Evaluation of changes in nitrogen, zinc, and potassium sources and their combined application on some growth factors and physiological traits of maize (Zea mays L.) cultivar single cross 704

Subject Areas : Genetic

Tahereh Tavan ¹ , Mohammadali Rezaei ² , Mehrali Mahmod Janlou ³

1 - Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran.
2 - Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran.
3 - Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran.

Received: 2021-08-27 Accepted : 2021-11-21 Published : 2024-03-20

Keywords: Corn, Potassium, Silk, Nitrogen, Zinc,

Abstract :

In order to evaluate the changes resulted from the sources of nitrogen, zinc, and potassium and their simultaneous application on some morphophysiological traits of single cross 704 hybrid maize, a randomized complete block design with four replications was done in the spring and summer of 2019 in Golestan province, the Katoul farm. Treatments included nitrogen (N), potassium (P), and zinc (Z) fertilizers and combined application of nitrogen+potassium(NP), nitrogen+zinc(NZ), potassium+zinc (PZ) and nitrogen+potassium+ zinc (NPZ) with control. The results showed the traits were affected by fertilizer sources significantly (p≤ 0.01). The highest 1000-seed weight was observed in N treatment and simultaneous application of fertilizers. The highest yield was obtained in NPZ treatment. The highest amount of chlorophyll a was obtained in P and NPZ treatments. The highest amount of chlorophyll b and total chlorophyll was obtained in P treatment. The highest grain yield and plant dry weight were in NPZ treatment and the highest ear length and leaf protein were in PZ and NPZ treatments, and the highest grain protein were in NZ and NPZ treatments. The highest content of soluble leaf sugars was observed in Z treatment application, and the highest amount of silk soluble sugars in P treatment and the highest levels of granular soluble sugars were observed in N and P and NPZ treatments.

References:

Abdel-Motagally, F. M. F. and El-Zohri, M. (2016). Improvement of wheat yield grown under drought stress by boron foliar application at different growth stages. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 17: 178-185.
Adeli, S. Khorgami, A. and Rafiee, M.) 2012(. The effect of Zinc sulfate on Yield and qualitative characteristics of varieties of soybean Khorramabad climate. The quarterly Academic Journal of Crop Physiology – Islamic Azad University Ahvaz. 3 (10): 21-31.
Arnon, D.J. (1956). Chlorophyll absorption spectrum and quantitative determination. Biochemical and Biophysical Acta, 20: 449-461.
Ayad, H.S., Reda, F. and Abdalla, M.S.A.)2010(. Effect of putrescine and zinc on vegetative growth, photosynthetic pigments, lipid peroxidation and essential oil content of geranium (Pelargonium graveolens L.). World Journal of Agricultural Sciences, 6: 601-608.
Azeem, K., Shah, S., Ahmad, N., Shah, S. T., Khan, F., Arafat, Y., Naz, F., Azeem, I. and Ilyas, M. )2015(. Physiological indices, biomass and economic yield of maize influenced by humic acid and nitrogen levels. Russian Agricultural Sciences, 41:115-119.
Babaei, K., Sharifi, R.S., Pirzad, A. and Khalilzadeh, R. (2017). Effects of bio fertilizer and nano Zn-Fe oxide on physiological traits, antioxidant enzymes activity and yield of wheat (Triticum aestivum L.) under salinity stress. Journal of Plant Interactions.12:381–389.
Borowiak, K., Gasecka, M., Mleczek, M., Dabrowski, J., Chadzinikolau, T., Magdziak, Z., Golinski, P., Rutkowski, P. and Kozubik, T. (2015(.Photosynthetic activity in relation to
chlorophylls, carbohydrates, phenolics and growth of a hybrid Salix purpurea × triandra × viminalis 2 at various Zn concentrations. Acta Physiologiae Plantarum 37: 155
Bouis, H. and Islam, Y. (2011). Biofortifiction: Leveraging agriculture to reduce hidden hunger. 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World. 35: 456-589.
Cambouris, A. N., Ziadi, N., Perron, I., Alotaibi, K. D., St. Luce, M. and Tremblay, N. (2016). Corn yield components response to nitrogen fertilizer as a function of soil texture. Canadian Journal of Soil Science, 96(4):386-399.
Chakraborty, K., Bhaduri, D., Meena, H. N. and Kalariya, K. (2016). External potassium (K+) application improves salinity tolerance by promoting Na+-exclusion, K+- accumulation and osmotic adjustment in contrasting peanut cultivars. Plant Physiology and Biochemistry, 103: 143-153.
FAO, http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/visualize, 2017.
Gelder, H. V. and Van-gelder, H. H. M. )2006(. Influence of potassium fertilizer application level on oil production and quality in Mentha piperita L. Applied- Plant Science, 2 (2): 68-71.
Ghofran Maghsud, S., Mobasser, H. R. and Fanaei. H. R. (2014). Effect of foliar application and time foliar application microelements (Zn, Fe, Mn) on safflower. Applied Sciences, 3 (4): 396-399.
Grassini, P., Specht, J.E., Tollenaar, M., Ciampitti, I. and Cassman, K. (2015). Chapter 2 – High-yield maize–soybean cropping systems in the US Corn Belt. Crop Physiology (Second Edition). 17-41.
Jahani, R., Hassani, A. and Samadi, A.(2018). Effect of foliar application of urea, aspartic acid and glutamic acid on growth, physiological andbiochemical characteristics of Anise hyssop(Agastache foeniculum). Applied Soil Research, 5 (2): 95 – 107.
Jamsom, M., Galeshi, S.M.H., Pahlavani, D. and Zeinali, E. ( 2009). Evaluation of zinc foliar application on yield components, grain yield and grain quality of tow soybean cultivar in summer cultivation. Journal Plant Product. 16(1): 17-28.
João, C.M., Barreira., Isabel C.F.R. Ferreira, M., Beatriz, P.P., Oliveira, J. and Alberto, P. (2013). Antioxidant activity and bioactive compounds of ten Portuguese regional and commercial almond cultivars. Food and Chemical Toxicology. 46: 2230–2235.
Kafi, M.,Borzoee,A.,Salehi,M.,Kamandi,A.,Masoumi, A. and Nabati, J. (2009). Physiology of Enviromental Stresses in Plants (translated). Iranian Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR) Press, Mashhad, Iran
Kanayama, Y. and Kochetov, A. )2015(. Abiotic stress biology in horticultural plants,; Springer, Germany.
Karimi, R. (2017). Potassium-induced freezing tolerance is associated with endogenous abscisic acid, polyamines and soluble sugars changes in grapevine. Scientia Horticultura 215: 184-194.
Karimi, R., Ershadi, A., Rezaei Nejad, A. and Khanizadeh, S. (2016). Abscisic acid alleviates the deleterious effects of cold stress on ‘Sultana’ grapevine (Vitis vinifera L.) plants by improving the anti-oxidant activity and photosynthetic capacity of leaves. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 91: 386-395.
Kochert, G. (1978). Carbohydrate determination by the phenol sulfuric acid method, In: Helebust, J.A. Craig, J.S (ed): Handbook of physiological method, pp. 56- 97. Cambridge University. press.Cambridge.
Kaur, A., Bedi, S., Gill, G.K. and Kumar, M. (2015). Effect of nitrogen fertilizers on radiation use efficiency, Crop growth and yield in some maize (Zea mays L) genotypes. Maydica Electronic Public. 57: 75-82.
Khalid, A. K., and Shedeed, M. R., (2015). Effect of NPK and foliar nutrition on growth, yield and chemical constituents in Nigella sativa L. Journal of Mater of Environmental of Science, 6(6): 1709-1714.
Klikocka, H., Kobiałka, A., Szostak, B. and Barczak, B. (2017). Effect of sulphur and nitrogen fertilization on the selenium content and uptake by grain of spring wheat. Journal of Elementology, 22(3): 985-994.
Kumar, K.V., Sudarshan, M.R., Dangi, K.S. and Reddy, S.M. (2013). Character association and path coefficient analysis for seed yield in quality protein maize Zea mays L. Journal of Research Angrau, 41(2):153-157.
Lowry, O.H., Rosebrough, N.J. and Rand, R.J. (1951). Protein measurement with the
folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry. 193: 265-273.
Malnou, C.S., Jaggard, K.W. and Sparkes, D.L., )2008(. Nitrogen fertilizer and the efficiency of the sugar beet crop in late summer. European Journal of Agronomy. 28:47-56.
Moinuddin, A. and Imas, P. )2014(. Potassium uptake in relation to drought tolerance of chickpea under rain-fed conditions. Journal of Plant Nutrition, 37: 1120-1138.
Mubarak, M. U., Zahir, M., Ahmad, S. and Wakeel, A. (2016). Sugar beet yield and industrial sugar contents improved by potassium fertilization under scarce and adequate moisture conditions. Journal of Integrative Agriculture, 15: 2620-2626
Noura, M.T., and Nesreen, A.S.H. (2019). Effect of nitrogen fertilization and some foliar applications on growth, yield and quality of two garlic (Allium sativum L) cultivars. Current Science International, 8(1): 212-220.
Oktem, A., Oktem, A.G., and Emeklierc, H.Y. )2010(. Effect of nitrogen on yield and some quality parameters of sweet corn. Soil Science and Plant Analysis, 41: 832-847.
Oloyede, F.M., Obisesan, I.O., Agbaje, G.O. and Obuotor, E.M. (2012). Effect of NPK Fertilizer on Chemical Composition of Pumpkin (Cucurbita pepo Linn.) Seeds. ScientificWorld Journal, PP: 1-6.
Perry, T.W., Rhykerd, C.L., Holt, D.A. and Mayo, H.H. (2011). Effect of potassium fertilization on chemical characteristics, yield and nutritive value of corn silage. Journal of Animal Science, 34: 642-646.
Potarzycki, J. and Grzebisz, W. )2009(. Effect of Zinc Foliar Application on Grain Yield of Maize and Its Yielding Components. Plant, Soil and Environment 55(12): 519-527
Rahmani, A., Mirza, M. and Tabaei Aghdai, S.R. )2013(. Effects of different fertilizers (macro and micro element) on quantity and quality of essential oil and other byproducts of Rosa damascena Mill. In Iran. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 29(4): 747-759.
Ranjbar, M., Esmaeilizadeh, M., Karimi, H. R. and Shamshiri, M.H. (2017). Study of foliar application effect of silicon and potassium elements on some biochemical and ecophysiological traits of pistachio seedlings cv. Badami E-Riz Zarand Kerman under salinity stress. Iranian Journal of Horticultural Science, 47: 739-752 (in Persian).
Rezaei Moghaddam N., Shahidi V. and Arabzadeh N. )2014(. Effect of potassium fertilizer on the leaf chlorophyll content of chickpea under rainfed conditions in Bardsir of Kerman. The first national conference on sustainable agriculture. February 13,
Rheina, A. F. L. and Silv, M.) 2017(. Nitrogen doses on physiological attributes and yield of sugarcane grown under subsurface drip fertigation. Journal of Plant Nutrition, 40(2): 227–238.
Samsam Shariat, H) .2006). editor. Pharmaceutical plants: classified according to their use in traditional medicine and medicine today. 1st ed. Tehran: Sobhan Edition; p. 344.
Sharma, R., Choudhary, R. and Laljat, B. (2017). Effect of nitrogen and zinc fertilization on growth and productivity of maize. International Journal of Agricultural Sciences. 13(2): 161-176.
Singh, M., Masroor, M., Khan, A. and Naeem, M.(2016). Effect of nitrogen on growth, nutrient assimilation essential oil content, yield and quality attributes in Zingiber officinale Rosc. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 15: 171–178.
Simsek, M., Can, A., Denek, N. and Tonkaz, T. (2011). The effects of different irrigation regimes on yield and silage quality of corn under semi-arid conditions. African Journal of Biotechnology. 10(31): 5869-5877.
Subramanian, K.S., Manikandan, A., Thirunavukkarasu, M. and Sharmila Rahale, C. (2015). Nano-fertilizers for Balanced Crop Nutrition. Nanotechnologies in Food and Agriculture. Rai M, Duran N, Ribeiro C, Mattoso L. Springer Cham Heidelberg New York Dordrecht London. Springer International Publishing Switzerland
Zhao, L., Peralta-Videa, J.R., Rico, C.M., Hernandez-Viezcas, J.A., Sun, Y., Niu, G., Servin, A., Nunez, J.E., Duarte-Gardea, M. and Gardea-Torresdey, J.L. (2014). CeO2 and ZnO nanoparticles change the nutritional qualities of cucumber (Cucumis sativus). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62:2752–2759.

Full-Text:



 

 

Evaluation of changes in nitrogen, zinc, and potassium sources and their

combined application on some growth factors and physiological traits 

of maize (Zea mays L.) cultivar single cross 704

 

Tahereh Tavan1, Mohamad Ali Rezai2*, Mehrali Mahmod Janlou3

1 Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran. E-mail:[e-mail]

2 Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran. E-mail:[e-mail]

3 Department of Biology, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran. E-mail:[e-mail]

 

Article type:		Abstract
Research article           Article history Received: 27.08.2021        Revised: 19.11.2021      Accepted: 21.11.2021 Published:20.03.2024       Keywords Corn Potassium Silk Nitrogen Zinc		In order to evaluate the changes resulted from the sources of nitrogen, zinc, and potassium and their simultaneous application on some morphophysiological traits of single cross 704 hybrid maize, a randomized complete block design with four replications was done in the spring and summer of 2019 in Golestan province, the Katoul farm. Treatments included nitrogen (N), potassium (P), and zinc (Z) fertilizers and combined application of nitrogen+potassium(NP), nitrogen+zinc(NZ), potassium+zinc (PZ) and nitrogen+potassium+ zinc (NPZ) with control. The results showed the traits were affected by fertilizer sources significantly (p≤ 0.01). The highest 1000-seed weight was observed in N treatment and simultaneous application of fertilizers. The highest yield was obtained in NPZ treatment. The highest amount of chlorophyll a was obtained in P and NPZ treatments. The highest amount of chlorophyll b and total chlorophyll was obtained in P treatment. The highest grain yield and plant dry weight were in NPZ treatment and the highest ear length and leaf protein were in PZ and NPZ treatments, and the highest grain protein were in NZ and NPZ treatments. The highest content of soluble leaf sugars was observed in Z treatment application, and the highest amount of silk soluble sugars in P treatment and the highest levels of granular soluble sugars were observed in N and P and NPZ treatments.
Cite this article as: Tavan, T., Rezai, M.A., Mahmod Janlou, M.A. (2024). Evaluation of changes in nitrogen, zinc, and potassium sources and their combined application on some growth factors and physiological traits of maize (Zea mays L.) cultivar single cross 704. Journal of Plant Environmental Physiology, 19(1): 95-108.
	©The author(s) Publisher: Islamic Azad University, Gorgan branch Doi: https://doi.org/10.71890/iper.2023.984278

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ارزیابی تغییرات حاصل از منابع نیتروژن، روی، پتاسیم و کاربرد توام آنها بر برخی 

فاکتورهای رشد و صفات فیزیولوژیکی ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس 704

 

طاهره توان1*، محمدعلی رضایی2، مهرعلی محمودجانلو3

1 گروه زیست‌شناسی، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران. رایانامه:[e-mail]

2 گروه زیست شناسی، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران. رایانامه:  [e-mail]

3 گروه زیست‌شناسی، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران. رایانامه: [e-mail]

 

نوع مقاله: مقاله پژوهشی         تاریخ دریافت: 05/06/1400 تاریخ بازنگری: 28/08/1400 تاریخ پذیرش: 30/08/1400 تاریخ چاپ: 01/01/1403         واژه‌های کلیدی: ابریشم پتاسیم ذرت روی نیتروژن		چکيده
به منظور ارزیابی تغییرات حاصل از منابع نیتروژن، روی، پتاسیم و کاربرد توام آنها بر برخی صفات مورفوفیزیولوژیکی ذرت هیبرید سینگل کراس 704  آزمایشی به صورت طرح بلوک کامل تصادفی با چهار تکرار در بهار و تابستان سال 1398 در استان گلستان در منطقه‌ای واقع در شهر مزرعه کتول انجام شد. تیمارها شامل کود نیتروژن (اوره)، پتاسیم (سولفات پتاسیم)، روی (سولفات روی) به تنهایی، کاربرد توام نیتروژن + پتاسیم، کاربرد توام نیتروژن + روی، کاربرد توام روی + پتاسیم، کاربرد توام نیتروژن + پتاسیم + روی در مقابل شاهد بود. نتایج نشان داد صفات مورد مطالعه تحت تاثیر منابع کودی قرار گرفتند و در سطح احتمال یک درصد معنی دار شدند. بیشترین وزن هزار دانه در تیمارهای کاربرد تکی نیتروژن و کاربرد توام کودها و بیشترین عملکرد در کاربرد توام کود (نیتروژن + پتاسیم+ روی) مشاهده شد. بیشترین مقدار کلروفیل a با کاربرد مستقل پتاسیم و کاربرد توام (نیتروژن+ روی+پتاسیم)، بیشترین مقدار کلروفیل b و کل در کاربرد پتاسیم بدست آمد. بیشترین عملکرد دانه و وزن خشک بوته، در کاربرد توام (نیتروژن+ روی+ پتاسیم)، بیشترین طول بلال و پروتئین برگ در تیمار کاربرد توام (روی+ پتاسیم) و (نیتروژن+ روی + پتاسیم)، بیشترین پروتئین دانه در کاربرد توام (نیتروژن+ روی) و (نیتروژن+ روی + پتاسیم) و بیشترین محتوای قندهای محلول برگ در تیمار کاربرد تنهایی روی، قندهای محلول ابریشم در تیمار کاربرد تکی پتاسیم  و قندهای محلول دانه در کاربرد تکی نیتروژن و پتاسیم و کاربرد توام (نیتروژن+ پتاسیم+ روی) مشاهده گشت. نتایج نشان داد بین عناصر نیتروژن، روی و پتاسیم برهمکنش مثبت وجود داشته و عملکرد گیاه تابعی از رفتار فیزیولوژیکی گیاه است.
استناد: توان، طاهره؛ رضایی، محمدعلی؛ محمودجانلو، مهرعلی. (۱۴۰۳). ارزیابی تغییرات حاصل از منابع نیتروژن، روی، پتاسیم و کاربرد توام آنها بر برخی فاکتورهای رشد و صفات فیزیولوژیکی ذرت (Zea mays L..) رقم سینگل کراس 704.  فیزیولوژی محیطی گیاهی، ۱۹(۱)، 108-95.
	ناشر: دانشگاه آزاد اسلامی، واحد گرگان © نویسندگان.		Doi: https://doi.org/10.71890/iper.2023.984278

 

 

مقدمه

        ذرت با نام علمی (Zea mays L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی دنیا محسوب می‌شود به گونه‌ای که بعد از گندم مقام دوم از لحاظ سطح زیر کشت را به خود اختصاص داده از نظر فتوسنتزی C4 می‌باشد (FAO, 2017). ذرت گیاهی تک پایه بوده و گل‌های نر و ماده در این گیاه از هم جدا ولی بر روی یک پایه هستند. گل‌های نر در انتهای ساقه و گل‌های ماده در زاویه بین برگ و ساقه تشکیل می شوند. گل‌های ماده که بر روی یک محور چوبی به نام بلال قرار گرفته‌اند، توسط برگهایی پوشیده شده اند. بر روی بلال هر گل ماده علاوه بر تخمدان دارای کلاله ای طویل به نام ابریشم است. ابریشم ذرت از قسمت جنینی دانه ذرت به دست می‌آید. در طب سنتی به عنوان مدر، دفع کننده سنگ کلیوی، پایین آورنده اسید اوریک خون و ضدعفونی کننده استفاده می‌شود (Samsam Shariat, 2006). استفاده از کودها براي بهبود حاصلخیزي خاك و تولیدات گیاهی صرف نظر از نوع کشت یا شرایط محیطی اجتناب ناپذیر است (Subramanian, 2015). مصرف متعادل کودهاي شیمیایی به ویژه کودهاي نیتروژنه براي دستیابی به میزان بهینه محصول و در عین حال کاهش خطرات زیست محیطی ضروري به نظر می‌رسد (Azeem et al., 2015). Kafi و همكاران (۲۰۰۹) بيان نمودند كه بيشترين تقاضاي گياه ذرت به نيتروژن در فاصله 20 تا 90 روز پس از كاشت است. در مراحل شش تا هفت برگي پتانسيل تعداد دانه گرده در آينده مشخص مي‌شود و از مرحله 8 تا 10 برگي جذب موادغذايي و ماده خشك گياه به طور مستمر افزايش مي‌يابد و در مرحله پس از گلدهي وزن هزار دانه افزايش مي‌يابد. کاربرد بیش از حد کودهای شیمیایی از جمله نیتروژن اثرات منفی بر محیط زیست و سلامت انسان دارند (Noura and Nesreen, 2019). نیتروژن به عنوان مهمترین عنصر مورد نیاز براي رشد و نمو گیاهان و همچنین جزء کلیدي در بسیاري از ترکیبات زیستی محسوب شده و نقش مهمی در فعالیت فتوسنتزي و تشکیل عملکرد نهایی گیاه ایفا می‌کند (et al., 2015 Kaur). Cambouris و همکاران (۲۰۱۶) در بررسی تاثیر نیتروژن تحت تاثیر بافت خاک بر اجزای عملکرد ذرت، تاثیر معنی­دار کود نیتروژن بر وزن هزار دانه ذرت را گزارش نمودند. بررسی محققان نشان می‌دهد که کمبود نیتروژن رشد برگ‌ها را کاهش می‌دهد و باعث کم رنگ تر شدن برگ‌ها می‌شود، زیرا میزان کلروفیل در برگ‌ها کاهش می یابد، پیري برگ تسریع می گردد و بنابراین مقدار دریافت تشعشع خورشیدي کاهش می یابد و در نهایت باعث کاهش تجمع ماده خشک در گیاهان می‌شود (Malnou et al., 2008.). 

        روی (Zinc) به‌عنوان یک عنصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان نقش ساختاری و عملکردی فراوانی در بسیاری از فرآیندهای متابولیکی گیاهان برعهده دارد، ولی مقدار اضافی آن به خصوص در خاك‌های اسیدی یک فاکتور محدود کننده رشد برای گیاه محسوب می‌شود (Kanayama and Kochetov, 2015). محلولپاشي با سولفات روي داراي بيشترين تأثير بر صفت تعداد دانه در ذرت بوده در حاليكه كمترين تعداد دانه در رديف مربوطه به تيماري بود كه در آن محلو ل پاشي انجام نگرفته است (Rahmani et al., 2013).  João و همکاران (2013) در یک بررسی گلخانه اي گزارش کردند که کاربرد 400 و 800 میلی‌گرم برکیلوگرم اکسید روي (ZnO) در خاك رشد خیار را افزایش داد. نتایج نشان داد که وزن خشک ریشه گیاه 110و 160 درصد نسبت به شاهد بیشتر بود اگرچه وزن خشک میوه‌ها افزایش کمی (6/0 و 6 درصد) درمقایسه با شاهد داشتند. همچنین کاربرد اکسید روي مقدار نشاسته، گلوتلین و روي در میوه‌هاي خیار برداشت شده را افزایش داد. به علاوه، تأثیر مضري از اکسید روي در رابطه با هیچ یک از پارامترهاي رشد مشاهده نشد (Zhao et al., 2014). گزارش‌هاي بسیاري مؤید تاثیر مثبت عنصر روي در افزایش محتواي کلروفیل در ذرت می‌باشد 
(Ayad et al., 2010). نتايج محققان نشان داده است محلولپاشي روي موجب افزايش تجمع اسيدهاي آمينه و در نتيجه افزايش درصد پروتئين در سويا مي‌گردد (Jamsom et al., 2009). 

        پتاسیم یکی از عناصر ضروری در گیاهان است که در بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی از قبیل فتوسنتز، ساخت پروتئین، ساخت و انتقال قند، فعالسازی بیش از 60 نوع آنزیم، تنظیم پتاسیل اسمزی و یونی، تنظیم باز و بسته شدن روزنه‌ها و تشکیل آوند آبکش نقشهای کلیدی دارد (Karimi, 2017). نقش پتاسیم در تحریک فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدان و کاهش تنش اکسایشی از یک طرف و نیز توانایی این عنصر در افزایش تجمع اسمولیتهای سازگاری از قبیل قندها و پرولین می‌باشد (Karimi et al., 2016). گزارش کردند که کاربرد پتاسیم باعث افزایش معنی دار پایداري غشا و محتواي نسبی آب برگ در نخود می گردد و بیشترین میزان کلروفیل b, a  و کل برگ، از سطح 90 کیلوگرم در هکتار پتاسیم به دست می‌آید (Rezaei moghaddam et al., 2014). تحقیقات نشان می‌دهد که پتاسیم موجب افزایش محتواي نشاسته، کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و افزایش سطح کاروتن در برگ ذرت می‌‌شود (et al., 2011 Perry). پتاسیم سبب افزایش محتوای قند ریشه می‌شود و نقش بیوشیمیایی مهمی در انتقال قند در گیاهان بر عهده دارد (Abdel-Motagally and El-Zohri, 2016).

        پژوهش حاضر در مورد محلولپاشی تکی و توام کود نیتروژن، روی و پتاسیم بر گیاه ذرت می‌باشد و می تواند در مورد تأثیر مصرف کود نیتروژن، روی و پتاسیم در شرایط اقلیمی استان گلستان  اطلاعات بسیار مناسبی در اختیار زارعین  و محققین قرار دهد. با توجه به اثرات دارویی ابریشم ذرت، پژوهش زیادی در مورد کاربرد کود پتاسیم، روی و نیتروژن بر ابریشم ذرت انجام نشده است لذا انجام این پژوهش ضرورت می‌یابد.

 

مواد و روش‌ها

        پژوهش حاضر در بهار و تابستان سال 1398 در استان گلستان در منطقه ای واقع در شهر مزرعه کتول با مختصات جغرافیایی (عرض جغرافیایی 36 درجه و 54 دقیقه عرض شمالی و 54 درجه و 53 دقیقه طول شرقی و ارتفاع از سطح دریا 140 متر و دارای باراندگی سالانه 400 تا 450 میلی‌متر)، با هدف ارزیابی تغییرات حاصل از منابع نیتروژن، روی و پتاسیم و کاربرد توام آنها بر برخی فاکتورهای رشد، رنگیزه‌های فتوسنتزی و میزان پروتئین و قندهای محلول برگ و ابریشم و دانه ذرت (Zea mays L.) با هفت تیمار و چهار تکرار بصورت یک آزمایش در قالب طرح بلوکهای کاملا تصادفی انجام شد. در این آزمایش در هر کرت 4 ردیف ذرت با فاصله بین ردیف 70 سانتی‌متر و روی ردیف 25 سانتی‌متر به طول 5 متر کشت شد. فاصله بین بلوک‌ها يک متر در نظر گرفته شد. قبل از کاشت به منظور نمونه برداری از خاک به عمق 30 سانتی‌متر با استفاده از اوگر انجام شد، سپس نمونه خاک مزرعه به آزمایشگاه منتقل شد تا از لحاظ خصوصیات فیزیکوشیمیایی مورد بررسی قرار گیرد (جدول 1). کاشت ذرت در خرداد ماه سال 1398 انجام گرفت. کودهای روی، پتاسیم و نیتروژن طبق دستور مصرف (جدول 2) در دو مرحله قبل از گلدهی در مرحله هشت برگی و آغاز ظهور گرده توسط سمپاش تلمبه ای به اندام هوایی گیاه ذرت اسپری شد. آبیاری در تحقیق حاضر به صورت غرقابی هر دوازده روز یک بار صورت گرفت. تیمارها شامل :کود نیتروژن، پتاسیم، روی به تنهایی، کاربرد توام نیتروژن +پتاسیم، کاربرد توام نیتروژن + روی، کاربرد توام روی + پتاسیم، کاربرد توام نیتروژن+ پتاسیم+ روی، در مقابل شاهد بود. سنجش پارامترهای مورفولوژیکی شامل طول بوته، وزن خشک بوته، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در زمان رسیدگی کامل  و سنجش شاخص فیزیولوژی شامل رنگیزه‌های فتوسنتزی (a,b,a+b)، قندهای محلول، پروتئین  برگ، ابریشم و دانه ذرت ده روز بعد از محلولپاشی دوم صورت پذیرفت. برای سنجش پارامترهای مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی از هر کرت 10 بوته انتخاب و به آزمایشگاه انتقال داده شد.

سنجش رنگیزه‌های فتوسنتزی: برای تعیین غلظت کلروفیل ,b,a+b a برگ ابتدا نیم گرم برگ تازه ذرت با پنج میلی‌لیتر محلول استون 80 درصد سائیده و له شد. سپس نمونه‌ها توسط کاغذ صافی صاف شدند و حجم آن توسط استون به 50 میلی‌لیتر رسید. محلول حاصله توسط دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت شد. به این منظور ابتدا دستگاه با استون صفر شده و میزان جذب محلول در طول موج 663 نانومتر و طول موج 645 نانومتر بررسی شد. بر اساس اعداد خوانده شده توسط دستگاه اسپکتروفتومتر غلظت کلروفیل بر اساس میلی گرم بر وزن تر برگ بیان شد (Arnon, 1949).

Chl a (mg/gFW) = (12.25A(663)- 2.55A(646))×V/W×1000

Chl b (mg/gFW) = (22.31A(646)- 4.91A(663))×V/W×1000

Chl a+b (mg/gFW) =(17.76A(646)+7.34(663))×V/W×1000

 

سنجش قندهای محلول: ابتدا برگ، ابریشم و دانه تیمارهای مختلف ذرت را به‌مدت 48 ساعت در آون در دمای 110 درجه سانتی‌گراد قرار داده و پس از توزین نمونه‌ها با استفاده از ترازوی دیجیتال به هر یک از نمونه‌ها 10 میلی‌لیتر الکل 70 درصد افزوده و در ظروف پلی اتیلینی به مدت یک هفته در درون یخچال قرار داده شدند. سپس يک میلی‌لیتر از بخش بالائی محلول برداشته و يک میلی‌لیتر آب مقطر، 1 میلی‌لیتر فنل 5 درصد و 5 میلی‌لیتر اسید سولفوریک غلیظ به آن افزوده شد و میزان جذب نوری محلول در طول موج 485 نانومتر با استفاده از شاهد توسط دستگاه اسپکتروفتومتر خوانده شد. میزان قندهای محلول با استفاده از محلول استاندارد گلوکز و بر حسب میلی گرم در گرم وزن خشک نمونه‌ها محاسبه گردید (Kochert, 1978).

سنجش میزان پروتئین کل: 2/0 گرم ماده خشک از برگ، ابریشم و دانه گیاه ذرت در یک بوته چینی به کمک 5/0 میلی‌لیتر بافرتریس خوب ساییده شد و بعد از 5 دقیقه محتویات به درون لوله سانتریفوژ منتقل و دوباره با 5/0 میلی‌لیتر دیگر بافرتریس بوته چینی شسته شده و به لوله سانتریفوژ منتقل گردید. لوله‌ها بلافاصله به‌مدت 40 دقیقه با دور g 5000 سانتریفوژ شده و پس از خروج از دستگاه، بخش رویی به یک لوله آزمایش منتقل گردید. 50 میکرولیتر از عصاره حاصل در یک لوله آزمایش دیگر ریخته شد و بر روی آن 950 میکرولیتر آب مقطر اضافه گردید. سپس معرف هی A (کربنات سدیم و سود5/0 نرمال)،  B (سولفات مس 1 درصد)، C (تارتارات سدیم پتاسیم 2 درصد)، معرف D (شامل معرف‌های B,A و C) و معرف E (معرف فولن سیوکالتو) تهیه شد. سپس به محلول عصاره 1 میلی‌لیتر از معرف D اضافه شد و در دمای آزمایشگاه 15 دقیقه به حال خود قرار گرفت. سپس 3 میلی‌لیتر مصرف E به محلول فوق اضافه و به شدت تکان داده شد. در این مرحله محلول 10 دقیقه در حمام آب گرم 40 درجه سانتی­گراد قرار گرفت و پس از خارج کردن از حمام آب گرم 20 دقیقه در دمای آزمایشگاه قرار داده شد. پس از این مرحله جذب نمونه‌ها در طول موج 750 نانومتر با استفاده از محلول شاهد توسط دستگاه اسپکتروفتومتر خوانده شد (Lowry et al., 1951).

 

تجزیـه آماری داده‌ها

در این پژوهش، تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم‌افزار   SAS 9.1و مقایسه میانگین صفات مورد ارزیابی با آزمون  Duncanسطح احتمال یک درصد و رسم نمودارها با نرم‌افزار  Excel انجام گرفت.

 

 

جدول 1: خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک مورد بررسی و دستورالعمل کودی پیشنهادی

بافت خاک		درصد ماسه		درصد لای		درصد رس		فسفر قابل جذب (ppm)		ازت کل (%)		روی		پتاسیم قابل جذب ((ppm		کربن آلی (%O.C)		درصد موادخنثی شونده		اسیدیته گل اشباع		pH		هدایتالکتریکی (EC*103)		عمق
Si-C-L	24		42		34		4.2		0.14		0.56		130		1.65		19.0		7.6		7.3		1.5		30-0

 

جدل2: مقدار مصرف نوع کود پیشنهادی

نیتروژن (اوره)	180( Kg/ha(
پتاسیم (سولفات پتاسیم)	200 (Kg/ha)
روی (سولفات روی)	40(Kg/ha)

 

 

نتایج  

        بر اساس جدول تجزیه واریانس (جدول 3 و 4)، تیمارهای مورد بررسی اثر معنی داری بر عملکرد دانه، وزن خشک بوته، طول بلال، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، قندهای محلول و پروتئین برگ، ابریشم و دانه ذرت در سطح احتمال یک درصد داشتند.

طول بلال: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 5) نشان داد کاربرد کودها چه به صورت تکی و چه به صورت توام افزایش معنی داری را در طول بلال نسبت به شاهد به وجود آورد.

وزن خشک بوته: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 5) نشان داد بیشترین وزن خشک بوته  در تیمار توام (روی+ پتاسیم+ نیتروژن) و کمترین در شاهد و تیمار کاربرد تکی روی مشاهده گردید. 

عملکرد دانه: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول5 ) نشان داد بیشترین عملکرد دانه در تیمار کاربرد توام (روی+ پتاسیم+ نیتروژن) و کمترین عملکرد در شاهد مشاهده گردید.

وزن هزار دانه: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول5 ) نشان داد بیشترین وزن هزار دانه در تیمار کاربرد تکی روی و کاربرد توام کودهای کاربردی مشاهده گشت.

 

جدول 3: تجزیه واریانس برخی صفات موفوفیزیولوژیکی ذرت رقم سینگل کراس704

منبع تغییرات	درجه ازادی	عملکرد دانه(تن در هکتار)	وزن هزار  دنه(g)	وزن خشک بوته (g)	طول بلال (Cm)	Chl a (mg.g-1.FW)	Chl b (mg.g-1.FW)	Chl total (mg.g-1.FW)
بلوک	3	8/63218007**	1023.2475**	84/1841**	6211/14 ns	00798674/0ns	0364484/0ns	05699633/0ns
تیمار	7	1/18369680**	4437.677**	3871/1267**	23/31ns	055947/0 **	1277588/0**	270057/0 **
خطا	21	1/613121	156.578	85/410	6955/5	0025628/0	0267480/0	02586/0
ضریب‌تغییرات(%)		8/6	4.175	31/6	47/9	1245/8	975/11	168/8

ns و ** به‌ترتیب فاقد اختلاف معنی­دار، معنی­داری در سطح احتمال یک درصد

 

 

 

کلروفیل a: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول3 ) نشان داد تیمار کاربرد پتاسیم  به تنهایی و کاربرد توام (روی+ پتاسیم+ نیتروژن) بیشترین محتوای کلروفیل a و کمترین میزان در شاهد مشاهده گردید. در همه تیمارهای استفاده از کودها به تنهایی و توام افزایش معنی داری در محتوای کلروفیل a مشاهده گردید.

کلروفیل b: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 3) نشان داد محتوای کلروفیل b در تمام تیمارهای استفاده از کود افزایش معنی داری داشته است. بیشترین محتوای کلروفیل b در تیمار کاربرد کود پتاسیم به تنهایی مشاهده شد که تفاوت معنی داری را با تیمار کاربرد نیتروژن به تنهایی نداشت. کمترین در شاهد مشاهده گردید که تفاوت معنی‌داری را با تیمار کاربرد توام (روی +پتاسیم) نشان نداد.

کلروفیل کل: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 3) نشان داد بیشترین محتوای کلروفیل کل در تیمار کاربرد کود پتاسیم به تنهایی مشاهده شد که تفاوت معنی داری را با کاربرد توام کودهای (روی+پتاسیم+نیتروژن) وکمترین میزان در شاهد و تیمار (روی+پتاسیم) مشاهده گردید که بین این تیمارها تفاوت معنی داری به لحاظ آماری مشاهده نشد.

پروتئین: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول3 ) نشان داد بیشترین محتوای پروتئین برگ در تیمارهای (روی+پتاسیم+نیتروژن) و(روی+پتاسیم) مشاهده شد که افزایش معنی داری را نسبت به شاهد و تیمارهای دیگر نشان داد. بیشترین محتوای پروتئین ابریشم در تیمار کاربرد تکی پتاسیم و کاربرد توام (روی+ پتاسیم) مشاهده گردید. بیشترین پروتئین دانه در تیمارهای کاربرد توام(نیتروژن+ ر وی) و (نیتروژن+ روی+ پتاسیم) مشاهده شد.

قندهای محلول: نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 3) نشان داد بیشترین محتوای قندهای محلول  برگ در کاربرد تکی روی مشاهده گردید. بیشترین محتوای قندهای محلول ابریشم در تیمار کاربرد تکی پتاسیم و بیشترین قندهای محلول دانه در تیمار کاربرد تکی نیتروژن و پتاسیم و کاربرد توام (نیتروژن+ روی+ پتاسیم) مشاهده گشت.

 

بحث

در پژوهش حاضر صفات مورفولوژیکی مورد مطالعه تحت تاثیر کودهای کاربردی قرار گرفتند و افزایش معنی‌داری را نسبت به شاهد نشان دادند. بیشترین طول بلال در تیمار کاربرد توام (روی + پتاسیم) و (روی + پتاسیم + نیتروژن) و بیشترین وزن هزار دانه در تیمار کاربرد تکی نیتروژن و کاربرد توام (نیتروژن+ روی)، کاربرد توام (نیتروژن+پتاسیم)، کاربرد توام (روی + پتاسیم) و کاربرد توام (روی+پتاسیم+ نیتروژن) مشاهده شد.  کمترین عملکرد دانه در کاربرد تکی روی و کاربرد تکی پتاسیم که تفاوت معنی داری با شاهد نداشت دیده گشت. بیشترین عملکرد دانه مربوط به کاربرد توام (نیتروژن+روی+پتاسیم) بود. بیشترین وزن خشک بوته در تیمار کاربرد توام (نیتروژن + پتاسیم + روی) مشاهده شد. عنصر کم مصرف روي با افزایش جذب نیتروژن باعث افزایش سطح برگ، ارتفاع بوته و در نتیجه افزایش وزن خشک بوته می‌شود. در عنصر روي در سنتز و تولید کلروفیل نقش مؤثري دارد، بنابراین فتوسنتز و تولید مواد غذایی بیشتر را در گیاه افزایش می‌دهد. به‌طورکلی تولید وزن خشک گیاه و انتقال آن به قسمت‌هاي مختلف گیاه در شرایط کمبود عناصر کم مصرفی از جمله عنصر روي کاهش می‌یابد. در پژوهش حاضر کاربرد تنهای کود روی تفاوت معنی داری را در وزن خشک بوته ذرت نشان داد. اثرات سینرژیستی برهمکنش نیتروژن+ روی در گندم نیز گزارش شده است (Kutman et al., 2011). Mollashahi و همکاران (2013) گزارش کردند که بیشترین ارتفاع در آفتابگردان (91/142 سانتی‌متر) از مصرف 150 کیلوگرم در هکتار کود پتاسه حاصل شد. با کاربرد محلولپاشی عناصر کم مصرف میزان عملکرد در گیاه ذرت به علت بهبود فعالیت آنزیمی در گیاه افزایش یافت (Potarzycki and Grzebisz, 2009) ولی در پژوهش حاضر کاربرد مستقل روی و پتاسیم افزایش معنی داری را در صفت عملکرد دانه نسبت به شاهد نشان نداد. بیشترین عملکرد دانه در تیمار کاربرد توام (نیتروژن+ روی+ پتاسیم) و تیمار کاربرد توام (نیتروژن+روی) مشاهده گردید. Ghofran Maghsud و همكاران (2014) در بررسي اثر محلو لپاشي آهن، روي و منگنز در آفتابگردان گزارش دادند كه اثر محلو لپاشي بر عملكرد بيولوژيك معني دار نبود.

  Rahmaniو همکاران (2013) نشان دادند محلول پاشي با سولفات روي داراي بيشترين تأثير بر صفت تعداد دانه در بلال بوده در حاليكه كمترين تعداد دانه در رديف مربوطه به تيماري بوده است كه در آن محلولپاشي انجام نگرفته است. نتایج پژوهش حاضر نشان داد کاربرد کودهای پتاسیم، نیتروژن و روی منجر به افزایش معنی دار در رنگیزه‌های فتوسنتزی نسبت به شاهد شدند. بیشترین محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی در کاربرد پتاسیم به تنهایی و کابرد توام کودهای (نیتروژن+ پتاسیم + روی) مشاهده شد. گزارشهاي بسیاري مؤید تاثیر مثبت عنصر روي، در افزایش محتواي کلروفیل در ذرت می‌باشد (Ayad et al., 2010). مطالعات زیادی نشان داده است که غلظت کلروفیل برگ همبستگی مثبت و قوی با غلظت نیتروژن برگ دارد (Rheinaand Silv, 2017). 

Sharma و همکاران (2017) نشان دادند با افزایش میزان کوددهی نیتروژن و روی، میزان کلروفیل گیاه افزایش یافت. گياهان ريحان تيمارشده با غلظت‌هاي مختلف روي، ميزان بيشتري از كلروفيل‌ها را به ويژه كلروفيل a و كل در مقايسه با  شاهد نشان دادند. اين افزايش ميزان كلروفيل‌ها سازوكاري دفاعي در برابر مسموم شدن ناشي از فلز روی تلقي مي شود. تجمع كلروفيل در گياهاني كه با روي تيمار شده اند به تحمل آن گياه نسبت به مسموم شدن با روي بستگي دارد. نسبت كلروفيل a/b كه شاخص تنش در نظر گرفته مي شود معمولاً در گياهاني كه در معرض غلظت‌هاي زياد فلزها قرار دارند كاهش مي يابد(Borowiak etal,2015). افزايش نسبت كلروفيلa/b در مقایسه با شاهد  در گونه‌هاي مختلف بيد(Salix spp ( در معرض غلظت‌هاي مختلف روي گزارش شده است( Borowiak etal,2015). تأثیر مثبت عنصر روي به فرم معمولی و نانو بر میزان رنگیزه‌هاي فتوسنتزي در گیاهان بدون تنش و در شرایط تنش در گیاهان مختلف ارائه شده است (Babaei et al., 2017).

تحقیقات صورت گرفته حاکی از اثر مثبت کود سولفات روی بر درصد پروتئین خام در گونه‌های مختلف سویا بود (Adeli et al., 2012) که با نتایج حاصل از پژوهش حاضر همخوانی دارد. در پژوهش حاضر کاربرد روی منجر به افزایش معنی دار در پروتئین ابریشم ذرت گردید. گزارش کردند که کاربرد پتاسیم باعث افزایش معنی دار پایداري غشاء و محتواي نسبی آب برگ در نخود می گردد و بیشترین میزان کلروفیل b, a و کل برگ، از سطح 90 کیلوگرم در هکتار پتاسیم به دست می آید ( Moinuddin and Imas, 2014). به کار بردن پتاسیم کارایی فتوسنتز را افزایش می دهد، زیرا سبب افزایش محتوای کلروفیل می‌شود (Mubarak et al., 2016).

محتوای پروتئین‌های محلول یکی از شاخص‌های مهم نشان دهنده وضعیت فیزیولوژیکی در سلول‌های گیاهی تحت تنش می‌باشد (Karimi, 2017). Bouis and Islam (2011) گزارش نمودند رشد گندم در خاك‌هاي با كمبود روي نه تنها منجر به محدوديت رشد و كاهش عملكرد دانه مي‌گردد بلكه غلظت پروتئين دانه را نيز كم كرده و از طريق محلولپاشي روي حدأكثر عملكرد دانه و غلظت پروتئين در دانه گندم ايجاد مي شود. گزارش شده است که در مقادیر زیاد نیتروژن، بخش قابل توجهی از کل محتواي نیتروژن به جاي تبدیل به اسیدهاي آمینه یا پروتئین‌ها به صورت یون‌هاي نیترات در بخشهاي غیر دانه‌اي گیاه تجمع خواهد یافت. پس برخلاف تصور، رابطه مستقیم بین نیتروژن مصرفی و محتواي پروتئین وجود ندارد. از عامل‌های مؤثر بر میزان پروتئین دانۀ ذرت این است که کود نیتروژن دار در چند مرحله پخش شود. در این حالت میزان مواد پروتئینی دانه به مراتب بیشتر از هنگامی است که کود نیتروژنه تنها در هنگام کاشت پخش شود (Grassini et al., 2015). Oloyede و همكاران (2012) نشان دادند مصرف كود نیتروژن، فسفر، پتاسیم باعث افزايش در ميزان پروتئين كدوحلوايي شد. در پژوهش حاضر کاربرد توام (نیتروژن+ روی+ پتاسیم) افزایش معنی داری را در پروتئین برگ و ابریشم  و دانه ذرت منتج شد. نیتروژن جزء مهم پروتئین‌ها را تشکیل می دهد و فراهم بودن آن برای عملکرد بهینه ی محصول مهم است (Klikocka et al., 2017). نتايج نشان داد كه غلظتهاي مناسب نیتروژن موجب افزايش ميزان پروتئين محلول شد كه با نتايج ساير مطالعات مطابقت دارد (Jahani et al., 2018). در پژوهش حاضر کاربرد نیتروژ ن افزایش معنی داری در پروتئین گیاه ذرت بوجود آورد. بنابراين افزايش ميزان پروتئين تحت تأثير كودهاي نيتروژن به نقش مستقيم آن در تشكيل پروتئينها مربوط مي شود. همچنين نيتروژن بر ساختار ريبوزوم‌ها و بيوسنتز برخي هورمون‌ها مانند جيبرلين‌ها، اكسين‌ها و سيتوكينين‌ها كه در بيوسنتز پروتئين دخالت دارند، تأثير مي‌گذارد (Singh et al., 2016). پتاسیم در آخرین مرحله فرایند ساخت پروتئین شرکت دارد و آن را هدایت می کند. لذا در داخل گیاه وقتی میزان پتاسیم کم می‌شود، میزان پروتئین هم کاهش یافته و به جای آن غلظت آمیدها و اسیدهای آمینه افزایش می‌یابد (Chakraborty et al., 2016).

در پژوهش حاضر بیشترین محتوای قندهای محلول برگ در تیمار کاربرد تنهایی روی و پتاسیم مشاهده گشت. مطالعات نشان می‌دهد كه در اثر مصرف روي مقدار كل كربوهيدرات، نشاسته، ايندول استيك اسيد، ميزان كلروفيل و مقدار پروتئين دانه گندم افزايش مي‌یابد. با افزايش ميزان كربوهيدرات و بالا رفتن ميزان كلروفيل a و b و مقدار ايندول استيك اسيد ناشي از مصرف روي، رشد گياه بهتر شده و با افزايش سطح برگ‌ها، محيط مناسب تری براي انجام فتوسنتز طولاني مدتتر فراهم مي گردد، اين محققين علت این امر را توليد بيشتر ايندول استيك اسيد و در نتيجه جلوگيري از تخريب كلروفيل ذكر مي‌كنند. اين محققين اعتقاد دارند روي با تأخير انداختن پيري موجب بهبود توليد كربوهيدرات و انتقال آن به دانه‌هاي در حال رشد در دوره طولاني تري مي‌شوند (Kumar et al., 2013) و Simsek همكاران (2011) بيان داشتند كه سطوح بالاي نيتروژن از سنتز نشاسته در اندام‌هاي هوايي ممانعت به عمل مي آورد و سطح قند ريشه را كاهش مي دهد بررسي بر گونه‌هاي مختلف گياه بيد (Salix spp.) نشان داده است تنش فلز روي افزايش قندهاي محلول را در اين گياه سبب شده است (Borowiak et al., 2015). در پژوهش حاضر کاربرد تکی پتاسیم افزایش معنی داری بر محتوای قندهای محلول ابریشم و دانه منجر شد. پتاسیم سبب می‌شود تا انتقال مواد فتوسنتزي به سمت برگ‌ها بیشتر شده و گیاهانی که کمبود پتاسیم دارند اغلب داراي نیتروژن زیاد و کمبود کربوهیدرات محلول هستند که این وضعیت تولید ریشه‌ها را کاهش می دهد و سبب کاهش عملکرد در گیاهان می‌شود ( Gelder and Van gelder, 2006). افزایش قند محلول و کربوهیدرات‌ها در کاربرد کودهای نیتروژن فسفر و پتاسیم در گیاه سیاه دانه گزارش شد (Shedeed and Khalid, 2015). در پسته کاربرد پتاسیم سیلیکات و پتاسیم سولفات افزايش معنی دار غلظت قندهای محلول  برگ و ريشة دانهال‌ها را باعث شد(Ranjbar et al., 2017). 

 

نتیجه‌گیری نهایی

نتایج پژوهش حاضر نشان داد کاربرد کودهای پتاسیم، نیتروژن و روی منجر به افزایش معنی‌دار در رنگیزه‌های فتوسنتزی نسبت به شاهد شدند. بشترین وزن خشک بوته، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در تیمار کاربرد توام (روی+پتاسیم+نیتروژن) مشاهده شد. تمامی تیمارهای کاربردی افزایش معنی داری را در طول بلال نسبت به شاهد منجر گشت. کاربرد توام کودهای مورد مطالعه افزایش معنی داری بر رنگیزه‌های فتوسنتزی داشت. بیشترین محتوای پروتئین برگ در تیمارهای(روی+پتاسیم) و (روی+پتاسیم+نیتروژن)، بیشترین پروتئین دانه در تیمارهای کاربرد توام(نیتروژن+ ر وی) و (نیتروژن+ روی+ پتاسیم) مشاهده شد. بیشترین محتوای پروتئین ابریشم در تیمار کاربرد تکی پتاسیم و کاربرد توام(روی+ پتاسیم) و بیشترین محتوای قندهای محلول  برگ در کاربرد تکی روی، بیشترین قندهای محلول دانه در تیمار کاربرد تکی نیتروژن و پتاسیم و کاربرد توام (نیتروژن+ روی+ پتاسیم) مشاهده گشت. كلروفيل برگ با عملكرد همبستگي مثبت دارد. پتاسیم سبب می‌شود تا انتقال مواد فتوسنتزي به سمت برگ‌ها بیشتر شود. نتایج نشان داد بین عناصر نیتروژن، روی و پتاسیم برهمکنش مثبت وجود داشته و عملکرد گیاه تابعی از رفتار فیزیولوژیکی گیاه است.

 

 

References

Abdel-Motagally, F. M. F. and El-Zohri, M. (2016). Improvement of wheat yield grown under drought stress by boron foliar application at different growth stages. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 17: 178-185.

Adeli, S. Khorgami, A. and Rafiee, M.) 2012(. The effect of Zinc sulfate on Yield and qualitative characteristics of varieties of soybean Khorramabad climate. The quarterly Academic Journal of Crop Physiology – Islamic Azad University Ahvaz. 3 (10): 21-31.

Arnon, D.J. (1956). Chlorophyll absorption spectrum and quantitative determination. Biochemical and Biophysical Acta, 20: 449-461.

Ayad, H.S., Reda, F. and Abdalla, M.S.A.)2010(. Effect of putrescine and zinc on vegetative growth, photosynthetic pigments, lipid peroxidation and essential oil content of geranium (Pelargonium graveolens L.). World Journal of Agricultural Sciences, 6: 601-608.

Azeem, K., Shah, S., Ahmad, N., Shah, S. T., Khan, F., Arafat, Y., Naz, F., Azeem, I. and Ilyas, M. )2015(. Physiological indices, biomass and economic yield of maize influenced by humic acid and nitrogen levels. Russian Agricultural Sciences, 41:115-119.

Babaei, K., Sharifi, R.S., Pirzad, A. and Khalilzadeh, R. (2017). Effects of bio fertilizer and nano Zn-Fe oxide on physiological traits, antioxidant enzymes activity and yield of wheat (Triticum aestivum L.) under salinity stress. Journal of Plant Interactions.12:381–389.

Borowiak, K., Gasecka, M., Mleczek, M., Dabrowski, J., Chadzinikolau, T., Magdziak, Z., Golinski, P., Rutkowski,  P. and Kozubik, T. (2015(.Photosynthetic activity in relation to
chlorophylls, carbohydrates, phenolics  and growth of a hybrid Salix purpurea ×  triandra × viminalis 2 at various Zn  concentrations. Acta Physiologiae  Plantarum 37: 155 

Bouis, H. and Islam, Y. (2011). Biofortifiction: Leveraging agriculture to reduce hidden hunger. 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World. 35: 456-589.

Cambouris, A. N., Ziadi, N., Perron, I., Alotaibi, K. D., St. Luce, M. and Tremblay, N. (2016). Corn yield components response to nitrogen fertilizer as a function of soil texture. Canadian Journal of Soil Science, 96(4):386-399.

Chakraborty, K., Bhaduri, D., Meena, H. N. and Kalariya, K. (2016). External potassium (K+) application improves salinity tolerance by promoting Na+-exclusion, K+- accumulation and osmotic adjustment in contrasting peanut cultivars. Plant Physiology and Biochemistry, 103: 143-153.

FAO, http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/visualize, 2017.

Gelder, H. V. and Van-gelder, H. H. M. )2006(. Influence of potassium fertilizer application level on oil production and quality in Mentha piperita L. Applied- Plant Science, 2 (2): 68-71.

Ghofran Maghsud, S., Mobasser, H. R. and Fanaei. H. R. (2014). Effect of foliar application and time foliar application microelements (Zn, Fe, Mn) on safflower. Applied Sciences, 3 (4): 396-399.

Grassini, P., Specht, J.E., Tollenaar, M., Ciampitti, I. and Cassman, K. (2015). Chapter 2 – High-yield maize–soybean cropping systems in the US Corn Belt. Crop Physiology (Second Edition). 17-41.

Jahani, R., Hassani, A. and Samadi, A.(2018). Effect of  foliar application of urea, aspartic acid and glutamic acid on growth, physiological andbiochemical characteristics of Anise hyssop(Agastache foeniculum). Applied Soil Research, 5 (2): 95 – 107.

Jamsom, M., Galeshi, S.M.H.,  Pahlavani, D. and Zeinali, E. ( 2009). Evaluation of zinc foliar application on yield components, grain yield and grain quality of tow soybean cultivar in summer cultivation. Journal Plant Product. 16(1): 17-28.

João, C.M., Barreira., Isabel C.F.R. Ferreira, M., Beatriz, P.P., Oliveira, J. and Alberto, P. (2013). Antioxidant activity and bioactive compounds of ten Portuguese regional and commercial almond cultivars. Food and Chemical Toxicology. 46: 2230–2235.

Kafi, M.,Borzoee,A.,Salehi,M.,Kamandi,A.,Masoumi, A. and Nabati, J. (2009). Physiology of Enviromental Stresses in Plants (translated). Iranian Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR) Press, Mashhad, Iran

Kanayama, Y. and Kochetov, A. )2015(. Abiotic stress biology in horticultural plants,; Springer, Germany.

Karimi, R. (2017). Potassium-induced freezing tolerance is associated with endogenous abscisic acid, polyamines and soluble sugars changes in grapevine. Scientia Horticultura 215: 184-194.

Karimi, R., Ershadi, A., Rezaei Nejad, A. and Khanizadeh, S. (2016). Abscisic acid alleviates the deleterious effects of cold stress on ‘Sultana’ grapevine (Vitis vinifera L.) plants by improving the anti-oxidant activity and photosynthetic capacity of leaves. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 91: 386-395.

Kochert, G. (1978). Carbohydrate determination by the phenol sulfuric acid method, In: Helebust, J.A. Craig, J.S (ed): Handbook of physiological method, pp. 56- 97. Cambridge University. press.Cambridge.

Kaur, A., Bedi, S., Gill, G.K.  and Kumar, M. (2015). Effect of nitrogen fertilizers on radiation use efficiency, Crop growth and yield in some maize (Zea mays L) genotypes. Maydica Electronic Public. 57: 75-82.

Khalid, A. K., and Shedeed, M. R., (2015). Effect of NPK and foliar nutrition on growth, yield and chemical constituents in Nigella sativa L. Journal of Mater of Environmental of Science, 6(6): 1709-1714.

Klikocka, H., Kobiałka, A., Szostak, B. and Barczak, B. (2017). Effect of sulphur and nitrogen fertilization on the selenium content and uptake by grain of spring wheat. Journal of Elementology, 22(3): 985-994.

Kumar, K.V., Sudarshan, M.R., Dangi, K.S.  and Reddy, S.M. (2013). Character association and path coefficient analysis for seed yield in quality protein maize Zea mays L. Journal of Research Angrau, 41(2):153-157.

Lowry, O.H., Rosebrough, N.J. and Rand,  R.J. (1951). Protein measurement with the
folin phenol reagent. Journal of Biological  Chemistry. 193: 265-273.

Malnou, C.S., Jaggard, K.W. and Sparkes, D.L., )2008(. Nitrogen fertilizer and the efficiency of the sugar beet crop in late summer. European Journal of Agronomy. 28:47-56.

Moinuddin, A. and Imas, P. )2014(. Potassium uptake in relation to drought tolerance of chickpea under rain-fed conditions. Journal of Plant Nutrition, 37: 1120-1138.

Mubarak, M. U., Zahir, M., Ahmad, S. and Wakeel, A. (2016). Sugar beet yield and industrial sugar contents improved by potassium fertilization under scarce and adequate moisture conditions. Journal of Integrative Agriculture, 15: 2620-2626

Noura, M.T., and Nesreen, A.S.H. (2019). Effect of nitrogen fertilization and some foliar applications on growth, yield and quality of two garlic (Allium sativum L) cultivars. Current Science International, 8(1): 212-220.

Oktem, A., Oktem, A.G., and Emeklierc, H.Y. )2010(. Effect of nitrogen on yield and some quality parameters of sweet corn. Soil Science and Plant Analysis, 41: 832-847.

Oloyede, F.M., Obisesan, I.O., Agbaje, G.O. and Obuotor, E.M. (2012). Effect of NPK Fertilizer on Chemical Composition of Pumpkin (Cucurbita pepo Linn.) Seeds. ScientificWorld Journal, PP: 1-6.

Perry, T.W., Rhykerd, C.L., Holt, D.A. and Mayo, H.H. (2011). Effect of potassium fertilization on chemical characteristics, yield and nutritive value of corn silage. Journal of Animal Science, 34: 642-646.

Potarzycki, J. and Grzebisz, W. )2009(. Effect of Zinc Foliar Application on Grain Yield of Maize and Its Yielding Components. Plant, Soil and Environment 55(12): 519-527

Rahmani, A., Mirza, M. and Tabaei Aghdai, S.R. )2013(. Effects of different fertilizers (macro and micro element) on quantity and quality of essential oil and other byproducts of Rosa damascena Mill. In Iran. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 29(4): 747-759.

Ranjbar, M., Esmaeilizadeh, M., Karimi, H. R. and Shamshiri, M.H. (2017). Study of foliar application effect of silicon and potassium elements on some biochemical and ecophysiological traits of pistachio seedlings cv. Badami E-Riz Zarand Kerman under salinity stress. Iranian Journal of Horticultural Science, 47: 739-752 (in Persian).

Rezaei Moghaddam N., Shahidi V. and Arabzadeh N. )2014(. Effect of potassium fertilizer on the leaf chlorophyll content of chickpea under rainfed conditions in Bardsir of Kerman. The first national conference on sustainable agriculture. February 13,

Rheina, A. F. L. and Silv, M.) 2017(. Nitrogen doses on physiological attributes and yield of sugarcane grown under subsurface drip fertigation. Journal of Plant Nutrition, 40(2): 227–238.

Samsam Shariat, H) .2006). editor. Pharmaceutical plants: classified according to their use in traditional medicine and medicine today. 1st ed. Tehran: Sobhan Edition; p. 344.

Sharma, R., Choudhary, R. and Laljat, B. (2017). Effect of nitrogen and zinc fertilization on growth and productivity of maize. International Journal of Agricultural Sciences. 13(2): 161-176.

Singh, M., Masroor, M., Khan, A. and Naeem, M.(2016). Effect of nitrogen on growth, nutrient assimilation essential oil content, yield and quality attributes in Zingiber officinale Rosc. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 15: 171–178.

Simsek, M., Can, A., Denek, N. and Tonkaz, T. (2011). The effects of different irrigation regimes on yield and silage quality of corn under semi-arid conditions. African Journal of Biotechnology. 10(31): 5869-5877.

Subramanian, K.S., Manikandan, A., Thirunavukkarasu, M. and Sharmila Rahale, C. (2015). Nano-fertilizers for Balanced Crop Nutrition. Nanotechnologies in Food and Agriculture. Rai M, Duran N, Ribeiro C, Mattoso L. Springer Cham Heidelberg New York Dordrecht London. Springer International Publishing Switzerland

Zhao, L., Peralta-Videa, J.R., Rico, C.M., Hernandez-Viezcas, J.A., Sun, Y., Niu, G., Servin, A., Nunez, J.E., Duarte-Gardea, M. and Gardea-Torresdey, J.L. (2014). CeO2 and ZnO nanoparticles change the nutritional qualities of cucumber (Cucumis sativus). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62:2752–2759.

 

 

95