protein and there was significant difference between the control and other treatments. This increase was higher in the bean residue than other treatments except control. The use of crop residue on the soil caused a significant increase in grain yield and shoot in comparison to the control (p<0.01), as the bean residue caused a 20% increase in grain yield but the highest grain yield 35% was obtained more than control (2/8 t/ha) when the bean residue + zinc (3/8 t/ha) was added to the soil. In general the results showed that bean residue + zinc sulfate was better than other treatments for increasing plant traits.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bean
  • Plant Residues
  • Protein
  • Zinc Sulfate
  • Wheat

اصل مقاله

مقدمه

نزدیک به 50 درصد از خاک­های تحت کشت غلات در جهان دارای سطوح کم روی قابل دسترس برای گیاهان هستند که سبب کاهش عملکرد و کیفیت محصولات شده­است. کمبود آهن نیز به حدود 30 درصد از خاک­های تحت کشت جهان گسترش یافته­است (به نقل از پهلوان­راد و همکاران 1387، چاکماک 2002 و وی­ودی و چاندرا استریواستوا 2014). در ایران نیز در بین عناصر کم مصرف کمبود آهن و روی بیشترین خسارت را می تواند به محصولات کشاورزی وارد نماید بطوری که  56 و 40 درصد از  اراضی ایران به ترتیب کمتر از 75/0 میلی گرم بر کیلوگرم روی و 5/4 میلی گرم بر کیلوگرم آهن قابل استفاده دارند (شهبازی و بشارتی 1392). هم­چنین در گزارشی دیگر نشان داده شده­است که بیشتر خاک­های آهکی که قسمت اعظم خاک­های ایران را تشکیل می­دهند، دارای کمبود شدید مواد آلی و کمبود روی و آهن به­ویژه در مناطق تحت کشت غلات می­باشند. به نحوی که در اراضی تحت کشت گندم در ایران­، 37 درصد دچار کمبود شدید آهن­، 40 درصد دچار کمبود شدید روی­ می­باشند (درستکار و همکاران 1392). در ایران تحقیقات وسیعی درباره علل کمبود روی در خاک­های آهکی زیر کشت محصولات زراعی و باغی انجام شده است که از دلایل عمده کمبود روی در خاک­های ایران می­توان به خاصیت بالای قلیایی بودن خاک، آهکی بودن خاک، استفاده بیش از حد از کودهای فسفاته، غلظت زیاد بیکربنات در آب­های آبیاری و عدم استفاده از کودهای حاوی روی­­ در خاک اشاره نمود (کدخدایی و همکاران 2014، درستکار و همکاران 1392). با وجود آن­که آهن فراوان­ترین عنصر کم­مصرف در پوسته­ی زمین است اما بیشترین محدودیت را برای تولید محصولات کشاورزی در خاک­های آهکی مناطق خشک و نیمه خشک سبب شده ­است .بیش از 3 میلیون نفر از جمعیت جهان از کمبود روی و آهن رنج می­برند. مصرف زیاد و یکنواخت غلات با غلظت­های پایین عناصر کم­مصرف از دلایل عمده برای گسترش جهانی کمبود روی و آهن در کشورهای در حال توسعه می­باشد (پهلوان­راد و همکاران 1387، چاکماک 2002). کمبود عنصر روی را در انسان می­توان از طریق افزایش غلظت آن در غلات برطرف کرد ( مارشنر 1995). برای رفع مشکل کمبود روی و آهن می­توان از چند روش استفاده کرد، یکی از روش­های رایج در کشور ما استفاده از کودهای شیمیایی حاوی روی و آهن مانند سولفات روی و کلات آهن است (آللووای 2008). ییلماز و همکاران (1997) با استفاده از انواع روش­های مختلف مصرف سولفات روی در ارقام مختلف گندم مشاهده کردند که مصرف سولفات روی نه تنها عملکرد را به میزان قابل توجهی افزایش می­دهد بلکه غلظت این عنصر در دانه گندم هم افزایش می­ یابد و سبب غنی شدن دانه می­گردد. از بین روش­های مختلف برای رفع کمبود روی در گیاه­، روش غنی­سازی زیستی بیشتر مورد تأکید قرار گرفته و در رابطه با آن مطالعاتی صورت گرفته­است. غنی­سازی زیستی به روش­های مختلفی صورت می­گیرد که می­توان به تناوب زراعی، اضافه کردن کودهای حیوانی، لجن فاضلاب و افزودن بقایای گیاهی به خاک اشاره کرد. افزودن بقایای گیاهی به خاک، بهره­گیری از میکروارگانیسم­ها در قالب کودهای زیستی است (پهلوان­راد و همکاران 1387، کدخدایی و همکاران 2014). به علاوه برای کشاورزانی که دارای خاک­هایی با غلظت کم روی و آهن هستند، قابل پذیرش است زیرا نه تنها باعث بهبود وضعیت تغذیه­ای عناصر کم مصرف در گیاهان می­شود، بلکه باعث افزایش عملکرد و کاهش تلفات جوانه­زنی نیز می­شود. به­وسیله این روش می‌توان غلظت روی و آهن را در محلول خاک افزایش داد. افزایش قابل ملاحظه غلظت قابل جذب روی و آهن در خاک­های دارای کمبود شدید روی و آهن پس از استفاده از کودهای دامی و بقایای گیاهی به دلیل تشکیل کمپلکس­های محلول روی و آهن با مواد آلی می­باشند (آللووای 2008). در بیشتر مناطق خشک و نیمه خشک بقایای گیاهی تولیدی در مزارع سوزانده شده و یا برای خوراک دام استفاده می­شود .این بقایا منبع قابل توجهی از عناصر کم نیاز از جمله روی بوده و مخلوط نمودن آن­ها با خاک می­تواند به چرخه این عناصر در خاک کمک نماید (چاکماک 2008). ویگلیربیاتون و همکاران (2003) مشاهده کردند که کاربرد کودهای آلی جامد همراه با کودهای کم مصرف در خاک­هایی که مقدار روی آن­ها کم بوده است باعث افزایش غلظت روی و مس در دانه گندم گردید. مطالعات پراساد نشان داد که هر تن گندم و برنج می­تواند حدود 96 ،777، 745، 42، 55 و 4 گرم در هکتار به ترتیب عناصر روی، آهن، منگنز، مس، بور و مولیبدن را از خاک جذب ­نماید (پراساد 1999). بر اساس یافته­های پراساد و سینها (1995) 50 تا 80 درصد روی، مس و منگنز جذب شده توسط برنج و گندم در صورت باز گرداندن این بقایا به خاک، دوباره به سیستم زراعی بر می­گردد. مقدار عناصر کم مصرف (روی، آهن، منگنز و مس) در دانه بستگی به مقدار جذب این عناصر به وسیله ریشه در طی مرحله توسعه دانه و انتقال مجدد این عناصر از بافت گیاه به دانه از طریق آوند آبکش دارد و مقدار انتقال مجدد از این طریق بستگی زیادی به حرکت هر عنصر در آوند آبکش دارد. پیرسون و رنجل (1994) انتقال روی و منگنز را در گندم مورد بررسی قرار داده و دریافتند که روی انتقال مجدد خوبی از برگ ها به دانه داشته است در حالی که انتقال مجدد منگنز کم بوده است­. حرکت آهن در آوند آبکش بین عناصر روی و منگنز می­باشد (کوچیان 1991 و پیرسون و رنجل1994). از طرف دیگر در بین گیاهان، گندم مهم­ترین گیاه زراعی تولیدی در ایران می­باشد و زمین­های قابل کشت زیادی در سرتاسر ایران به آن اختصاص یافته ­است. این گیاه تامین کننده بیش از 45 درصد پروتئین و 55 درصد از کالری مورد نیاز مردم کشور ایران می­باشد و غذای اصلی مردم محسوب می­شود (پهلوان­راد و همکاران1387). با توجه به اهمیت گندم و عنصر روی و آهن به عنوان عناصر ضروری که کمبود آن در ایران گسترش دارد، باید مطالعات دقیق­تر و کامل­تری صورت گیرد تا بتوان به نحوی کمبود این عناصر در گندم رفع شود. پژوهش حاضر با اهداف زیر انجام شده است

1) بررسی تاثیر بقایای گیاهی و سولفات روی بر قابلیت جذب روی و آهن در خاک

2) بررسی تاثیر بقایای گیاهی و سولفات روی بر غلظت کل روی و آهن در ریشه، شاخساره و دانه گندم

و 3) بررسی تاثیر بقایای گیاهی مختلف بدون و توام با سولفات روی بر غنی سازی عنصر روی و همچنین میزان پروتئین دانه گندم.

 

مواد و روش­ها

جهت انجام این پژوهش، خا­ک از عمق ۰ تا ۳۰ سانتی­متری یک مزرعه زراعی در شهرستان دهاقان با موقعیت جغرافیایی با 51 درجه و 39 دقیقه شمالی و با 31 درجه و 56 دقیقه غربی واقع در 95 کیلومتری جنوب­غربی اصفهان با میزان ماده آلی 1/1 درصد و غلظت روی قابل جذب خاک 3/0 میلی­گرم در کیلوگرم و 8/4 میلی­گرم بر کیلوگرم آهن، جمع­آوری و پس از هواخشک شدن و عبور از الک با قطر ۲ میلی­متر برخی از ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی آن اندازه­گیری شد.

 بافت خاک به روش هیدرومتر تعیین شد (روادس 1996). پ هاش و قابلیت هدایت الکتریکی خاک در عصاره ۲:۱ آب به خاک به وسیله دستگاه pH ­متر مدل ۶۲۰ و هدایت سنج مدل 644 اندازه­گیری شد (پک و همکاران 2008). هم­چنین ماده آ­لی در خا­ک به روش اکسایش تر(مامش و تومار 1993)، آهک خاک با روش خنثی­سازی با اسیدکلریدریک و تیتراسیون برگشتی با ­هیدروکسید سدیم ( بلک و همکاران 1965)، اندازه­گیری شد. برای اندازه­گیری روی قابل جذب خاک از محلول DTPA با مولاریته 005/0 (pH 2/7 ). با نسبت ۲:۱ محلول به خا­ک استفاده شد و غلظت رو­ی در عصاره به­وسیله دستگاه جذب اتمی (پرکین المر آ-آنالیست ۲۰۰) قرائت شد ( لیندسی و نورویل 1978). برخی از ویژگی­­های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد مطالعه در جدول 1 قابل مشاهده است. در این پژوهش بقایای شاخساره دو گیاه گندم (Triticum aestivum L.) و لوبیای چیتی (Phaseolus vulgaris L.) که از جمله مهم­ترین گیاهان کشت شده در استان اصفهان در تناوب با گندم است همراه با یک تیمار بدون بقایا ( تیمار شاهد) استفاده شد. بقایای گیاهی مورد نظر در انتها­ی فصل رشد هر گیاه از سطح مزارع استان با ویژگی­های خاک مشابه از نظر برخی از ویژگی­ها­ی هدف از جمله غلظت روی 3/0 تا 4/0 میلی­گرم درکیلوگرم و فسفر 9 تا 10 میلی­گرم در کیلوگرم جمع­آوری شدند. برای تعیین نسبت C:N بقایا، کربن آلی به روش سوزاندن تر(لوپز و همکاران، 2001) ­اندازه­گیری شد. همچنین بر­ای اندازه­گیری غلظت روی، بقایا به وسیله ماکروویو و با مخلوط اسیدنیتریک و آب اکسیژنه عصاره­گیری شده و غلظت روی در عصاره به­وسیله دستگاه جذب اتمی اندازه­گیری شد (یوسیپا، 1995). مقدار روی اضافه شده به خاک به­وسیله رابطه 1 محاسبه و سولفات روی (ZnSo4) (۲۰­درصد)­ معادل آن تعیین شد(درستکار و همکاران 1392، کدخدایی و همکاران 1393) (جدول ۲). این آزمایش در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در 3 تکرار با 6 تیمار شامل بقایای گیاهی گندم (خاک مزرعه + اضافه کردن کاه گندم "بقایای گیاهی گندم هوا خشک و در اندازه­های 3/0 تا 1 سانتی­متر" به مقدار 1 کیلوگرم در متر مربع)، بقایای گیاهی لوبیا (خاک مزرعه + اضافه کردن کاه لوبیا "بقایای گیاهی لوبیا هوا خشک و در اندازه­های 3/0 تا 1 سانتی­متر" به مقدار 1 کیلوگرم در متر مربع)، سولفات روی (خاک مزرعه + اضافه کردن کود شیمیایی سولفات روی به مقدار 6 گرم در متر مربع)، بقایای گیاهی گندم + عنصر روی (خاک مزرعه + اضافه کردن کاه گندم به مقدار 1 کیلوگرم در متر مربع + اضافه کردن سولفات روی به مقدار 6 گرم در متر مربع)، بقایای گیاهی لوبیا + عنصر روی ( خاک مزرعه + اضافه کردن کاه لوبیا به مقدار 1 کیلوگرم در متر مربع + اضافه کردن سولفات روی به مقدار 6 گرم در متر مربع) و شاهد ( خاک مزرعه بدون افزودن کردن کود حاوی عنصر روی و بقایای گیاهی) در تناوب با گیاه گندم در خاکی آهکی با کمبود روی (3/0 میلی­گرم در کیلوگرم) به اجرا در آمد. حدود دو هفته پس از آماده­سازی تیمارها ( شامل افزودن، مخلوط کردن آن­ها در 30 سانتی­متر فوقانی خاک)­، در هر کرت مقدار 400 گرم بذر گندم رقم سپاهان کشت شد. مقدار بذر گندم در هر کرت با توجه به مقدار توصیه شده آن در هکتار با توجه به رقم کشت شده در آن منطقه انتخاب شد. پس از انجام آزمایش خاک، زمین مورد آزمایش شخم زده شد و عناصر پر مصرف و کم مصرف شامل سوپرفسفات تریپل 150 کیلوگرم در هکتار ، سولفات پتاسیم 100 کیلوگرم در هکتار و سولفات آهن 50 کیلوگرم در هکتار قبل از کشت گندم طبق تجزیه خاک و توصیه کودی موسسه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان به همه تیمارها بطور یکسان اضافه شد.

 

 

 

]رابطه 1[

غلظت روی بقایا( گرم بر کیلوگرم)× بقایای اضافه شده به خاک(کیلوگرم در هکتار)

 

= میزان روی اضافه شده به خاک(گرم در هکتار)

 

 

جدول 1- نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش (30-0 سانتی متری)

هدایت الکتریکی

 

 

 

مواد آلی

آهک

نیتروژن

 

فسفر

پتاسیم

آهن

روی

منگنز

 

 

(دسی­زیمنس بر متر)

 

اسیدیته

 

(درصد)

 

(میلی­گرم در کیلوگرم)

 

بافت خاک

1/1

 

4/7

 

1/1

35

151/0

 

1/9

2/235

8/4

3/0

5/8

 

Clay loam

 

جدول 2- برخی از ویژگی­های بقایای گیاهی مورد استفاده

بقایای گیاهی

 

نیتروژن

فسفر

پتاسیم

 

آهن

روی

منگنز

مس

پروتئین

کربن/ نیتروژن

هدایت الکتریکی

 

 

(درصد)

 

(میلی­گرم در کیلوگرم)

(گرم در کیلوگرم)

 

(دسی­زیمنس بر متر)

بقایای لوبیا

 

7/1

90/1

2/1

 

270

10

40

20

7/10

4/15

0/5

بقایای گندم

 

6/0

70/0

38/1

 

200

4

27

6

8/3

7/22

1/4

 

 

 

هم­چنین تعیین میزان سولفات روی به مقدار 60 گرم (60 کیلوگرم در هکتار) و بقایای گیاهی به مقدار 10 کیلوگرم (10 تن در هکتار) بر اساس میانگین شاخص برداشت این گیاهان و گزارش سازمان جهاد کشاورزی و مرکز تحقیقات کشاورزی استان اصفهان به تیمارهای مورد نظر اعمال و اضافه گردید (میلانی و همکاران 1998). در طول دوره رشد گندم، مراقبت­های زراعی لازم نظیر آبیاری (به صورت کرتی) و مبارزه با علف­های هرز به صورت مکانیکی و شیمیایی (استفاده از 2-4 D) انجام گردید. طی 10 ماه دوره رشد گندم کامل و در هنگام برداشت نمونه­برداری­ها برای انجام سایر مراحل آزمایش صورت گرفت. برای اندازه­گیری غلظت عناصر قابل جذب خاک از محلول DTPA 005/0 نرمال حاوی کلرید کلسیم 01/0 نرمال و محلول تری اتانول آمین با pH 2/7 استفاده شد. به این صورت که عصاره­گیری از خاک توسط محلول 2:1 DTPA و خاک صورت گرفت و پس از 2 ساعت تکان دادن نمونه ها توسط کاغذ صافی واتمن 42 صاف گردید و غلظت روی در عصاره توسط دستگاه جذب اتمی‌پرکین المر مدل 3030 تعیین گردید (چاپمان و پرات 1961). برای اندازه­گیری غلظت روی در اندام هوایی و ریشه گیاه از هر نمونه به میزان یک گرم به کوره چینی انتقال داده شد و سپس در دمای 550 درجه سلسیوس به مدت 4 ساعت قرار گرفتند. پس از این مرحله به هر یک از این ظروف 10 میلی­لیتر اسید کلریدریک 2 نرمال اضافه شد و تحت حرارت ملایم قرار گرفت تا نیمی ‌از اسید تبخیر گردید. سپس نمونه­ها در بالن 50 میلی­لیتری توسط کاغذ واتمن 42 صاف گردید و غلظت روی و آهن در آن توسط دستگاه جذب اتمی‌پرکین المر مدل 3030 تعیین شد (چاپمان و پرات 1961). برای اندازه­گیری غلظت روی، بقایا و دانه به­وسیله ماکروویو و با مخلوط اسید نیتریک و آب اکسیژنه عصاره­گیری شدند و غلظت روی در عصاره به­وسیله دستگاه جذب اتمی‌اندازه­گیری شد (یوسیپا 1995). هم­چنین غلظت پروتئین به روش اندازه­گیری نیتروژن کل به­وسیله دستگاه کلدال و اعمال ضریب 7/5 اندازه­گیری شد (پک و همکاران 2008). تجزیه واریانس داده­ها با استفاده از نرم افزار آماری SAS (2003) نسخه­ی 12/6 انجام و مقایسه میانگین اثرات متقابل صفات با استفاده از روش آزمون حداقل تفاوت معنی­دار LSD به دست آمد.

 

نتایج و بحث

غلظت روی و آهن خاک

نتایج تجزیه واریانس اختلاف معنی داری بین تیمارها از نظر تاثیر کاربرد بقایای گیاهی بر میزان روی و آهن خاک در سطح احتمال یک درصد نشان داد ( جدول 3) و همانطور که نتایج مقایسه میانگین ( جدول 4) مشاهده می شود بقایای لوبیا و بقایای لوبیا + سولفات روی بیشترین میزان روی خاک را تامین نمودند و کمترین میزان روی خاک به شاهد تعلق داشت که هیچ بقایا یا عنصر روی به آن اضافه نشده بود که می‌توان گفت بقایای گیاهی نقش کلات کنندگی عناصر را دارند و از این راه جذب عناصر کم مصرف را افزایش می­دهد (یوسیپا 1995).  هم چنین بیشترین مقدار آهن  خاک مربوط به بقایای لوبیا با (7/5 میلی­گرم در کیلوگرم) و بقایای لوبیا+ سولفات روی با (2/5 میلی­گرم در کیلوگرم) بود. ورما و باگات (1992) نیز افزایش غلظت روی، آهن خاک را در اثر افزودن بقایای گیاهی به خاک گزارش نموده­اند. لوپوی و همکاران (2007) اثر بقایای گیاهی مختلف بر غلظت عناصر کم مصرف (روی، آهن، منگنز و مس ) و قابلیت جذب آن­ها در خاک را به دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی این بقایا گزارش کرده­اند. چاکماک (2008) نیزهم­بستگی بالایی بین ماده آلی خاک (مصرف بقایای گیاهی) و غلظت روی و آهن قابل جذب را گزارش نموده است.

 

عملکرد شاخساره

نتایج مقاسیه میانگین نشان داد که افزودن بقایای گیاهی به خاک باعث افزایش معنی دار وزن شاخساره گیاه شد. اختلاط بقایای لوبیا با خاک و بقایای لوبیا + سولفات روی بیش­ترین تأثیر را روی وزن شاخساره گندم داشت و آن را تا حدود یک تن در هکتار نسبت به شاهد افزایش داد، به نظر می‌رسد که افزودن مقدار بیش­تر نیتروژن به خاک توسط بقایای لوبیا و C/N کمتر بقایای لوبیا باعث افزایش وزن شاخساره گندم شده­است (جدول 4). تان (1998) افزایش عملکرد گندم بر اثر مصرف روی­، آهن و منگنز را در مقایسه با عدم مصرف آن بترتیب860­،­ 780­ و 540 کیلوگرم در هکتار گزارش کرده ­است. سادانا و همکاران (1991) در تحقیقات خود نتیجه گرفتند که مصرف خاکی و محلول­پاشی گندم با استفاده از کودهای سولفات منگنز رشد و عملکرد گندم را نسبت به شاهد و مقدار منگنز در کاه و دانه را افزایش داد.

عملکرد دانه

کاربرد بقایای گیاهی در خاک باعث افزایش معنی­دار عملکرد دانه در سطح یک درصد شد (جدول شماره 3). مقایسه میانگین­ها نشان داد در تیمارهایی که بقایای گیاهی به خاک اضافه شده بود، اختلاف معنی­داری نسبت به شاهد وجود دارد. هم­چنین در بین بقایا، بقایای لوبیا باعث افزایش عملکرد 20 درصدی نسبت به شاهد شد. ولی بیشترین عملکرد دانه گندم (8/3 تن در هکتار) موقعی حاصل شد که بقایای لوبیا + عنصر روی به خاک اضافه شد و باعث افزایش عملکرد 35 درصدی نسبت به شاهد (8/2 تن در هکتار) گردید. این می­تواند به دلیل نیتروژن بیشتر در بقایای لوبیا و همچنین اضافه شدن روی به خاک باشد. درستکار و همکاران (1392) نشان دادند که اختلاط بقایای گیاهی با خاک سبب افزایش عملکرد دانه گندم به مقدار ۲۰ تا ۱۰۰درصد در رقم بک کراس روشن و ۱۰ تا ۸۸ درصد در رقم کویر در مقایسه با تیمار شاهد شد. بقایای گیاهی با افزایش ماده آلی خاک، بهبود رشد ریشه و افزایش قابلیت جذب عناصر کم نیاز و پر نیاز خاک سبب افزایش عملکرد در گیاهان می­شوند. نتایج مطالعات گوناگون نشان می­دهد که اثر بقایای گیاهی بر عملکرد گیاه بسته به شرایط محیطی و کیفیت بقایا متفاوت می­باشد (لوپ­وی و همکاران 2007). هم­چنین گزارش شده است که بقایای شبدر نسبت به سورگوم و گلرنگ به علت آزادسازی بیشتر نیتروژن و رشد بهتر ریشه سبب افزایش معنی­دار عملکرد دانه نسبت به سایر تیمارها می­گردد (پهلوان­راد و همکاران 1387). نتایج مطالعات چاکماک (2008) با مصرف 23 کیلوگرم کود حاوی روی  نشان داد که عملکرد دانه گندم بطور معنی­داری افزایش می­یابد. هم­چنین ضیائیان و ملکوتی (1379) مشاهده کردند که در اثر مصرف روی و آهن، عملکرد دانه واجزای آن (وزن هزار دانه و تعداد دانه در خوشه) به طور معنی­داری افزایش یافت.

 

 

 

 

 

 

جدول 3- تجزیه واریانس صفات پروتئین، غلظت روی، عملکرد و آهن دانه، آهن شاخساره، آهن ریشه، روی شاخساره، روی ریشه، عملکرد شاخساره، آهن و روی خاکدر تیمارهای بقایای گندم و لوبیا به همراه کاربرد سولفات روی

 

پروتئین دانه

غلظت آهن شاخساره

غلظت آهن ریشه

غلظت آهن دانه

غلظت روی دانه

غلظت روی ریشه

عملکرد دانه

عملکرد شاخساره

آهن خاک

روی خاک

درجه آزادی

منابع تغییر

38/0 ns

66/2 ns

5/85632 ns

37/2 ns

57/58ns

50/51 ns

005/0 ns

0012/0 ns

61/0 ns

52/0 ns

2

تکرار

53/4**

66/79 ns

18/2810 ns

8/105**

57/87*

18/81*

488/0**

32/1 **

03/4 **

23/34 **

5

تیمار

24/0

64/48

94/15404

51/19

94/25

88/199

010/0

011/0

76/0

94/0

10

خطا

61/5

60/6

17/16

20/5

17/16

18/27

22/3

48/2

41/18

44/41

-

ضریب تغییرات (%)

 

ns، * و ** به ترتیب غیر معنی­دار، معنی­دار در سطح احتمال 5 درصد و1 درصد می­باشد.

 
                                 

 

 

 

غلظت روی ریشه

افزودن بقایای گیاهی و همچنین عنصر روی به خاک دارای اثر معنی­داری در سطح 5 درصد بر غلظت روی ریشه بود. کاربرد بقایای گیاهی همراه با سولفات روی و تیمار سولفات روی به تنهایی باعث افزایش بیشتر غلظت روی ریشه گندم نسبت به سایر تیمارها شد. که این با نتایج سایر محققان مطابقت دارد که نشان دادند استفاده از کودهای سولفات منگنزدار در گندم سبب افزایش مقدار منگنز در کاه و دانه گندم گردید (سادانا و همکاران 1991). رها شدن اسیدهای آلی از بقایای گیاهان یک بخش عمده­ای از مکانیسم­های مختلفی است که جذب عناصر غذایی توسط ریشه­ها را بهبود می­بخشد (ساین و همکاران 2005).

 

غلظت روی دانه

تأثیر کاربرد بقایای گیاهی بر غلظت روی دانه در سطح 5 درصد معنی­دار بود (جدول 3). کاربرد بقایای گیاهی به همراه سولفات روی و تیمار سولفات روی به تنهایی در خاک باعث افزایش غلظت روی دانه در مقایسه با شاهد (بدون بقایا) شد ( جدول 4). این تأثیر در تیمار بقایای مختلف (بقایای گندم در مقایسه با بقایای لوبیا) متفاوت بود. بطوری­که بقایای لوبیا غلظت روی دانه گندم را بیش از بقایای گندم افزایش داد. می­توان بیان کرد که به دلیل سرعت بالای تجزیه پذیری بقایای لوبیا و اسیدهای آلی (اسید کربنیک) حاصل از تجزیه و در نتیجه کاهش بیشتر پ هاش،  نقش کمپلکس کردن روی و جذب آن توسط ریشه گیاه و انتقال بیشتر آن از ریشه به دانه دارد. هم­چنین تیمار سولفات روی نسبت به شاهد در غلظت روی دانه افزایش معنی­داری داشت. حبیبی (1389) در یک آزمایش گلخانه­ای گزارش نمود که افزودن بقایای گیاهی سبب بیشتر شدن کربن آلی محلول خاک شده که باعث جذب بیشتر عنصر روی به­وسیله شاخساره و دانه گندم می­شود. هم­چنین بانزال و همکاران (1990) همبستگی معنی­داری را بین مقدار روی خاک با مقدار روی در دانه گزارش نمودند. با این وجود در همه تیمارهای مورد مطالعه غلظت روی دانه کمتر از 35-40 میلی­گرم در کیلوگرم بوده که حد بحرانی برای کیفیت دانه می­باشد (چاکماک 2008). احتمالاً عدم رسیدن به این حد مطلوب به دلیل کم بودن اولیه غلظت روی خاک به دلیل تغییر پ هاش خاک است. ویسوما و همکاران (2007) نشان دادند که مهم­ترین عامل در تعیین غلظت روی دانه، غلظت اولیه این عنصر در خاک می­باشد. ییلماز و همکاران (1997) با استفاده از روش­های مختلف مصرف سولفات روی در ارقام مختلف گندم مشاهده کردند که مصرف سولفات روی نه تنها عملکرد را به میزان قابل توجهی افزایش می­دهد بلکه غلظت این عنصر در دانه گندم هم افزایش می­یابد و سبب غنی شدن دانه می­شود. هم­چنین سدری و ملکوتی (1379) مشاهده کردند در مناطقی که روی قابل جذب خاک، کمتر از 1/1 میلی­گرم بر کیلوگرم بود، مصرف سولفات روی به میزان 40 کیلوگرم در هکتار تأثیر معنی­داری بر عملکرد دانه داشت، به­طوری­که با مصرف این کود به طور میانگین 445 کیلوگرم افزایش عملکرد بدست آمد.

 

غلظت آهن دانه

جدول تجزیه واریانس (جدول 3) نشان می­دهد که اختلاف معنی­داری بین تیمارها در سطح یک درصد بر غلظت آهن دانه گندم وجود دارد. در بین بقایای گیاهی، بقایای لوبیا و بقایای گندم + سولفات روی نقش مؤثرتری داشتند و باعث افزایش بیشتر غلظت آهن دانه گندم شدند (جدول 4). اثر بقایای گیاهی مختلف بر غلظت سایر عناصر و قابلیت جذب آن­ها در خاک به دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی این بقایا توسط سایر پژوهشگران گزارش شده­است (راج و گوپتا 1986).  

 

غلظت آهن ریشه و شاخساره

نتایج تجزیه واریانس اختلاف معنی داری بین تیمارها بر میزان آهن ریشه و شاخساره نشان نداد (جدول 3). پهلوان راد وهمکاران (1387) گزارش کردند مقدار عناصر کم مصرف (روی، آهن، مس و منگنز) در دانه بستگی به مقدار جذب توسط ریشه و انتقال مجدد این عناصر از بافت گیاه به دانه از طریق آوند آبکش دارد و مقدار انتقال مجدد از این طریق نیز بستگی زیادی به حرکت هر عنصر در آوند آبکش دارد و پیرسون و رنجل (1994) نشان دادند که میزان حرکت و انتقال آهن در آوند آبکش بین عناصر روی و منگنز می­باشد و هم­چنین نشان دادند که مصرف سولفات روی باعث جذب و انتقال مجدد بیشترآهن به دانه می شود.

غلظت پروتئین دانه

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر تیمارها در سطح یک درصد بر پروتئین دانه معنی­دار بود (جدول 3). و هم­چنین نتایج جدول مقایسه میانگین­ها نشان داد که تیمار بقایای لوبیا + سولفات روی بیشترین مقدار پروتئین دانه را تامین نمود در همین راستا نتایج تحقیقات لپزبلیدو نیز نشان داد که تناوب گندم با سایر گیاهان بویژه بقولات باعث افزایش پروتئین دانه گندم می­شود (مارشنر1995). این  افزایش پروتئین دانه احتمالاً به دلیل افزایش میزان نیتروژن خاک به خاطر توانایی تثبیت نیتروژن در تیمار بقایای لوبیا نسبت به سایر تیمارها می باشد (درستکار و همکاران 1392). با این وجود پروتئین­ها در رژیم غذایی به عنوان عاملی برای تقویت جذب روی محسوب می­شوند. افزایش مقدار پروتئین باعث افزایش درصد جذب روی مواد غذایی می­گردد. احتمالاً آمینو­اسیدهای آزاد شده هنگام تجزیه پروتئین­ها از طریق باقی نگه داشتن روی در محلول­، میزان جذب روی را افزایش می­دهند (پیک 2008). مارشنر (1995) معتقد است مصرف روی علاوه بر افزایش عملکرد، با بالا بردن پروتئین و غلظت روی دانه می­تواند در رفع کمبود روی در انسان مؤثر واقع شود.

 

 

 

 

 

 

جدول 4- مقایسه میانگین­های پروتئین دانه، غلظت روی دانه، عملکرد دانه، آهن دانه، آهن شاخساره، آهن ریشه، روی شاخساره، روی ریشه، عملکرد شاخساره، آهن خاک و روی خاکدر برهمکنش تیمارهای بقایای گندم و لوبیا به همراه کاربرد سولفات روی

 

 

پروتئین دانه

غلظت روی دانه

عملکرد دانه

آهن دانه

روی      شاخساره

روی ریشه

عملکرد شاخساره

روی

آهن خاک

 

(درصد)

(میلی­گرم در کیلوگرم)

(تن در هکتار)

(میلی­گرم در کیلوگرم)

(تن در هکتار)

(میلی­گرم در کیلوگرم)

تیمار

54/7 c

26 d

80/2 f

76 de

18 b

42 d

86/3 c

29/0 d

39/4 c

شاهد

92/7 c

33 ab

10/3 d

72 e

20 ab

56 a

80/3 c

85/3 c

5/3 d

سولفات روی

20/8 bc

28 c

00/3 e

83 cd

21 ab

50 bc

20/4 b

34/0 d

02/5 b

بقایای گندم

51/8 bc

30 b

40/3 b

95 a

21 ab

48 c

87/4 a

43/0 d

7/5 a

بقایای لوبیا

91/9 b

35 a

20/3 c

95 a

25 a

58 a

15/4 b

98/4 a

8/4 b

بقایای گندم + سولفات روی

3/10 a

36 a

80/3 a

88 bc

24 a

58 a

70/4 a

20/4 bc

2/5 ab

بقایای لوبیا + سولفات روی

* در هر ستون میانگین­هایی که دارای حروف مشترک هستند، بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد تفاوت معنی­دار ندارد.

 


 


نتیجه­گیری کلی

     نتایج آزمایش نشان داد که بقایای با C/N کمتر مانند بقایای لوبیا می­تواند نقش موثرتری بر رشد و عملکرد و هم­چنین غلظت عناصر غذایی در گیاه گندم داشته باشد. هم­چنین بقایای با سرعت تجزیه­پذیری بالاتر مانند لوبیا می­تواند در مدت زمان کمتری تأثیر خود را نشان دهد و برای گیاهانی با دوره رشد کمتر باید از بقایای با سرعت تجزیه­پذیری بالا استفاده نمود.

 

سپاسگزاری

       بدینوسیله از دانشگاه پیام نور که هزینه انجام این پژوهش را تامین نموده­است سپاسگزاری می­گردد.


 

مراجع

پهلوان­راد م ر، کیخا، غ و ناروئی­راد م ر، 1387. تأثیر کاربرد روی، آهن و منگنز بر عملکرد­، اجزای عملکرد ، غلظت و جذب عناصر غذایی در دانه گندم. مجله پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی، 79: 150-143.
حبیبی ه، 1389. تاثیر پیش کشت بر برخی ویژگیهای شیمیایی خاک و رشد، عملکرد و غلظت روی در دانه گندم. پایان نامه کارشناسی ارشد دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان.
 درستکار و، افیونی م و خوشگفتارمنش ا ح، 1392. تأثیر کاربرد بقایای برخی گیاهان پیش کاشت بر غلظت کل و قابل جذب روی و غلظت اسید فیتیک دانه گندم. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، 17(64): 93- 81.
سدری م ح و ملکوتی م ج. 1379. بررسی تأثیر مصرف آهن، روی و مس در بهبود خصوصیات کمی‌و کیفی گندم آبی. نشر آموزش کشاورزی. 189-169.
شهبازی ک و بشارتی ح، 1392. بررسی اجمالی وضعیت حاصلخیزی خاکهای کشاورزی ایران. مجله مدیریت اراضی، 1(1): 15-1.
ضیائیان ع ا و ملکوتی م ج، 1379. بررسی گلخانه­ای اثرات مصرف آهن، منگنز، روی و مس بر تولید گندم در خاک های شدیداً آهکی استان فارس. نشر آموزش کشاورزی.
کدخدایی ا، کلباسی م، صلحی م، نادیان ح ا و غلامی ع، 1393. مطالعه اثر کاربرد بقایای گیاهی و سولفات روی بر عملکرد کمی و کیفی گندم. فصلنامه علمی و پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی، 6(21): 72-61.
میلانی پ، ملکوتی م ج، خادمی ز، بلالی م ر و مشایخی ح ح، 1379. توصیه بهینه کود برای گندم در کشور با استفاده از رایانه در تغذیه متعادل گندم. پژوهش­های آب و خاک، 529-507.
Alloway BJ, 2008. Zinc in Soils and Crop Nutrition. IZA and IFA, Brussels, Belgium and Paris.
Bansal RL, Taklear PN, Bhandari, Al and Rana DS, 1990. Critical levels of DTPA extractable Zn for wheat in alkaline soils of semiarid region of Punjab, India. Fertilizer Research, 21(3): 163-166.
Black CA, Evans DD, White JL, Ensminger LE, and Clark FE, 1965. Methods of soil analysis: Part 2. Agronomy Monogr, ASA, Madison, WI.
Cakmack I, 2002. Plant nutrition Res.: Priorities to meet human needs for food in sustainable ways. Plant and Soil, 247: 3-24.
Cakmack I, 2008. Enrichment of cereal grains with zinc: Agronomic or genetic biofortification. Plant and Soil, 302:1-17.
Chapman HD, and Pratt PF, 1961. Methods of analysis for soils, plants and waters. University of California, Riversides. CA.
Dwivedi R and Chandra Srivastva P, 2014. Effect of zinc sulphate application and the cyclic incorporation of cereal straw on yields, the tissue concentration and uptake of Zn by crops and availability of Zn in soil under rice–wheat rotation. International Journal of Recycle Organic Waste Agriculture, 3(53): 1-12.
Kadkhodaie A, Kalbasi M, Solhi M, Nadian H and Gholami A, 2014. Effect of applying plant residues and zinc sulfate on chemical forms of zinc in rhizosphere and bulk soil and its relationship to wheat grain. Journal of Applied Science and Agriculture, 9(3): 942-947.
Kochian LV, 1991. Mechanisms of micronutrient uptake and translocation in plants. In: Mortvedt JJ, Cox FR, Shuman LM, Welch RM, eds. Micronutrients in agriculture. Madison: Soil Science Society of America, 229–296.
Lindsay WL, and Norvell WA, 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Society, American Journal, 43: 421-428.
Lopez L, Rafael J, Castillo JE, and Lopez-Bellido FJ, 2001. Effect of long term tillage, crop rotation and nitrogen fertilization and bread making quality of hard red spring wheat. Field Crops Research., 72: 197-210.
Lupwayi NZ, Clayton GW, O’Donovan JT, Harker KN, Turkington TK, and Soon YK, 2007. Phosphorus release during decomposition of crop residues under conventional and zero tillage. Soil and Tillage Research., 95: 231-239.
Mameesh MS, and Tomar M, 1993. Phytate content of some popular Kuwaiti foods. Cereal Chemical, 70: 502-503.
Marschner H, 1995. Mineral nutrition of higher plants, Second Edition Academic Press. 890 pp. New York.
Pearson JN, and Rengel Z, 1994. Distribution and remobilization of Zn and Mn during grain development in wheat. Journal of Experimental Botany, 45: 1829-1835.
Peck AW, McDonald GK, and Graham RD, 2008. Zinc nutrition influences the protein composition of flour in bread wheat (Triticum aestivum L.). Journal Cereal Science., 47: 266-274.
Prasad B, 1999. Conjoint use of fertilizers with organics, crop residues and green manuring for their efficient use in sustainable crop production. Fertilizer Reserch., 44: 67-73.
Prasad B, and Sinha SK, 1995. Nutrient recycling through crop residues management for sustainable rice and wheat production in calcareous soil. Fertilizer Research, 40: 11-15.
Raj H, and Gupta VK, 1986. Influence of organic manures and zinc on wheat yield and Zn concentration in wheat. Agriculture Wastes, 16: 255-263.
Rhoades JD, 1996. Salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids. PP. 417-435. In: A. L. Page et al.(Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 2, Madison, WI, Agronomy. ASA, SSSA.
Sadana US, Nayyar VK, and Takker PN, 1991. Response of wheat grain grown on manganese deficient soil to the methods and rates manganese sulphate application. Fertilizer News, 36:(3) 55-57.
SAS Institute, 2003. SAS/STAT user’s guide. SAS Institute Inc. Cary, NC.
Singh G, Natesan SKA, Singh BK, and Usha K, 2005. Improving Zinc efficiency of cereals under zinc deficiency. Current Science, 88: 36-44.
Tan KH, 1998. Principles of Soil Chemistry .3rd ed. M. Sekke, NY. Usepa, 1995. Method 3051: Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils, and oils. Available online at http://www.epa.gov/SW-846/pdfs/3051.pdf (verified 22 July 2004). USEPA, Washington, DC.
Verma TS, and Bhagat RM, 1992. Impact of rice straw management practices on yield, nitrogen uptake and soil properties in a wheat-rice rotation in northern India. Fertilizer Research, 33: 97-106.
Weggler-Beaton R, Graham D, and Melaugin MJ, 2003. The influence of low rates of arid-dried on yield and phosphorus and zinc nutrition of wheat (Triticum durum) and barley (Hordeum Vulgar). Australian Journal of Soil Research, 41: 293-308.
Wissuma M, Ismail AM, and Graham RD, 2007. Rice grain zinc concentrations as affected by genotype, native soil-zinc availability, and zinc fertilization. Plant and Soil, 306: 37-48.
Yilmaz A, Ekiz H, Torun B, Guttekin I, Karanlik S, Bagci SA, and Cakmak I, 1997. Effect of different zinc application methods on grain yield and zinc concentration in wheat cultivars grown on zinc deficient calcareous soils. Journal of Plant Nutrient, 20: 461-471.
 
 
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار