Effect of Different Sources of Biological and Chemical Fertilizers on Nitrogen and Phosphorus Morphological and Functional Traits of Triticum Aestivum L.
Subject Areas : Genetic
hadi jahanshahi
1
,
Hossein Ajam Noruzi
2
,
MOHAMMAD REZA DADASHI
3
,
mohammad ali Rezaii
4
,
hedieh mosanaiey
5
1 - Department of Agricultural, Gorgan Branch, Islamic Azad University,Gorgan, Iran
2 - Department of Agricultural, Gorgan Branch, Islamic Azad University,Gorgan, Iran
3 - Department of Agricultural, Gorgan Branch, Islamic Azad University,Gorgan, Iran
4 - Department of Biology, Faculty of Science, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran
5 - Department of Agricultural, Gorgan Branch, Islamic Azad University,Gorgan, Iran
Keywords: Yield, nitrogen, phosphorus, Azotobacter, Azospirillum,
Abstract :
Excessive use of chemical fertilizers has degraded agricultural ecosystems. One of the sustainable agricultural programs is to reduce the use of fertilizers and increase their efficiency. In this study, an experiment was conducted to evaluate the effect of different levels of nitrogen and phosphorus sources on some morphological and functional properties of wheat pearl. A factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications in Nokandeh and Gorgan in Golestan province. Experimental factors included nitrogen supply sources at four levels of Azotobacter (12g/100 kg seed), Azospirillum (12g/100 kg seed), urea (200 kg/ha) and an equal combination of three sources and sources of phosphorus at the surface. There were three levels of triple superphosphate (100 kg ha-1), fertile phosphate 2 (12 g / 100 kg seed) and an equal combination of two sources with control. Morphological and functional traits such as plant height, leaf area index, spike number, grain number per spike, spike length, 1000-grain weight, biological yield, grain yield, nitrogen use efficiency, protein flowering stage, ripe, grain and chlorophyll pigments were measured. The results showed that the effect of different levels of nitrogen and phosphorous sources on the studied traits was significant. The highest plant height, leaf area index, spike number, spike length, biological yield and grain yield were obtained in equal treatment of three nitrogen sources (33% Azotobacter + 33% Azospirillum + 33% Urea) and highest Nitrogen use efficiency. Seed inoculation with Azotobacter biofertilizer was observed. Application of appropriate biofertilizers can be effective in increasing yield, improving wheat growth characteristics and reducing fertilizer.
Abdel-Fattah, G.M. and Asrar, A. (2012). Arbuscular mycorrhizal fungal application to improve growth and tolerance of wheat (Triticum aestivum L.) plants grown in saline soil. Acta Physiology Plant. 34: 267-277.
Aminifard, M. and ghaderi, H. (2020). Effects of different levels of humic acid and planting density on antioxidant activity and biochemical properties of Trigonella foenum- graecum L. Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants. 8(1): 77-89.
Aminifard, M., gholamy, M., Bayat, H. and Moradinezhad, F. (2019). Effect of fulvic acid and amino acid on phenol, flavonoids, antioxidant activity and pigments of coriander medicinal plant (Coriandrum sativum L.). Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants. 7(1): 25-39.
Anwar, F, Hussain, A., Sherazi, S. and Bhanger, M. (2009). Changes in composition and antioxidant and antimicrobial activities of essential oil of fennel (Foeniculum vulgare mill.) fruit at different stages of maturity. Journal of Herbs, Spices and Medicinal Plants. 15(2): 187-202.
Aslani, Z., Hassani, A., Rasooli Sadagiyani, M., Sefidkon, F., Barin, M. and Gheibi, S. (2010). Effect of symbiosis with mycorrhiza fungi on some physiological characteristics of basil (Osimum basilicum) under drought stress. Environmental Stresses in Crop Sciences. 2(2): 109-117.
Bagheri, S., Ebrahimi, M. A., Davazdah Emami, S. and Minooyi Moghadam, J. (2014). Terpenoids and phenolic compounds production of mint genotypes in response to mycorrhizal bio-elicitors. Technical Journal of Engineering and Applied Sciences. 4)4:( 339-348.
Bakry, B.A., Elewa, T.A., El-kramany, M F. and Wali, A M. (2013). Effect of humic and ascorbic acids foliar application on yield and yield components of two Wheat cultivars grown under newly reclaimed sandy soil. International Journal of Agronomy and Plant Production. 4(6): 1125-1133.
Bates L.S., Waldran R.P. and Teare I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water studies. Plant Soil. 39: 205-207.
Bayan, M., Amini, F. and Askari, M. (2014). Effect of salicylic acid on organic osmolites accumulation and antioxidant activity of nitraria shoberi under drought stress conditions. Journal of Plant Production. 20(4): 177-188.
Belkhadi, A., Hediji, H., Abbes, Z., Nouairi, I., Barhoumi, Z., Zarrouk, M., Chaibi, W. and Djebali, W. (2010). Effects of exogenous salicylic acid pre-treatment on cadmium toxicity and leaf lipid content in Linum usitatissimum L. Ecotoxicology and Environmental Safety. 73(5): 1004-1011.
Canellas, L. P., Silva, S. F. and Olivares, F. L. (2015). Foliar application of Herbaspirillum Seropedicae and humic acid increase maize yields. Journal of Food Agriculture and Environment. 13: 146-153.
Chang, C. C., Yang, M. H., Wen, H. M. and Chern J. C. (2002). Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis. 10(3): 178-182.
Darvizheh, H., zahedi, M. and Abbaszadeh, B. (2019). Effects of foliar application of salicylic acid and spermine on the growth and root morphological characteristics of purple coneflower (Echinacea purpurea L.) under drought stress. Plant Process and Function. 8(30): 225-242 -39
Demir‚ S. (2004). Influence of arbuscular mycorrhiza on some physiological‚ growth parameters of pepper. Turkish Journal of Biology. 28: 85-90.
Ebrahimi, M., Kiarostami, Kh. and Nazem Bokaee, Z. (2019). Effect of salicylic acid on antioxidant propertiesof in vitro proliferated shoots of Melissa officinalis L. Nova Biologica Reperta. 5: 420-427.
Esmaeelpoor, B., Jalilvand, P. and Hadian, J. (2013). Effect of drought stress and arbuscular mycorrhizal fungi on some morphophysiological characteristics and yield on savory (Satureja hortensis L.). Journal of Agroecology. 5(2): 169-177.
Farsari, S. and Moghaddam, M. (2019). Effect of mycorrhizal fungi and foliar application of putrescine on some biochemical characteristics and biomass of basil (Ocimum ciliatum L.) in two different harvesting times. Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research. 14(53): 47-58.
Fathi, Sh. and Najafian, Sh. (2020). Morpho-physiological and biochemical properties of (Carum copticum L.) effects of salicylic acid. Iranian Journal of Plant Physiology. 10(2): 3103- 3112.
Gorgini, H., khorasaninejad, S., abbasi, M. and tabasi, A. (2018). The effects of irrigation period and humic acid on morpho-physiological and biochemical traits of thyme (Thymus vulgaris). Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research. 13(51): 67-82.
Gorni, P., Pacheco, A., Moro, A., Silva, J., Moreli, R., Miranda, G., Pelegrini, J., Daleck Spera, K., Bronzel Junior, J. and Silva, R. (2020). Salicylic acid foliar application increases biomass, nutrient assimilation, primary metabolites and essential oil content in Achillea millefolium L. Scientia Horticulturae. 270: 109436.
Heidari, M. and Minaei, A. (2014). The effect of drought stress and humic acid on flower yield and concentration of high nutrients in borage (Borago officinalis L). Journal of Plant Production Research. 21(1): 167-182.
Hosseinian, S., Ebrahimipak, N., Yusefi, A. and Egdarnzhad, A. (2019). Effect of water stress and humic acid foliar application on morpho-physiological characteristics of Satureja hortensis. Journal of Water and Soil Conservation. 26(1): 219-232.
Inanloofar, M., Omidi, H., and Pazoki, A. (2013). Morphological, agronomical changes and oil content in purslane (Portulaca oleracea L.) under drought stress and biological / chemical fertilizer of nitrogen. Journal of Medicinal Plant. 12(48): 170-184.
Irigoyen, J. J., Emerich D. W. and Sanchez- Dias, M. (1992). Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago Sativa) plants. Plant Physiology. 84: 55-60.
Kapoor, R., Giri, B. and K. G. Mukerji. (2002). Glomus macrocarpum: a potential bioinoculant to improve essential oil quality and concentration in Dill (Anethum graveolens L.) and Carum (Trachyspermum ammi Sprague). World Journal of Microbiology and Biotechnology. 18(5): 459-463.
Khalvandi, M., Amerian, M., Pirdashti, H., Baradaran Firoozabadi, M. and Gholami, A. (2019). Study the physiological and biochemical properties of peppermint (Mentha pipertis L.) in response to salt stress and coexistence with Piriformospora indica fungi. Journal of Plant Production Research. 26(1): 1-19.
Khan, A., Khan, M. Z., Hussain, F., Akhtar, M. E., Gurmani, A. R. and Khan, S. (2013). Effect of humic acid on the growth, yield, nutrient composition, photosynthetic pigment and total sugar contents of peas (Pisum sativum). Journal of the Chemical Society of Pakistan. 35: 206-211
Kheiri, Z., Moghaddam, M. and Moradi, M. (2020). Study the effect of different mycorrhizal fungi on some growth indices, photosynthetic pigments, flavonoids and carotenoid content of pot marigold flower. Horticultural Plants Nutrition. 3(1): 37-50.
Mafakheri, S. and Asghari, B. (2018). Effect of seaweed extract, humic acid and chemical fertilizers on morphological, physiological and biochemical characteristics of Trigonella foenum-graecum L. Journal of Agricultural Science and Technology. 20: 1505-1516
Malekian, M., Hemmati, K., Ghasemnezhad, A. and Barzali, M. (2014). Effect of salicylic acid on quantitative and qualitative traits of German chamomile ecotypes. Journal of Crops Improvement. 16(1): 185-196.
Mirzaei, M., Ladan Moghadam, A., Hakimi, L. and Danaee, E. (2020). Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) improve plant growth, antioxidant capacity, and essential oil properties of lemongrass (Cymbopogon citratus) under water stress. Iranian Journal of Plant Physiology. 10(2): 3155-3166.
Mohammadzadeh Toutounchi, P., Pirzad, A. and Jalilian, J. (2019). Effect of biofertilizers and vermicompost on yield and forage quality of chicory under rainfed condition. Journal of Crops Improvement. 21(2): 195-207.
Mozaffari, S., Khorasaninejad, S. and gorgini shabankareh, H. (2017). The effects of irrigation regimes and humic acid on some of physiological and biochemical traits of Common Purslane in greenhouse. Journal of Crops Improvement. 19(2): 401-416.
Neumann, K. H., Kumar, A. and Imani, J. (2009). Plant cell and tissue culture. A tool in biotechnology. Springer, Verlag Berlin Heidelberg. 333pp.
Pacheco, A. C., Cabral, C., Fermino, E. S. and Aleman, C. C. (2013). Salicylic acid-induced changes to growth, flowering and flavonoids production in marigold plants. Global Journal of Medicinal Plant Research. 1: 95-100.
Porcel, R. and Ruiz-Lozano, J. M. (2004). Arbuscular mycorrhizal influence on leaf water potential, solute accumulation, and oxidative stress in soybean plants subjected to drought stress. Journal of Experimental Botany. 55: 1743-1750.
Razavi Nasab, A., Fotovat, A., Astaraie, A. and Tajabadipour, A. (2017). Effect of organic and chemical amendment matters and humic acid on morpho-physiologic parameters of pistachio seedlings in field conditions. Journal of Agricultural Engineering Soil Science and Agricultural Mechanization. Scientific Journal of Agriculture. 40(1): 107-124.
Rezaei Chiyaneh, E. and Pirzad, A. (2014). Effect of salicylic acid on yield, component yield and essential oil of black Cumin (Nigella sativa L.) under water deficit stress. Iranian Journal of Field Crops Research. 12(3): 427-437.
Sadeghian, F., Hadian, J., Hadavi, M., Mohamadi, A., Ghorbanpoure, M., and Ghafarzadegan, R. (2013). Effects of exogenous salicylic acid application on growth, metabolic activities and essential oil composition of Satureja khuzistanica Jamzad. Journal of Medicinal Plants. 12 (47): 70-82.
Salehi, K., Solouki, M., Tanha, M. (2017). Study the effects of Plant Growth Promoting Bacteria and salicylic acid in green mint (Mentha spicata L.) under drought stress conditions. Modern Genetics Journal. 12 (2): 241-252.
Schiavon, M., Pizzeghello, D., Muscolo, A., Vaccaro, S., Francioso, O. and Nardi, S. (2010). High molecular size humic substances enhance phenyl propanoid metabolism in maize (zea mays L.). Journal of Chemical Ecology. 36: 662-669.
Soraya, E., Gohari, G., Motallebi Azar, A. and Alizadeh Saleteh, S. (2021). The effects of zinc oxide nanoparticles on sterilization, establishment, and proliferation of lemon balm (Melissa officinalis L.). Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research. 15(60): 48-60.
Soroori, S., Danaee, E., Hemmati, K. and Ladan Moghadam, A. (2021). Effect of foliar application of proline on morphological and physiological traits of Calendula officinalis L. under drought stress. Journal of Ornamental Plants. 11(1): 13-30.
Sun, C., Johnson, J.M., Cai, D., Sherameti, I., Oelmüller, R. and Lou, B. (2010). Piriformospora indica confers drought tolerance in Chinese cabbage leaves by stimulating antioxidant enzymes, the expression of drought-related genes and the plastid-localized CAS protein. Journal of Plant Physiology. 167: 1009-1017.
Wang, Z., Ma, L., Zhang, X., Xu, L., Cao, J. and Jiang, W. (2015). The effect of exogenous salicylic acid on antioxidant activity, bioactive compounds and antioxidant system in apricot fruit. Scientia Horticulture. 181: 113-120.
Weitzel, C. and Petersen, M. (2011). Cloning and characterisation of rosmarinic acid synthase from Melissa officinalis L. Phytochemical. 72: 572-578.
Yaghoubian, Y. Siadat, S., Moradi talavat, M. and Pirdashti, H. (2016). Quantify the response of growth and chlorophyll fluorescence parameters of lemon balm (Melissa officinalis L.) medicinal plant to cadmium concentration in the soil. Journal of Plant Production Research. 23(2): 165-185.
Yazdan panah gohari, A., Ghanbari Jahromi, M. and Zarrin nia, V. (2021). Effect of some mycorrhizal fungi species on quantitative and qualitative properties of two landraces of Chicory in greenhouse conditions. Journal of Crops Improvement. doi: 10.22059/jci. 2021.314730.2484.
اثر منابع مختلف کود های زیستی و شیمیایی نیتروژن و فسفر بر ویژگیهای مرفولوژیکی، عملکرد و اجزای عملکرد گندم Triticum aestivum L. (رقم مروارید)
چکیده
مصرف بیش از حد کودهاي شیمیایی باعث تخریب اکوسیستمهاي کشاورزي شده است. یکی از برنامه هاي کشاورزي پایدار کاهش مصرف کودهاي شیمیایی و افزایش کارایی آنها میباشد.در این راستا آزمایشی به منظور ارزیابی اثر سطوح مختلف منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر بر برخی خصوصیات مرفولوژیک و عملکردی گندم رقم مروارید اجرا شد.آزمایش مزرعهاي به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوكهاي کامل تصادفی با سه تکرار در شهرستان نوکنده و گرگان در استان گلستان به مرحله اجرا در آمد. فاکتورهای آزمایش شامل منابع تامین کننده نیتروژن در چهار سطح ( ازتوباکتر، آزوسپیریلیوم، اوره (200 کیلوگرم در هکتار) و ترکیب مساوی از سه منبع) و منابع تامین کننده فسفر در سه سطح (سوپرفسفات تریپل (100 کیلوگرم در هکتار)، فسفات بارور2 و ترکیب مساوی دو منبع به همراه شاهد) بود. نتایج نشان داد که اثر سطوح مختلف منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر بر اغلب صفات مورد بررسی معنیدار بود. بیشترین ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، تعداد سنبله، طول سنبله، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه در تیمار ترکیب مساوی سه منبع تامین کننده نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر+ 33 درصد آزوسپیریلیوم+ 33 درصد اوره) و بیشتر میزان کارایی مصرف نیتروژن در تیمار تلقیح بذر با کود زیستی ازتوباکتر مشاهده شد. کاربرد کودهاي زیستی مناسب، میتواند در افزایش عملکرد، بهبود ویژگیهاي رشدي گیاه گندم و کاهش کود شیمایی مؤثر باشد.
واژههای کلیدی: آزوسپیریلیوم، ازتوباکتر، فسفر،عملکرد، نیتروژن
Effect of different sources of biological and chemical fertilizers on nitrogen and phosphorus morphological and functional traits of Triticum aestivum L.
Abstract
Excessive use of chemical fertilizers has degraded agricultural ecosystems. One of the sustainable agricultural programs is to reduce the use of fertilizers and increase their efficiency. In this study, an experiment was conducted to evaluate the effect of different levels of nitrogen and phosphorus sources on some morphological and functional properties of wheat pearl. A factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications in Nokandeh and Gorgan in Golestan province. Experimental factors included nitrogen supply sources at four levels of Azotobacter (12g/100 kg seed), Azospirillum (12g/100 kg seed), urea (200 kg/ha) and an equal combination of three sources and sources of phosphorus at the surface. There were three levels of triple superphosphate (100 kg ha-1), fertile phosphate 2 (12 g / 100 kg seed) and an equal combination of two sources with control. Morphological and functional traits such as plant height, leaf area index, spike number, grain number per spike, spike length, 1000-grain weight, biological yield, grain yield, nitrogen use efficiency, protein flowering stage, ripe, grain and chlorophyll pigments were measured. The results showed that the effect of different levels of nitrogen and phosphorous sources on the studied traits was significant. The highest plant height, leaf area index, spike number, spike length, biological yield and grain yield were obtained in equal treatment of three nitrogen sources (33% Azotobacter + 33% Azospirillum + 33% Urea) and highest Nitrogen use efficiency. Seed inoculation with Azotobacter biofertilizer was observed. Application of appropriate biofertilizers can be effective in increasing yield, improving wheat growth characteristics and reducing fertilizer.
Keywords: Azospirillum, Azotobacter, Phosphorus, Yield, Nitrogen
مقدمه
استفاده گسترده از کودهاي شیمیایی یکی از مشکلات اصلی محیط زیست است که از طریق روشهاي مختلفی مانند تصعید، نیتراتزایی و آبشویی سبب افزایش هزینه نگهداري آبها میگردد (Saravi and Pirdasti, 2013). استفاده گسترده از کود شیمیایی نیتروژن و فسفر، ازطریق تخریب ساختمان خاك، موجب کاهش موادآلی زمینهاي کشاورزي و همچنین تبدیل خاك به بافت سخت که منجر به افزایش فرسایش خاك وآلودگی آبهاي زیرزمینی و در نتیجه ایجاد روانآبها میگردد، بنابراین یک سري منابع جایگزین همراه با کاربرد کود شیمیایی لازم می باشد (Mohsennia and Jalilian, 2012).در حال حاضر کودهاي زیستی (باکتريهاي افزاینده رشد) جایگزین مناسبی براي کودهاي شیمیایی، به منظورافزایش حاصلخیزي خاك در تولید محصولات درکشاورزي پایدار مطرح میباشند (Wu et al., 2005). از جمله باکتريهاي افزاینده رشد میتوان به ازتوباکتر، آزسپریلیوم و باسیلوس اشاره نمود (Zahir et al., 2004). باکتريهاي افزاینده رشد گروهی از باکتريها بوده که به صورت کلونی در ریشه گیاهان، سبب افزایش عملکرد میگردند (Gholami et al., 2009). باکتريهاي افزاینده رشد در محیط ریشه گیاه توانایی ساخت و ترشح مقداري موادبیولوژیکی فعال مانند اسید نیکوتینیک، اسید پنتوتنیک، بیوتین، ویتامینهایB، اکسینها، جبرلینها و غیره را دارند که در افزایش رشد ریشه نقش مفید و موثری دارند (Kader, 2002). مشکلات زیست محیطی ناشی از کاربرد بی رویه کودهاي شیمیایی، انرژي و هزینههاي تولید و مصرف آنها و اثرات سویی که بر چرخههاي زیستی و خود پایداري بوم نظامهاي زراعی دارند از علل رویکرد به کاربرد کودهاي زیستیهاي میباشند (Kannayan, 2002). سنتز انواع هورمونها مانند ایندول استیک اسید، جیبرلین، مواد شبه جیبرلین و سیتوکینین توسط سویههاي مختلف ازتوباکتر محرز شده است (Singh et al., 2004).
در سالهاي اخیر و در مطالعات مختلف بر اهمیت استفاده از کودهاي زیستی بهمنظور افزایش عملکرد محصولات کشاورزي بسیار تأکید شده است. Kapulink و همکارن (1983) در آزمایشی بر روي گندم و سورگوم دریافتند که باکتري آزوسپیریلوم میتواند موجب بهبود رشد و عملکرد گیاه گردد. Hafeez و همکاران (2004) بیان کردند که تلقیح باکتريهاي محرك رشد باعث افزایش وزن خشک اندام هوایی و افزایش جذب نیتروژن در گیاه پنبه شده است. Ilyas و Baho (2010) نشان دادند که تلقیح بذور گندم با باکتري آزوسپیریلوم منجر به افزایش معنیدار تعداد سنبلهها و تعداد پنجههاي بارور شد. Arzanesh و همکاران (2010) تأثیر باکتري آزوسپیریلوم را بر افزایش عمکلرد گندم بررسی کردند و نشان دادند که تلقیح این باکتريها باعث افزایش تعداد سنبله، تعداد دانه در هر سنبله و افزایش میزان کلروفیل برگ و پروتئین دانه گندم شد. بيشترين درصد ميكروارگانيسم هايحلكنندهي فسفات را باكتريها و قارچها تشكيل ميدهند. مهمترينباكتريهاي حلكنندهي فسفات نيزBacillus ciralans، Bacillus pseudomonas وBacillus subtilis میباشند. تحقیقات نشان داد که این باکتریها در 90 درصد از خاکها موجود میباشند (Delvasto et al., 2008).
فعاليت اصلي اين گونه ميكروارگانيسم ها نيز توليد اسيدهاي آلي و افزايش pH توسط اكسيداسيون ناقص قندها است كه باعث كاهش حلاليت فسفر محيط ميشوند. از طرفي واكنشهاي آنزيمي به ويژهآنزيمهاي گروه فسفاتاز توليد شده توسط برخي از اين میکروارگانیسمها بر معدنی شدن فسفر نیز موثر است (Kumutha et al., 2004). از طرف دیگر، این باکتریها قادرند شرایط را برای افزایش راندمان استفاده از کود از طریق کاهش ثبیت فسفر فراهم نمایند (Mehnaz and Lazarovits, 2006). در تحقیقی در مورد اثر باکتریهای حلکنندهی فسفر روی گندم، مشخص گردید که این میکروارگانیسمها روی صفاتی مانند ارتفاع گیاه، شاخص سطح برگ، عملکرد بیولوژیکی و شاخص برداشت اثری معنیداری داشته و درصد فسفر و عملکرد دانه نسب به شاهد افزایش معنیداری یافت، بطوریکه مصرف کود شیمیایی همراه با تلقیح با باکتریها 50 درصد کاهش یافت (Mirzaei et al., 2007). نتایج مشابهی در گیاه کنجد (Sesamum indicum L.)(Ahmadi Vavsari, 2009) و گیاه ذرت (Zea mays L.) (Yazdani et al., 2010) حاصل شده است.Rashidi و همکاران (2011) گزارش کردند کاربرد همزمان کود شیمیایی فسفر و باکتري حل کننده فسفر به دلیل افزایش جذب فسفر و نیتروژن به گیاه گندم موجب افزایش میزان عملکرد، محتواي پروتیئن و فسفر دانه گردید.
لذا با توجه به گسترش استفاده از كودهاي بيولوژيك همراه با مقادير كاهش يافته كودهاي شيميايي در نظامهاي كشاورزي،هدف از انجام تحقيق حاضر، بررسي تأثير مصرف توأم كودهاي نيتروژن، فسفر و كودهايبيولوژيك حاوي باكتريهاي حلكنندهي فسفر و تثبيت كنندهي نيتروژن بر صفات مرفولوژیک و اجزاي عملكرد گندم (رقم مروارید) بود.
مواد و روش
این تحقيق در دو مکان مزرعه تحقيقات کشاورزي دانشگاه آزاد اسلامي واحد گرگان، واقع در استان گلستان ("N 36° 51' 54.7 و " 0.8E 54° 27'و 79 متر بالاتر از سطح دریا) (مزرعه Ι)، و شهر نوکنده در غرب استان گلستان، فاصله 60 کیلومتری ("N 36 ° 44' 8.6 و"E 53° 54' 14.3 در 8 متر بالاتر از سطح دریا) (مزرعه ΙΙ)، در طول فصل زراعی 1395- 1396 اجرا گردید. اطلاعات مربوط خاک و آب و هوا مکانهای آزمایش در جدول 1 و 2ارائه شد.
جدول 1: خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل های اجرای طرح
مکان | عمق نمونه بردای (سانتیمتر) | بافت خاک | رس (درصد) | سیلت (درصد) | شن (درصد) | پتاسیم (پیپیام) | فسفر (میلیگرم بر کیلوگرم) | نیتروژن (درصد) | کربن (درصد) | TNV (درصد) | اسیدته | هدایت الکتریکی (ds/m) |
گرگان | 30-0 | لومی سیلتی | 28 | 52 | 20 | 300 | 6/56 | 15/0 | 26/1 | 5 | 8/7 | 4/1 |
نوکنده | 30-0 | لوم-رسی -سیلتی | 16 | 52 | 32 | 180 | 4/12 | 13/0 | 07/1 | 5/23 | 6/7 | 7/1 |
جدول 2: اطلاعات هواشناسی و میانگین 20 ساله محلهای اجرای طرح
ماه | حداکثر دما (درجه سانتیگراد) |
| حداقل دما (درجه سانتیگراد) |
| میزان بارندگی (میلیمتر) |
| تشعشع (مگاژول برمترمربع) | ||||
نوکنده | گرگان |
| نوکنده | گرگان |
| نوکنده | گرگان |
| نوکنده | گرگان | |
دی | 9/14 | 1/15 |
| 8/5 | 3/6 |
| 9/71 | 8/66 |
| 1/7 | 5/6 |
بهمن | 8 | 2/9 |
| 3/2- | 4/3 |
| 5/16 | 5/20 |
| 3/9 | 3/10 |
اسفند | 7/10 | 2/10 |
| 4/0 | 2/1 |
| 8/55 | 5/41 |
| 4/10 | 8/9 |
فروردین | 5/18 | 8/19 |
| 1/6 | 8/5 |
| 1/38 | 6/45 |
| 3/14 | 2/16 |
اردیبهشت | 5/23 | 5/22 |
| 3/11 | 4/12 |
| 8/28 | 5/42 |
| 9/13 | 8/15 |
خرداد | 6/16 | 5/18 |
| 9/13 | 5/14 |
| 8/24 | 9/38 |
| 2/19 | 2/21 |
تیر | 9/29 | 5/28 |
| 5/18 | 5/19 |
| 5/14 | 5/20 |
| 21 | 6/24 |
مرداد | 8/35 | 2/34 |
| 6/20 | 8/19 |
| 3/12 | 5/19 |
| 3/20 | 2/24 |
آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار و با دو عامل شامل منابع تامین کننده نیتروژن در 5 سطح عدم مصرف کود (شاهد)، ازتوباکتر (12 گرم بر 100 کیلوگرم بذر)، آزوسپیریلیوم (12 گرم بر 100 کیلوگرم بذر)، اوره (200 کیلوگرم در هکتار (در سه مرحله 50 درصد قبل از کاشت، 25 درصد در زمان شروع پنجهدهی و 25 درصد در شروع ساقهدهی)) و ترکیب سه منبع (33 درصد ازتوباکتر + 33 درصد آزوسپیریلوم+ 33 درصد اوره) و منابع تامین کننده فسفر در سه سطح کود شیمیایی سوپرفسفات ترپیل (100 کیلوگرم در هکتار)، کود زیستی فسفات بارور 2 (12 کیلوگرم در 100 کیلوگرم بذر) و ترکیب مساوی دو منبع تامین کننده فسفر (50 درصد سوپرفسفات تریپل+ 50 درصد فسفات بارور2) اجرا شد. برای استفاده از کودهای بیولوژیک از دستورالعمل شرکت تولید کننده استفاده شد. پس از برآورد نسبتها و رقتهای مناسب نسبت به سطح زیر کشت، با رعایت نسبت 100 گرم برای یک هکتار، محلول کود زیستی رقت مناسب تهیه شد. ابتدا بذور گندم (Triticum aestivum cv. Morvarid) به مدت 30 ثانیه در الکل 70٪ غوطهور شدند و به مدت 2 دقیقه توسط هیپوکلریت سدیم ضد عفونی شدند و در نهایت سه بار با آب مقطر شسته شدند. سپس با کودهای بیولوژیکAzospirillium brasilense، Azotobacter chrococcum و Phosphate soluble bacteriaمخلوط شدند. چسبندگی کود زیستی به بذور با محلول آب و شکر20 درصد انجام شد و به مدت ده دقیقه در شیکر قرار گرفت. محلول حاصل در صورت نیاز با پارچهای صاف شده و محلول صاف و رقیقشده کود زیستی به یک سمپاش دستی منتقل شد. سپس بذرهای مورد نیاز روی پلاستیک در سایه پهن شده و محلول مزبور روی آن پخش شد تا حدی که بذرها فقط مرطوب شود و یک پوشش یکنواخت از محلول کودی روی بذرها را بپوشاند. سپس بذرهای گندم براساس تیمارهای مورد نظر با کود بیولوژیک تلقیح شدهاند و در زمینی به مساحت حدود400 مترمربع با 15 کرت در 3 تکرار انجام کشت شد که اندازه هر کرت به مساحت 5 متر مربع و به ابعاد 5/1 که فواصل بین پلاتها 1 متر در نظر گرفته شد. بلوک های آزمایشی در 5 خط به طول 5 متر، و با فاصله 20 سانتی متری بین ردیفها و 40 سانتیمتری بین تیمارها و بذور با تراکم 400 (بوته در مترمربع) کشت شدند. نمونه برداری از گیاهان به صورت تصادفی در 2/0 متر هر کرت انجام شد.
برداشت نهايي محصول در تاريخ 24 تير سال 1396 به صورت دستي و با در نظر گرفتن حذف حاشيه از طرفين هر كرت انجام شد. سپس ساقههاي بريده شده با داس در انتهاي همان كرت پهن شد و يك روز در آفتاب و در مجاورت هوا خشك گرديد و سپس به وسيله ترازو توزين و مقدار عملكرد بيولوژيك هر كرت، يادداشت شد. سپس ساقهها بوجاري و بذرهاي هر كرت جداگانه درون كيسههايي قرار داده شد و دو اتيكت يكي در درون كيسه قرار داده شد و ديگري به دور آن توسط نخي بسته شد و سپس بذور جهت بقيه آزمايش به آزمايشگاه منتقل شد. صفات مورد مطالعه در این آزمایش شامل ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، تعداد سنبله در هکتار، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، طول سنبله، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و کارایی مصرف نیتروژن بود. براي اندازهگيري صفات كمي، از مساحت يك مترمربع داخل واحدهاي آزمايشي (پس از حذف حاشيهها) 5 بوته به طور تصادف انتخاب و براي سهولت در امر اندازهگيري نشانهگذاري گرديد و برای كليه صفات کمی از ميانگين مشاهدات 5 بوته جهت محاسبات آماري مورد استفاده قرار گرفت.کارایی مصرف نیتروژن با استفاده از فرمول پیشنهادی Goodroadو Jellum(1998) و به صورت رابطه زیر برآورد گردید.
مقدار کود یا عنصر غذایی مصرف شده/ (عملکرد دانه تولید شده در شاهد - عملکرد دانه تولید شده تحت تیمار کود) = کارایی مصرف کود
سنجش رنگیزههای فتوسنتزی
اندازهگیری کلروفیل a، b و کلروفیل کل با استفاده از روش Lichtenthaler و Wellburn (1983) انجام شد. بدین منظور 2/0 گرم بافت تر برگ درهاون با 10 میلیلیتر استون 80 درصد سائیده شد تا یک بافت سبز رنگ باقی بماند و پس از آن به مدت 5 دقیقه در دستگاه شیکر قرار گرفت. بعد در داخل لولههای سانتریفیوژ با 3000 دور در دقیقه به مدت 5 دقیقه قرار داده شد تا یک محلول زلال سبز رنگ حاصل شود و پس از آن محلول حاصله را با استفاده از کاغذ صافی و قیف درون بالن ژوژه صاف گردید، سپس حجم محلول به دست آمده با استون 80 درصد به 20 میلیلیتر رسانده شد و جذب محلولها به طور جداگانه در طول موجهای 663 نانومتر برای کلروفیل a و 645 نانومتر برای کلروفیل b توسط اسپکتروفتومتر قرائت شد. در نهایت با استفاده از روابط زیر، میزان کلروفیل a، b و کلروفیل برحسب میلیگرم بر گرم وزن تر نمونه محاسبه شد.
[(12.25×A663) - (2.79×A646)] V/1000W= میلیگرم کلروفیل a در هر گرم برگ تر
= [(21.5×A 646) – (5.10×A 663)] V/1000W میلیگرم کلروفیل b در هر گرم برگ تر
= Chl.a + Chl.b میلیگرم کلرفیل کل در هر گرم برگ تر
در روابط بالا A برابر میزان جذب در طول موج مورد نظر، V حجم محلول صاف شده برحسب میلیلیتر، w وزن تر نمونه بر حسب گرم میباشد.
سنجش پروتئین
اندازه گیری میزان پروتئین موجود در با استفاده از روش (Lawry et al., 1951) انجام شد. پس از برداشت محصول سنجش میزان نیتروژن به روش کجلدال و با استفاده از اجاق هضم کننده 2040 Digestor از شرکت Foss tecator و دستگاه تمام خودکار 2300 Kejeltec Analysis Unit انجام شد. براي تعیین پروتئین دانه از رابطه زیر استفاده خواهد شد. ضریب تبدیل پروتئین براي گندم 25/6 می باشد (Parvane et al., 2005).
ضریب تبدیل پروتئین × درصد نیتروژن = درصد پروتئین
درصد پروتئین در مرحله گلدهی، رسیدگی و دانه انجام شد.
تجزیه واریانس اطلاعات با استفاده از نرم افزار آماري SAS و SPSS و مقایسه میانگینها براساس آزمون حداقل اختلاف معنیداری (LSD) انجام شد.
نتایج
ارتفاع بوته: براساس نتایج تجزیه واریانس ارتفاع بوته از نظر آماری تحت تأثير معنی دار مکان و تیمارهای تامین کننده نیتروژن قرار گرفت (جدول 4). مقایسه ميانگين اثر تیمار ها نشان داد در بین تیمارهای تامین کننده نیتروژن، کود زیستی آزوسپریلیوم و ترکیب سه منبع تامین نیتروژنبه ترتیب با (84/95 سانتیمتر) و (87/94 سانتیمتر) بیشترین تاثیر و تیمار شاهد (35/90 سانتیمتر) نیز کمترین تاثیررا در ارتفاع بوته داشت. همچنین ارتفاع بوته در نوکنده با میانگین(18/104 سانتیمتر) بیشتر از گرگان (34/83 سانتیمتر) بود (جدول 5).
شاخص سطح برگ: در بين اثرات ساده سطوح مختلف كودي تفاوت بسيار معنيداري بر صفت مورد نظر مشاهده گرديد بهطوریکه اثرات منابع نیتروژن در نوکنده در سطح یک درصد و در گرگان در سطح پنج درصد و اثرات فسفر در هر دو مکان در سطح احتمال پنج درصد معنیدار شد (جدول 4). همچنین در مورد اثرات ساده تیمار های کودی ترکیب سه منبع تامینکننده نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر، 33 درصد آزوسپیریلیوم و 33 درصد اوره) با میانگین 10/6 مترمربع و کمترین آن با میانگین 11/5 مترمربع مربوط به شاهد بود (جدول 4).
تعداد سنبله در هکتار: نتایج این پژوهش نشان داد که تعداد سنبله در هکتار در دو مکان تحت اثر اصلی منابع تامین کننده نیتروژن در سطح یک درصد معنیدار گردید (جدول 4). در تجزیه واریانس مرکب نیز تعداد سنبله در هکتار در سطح احتمال یک درصد به طور معنیداری تحت تاثیر مکان و منابع تامین کننده نیتروژن قرار گرفت (جدول 3). براساس نتایجمقایسه میانگین دو مکان نشان داد که تعداد سنبله در هکتار در منطقه نوکنده بیشتر از گرگان بود. مقایسه میانگین اثرات اصلی نشان داد، بیشترین میانگین 5000778 تعداد سنبله در هکتار مربوط به تیمار کودی سه منبع تامین کننده
جدول 3: نتایج تجزیه واریانس مرکب صفات اندازهگیری شده گندم تحت تاثیر منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر
منابع تغییرات | درجه آزادی | میانگین مربعات |
| ||||
ارتفاع بوته | شاخص سطح برگ | تعداد سنبله | تعداد دانه در سنبله | وزن هزار دانه |
| ||
بلوک | 2 | ns194/107 | **311/3 | ns49286502778 | ns082/9 | *646/32 |
|
مکان | 1 | **96/9773 | **666/208 | **337/3 | **175/25 | ns677/10 |
|
بلوک × مکان | 2 | ns95/13 | ns070/1 | ns78669175000 | **474/26 | ns183/17 |
|
نیتروژن | 4 | **997/97 | **957/2 | **219/2 | **009/75 | *339/20 |
|
فسفر | 2 | ns270/1 | ns062/0 | ns16273519444 | ns756/3 | ns042/4 |
|
نیتروژن × فسفر | 8 | ns647/7 | ns292/0 | ns53401599306 | ns719/5 | ns090/12 |
|
نیتروژن × مکان | 4 | ns950/3 | ns574/0 | ns72297698611 | ns262/8 | ns595/7 |
|
فسفر × مکان | 2 | ns705/2 | ns282/1 | ns6949425000 | ns576/5 | ns951/0 |
|
نیتروژن× فسفر× مکان | 8 | ns743/22 | ns232/0 | ns23439796528 | ns276/3 | ns372/11 |
|
خطا آزمایشی | 56 | 728/14 | 447/0 | 52609877579 | 187/4 | 692/7 |
|
ضریب تغییرات |
| 092/4 | 701/11 | 15/5 | 962/5 | 674/9 |
|
ns، * و ** به ترتیب غیره معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 و 1 درصد.
ادامه جدول 3:نتایج تجزیه واریانس مرکب صفات اندازهگیری شده گندم تحت تاثیر منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر
منابع تغییرات | درجه آزادی | میانگین مربعات |
| |||
طول سنبله | عملکرد بیولوژیک | عملکرد دانه | کارایی مصرف نیتروژن |
| ||
بلوک | 2 | **710/3 | ns141/0 | ns0001/0 | ns000024/0 |
|
مکان | 1 | ns069/0 | **146/579 | **412/32 | ns0000031/0 |
|
بلوک × مکان | 2 | **117/7 | ns266/0 | ns015/0 | ns000012/0 |
|
نیتروژن | 4 | **208/1 | **116/8 | **482/2 | **00095/0 |
|
فسفر | 2 | ns147/0 | ns370/0 | ns049/0 | - |
|
نیتروژن × فسفر | 8 | ns302/0 | ns286/0 | ns107/0 | - |
|
نیتروژن × مکان | 4 | ns692/0 | ns968/0 | ns165/0 | ns000041/0 |
|
فسفر × مکان | 2 | ns012/0 | ns334/0 | ns009/0 | - |
|
نیتروژن× فسفر× مکان | 8 | ns229/0 | ns190/0 | ns066/0 | - |
|
خطا آزمایشی | 56 | 227/0 | 480/0 | 071/0 | 000026/0 |
|
ضریب تغییرات |
| 49/3 | 146/6 | 64/16 | 99/17 |
|
ns، * و ** به ترتیب غیره معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 و 1
ادامه جدول 3:نتایج تجزیه واریانس مرکب صفات اندازهگیری شده گندم تحت تاثیر منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر
میانگین مربعات | درجه آزادی | میانگین مربعات | ||||||
| پروتئین گلدهی | پروتئین رسیدگی | پروتئین دانه | کلروفیل a | کلروفیل b | کلروفیل کل | ||
بلوک | 2 |
| ns239/0 | ns167/0 | ns575/0 | ns229/0 | **180/0 | **253/0 |
مکان | 1 |
| ns258/0 | **831/7 | **175/30 | ns061/0 | ns007/0 | ns028/0 |
بلوک × مکان | 2 |
| ns179/0 | ns193/0 | ns272/0 | ns048/0 | ns002/0 | ns014/0 |
نیتروژن | 4 |
| **183/15 | **607/21 | **312/32 | **055/0 | **090/0 | **342/1 |
فسفر | 2 |
| **745/1 | **319/2 | **871/2 | ns008/0 | ns020/0 | **628/0 |
نیتروژن × فسفر | 8 |
| ns213/0 | ns371/0 | ns301/0 | ns028/0 | ns036/0 | ns039/0 |
نیتروژن × مکان | 4 |
| ns381/0 | ns214/0 | ns707/1 | ns003/0 | ns008/0 | ns015/0 |
فسفر × مکان | 2 |
| ns722/0 | ns013/0 | ns081/0 | ns004/0 | ns0019/0 | ns013/0 |
نیتروژن× فسفر× مکان | 8 |
| ns546/0 | ns419/0 | ns430/0 | ns060/0 | ns0009/0 | ns011/0 |
خطا آزمایشی | 56 |
| 238/0 | 257/0 | 247/0 | 063/0 | 0143/0 | 041/0 |
ضریب تغییرات |
|
| 283/9 | 374/10 | 812/5 | 05/12 | 07/15 | 59/6 |
، * و ** به ترتیب غیره معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 و 1
نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر، 33 درصد آزوسپیریلیوم و 33 درصد اوره) میباشد، در شرایط عدم مصرف کود (شاهد) کمترین تعداد سنبله در هکتار با میانگین 3973472 بدست آمد (جدول 5).
تعداد دانه در سنبله: نتایج حاصل از آنالیز دادهها نشان داد که تعداد دانه در سنبله در مکان نوکنده تحت تاثیر اثر بلوک و منابع تامین کننده نیتروژن در سطح احتمال یک درصد و در مکان دوم تحت تاثیر اثر اصلی منابع تامین کننده نیتروژن در سطح احتمال یک درصد معنیدار شد (جدول 4). همچنین براساس تجزیه واریانس مرکب، تعداد دانه در سنبله به طور معنیداری (سطح احتمال یک درصد) تحت تاثیر مکان و منابع تامین کننده نیتروژن قرار گرفت در حالیکه اثر متقابل مشاهده نشد (جدول 3). مقایسه میانگین تعداد دانه در سنبله در دو مکان آزمایش نشان داد که در مکان نوکنده بیشتر از گرگان بود. همچنین مقایسه میانگین اثرات اصلی نشان داد که بیشترین تعداد دانه در سنبله در تیمار کودی اوره و سه منبع تامین کننده نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر، 33 درصد آزوسپیریلیوم و 33 درصد اوره) به ترتیب با میانگین 78/35 و 35/35 اختصاص یافت که با تیمار کودی ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم اختلاف معنیداری نداشت ولی نبست به شاهد (با میانگین 73/30) تفاوت معنیداری داشت (جدول 5).
وزن هزار دانه: نتایج تجزیه واریانس وزن هزار دانه نشان داد که اثر تیمارهای کود در هر دو مکان معنیدار نشد. همچنین تجزیه مرکب آزمایش گویای معنیداری اثر منابع تامین کننده نیتروژن و بلوک بر وزن هزار دانه بود (جدول 3). جدول تجزیه واریانس دادههای آزمایش برای وزن هزار دانه حاکی از آن است که اثرات ساده تیمارهای کودی نیتروژن و فسفر معنیدار نشد (جدول 4). مقایسه میانگین اثرات ساده منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر نشان داد که بیشترین وزن هزار دانه با میانگینهای 16/30، 04/29 و 64/28 گرم به ترتیب به تیمارهای شاهد، سوپرفسفات ترپیل و دو منبع تامین کننده فسفر (50 درصد سوپرفسفات تریپل + 50 درصد فسفات بارور 2) اختصاص یافت که نسبت به شاهد (16/25) تفاوت معنیداری نداشت (جدول 5).
جدول 4: تجزیه واریانس مجزای صفات اندازه گیری شده گندم تحت تاثیر منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر در دو مکان نوکنده و گرگان
منابع تغییرات |
|
| میانگین مربعات |
|
| ||||||||
درجه آزادی | ارتفاع بوته | شاخصسطح برگ | تعداد سنبله | تعداد دانه در سنبله | وزن هزار دانه | ||||||||
نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرکان | ||||
بلوک | 2 | ns084/22 | *061/99 | ns466/3 | *916/0 | ns57407072222 | ns70548605556 | **104/31 | ns451/4 | **836/46 | ns993/2 | ||
نیتروژن | 4 | **248/64 | ns699/37 | **938/2 | *594/0 | **055/2 | **236/1 | **583/54 | **688/28 | ns693/11 | ns241/16 | ||
فسفر | 2 | ns132/1 | ns843/2 | *396/0 | *948/0 | ns20838772222 | ns2384172222 | ns552/0 | ns78/8 | ns729/0 | ns264/4 | ||
نیتروژن × فسفر | 8 | ns489/8 | ns901/21 | ns401/0 | ns124/0 | ns54617897222 | ns22223498611 | ns268/0 | ns727/3 | ns305/11 | ns158/12 | ||
خطا آزمایشی | 28 | 089/9 | 36/20 | 691/0 | 202/0 | 53009810317 | 52209944841 | 587/3 | 787/4 | 485/5 | 898/9 | ||
ضریب تغییرات |
| 89/2 | 41/5 | 48/11 | 74/10 | 54/4 | 94/5 | 43/5 | 47/6 | 26/8 | 84/10 | ||
ns، * و ** به ترتیب غیره معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 و 1 درصد.
ادامه جدول 4:تجزیه واریانس مجزای صفات اندازه گیری شده گندم تحت تاثیر منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر در دو مکان نوکنده و گرگان
منابع تغییرات | درجه آزادی | میانگین مربعات | |||||||
طول سنبله | عملکرد بیولوژیک | عملکرد دانه | کارایی مصرف نیتروژن | ||||||
نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | ||
بلوک | 2 | *901/0 | **926/9 | ns384/0 | ns022/0 | ns018/0 | ns006/0 | ns000018/0 | ns000023/0 |
نیتروژن | 4 | **024/0 | *876/0 | **861/4 | **223/4 | **974/6 | **904/0 | **000084/0 | **000092/0 |
فسفر | 2 | ns121/0 | ns038/0 | **174/0 | **529/0 | **084/0 | **017/0 | - | - |
نیتروژن × فسفر | 8 | ns149/0 | 381ns/0 | ns180/0 | ns297/0 | ns452/0 | ns117/0 | - | - |
خطا آزمایشی | 28 | 236/0 | 217/0 | 498/0 | 416/0 | 090/0 | 051/0 | 000019/0 | 00002/0 |
ضریب تغییرات |
| 57/3 | 41/3 | 113/5 | 77/7 | 308/5 | 09/5 | 23/15 | 32/16 |
ns، * و ** به ترتیب غیره معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 و 1 درصد
ادامه جدول 4:تجزیه واریانس مجزای صفات اندازه گیری شده گندم تحت تاثیر منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر در دو مکان نوکنده و گرگان
منابع تغییرات | میانگین مربعات | ||||||||||||
درجه آزادی | پروتئین گلدهی | پروتئین رسیدگی | پروتئین دانه | کلروفیل a | کلروفیل b | کلروفیل کل | |||||||
نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | نوکنده | گرگان | ||
بلوک | 2 | ns388/0 | ns224/0 | ns355/0 | ns005/0 | ns343/0 | ns504/0 | ns063/0 | ns214/0 | **104/0 | *078/0 | *126/0 | ns141/0 |
نیتروژن | 4 | **923/31 | **584/7 | **2010/9 | **620/12 | **623/23 | **396/10 | **195/0 | ns174/0 | ns030/0 | **068/0 | **565/0 | **792/0 |
فسفر | 2 | ns888/2 | *023/1 | *084/1 | *248/1 | **760/1 | *148/1 | *114/0 | ns608/0 | ns016/0 | ns0055/0 | **300/0 | **341/0 |
نیتروژن × فسفر | 8 | ns688/3 | ns298/0 | ns663/0 | ns127/0 | ns508/0 | ns223/0 | ns021/0 | ns257/0 | ns017/0 | ns019/0 | ns016/0 | ns034/0 |
خطا آزمایشی | 28 | 233/0 | 243/0 | 203/0 | 310/0 | 278/0 | 215/0 | 023/0 | 010/0 | 014/0 | 014/0 | 0309/0 | 051/0 |
ضریب تغییرات |
| 27/9 | 29/9 | 83/9 | 74/10 | 62/6 | 08/5 | 34/12 | 13/10 | 16/15 | 98/14 | 75/5 | 31/7 |
ns، * و ** به ترتیب غیره معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 و 1 درصد.
طول سنبله :براساس نتایج حاصل طول سنبله به طور معنیداری تحت تاثیر منابع تامین کننده نیتروژن و فسفر قرار گرفت (جدول 4). مقایسه میانگین اثرات اصلی بین تیمارهای مختلف کودی نشان میدهد که در نتیجه مصرف کود اوره، طول سنبله (با میانگین 93/13 سانتیمتر) نسبت به دیگر حالتها افزایش بیشتری نشان داد (جدول 5).
عملکرد بیولوژیک: جدول تجزيه واريانس دادههاي آزمايش براي عملكرد بيولوژيك حاکی از آن است که اثرات ساده و متقابل بین منابع نیتروژن و فسفر در دو مکان غیر معنیدار و اثرات اصلی نیتروژن و فسفر در دو مکان در سطح یک درصد معنیدار شد. جدول تجزیه واریانس نشان داد که اثر مکان در سطح یک درصد معنی دار شد (جدول 4). بیشترین میزان عملکرد بیولوژیک در مکان نوکنده و با توجه به اثرات اصلی تمیارها بیشترین عملکرد بیولوژیک در تیمار (33 درصد ازتوباکتر، 33 درصد آزوسپریلیوم و 33 درصد اوره) با میزان 734/11 تن در هکتار بود (جدول 5).
عملکرد دانه: نتایج تجزیه واریانس عملکرد دانه در مکان اول و دوم نشان داد که این صفت تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی منابع نیتروژن و فسفر در سطح یک درصد قرار گرفت (جدول 4). مقایسه میانگین اثرات اصلی تیمارها نشان داد که بیشترین میزان عملکرد دانه در تیمار 33 درصد ازتوباکتر، 33 درصد آزوسپیریلیوم و 33 درصد اوره با میانگین 46/5 تن در هکتار و کمترین آن در تیمار شاهد بود (جدول 3). از طرفی تجزیه واریانس مشاهدات بر اساس تجزیه مرکب آزمایش نیز نشان داد که اثر مکان و منابع نیتروژن بر عملکرد دانه معنیدار شد (جدول 3). نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان عملکرد دانه با میانگین 35/7 تن در هکتار در مکان نوکنده و تیمار حاصل از اثر متقابل 33درصد ازتوباکتر، 33 درصد آزوسپیریلیوم و33 درصد اوره با کود بیولوژیک فسفات بارور 2 بدست آمد (جدول 5).
کارایی مصرف نیتروژن: براساس جدول تجزیه واریانس (جدول 4) کارایی مصرف نیتروژن تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی (منابع تامین کننده نیتروژن) قرار گرفت. مقایسه میانگینها نشان داد که بیشترین کارایی به تیمار کودی تلقیح بذر با ازتوباکتر (12 گرم بر 100 کیلوگرم بذر) با میانیگن (0348/0) و کمترین آن به اوره (200 کیلوگرم در هکتار) با میانگین (008/0) تعلق داشت (جدول 5).
پروتئین مرحله گلدهی، رسیدگی و دانه: میزان پروتئین مرحله گلدهی، رسیدگی و دانه تحت تاثیر تیمارهای کودی در هر دو مکان قرار گرفت. نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثر منابع نیتروژن (در هر دو مکان در سطح یک درصد) و فسفر (در نوکنده در سطح یک درصد و در گرگان در سطح 5 درصد) معنیدارشد (جدول 4). مقایسه میانگین اثرات اصلی نشان داد که بیشترین میزان پروتیئن در مرحله گلدهی با میانگین 12/6 میلیگرم بر گرم وزن خشک در تیمار کود بیولوژیک آزوسپیریلیوم و کمترین آن در شاهد (عدم تیمار کودی) حاصل شد (جدول 5). نتایج حاصل از اثرات متقابل کودهای نیتروژنه و فسفره نشان داد که بیشترین میزان پروتئین در مرحله گلدهی با میانگین 50/6 گرم در مترمربع در مکان نوکنده و در اثر تقابل کود اوره (200 کیلوگرم در هکتار) و فسفات بارور 2 (12 گرم در 100 کیلو بذر) بدست آمد. کودهای نیتروژن در سطح یک درصد و کودهای فسفر در سطح 5 درصد تفاوت معنیداری بر صفت پروتئین مرحله رسیدگی بدست آمد. بیشترین میزان پروتئین مرحله رسیدگی در تیمار آزوسپیریلیوم (12گرم در 100 کیلو بذر) با میانگین 14/6 میلیگرم بر گرم وزن خشک و کمترین آن در شاهد حاصل شد (جدول 4). نتایج حاصل از اثرات متقابل نشان داد که بیشترین میزان این صفت در تیمار کود اوره و 50 درصد سوپرفسفات تریپل+ 50 درصد فسفات بارور2 بدست آمد (جدول 5).نتایج حاصل از جدول تجزیه واریانس حاکی از آن بود که اثرات اصلی برای تیمارهای نیتروژن در سطح احتمال 1 درصد و تیمارهای فسفات در سطح احتمال 5 درصد برای صفت پروتئین دانه معنیدار گردید (جدول 4). در بررسی اثرات متقابل کودهای نیتروژن و فسفر، سطوح اوره و 50 درصد سوپرفسفات تریپل+ 50 درصد فسفات بارور2 از پروتیئن دانه نسبت به سطوح دیگر برخودار بودند، که میزان آن با میانگین 31/10 میلیگرم بر گرم وزن خشک بدست آمد (جدول 5).
رنگدانههای کلروفیل: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمارهای تامین کننده نیتروژن و فسفر در سطح احتمال یک درصد بر غلظت کلروفیلa برگ معنی دار بود (جدول 4). در بین تیمارهای تامین کننده نیتروژن تیمارهای ازتوباکتر (32/1 میلیگرم بر گرم وزن تر) و ترکیب سه منبع تامین نیتروژن(30/1 میلیگرم بر گرم وزن تر) بيشترين مقدار و تیمار شاهد با میانگین (13/1 میلیگرم بر گرم وزن تر) کمترین غلظت کلروفیلa داشتند. در بین تیمارهای تامین کننده فسفر نیز تیمار کود زیستی فسفات بارور2 با میانگین (29/1 میلیگرم بر گرم وزن تر) تاثیر بیشتری در افزایش غلظت کلروفیلa داشتند(جدول 4). بررسی اثرات متقابل تیمارها نشان داد که بیشترین میزان غلظت کلروفیل a در اثرمتقابل تیمارهای کود آزوسپیریلیوم و فسفات بارور 2 با میانگین (59/1 میلیگرم بر گرم وزن تر) در مکان نوکنده حاصل شد (جدول 5).
بر اساس نتایج آزمایش اثر تیمارهای تامین کننده نیتروژن و بلوک در سطح احتمال یک درصد بر غلظت کلروفیل b برگ معنی دار بود (جدول 4). در بین تیمارهای تامین کننده نیتروژن تیمارهای کود سه منبع تامین نیتروژن و اوره، به ترتیب با 86/0 و 85/0 میلیگرم بر گرم وزن تربيشترين مقدار و تیمار شاهد با میانگین 70/0 میلیگرم بر گرم وزن ترکمترین مقدار و تاثیر را در افزایش غلظت کلروفیل b داشتند و در بین تیمارهای تامین کننده فسفر نیز تیمار کود سوپرفسفات تریپل (81/0 میلیگرم بر گرم وزن تر) و کود زیستی فسفات بارور2 (80/0 میلیگرم بر گرم وزن تر) تاثیر بیشتری در افزایش غلظت کلروفیل b داشتند، هر چند از نظر آماری تفاوت معنیداری وجود نداشت (جدول 5).
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمارهای تامین کننده نیتروژن و فسفر در سطح احتمال 1 درصد بر غلظت کلروفیل کل برگ معنی دار بود (جدول 4). در بین تیمارهای تامین کننده نیتروژن تیمارهای کود اوره و ترکیب سه منبع تامین نیتروژن، به ترتیب با 27/3 و 25/3 میلیگرم بر گرم وزن تربيشترين مقدار و تیمار شاهد با میانگین 61/2 میلیگرم در میلیلیتر کمترین تاثیر را در افزایش غلظت کلروفیل کل داشتند و در بین تیمارهای تامین کننده فسفر نیز تیمار کود زیستی فسفات بارور2 (19/3 میلیگرم بر گرم وزن تر) تاثیر بیشتری در افزایش غلظت کلروفیل کل داشتند(جدول 5).
جدول 5: جدول مقایسه میانگین اثرات اصلی تیمارهای نیتروژن و فسفر بر روی صفات مختلف گندم
تیمار | سطح | ارتفاع بوته (سانتیمتر) | سطح برگ (مترمربع) | تعداد سنبله (در هکتار) | تعداد دانه در سنبله (در مترمربع) | وزن هزار دانه (گرم) | طول سنبله (سانتیمتر) | عملکرد بیولوژیک (تن در هکتار) | عملکرد دانه (تند در هکتار) | کارایی مصرف نیتروژن (کیلوگرم بر کیلوگرم) |
مکان | نوکنده | a18/104 | a23/7 | a5061478 | a14/34 | a32/28 | a60/13 | a81/13 | a66/5 | a0179/0 |
گرگان | b34/83 | b19/4 | b3843611 | b78/33 | a01/29 | a66/13 | b73/8 | b46/4 | b0173/0 | |
منابع نیتروژن
| ازتوباکتر | a09/94 | a02/6 | ab4534917 | a87/34 | ab09/28 | ab60/13 | a525/11 | ab19/5 | a0348/0 |
آزوسپیریلیوم | a87/95 | ab50/5 | bc4087667 | a83/34 | ab35/29 | ab51/13 | a535/11 | bc79/4 | b023/0 | |
اوره | a66/92 | a81/5 | a4665889 | a78/35 | b55/27 | a93/13 | a734/11 | ab29/5 | c008/0 | |
ترکیب سه منبع | a84/95 | a10/6 | a5000778 | a35/35 | ab16/28 | a83/13 | a990/11 | a46/5 | b022/0 | |
شاهد | b35/90 | b11/5 | c3973472 | b73/30 | a16/30 | b28/13 | b588/10 | c56/4 | d000/0 | |
LSD05/0 | 56/2 | 44/0 | 153160 | 36/1 | 85/1 | 32/0 | 46/0 | 178/0 | 0074/0 | |
منابع فسفر | سوپرفسفات ترپیل | a78/93 | a73/5 | a4444817 | a95/33 | a04/29 | a70/13 | a33/11 | a01/5 | - |
فسفات بارور2 | a96/93 | ab66/5 | a4434100 | a66/34 | a31/28 | a60/13 | a33/11 | a08/5 | - | |
ترکیب دو منبع | a55/93 | a74/5 | a4478717 | a34/34 | a64/28 | a56/13 | a14/13 | a08/5 | - | |
LSD05/0 | 98/1 | 34/0 | 118637 | 05/1 | 43/1 | 24/0 | 35/0 | 13/0 | - |
وجود حروف متفاوت در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنیدار توسط آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد میباشد
بحث
براساس نتایج این پژوهش خصوصیات مورفولوژیک و عملکردی گندم (رقم مرواید) تحت تاثیر تیمارهای مختلف کود زیستی و شیمیایی قرار گرفته است. بیشترین ارتفاع بوته (84/95 سانتیمتر) از کاربرد کود زیستی آزوسپیریلیوم بهدست آمد، هرچند نسبت به منابع تامین کننده کودی نیتروژن تفاوتی نداشت ولی نسبت افزایش چشمگیری داشت. اصولا علت افزایش ارتفاع در اثر کاربرد اوره را میتوان به اثر تشدید کنندگی نیتروژن در رشد رویشی و تقسیمات سلولی در اندام گیاه بهخصوص
ادامه جدول 5: جدول مقایسه میانگین اثرات اصلی تیمارهای نیتروژن و فسفر بر روی صفات مختلف گندم
تیمار | سطح | پروتئین گلدهی (میلیگرم بر گرم وزن خشک) | پروتئین رسیدگی (میلیگرم بر گرم وزن خشک) | پروتئین دانه (میلیگرم بر گرم وزن خشک) | کلروفیل a (میلیگرم بر گرم وزن تر) | کلروفیل b (میلی گرم برگرم وزن تر) | کلروفیل کل (میلیگرم بر گرم وزن تر) |
مکان | نوکنده | a20/5 | b59/4 | b97/7 | a25/1 | a78/0 | a05/3 |
گرگان | a31/5 | a18/5 | a13/9 | a25/1 | a80/0 | a09/3 | |
منابع نیتروژن
| ازتوباکتر | b32/5 | b66/4 | b86/8 | a30/1 | b73/0 | a17/3 |
آزوسپیریلیوم | c83/4 | c09/4 | c41/7 | a21/1 | a82/0 | b04/3 | |
اوره | a12/6 | a14/6 | a84/9 | a32/1 | a85/0 | a27/3 | |
ترکیب سه منبع | a07/6 | a87/5 | a74/9 | a30/1 | a86/0 | a25/3 | |
شاهد | d92/3 | d64/3 | c90/6 | b13/1 | b70/0 | c61/2 | |
LSD05/0 | 32/0 | 33/0 | 33/0 | 47/6 | 08/0 | 13/0 | |
منابع فسفر | سوپرفسفات ترپیل | b01/5 | b62/4 | ab55/8 | a21/1 | a81/0 | a11/3 |
فسفات بارور2 | a49/5 | b62/4 | b24/8 | a29/1 | a80/0 | a19/3 | |
ترکیب دو منبع | ab27/5 | a18/5 | a86/8 | a25/1 | a76/0 | b91/2 | |
LSD05/0 | 25/0 | 26/0 | 25/0 | 01/5 | 06/0 | 10/0 |
وجود حروف متفاوت در هر ستون نشان دهنده اختلاف معنیدار توسط آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد میباشد
ساقه نسبت داد و اشاره کرد که در نتیجه وزن برگ و ساقه افزایش مییابد. همچنین انتظار میرود مواد فتوسنتزي بیشتري توسط گیاه تولید شود که این مواد شرایط مناسبی را براي طویل شدن ساقه فراهم میکند (Normahamadi et al., 2000). Shaalan (2005) نیز نشان داد که تلقیح بذر سیاهدانه با کودهاي زیستی نظیر آزوسپیریلوم، ازتوباکتر و سودوموناس باعث بهبود خصوصیات رشدي گیاه، نظیر ارتفاع گیاه شده است، که علت اصلی این امر افزایش جذب مواد غذایی توسط گیاه بوده است. نتایج این پژوهش با یافتههایPoonia وDhaka (2012) مطابقت دارد. Ahmad baba و همکاران (2018) نیز گزارش کردند که بیشترین ارتفاع گیاه در اثر ترکیب کود زیستی ازتوباکتر + باکتری حل کننده فسفات + ترکیب NPK بدست آمد که به طور قابل توجهی بیشتر از شاهد بود. آنها دلیل آنرا تولید محتوای کلروفیل بیشتر در تلقیح با نیتروژن، و افزایش تولید تنظیم کنندههای رشد گیاه توسط باکتریها در ریزوسفر بیان کردند که توسط ریشه جذب میشوند.
تیمار ترکیب مساوی سه منبع تامینکننده نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر+ 33 درصد آزوسپیریلیوم+ 33 درصد اوره) بیشترین تعداد برگ را داشت. نيتروژن از اصليترين عناصرتشكيلدهنده ساختمان بافت گياه و يكي از اجزاي مهم تشكيلدهنده بسياري از مولكولهاي مهم ازجمله پروتئينها،اسيدهاي نوكلئيك، برخي هورمونها، كلروفيل و انواع ديگري ازمواد سازنده اوليه و ثانويه گياهان است، بنابراين؛ كاربرد مقاديركافي نيتروژن باعث بهبود رشد رويشي گياه شده و شاخص سطح برگ را افزايش ميدهد (Imam and Niknejad, 2010).در پژوهشيمشخص شد كه سطح برگ در بوتههاي كلزاي تلقيح شده با سويههاي ازتوباكتر بهطور معنيداري افزايش يافت، اين اثرات ميتواند بهواسطه تأثير ازتوباكتر بر افزايش ميزان نيتروژن قابل استفاده براي گياهو هورمونهاي گياهي باشد كه منجر به افزايش سطح برگ و عملكرد گياه ميشود (Zaied et al., 2003). Biariو همكاران (2011) در گياه ذرت و Zaied و همكاران (2007) در گياه چغندرقند اعلام كردند كه كاربرد مايه تلقيح ازتوباكتر وآزوسپيريلوم بر سطح برگ تأثير معنيداري داشته است. بررسي هاي Cakmakciو همكاران (2007) نشانداد كه سطح برگ گندم در اثر تلقيح با باكتريهاي افزايندهرشد 8/28 تا 2/45 درصد با توجه به نوع باكتري افزايشمييابد و به تبع آن شاخص سطح برگ افزايش مييابد.
بیشترین تعداد سنبله در هکتار (با میانگین 5000778) در تیمار ترکیب مساوی سه منبع تامین کنندهی نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر+ 33 درصد آزوسپیریلوم+ 33 درصد اوره) مشاهده شد.مصرف مناسب کودهاي شیمیایی اوره، باکتري ازتوباکترکروکوم و آزوسپیریلیوم از طریق فراهم آوردن جذب بیشتر موادغذایی سبب افزایش میزان فتوسنتز گردیده که این مسئله در نهایت به افزایش تعداد سنبله در مترمربع و میزان گلدهی میانجامد (Moradi, 2009). Azadi و همکاران (2012) نتیجه گرفتند که مصرف کود زیستی بر پارامترهاي اندازهگیري شده شامل عملکرد دانه، تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و ارتفاع بوته گندم دوروم اثر آماري معنی داري داشت. Khosravi و Mahmodi (2012) نیز گزارشدادند که تعداد و وزن سنبلههاي گندم در اثر مصرف همزمان باکتري و ماده آلی به مراتب بیشتر از مایه تلقیح به تنهایی بوده است.
افزایش تعداد دانه در سنبله در تیمار کودهای زیستی (ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم) نسبت به شاهد و در حالیکه از نظر آماری تفاوت معنیداری با کود اوره و ترکیب سه منبع نیتروژن نداشت و این موضوع توانایی کودهاي زیستی را در استفاده از سطوح مختلف کود شیمیایی بیان میکند که میتواند در سطح معینی از کود شیمیایی تعداد دانه قابل قبولی تولید کند. ایندول استیک اسید در کنار سیتوکینین که توسط کودهاي زیستی تولید میشوداز طریق رشد ریشههاي جانبی و افزایش وزن برگ و ریشه سبب افزایش مواد پرورده شده که به نوبه خودباعث افزایش رشد رویشی و افزایش سهم اندامهاي زایشی از جمله تعداد دانه در سنبله میگردد.Sujatha و همکاران (2008) گزارش کردند که مصرف توأم کودهاي آلی و زیستی نسبت به مصرف جداگانه آنها، با تأمین بهتر عناصر غذایی و در کنار بهبود ویژگیهاي فیزیکی خاك، شرایط را براي افزایش جذب این عناصر، بهبود تولید و عرضه مواد پرورده به بلال به عنوان اصلیترین مخزن گیاه فراهم میآورد. Soleimanzade و همکاران (2010) نقش باکتریهای محرک رشد را در گیاه آفتابگردان در آزمایشهاي خود مثبت ارزیابی کردند بهطوريکه استفاده از باکتريهاي محرك رشد سبب افزایش 7 درصدي تعداد دانه در طبق نسبت به تیمار عدم تلقیح شد. این موضوع توانایی کودهاي زیستی را در استفاده از سطوح مختلف کود شیمیایی بیان می کند که میتواند در سطح معینی از کود شیمیایی نیز تعداد دانه قابل قبولی تولید کند.ایندول استیک اسید در کنار سیتوکینین که توسط ازتوباکتر تولید میشود از طریق رشد ریشههاي جانبی و افزایش وزن برگ و ریشه سبب افزایش مواد پرورده شده که به نوبه خود باعث افزایش رشد رویشی و افزایش سهم اندامهاي زایشی از جمله تعداد دانه در سنبله میگردد.
نتایج تجزیه واریانس برای وزن هزار دانه حاکی از آن است که اثرات ساده تیمارهای کودی نیتروژن و فسفر معنیدار نشد.وزن هزار دانه يكي از مهمترين اجزاي عملكرد ميباشد كه نشاندهنده اختصاص بيشتر مواد فتوسنتزي به دانههاست. علاوه بر اين وزن هزار دانه يك صفت ژنتيكي بوده كه در واريتههاي مختلف فرق دارد و مقدار آن متأثر از شرايط دوران رسيدگي نيز ميباشد. شرايط محيطي ممكن است موجب تغييراتي بين 20 تا 30 درصد در وزن هزار دانه شوند (Kochaki and Sarmadnya, 2000).
مقایسه میانگین اثرات اصلی بین تیمارهای مختلف کودی نشان میدهد که در نتیجهمصرف کود اوره، طول سنبله (با میانگین 93/13 سانتیمتر) نسبت به دیگر حالتها افزایش بیشتری نشان داد که با نتایج Hosseini و همکاران (2011)مطابقت دارد. بهدلیل مصرف مقدار بیشتر کود اوره رشد و نمو گندم نیز افزایش خواهد یافت و گیاه قادر خواهد بود تعداد سنبلچه بیشتري را در سنبله تولید نماید و در نتیجه با افزایش تعداد سنبلچه طول سنبله نیز بیشتر خواهد شد (Soughi et al., 2009). در تحقیق دیگر، تأثیر منابع مختلف مصرف نیتروژن بر عملكرد و اجزاء عملكرد گندم بیشترین طول سنبله در تیمار مصرف 150 کیلوگرم در هكتار کود اوره بود (Seyedi and Rezvani moghaddam, 2011).
در مطالعه حاضر بیشترین عملکرد بیولوژیک با میانگین 73/11 تن در هکتار در تیمار ترکیب مساوی سه منبع تامین کننده نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر، 33 درصد آزوسپریلیوم و 33 درصد اوره) حاصل شد. رهاسازي عناصر غذایی در اثر تجزیه مواد آلی به وسیله ریزجانداران خاك مرتبط دانست که به همراه نیتروژن کافی باعث میشود گیاه گندم با تغذیه بهتر، ماده خشک تجمع یافته در اندام هوایی خود را افزایش دهد. مواد آلی از طریق بهبود فعالیتهاي فیزیکی و شیمیایی خاك نیز میتوانند عملکرد بیولوژیک را افزایش دهند. احتمالاً یکی از دلایل دیگري که ازتوباکتر در حضور کود دامی اثر بهتري بر عملکرد بیولوژیک دارد این است که، این باکتري از گروه باکتريهاي هتروتروف میباشد که براي رشد و فعالیت نیاز به منابع ساده کربنی دارد و در حضور ماده آلی، این مهم محقق میشود. بنابراین باکتري در این شرایط رشد و تکثیریافته و با تولید متابولیتهاي مختلف و تثبیت نیتروژن بر عملکرد بیولوژیک مؤثر است (Khosrani and Mahmoodi, 2012). در آزمایشیGolchin و همکاران (2003) گزارش نمودند، مصرف کودهاي زیستی باعث افزایش عملکرد دانه و بیولوژیک گندم گردید. Moradi و همکاران (2010) نیزگزارش کردند، تیمار کود زیستی در مقایسه با تیمار عدم تلقیح با کود زیستی موجب افزایش عملکرد بیولوژیک در گیاه گندم گردید.
نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثرات اصلی نشان داد که بیشترین میزان عملکرد دانه در تیمار سه ترکیب مساوی از منابع تامین کننده نیتروژن با میانگین 46/5 تن در هکتار و کمترین آن در تیمار شاهد حاصل شد.افزايش عملكرد دانه گندم تحت تأثير كودهاي بيولوژيك حلكنندهي فسفر و باكتريهاي تثبيتكنندهي نيتروژن نيز توسط Kumarو همكاران (2007) و Shaharoona و همكاران (2006) گزارش شده است.Pandey و همكاران (1998)نيز گزارش كردند كه تلقيح باكتريهايAzotobzcter chrooccum و Azospirillum spp. با ذرت سبب افزايش رشد و عملكرد آن گرديده است.
تلقیح بذر با باکتريهاي محرك رشد کارایی مصرف نیتروژن را به طور معنیداري نسبت به عدم تلقیح افزایش داد. Manske و همکاران (2000) دریافتند که استفاده از مایه تلقیح ازتوباکتر با افزایش طول و تراکم ریشهها موجب افزایش کارایی مصرف نیتروژن و عملکرد دانه گندم میگردد. Yazdani و همکاران (2011) در ارزیابی باکتريهاي محرك رشد و کودهاي نیتروژنه و فسفره بر ذرت گزارش کردند که کارایی مصرف کود نیتروژن دار با کاهش 50 درصد از کود نیتروژندار و مصرف کامل کود فسفره به همراه کودهاي بیولوژیک (PGPR)به طور معنیداري نسبت به شاهد بدون تلقیح (NPK) افزایش مییابد. به نظر میرسد براي صرفه جویی و افزایش کارایی مصرف کودهاي نیتروژندار، استفاده ازباکتريهاي محرك رشد که تثبیت کننده نیتروژن بوده و میتوانند در طول رشد گیاه، نیتروژن را تثبیت و در اختیار گیاه قرار دهند، امري ضروري باشد (Zaiedi et al., 2007؛ Zahir et al., 2004). باکتريهاي محرك رشد با تغییر در اندازه و مورفولوژي ریشهها به دلیل افزایش توانایی ریشهها در دسترسی به حجم وسیعتر خاك، افزایش قابلیت استفاده از جذب عناصر غذایی و آب در نهایت منجر به افزایش کارایی زراعی مصرف کود و عملکرد بیشتر خواهد شد (Zahir et al., 2004).
میزان پروتئین مرحله گلدهی، رسیدگی و دانه تحت تاثیر تیمارهای کودی قرار گرفت. با توجه به این نکته که کود نیتروژنه (بیولوژیک و شیمیایی) از جمله مهمترین عناصر مؤثر در افزایش درصد نیتروژن دانه است، بهنظر میرسد که افزایش کاربرد کود نیتروژن، تجمع این عنصر در دانه و همچنین کل گیاه را افزایش می دهد. از طرف دیگر نیتروژن موجود در دانه از مهم ترین عناصر در تشکیل آمینواسیدهاست که این وضعیت در نهایت، به افزایش درصد پروتئین دانه منجر میشود (Hosseini et al., 2012). در واقع با افزایش قابلیت دسترسی به نیتروژن، درصد پروتئین دانه افزایش مییابد (Ghani et al., 2000). کودهاي بیولوژیک، کارایی تنظیمکنندگی رشد، فعالیت فیزیولوژیک و متابولیسمی را در گیاه افزایش دادهاند و منجر به بهبود رشد گیاه و افزایش ماکرومولکولها میشود (RamRao et al., 2007). کودهاي نیتروژنه مقدار واردات نیتروژن از قسمتهاي رویشی به دانه را افزایش داده و موجب افزایش غلظت نیتروژن دانه و درصد پروتئین آن میشود (Patwardhan and Yasari, 2007).
کاربرد کودهای بیولوژیک به علاوه کود شیمیایی تاثیر مثبت و معنیداری را بر میزان کلروفیل برگ گندم نشان داد. کاربرد کودهای بیولوژیک ممکن است از طریق افزایش قابلیت دسترسی به عناصر غذایی و گسترش ریشه موجب افزایش جذب عناصر غذایی نیتروژن و منیزیم گردیده و در نتیجه موجب افزایش میزان کلروفیل برگ شود. محتوای کلروفیل تاثیر مثبتی از تلقح با میکروارگانسیمها میپذیرد که بخشی از آن ناشی از افزایش دسترسی به عناصر غذایی در نتیجه گسترش ریشه میباشد و بخشی ناشی از افزایش تثبیت نیتروژن بوسیله باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن است (Kaur Gosal et al., 2012). مصرف کودهای نیتروژنه نیز از طریق افزایش غلظت نیتروژن در گیاه موجب افزایش کلروفیل گیاه میشوند. Hari و Srinivasan (2005) بیان نمودند تلقیح آزوسپیریلیوم و ازتوباکتر با کاربرد 100درصد اوره به طور معنیداری کل کلروفیل را در مقایسه با تیمارهای شاهد در برگهای نیشکر در فواصل زمانی (20، 40 و 60 روز) منظم افزایش داد. Majeed و Ali (2011) گزارش نمودند کاربرد کودهای بیولوژیک به تنهایی یا در ترکیب با کودهای شیمیایی موجب افزایش محتوای کلروفیل و بهبود خصوصیات رشد گیاه شد.
نتیجهگیری نهایی
بهطورکلی، نتایج پژوهش نشان داد که کاربرد کودهای زیستی میتواند در افزایش عملکرد و بهبود ویژگیهاي رشدي گندم مؤثر باشد. کود شیمیایی اوره داراي تحرك بالایی بوده و از طرق مختلف از دسترس ریشه خارج میگردد وهمچنین کاربرد بیرویه کودهاي شیمیایی سبب آلودگی آبهاي زیرزمینی میشود، چون در این پژوهش تیمار مصرفترکیب مساوی سه منبع تامین کننده نیتروژن (33 درصد ازتوباکتر+ 33 درصد آزوسپیریلوم + 33 درصد اوره) داراي عملکرد و اجزاي عملکرد بالا توصیه میشود که با کاهش میزان مصرف کود شیمیایی نیتروژن و استفاده از کودهاي زیستی میتوان به عملکرد مناسبی دست یافت. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، کاربرد کودهاي زیستی مناسب، می تواند در افزایش عملکرد، بهبود ویژگیهاي رشدي گیاه گندم و کاهش کود شیمایی مؤثر باشد. بنابراین میتوان با استفاده 33 درصد کود شیمیایی اوره توصیه شده به علاوه تلفیق ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم در کاهش مصرف کود صرفهجوییو به عملکرد مناسبی در گندم دست یافت.
Reference
Ahmad Baba, Z., Tahir, S., Shafiq Wani, F., Hamid, B., Nazir, M. and Hamid, B. (2018). Impact of Azotobacter and Inorganic Fertilizers on Yield Attributes of Tomato. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 7(02): 3803-3809.
Ahmadi Vavsari, F. (2009). Effect of phosphate solubilizing microorganisms and Thiobacillus on yield and yield components of sesame (Sesamum indicum L.). MSc Thesis in Agronomy. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University.
Arzanesh, M.H., Alikhani, H.A., Khavazi,K., Rahimian, H.A. and Miransari,M. (2010). Wheat (Triticum aestivumL.) growth enhancement by Azospirillum sp. Under drought stress. World Journal ofBiotechnology. 26: 101-109.
Azadi, P., Siadat, SA, Naseri, R., Suleimanifard, A. and Mirza, R. (2010). Application of Nitrogenous Biological and Chemical Fertilizers in Durum Wheat Cultivars. Journal of Crop Ecophysiology. 7 (2): 146 -129.
Biari, A., Gholami, A. and Rahmani, H. (2011). Effect of Different plant growth promotion bacteria (Azotobacter, Azospirillum) on growth parameters and Yield of maize. Journal of Water and Soil. 25: 1-10.
Cakmakci, R., Erat, M., Erdoman, U.G. and Donmez, M.F. (2007). The influence of PGPR on growth parameters, antioxidant and pentos phosphate oxidative cycle enzymes in wheat and spinach plants. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 170: 288-295.
Delvasto, P., Valverde, A., Ballester, Amunoz, J. A., Gonzalez, F., Blazquez, M., Ligul, J.M. and Balbo, C.G. (2008). Diversity and activity of phosphate bioleaching bacteria from a high-phosphorus iron ore. Hydrometallurgy. 92:124-129.
Ghani. A., Hussain, M. and. Hassan, A. (2000). Interactive effect of nitrogen and water stress on leaf area of sunflower. Pakistan Journal of Biological Sciences. 13(1): 989-990.
Gholami, A., Shahsavani, S. and Nezarat, S. (2009). The Effect of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on germination, seedling growth and yield of maize. World Academy of Science, Engineering and Technology. 49: 19-24.
Golchin, A., Radaie, M. and Malakoti, M.J. (2004). Use of cover crop to improve soil fertility and increase yield. Balanced Wheat Nutrition (Proceedings). Karaj Agricultural Education Publication. 544 pp.
Goodroad, L.L. and Jellum, M.D. (1998). Effect of nitrogen fertilizer rate and soil plot on nitrogen use efficiency in corn. Plant and Soil. 106: 85-89.
Hafeez, F.Y., Safdar, M.E., Chaudry, A.U. and Malik, K.A. (2004). Rhizobial inoculation improves seedlingemergence, nutrient uptake and growth of cotton. Australian Journal of ExperimentalAgriculture44: 617-622.
Hari, K. and Srinivasan, T.R. (2005). Response of sugarcane varieties to application of nitrogen fixing bacteria under different nitrogen levels. Sugar Tech. 7(2): 28–31.
Hosseini, R., Galeshi, S., Soltani, A., Kalat, M. and Zahed, M. (2013). Effect of nitrogen fertilizer on labor characteristics of nitrogen consumption in wheat cultivars (Triticum aestivum L.). Iranian Journal of Agricultural Research. 18(1): 300-308.
Ilyas, N. and Baho, A. (2010).Azospirillum strains isolated from roots and rhizosphere soil of wheat (Triticumaestivum L.) grown under different soil moisture conditions. Biology and Fertility of Soils. 46: 393-406.
Imam, U. and Niknejad, M. (2010). Introduction to the physiology of crop yield. Shiraz University Press. pp. 571.
Kader, M.A. (2002). Effects of Azotobacter inoculant on the yield and nitrogen uptake by wheat. Journal of Biological Sciences. 2: 259-261.
Kannayan, S. (2002). Biofertilizers for sustainable crop production. Biothecnology of biofertilizers. Ed., Kannayan, Narosa Publishing House, New Delhi, India. pp:9-49.
Kapulink, Y., Sarig, N.I. and Okon,Y. (1983). Effects of Azospirillum inoculation on yield of field grow wheat. Canadian Journal of Microbiology. 20: 895-899.
Kaur Gosal, S., Kalia, A., Uppal, S.K., Kumar, R., Singh Walia, S., Singh, K. and Singh, H., (2012). Assessing the benefits of Azotobacter bacterization in sugarcane: a field appraisal. Sugar Tech. 14(1):61–67.
Khosravi, E. and Mahmoudi, H. (2012). Effect of Azotobacter inoculum with animal manure on dry wheat wheat growth. Journal of Soil Management and Sustainable Production. 2 (3): 219 -205.
Kocheki, A. and Sarmadnya, A. (1380). Crop Physiology. fourth edition. Mashhad Academic Publications. pp. 389.
Kumar, B., Trivedi, P. and Pandey, A. (2007). Pseudomonas corrugates: A suitable bacterial inoculant for maize grown under rain fed conditions of Himalayan region. Soil Biology and Biochemistry. 39: 3093-3100.
Kumutha, K., Sempaualan, J. and Krishnan, P.S. (2004). Effect of insoluble phosphate and dual inoculation on soybean. In: Kannaryan, S., Kumar, K., Gouidarajan, K. (eds.), Biofertilizer, pp: 354-358.
Majeed, k. and Ali, S. (2011). Effect of foliar application of NPK on some growth characterers of tow cultivars of roselle (Hibiscus sabdariffa L.). American Journal of Plant Physiology. 6(4):220-227.
Mehnaz, S. and Lazarovits, G. (2006). Inoculation effects of Pseudomonas putida, Gluconacetobacter azotocaptans and Azospirillum lipoferum on corn plant growth under greenhouse conditions. Microbial Ecology. 51: 326-335.
Mirzaei, M.A. and Maleki, A. (2007). Evaluating the effect of phosphate biofertilizer and different phosphate fertilizer on yield and yield components of wheat. In: Proceedings of 10th Soil Science Conference. Karaj, Iran, pp.157.
Mohsennia, O. and Jalilian, J. (2012). Effect of drought and fertilizer resources on yield and its components of safflower (Carthamus tinctorious L.). Journal of Agroecology. 4(3): 235-245.
Moradi, M., Siadat, SA, Khawazi, K., Naseri, R., Maleki, AS. and Mirza, R. (2010). The effect of phosphorus and chemical fertilizers application on quantitative and qualitative traits of spring wheat. Journal of Crop Ecophysiology. 5 (18): 66-51.
Nour Mohammadi, A.H., Siadat, A.S. and Kashani, A.S. (2001). Cereal Agriculture. Volume I of Shahid Chamran University Publications.
Pandey, A., Sharma, E. and Palni, L.M.S. (1998). Influence of bacterial inoculation on maize in upland farming systems of the Sikkim Himalaya. Soil Biology and Biochemistry. 30: 379-384.
RamRao. D.M., Kodandaramaiah, J. and Reddy. MP. (2007). Effect of VAM fungi and bacterial bio fertilizers on mulberry leaf quality and silkworm cocoon characters under semiarid conditions. Caspian Journal Environment Science. 5(2): 111-117.
Rashidi, Z., Zare, M.J., Rajali, F., Ashraf Mehrabi, AS. (2011). Effect of tillage and combination of bio fertilizers and chemical fertilizers on the quantitative and qualitative yield of bread wheat and soil biological activity under rainfed conditions, Electronic Journal of Crop Production. 14: 189-202.
Saravi, S.H. and Pirdasti, H. (2013). Estimation the application of PGPR and PSM on yield and its components of wheat (N80 cultivar) at different levels of N and under greenhouse condition. Iranian Journal of Field Crops Research. 10(4): 681-689.
Shaalan, M.N. (2005). Influence of biofertilizers and chicken manure on growth, yield and seeds quality of (Nigella sativa L.) plants. Egyptian Journal of Agricultural Research. 83: 811-828.
Shaharoona, B., Arshad, M., Zahir, A. and Azeem, K. (2006). Performance of maize (Zea mays L.) in the presence of nitrogenous fertilizer. Soil Biology and Biochemistry. 38: 2971-2975.
Singh, R., Singh, R.K., Jain, K.P. and Narula,P. (2004). Performance and gone effects for wheat yield under inoculation of Arbuscular Mycorhize Fungi and Azotobacterchroococcum Haryana Agricultural University. Plant, Soil and Environment. 50(9): 409-415.
Soleimanzadeh, H., Habibi,D., Ardakani,M.R., Paknejad,F. and Rejali, F. (2010). Response of sunflower (Helianthus annuus L.) to inoculation with Azotobacter under different nitrogen levels. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences. 7 (3): 265-268.
Sujatha, M.G., Lingaraju, B.S., Palled, Y.B. and Ashalath, K.V. (2008). Importance of integrated nutrient management practices in maize under rain fed condition. Journal Agriculture Sciences 21: 334-338
Wu, S.C., Caob, Z.H., Lib., Z.G., Cheunga, K.C. and Wong, M.H. (2005). Effects of biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizers and AM fungi on maize growth: a greenhouse trial. Geoderma. 125: 155–166.
Yazdani, M., Bagheri, H. and Ghanbari-Malidarreh, A. (2011). Investigation the effect of biofertilizers, phosphate solubilization microorganisms (PSM) and plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on improvement of quality and quantity in corn (Zea mayz L.). Advances in Environmental Biology. 5(8): 2182-2185.
Yazdani, M., Pirdashti, H., Esmaeili, M.A. and Bahmanyar, M.A. (2010). Effect of inoculation phosphate solubilization microorganisms (PSM) and plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on nutrient use efficiency in corn (Zea mays L.) cultivation. Electronic Journal of Crop Production. 3(2): 65-80.
Zahir, A.Z., Arshad, M. and Frankenberger, W.F. (2004). Plant growth promoting rhizobacteria: applications and perspectives in agriculture. Advances in Agronomy. 81: 97-168.
Zaied, K.A., Abd El-Hady, A.H., Afify Aida, H. and Nassef, M.A. (2003). Yield and nitrogen assimilation of winter wheat inoculated with new recombinant inoculants rhizobacteria. Pakistan Journal of Biological Science. 6: 4. 344-358.
Zaied, K.A., Abd El-Hady, A.H., Shrief, A.E., Ashour, E.H. and Nassef, M.A. (2007). Effect of horizontal DNA transcienfer in Azospirillum and Azotobacter strain on biological and biochemical traits of non-legume plants. Journal of Applied Sciences Research. 3(1): 73-86.
Lichtenthaler, H.K. and Wellburn, A. )1983(.Determination of total carotenoids andchlorophylls a and b of leaf extracts indifferent solvents. Bioch. Soc. Trans. 603:591–592.
Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L.and Randall, R.J.)1951(. Proteinmeasurement with the Folin phenolreagent. Journal of BiologicalChemistry, 193(1): 265-275.
Parvane, V. (2005). Food qualitative control and chemical experiments. Tehran Univ. Press. PP.332.
