Check effect of Silver nano Colloid and Humic acid on the agronomic aspect of fodder beet
rasoul goli kalan
1
(
Islamic Azad University Varamin Branch at a glance
)
Keywords: Humic acid, spray, silver nanoparticle, : forage beet, raw fiber,
Abstract :
investigate the effect of silver Nanoparticle and humic acid on agronomic aspect of fodder beet, an experiment as factorial form in the complete randomized block design in three replications in 2019 was conducted experimented factors were included nano application at three levels without treatment.100 and 200 ml per 300 liters of water as a first factor and humic at three levels of control non-using, 25 and 50 liters per hectare as irrigation fertilizer as second factor were considered. The most wet and dry yield of forage beet were obtained in the amount of77.2 and14.6 tons per hectare, in the 200 ml of silver Nanoparticle foliar application treatment and using of 50 lit/ha of humic acid were obtained, however, a statistically significant difference with 100 ml Nanoparticle and 25 ml humic acid did not observed. most leaf area index and root diameter was observed in 200 ml of r nanoparticle treatment and the using of 25 humic The using of nanoparticle was increased the protein and raw fiber, ability to digest dry matter, and the amount of auxin. other hand, the most percent of sugar was recorded in the non-using of humic acid treatment, but the amount of root potassium, the protein percent and raw fiber, digestibility and the amount of auxin by humic using compared to control treatment that showed a significant increasing. Based the experiment results, the humic using in amount of 25and 100of nanoparticle application increasing of forage beet quantitative and qualitative performance are effective.
بررسی اثرات نانو کلوئید نقره و هیومیک اسید برصفات زراعی چغندر علوفهای
(Beta vulgaris subsp. Vulgaris L)
چکیده
به منظور بررسی اثر نانو کلوئید نقره و هیومیک اسید بر عملکرد کمی و کیفی چغندر علوفهای رقم7223 دوکی شکل قرمز آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در سال 1398 در شهرستان پاکدشت انجام شد. در این آزمایش محلولپاشی نانو نقره در سه سطح شامل بدون تیمار (شاهد)، 100 و 200 میلیلیتر در 300 لیتر آب به عنوان عامل اول و هیومیک اسید در سه سطح عدم کاربرد هیومیک اسید (شاهد)، کاربرد هیومیک اسید 12% به میزان 25 و 50 لیتر در هکتار به صورت کود آبیاری به عنوان عامل دوم در نظر گرفته شد. بالاترین عملکرد تر و خشک چغندر علوفهای به ترتیب به میزان 2/77 و 6/14 تن در هکتار در تیمار محلول پاشی 200 میلی لیتر نانو کلوئید نقره و مصرف 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید به دست آمد که البته از نظر آماری اختلاف معنی داری با کاربرد 100 میلی لیتر نانو کلوئید و 25 لیتر هیومیک اسید نداشت. همچنین بیشترین ارتفاع بوته و وزن تر و خشک اندام هوایی در تیمار 100 میلی لیتر نانو کلوئید نقره و کاربرد 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید ثبت گردید. در حالی که ارتفاع و وزن خشک اندام هوایی اختلاف معنی‌داری با کاربرد همین میزان نانو کلوئید و 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید نداشتند. بیشترین شاخص سطح برگ و قطر ریشه نیز در تیمار 200 میلی لیتر نانو کلوئید نقره و کاربرد 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید مشاهده شد. کاربرد نانوکلوئید نقره به طور معنی داری موجب افزایش پروتئین ، قابلیت هضم ماده خشک گردید. از طرفی بیشترین درصد قند در تیمار عدم مصرف هیومیک اسید ثبت گردید اما میزان پتاسیم ریشه، درصد پروتئین و قابلیت هضم با مصرف هیومیک اسید نسبت به تیمار شاهد افزایش معنیدار نشان دادند.به نظر می‌رسد کاربرد هیومیک اسید به میزان 25 لیتر در هکتار و محلولپاشی 100 میلی لیتر نانوکلوئید نقره در افزایش عملکرد کمی و کیفی چغند علوفهای مؤثر باشد.
واژگان کلیدی: چغندر علوفهای، محلول پاشی، نانو کلوئید نقره، هیومیک اسید
مقدمه
چغندر علوفهای با نام علمی (Beta vulgaris subsp. Vulgaris L.) به تیره اسفنجیان (Chenopodiaceae) تعلق دارد. چغندر علوفهای به دلیل قابلیت هضم بالای مواد مغذی موجود در آن نسبت به سایر محصولات علوفهای از ارزش غذایی بیشتری برخوردار است (Abdallah and Yassen, 2008). نسبت عملکرد چغندر علوفهای در حدود 50000 کیلوگرم و برگ آن 10000 کیلوگرم در هکتار است. ارزش علوفهای و میزان عملکرد چغندر علوفهای از نکات مهم مورد توجه می‌باشد (Matthew et al., 2011).
استفاده مداوم از کودهای شیمیایی اثرات نامطلوب مختلفی بر اکوسیستم‌های کشاورزی همچون تخریب خاک و خسارات ژنتیکی در پی داشته و باعث آلودگی آب‌های زیرزمینی و هوا میشود (Nobakhti et al., 2015). هنگامی که کود زیستی به خاک اضافه گردد فعالیت میکروبی خاک را افزایش میدهد و باعث افزایش رشد محصول، ممانعت از جمله آفات و بیماری‌ها و نیز بهبود خواص فیزیکی و فعالیت‌های بیولوژیک میشود (Pathma and Sakthivel, 2012). مواد هیومیکی مخلوطی از ترکیبات آلی هستند که از منابع مختلفی نظیر خاک، هوموس، پیت، لیگنیت اکسید شده، لئوناردیت و غیره استخراج می‌شوند و از نظر اندازه مولکولی و ساختار شیمیایی متفاوت هستند (Rezazadeh et al., 2012). هیومیک اسید در شرایط گلخانه و مزرعه باعث تحریک رشد قسمت هوایی و ریشه گیاه میشود، البته تأثیر آن روی ریشه برجسته‌تر است. افزایش حجم ریشه موجب اثر بخشی بهتر سیستم ریشه می‌گردد و سهولت جذب عناصر ماکرو و میکرو را به دنبال دارد (Nardi et al., 2017). محلولپاشی هیومیک اسید سبب افزایش شاخص سطح برگ و کلروفیل چغندرقند شد، ولی در ماده خشک، تعداد برگ، محتوای آب نسبی، عملکرد غده و عیار قند تأثیر معنی‌داری نداشت (جهان و همکاران، 1393). هیومیک اسید باعث افزایش معنیدار ساکارز، عملکرد ریشه و عملکرد قند تصفیه شده و کاهش محتوای ملاس در مقایسه با شاهد شد (Fuentes at el., 2018). کاربرد هیومیک اسید در گیاه ذرت باعث رشد ساقه و ریشه شد، بهویژه عملکرد ماده خشک ذرت با اعمال هیومیک اسید افزایش پیدا کرد (Pospíšilová et al., 2016). هیومیک اسید باعث افزایش کیفیت قند چغندرقند شد، همچنین، پتاسیم، سدیم و نیتروژن آمینی کاهش و نوع قلیایی این عناصر و عملکرد ریشه افزایش یافت (Rahimi et al., 2020).
ویژگی‌های زیستی نانو ذرات نقره باعث شده که امروزه این ذرات در جنبه‌های مختلف زندگی انسان، به ویژه در کشاورزی بالاترین سطح استفاده را به خود اختصاص دهد. نانو ذرات نقره دارای خواص ضدمیکروبی است و در نتیجه سبب حفظ استحکام گیاه می‌گردد (Tarafdar et al., 2013). همچنین نانو ذرات نقره با اثر بر روی چرخه فتوفسفوریلاسیون سبب افزایش سرعت فتوسنتز و رشد گیاه میشود (Hong et al., 2005). این فناوری می‌تواند راه‌هایی برای بالا بردن ارزش محصولات کشاورزی و رفع مشکلات محیطی ارائه دهد (Tarafdar et al., 2013). نانو ذرات نقره در غلظت‌های کم دارای خاصیت ضد میکروبی است که برای از بین بردن باکتری‌ها استفاده شد و به دلیل همین خاصیت موجب بهبود بخشیدن به جذب آب میشود (Safavi et al., 2011). نانوذرات نقره اثرات مثبت روی گیاه در زمینه رشد و توسعه دارند، گزارش شده است که نانوذرات نقره باعث افزایش سنتز پروتئین، کربوهیدارات، کلروفیل و بهبود خصوصیات رویشی از قبیل طول ساقه و ریشه و سطح برگ گردید (Manzer et al., 2015). در مطالعه‌ای افزایش تعداد برگ، تعداد طبق و کربوهیدرات در اثر کاربرد نانوذرات نقره در آفتابگردان مشاهده شد (Yaseen et al., 2016). کاربرد نانوذرات نقره در خردل هندی و لوبیا چشم بلبلی با افزایش وزن تر و خشک بوته، طول بوته همراه بود ولی در گندم تأثیر معنی‌داری نداشت (Pallavi et al., 2016). کاربرد نقره و نانوذره نقره در گندم افزایش وزن تر ریشه و ساقه و فلاونوئید را در پی داشت (هاشمی و همکاران، 1395). غلظت‌های بالای نانوذرات نقره در گیاه بادرشبو باعث کاهش رشد، محتوای کلروفیل و افزایش کارتنوئید، پرولین، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز و پراکسیداز شد (Haghighi Pak et al., 2017).
با توجه به ارزش غذایی بالای آن در مقایسه با ذرت علوفهای و دوره رشد آن که مصادف با بارش‌های پاییزه است، معرفی آن به عنوان یک یک گیاه جدید در الگوی کاشت، می‌تواند راهگشای مشکلات کمبود آب باشد. از سوی دیگر تحقیقات نانو در کشاورزی محدود بوده و بررسی اثرات نانو نقره بر رشد و عملکرد گیاهان با توجه به اثرات ضد قارچی و باکتریایی آن از جنبه‌های دیگر کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش تأثیر نانو ذرات نقره و هیومیک اسید بر افزایش صفات کیفی و کمی چغندر علوفهای بررسی خواهد شد.
مواد و روشها
این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار درشهرستان پاکدشت در سال 1398 صورت پذیرفت. شهرستان پاکدشت واقع در جنوب شرق استان تهران در طول جغرافیایی 51 درجه و 67 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 47 دقیقه شمالی واقع شده و ارتفاع آن از سطح دریا حدود 1013 متر است. متوسط بارندگی 171 میلی متر می‌باشد و نوسان درجه حرارت از 14 درجه زیر صفر تا 5/43 درجه سانتیگراد بالای صفر و دامنه سالانه تغییرات درجه حرارت 5/25 درجه می‌باشد. عملیات تهیه زمین شامل، شخم، دیسک و لولر در فصل بهار صورت پذیرفت.عوامل مورد بررسی شامل محلولپاشی نانوکلوئید نقره( 500 میلی گرم بر لیتر) با نام تجاری زربرا آگرو محصول شرکت آگروکیمیای روسیه در سه سطح بدون تیمار (شاهد)، 100 و 200 میلیلیتر در 300 لیتر آب) و هیومیک اسید در سه سطح عدم کاربرد هیومیک اسید (شاهد)، کاربرد هیومیک اسید 12% به میزان 25 و 50 لیتر در هکتار به صورت کود آبیاری در دو مرحله (4-3 برگی و 12- 7 برگی) بود. آزمایش به طور کلی از 27 کرت آزمایشی شامل 5 ردیف کاشت به طول 5 متر تشکیل گردید. فاصله بین ردیف‌ها 50 سانتی‌متر و فاصله بین بوته‌ها 20 سانتی‌متر تعیین شد. بذرها از نیمه مرداد به صورت خشکهکاری روی پشته به صورت دستی کاشته شد. کودهای مورد استفاده شامل 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص از منبع اوره در دو قسمت، یک نوبت قبل از کاشت و نوبت بعدی پس از تنک و وجین و استقرار کامل بوته و در مرحله 6 برگی، 150 کیلوگرم در هکتار فسفر خالص از منبع سوپرفسفات تریپل قبل از کاشت و 80 کیلوگرم در هکتار پتاسیم از منبع سولفات پتاسیم قبل از کاشت بود. در مرحله 8-6 برگی عملیات تنک برای رسیدن به فواصل 20 سانتی‌متر روی هر ردیف انجام شد. کاربرد تیمارهای آزمایشی با غلظت‌های تعیین شده در دو مرحله 4-3 برگی و 12-7 برگی بوته‌ها اعمال شد تا در مراحل بعدی رشد نیازی به کوددهی و تحریک بیش از حد رشد رویشی نباشد. در پایان فصل رشد با حذف دو ردیف کناری و نیم متر از ابتدا و انتهای هر خط، اقدام به برداشت و اندازه‌گیری صفات مورد نظر شد.
در پایان فصل رشد، از هر کرت به طور تصادفی تعداد 5 بوته انتخاب صفات کمی اندازه‌گیری گردید. برای تعیین وزن خشک نمونه‌های برداشت شده داخل آون در دمای75 درجه سانتی گراد به مدت72 ساعت قرار گرفتند. برای تعیین کیفیت علوفه، مقداری از علوفه به طور کامل آسیاب گردید. نمونه‌های آسیاب شده پس از عبور از الک 2 میلی‌متری به منظور سنجش فاکتورهای کیفیت علوفه از قبیل درصد پروتئین خام با استفاده از دستگاه Kjeltec Auto Analyzer 1030، درصد فیبر خام، درصد خاکستر کل و درصد ماده خشک قابل هضم به وسیله دستگاه طیف سنج مادون قرمز (NIR) اندازه‌گیری شد (Jafari et al., 2003). تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرم‌افزار آماری SPSS و مقایسه میانگین‌ها به روش آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.
نتایج و بحث
ارتفاع بوته
اثرات ساده نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید در سطح احتمال یک درصد بر ارتفاع بوته معنیدار بود، اثر متقابل نانوکلوئید نقره با هیومیک اسید در سطح 5% معنی‌داری شد (جدول یک) . برهم‌کنش نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید بر ارتفاع بوته مثبت بود، به طوری که بیشترین ارتفاع بوته مربوط به مصرف 100 و 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره با 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید به میزان 4/58 و 3/58 سانتی‌متر (4/35 و 17/35 درصد فزایش نسبت به شاهد) و کاربرد 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره با 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید به میزان 93/60 سانتی‌متر (27/41 درصد افزایش نسبت به شاهد) و کمترین ارتفاع بوته به مقدار 13/43 سانتی‌متر مربوط به تیمار شاهد بود. در عدم مصرف نانوکلوئید نقره و همچنین مصرف 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره بالاترین ارتفاع بوته مربوط به 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید بود. در شرایط مصرف 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره بین 25 و 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید تفاوت معنیدار وجود نداشت (جدول 4). نانوذرات نقره باعث افزایش ساخت ATP و تثبیت کربن میشود که با تأثیر بر واکنش‌های نوری فتوسنتز موجب افزایش فتوسنتز و افزایش تقسیم سلولی می‌گردد که نتیجه آن، افزایش طول گیاه میشود (طالقانی مقدم، 1394). هیومیک اسید از طریق اثرات هورمونی و با تأثیر بر متابولیسم و قابلیت دسترسی عناصر غذایی موجب بهبود رشد رویشی در گیاه میشود، به طوری که افزایش ارتفاع در گیاهان مختلف به واسطه کاربرد مواد هیومیکی توسط محققان متعدد گزارش شده است (Ghasemi et al., 2012). هیومیک اسید نیز با تأثیربر هورمون‌های رشد گیاهی و نیز تأثیر بر فتوسنتز موجب افزایش رشد میشود (Saydi et al., 2017).
تعداد برگ
اثر نانوکلوئید نقره، هیومیک اسید و اثر متقابل نانوکلوئید نقره با هیومیک اسید در سطح احتمال یک درصد بر تعداد برگ معنیدار شدند (جدول یک). اثر برهم‌کنش نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید بر تعداد برگ مثبت بود، به طوری که بیشترین تعداد برگ به میزان 37/28، 67/28 و 4/30 برگ مربوط به مصرف 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره با 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید و مصرف 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره با 25 و 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید و کمترین تعداد برگ به مقدار 07/19 و 5/18 برگ به ترتیب مربوط به تیمار شاهد و کاربرد 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید در عدم مصرف نانوکلوئید نقره بود. در شرایط عدم مصرف نانوکلوئید نقره حداکثر تعداد برگ از 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید حاصل شد. ذ=در سطوح 100 و 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره بین 25 و 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید تفاوت معنیدار وجود نداشت (جدول چهار). نانوذرات نقره قادر به جلوگیری از فعالیت اتیلن در واکنش‌هایی مانند ریزش برگ، پیری و کاهش رشد هستند (Giridhar et al., 2003) که نتیجه آن افزایش بقای برگ است. نانو ذرات نقره مشخصات رشدی گیاه (طول ساقه، طول ریشه و تعداد برگ) و و ویژگی‌های بیوشیمیایی (کلروفیل، کربوهیدرات، پروتئین و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان) را در کلزا، لوبیا و ذرت افزایش داده است (Salama 2012; Sharma et al., 2012). هیومیک اسید نفوذپذیری غشای سلولی را افزایش داده و بدین طریق ورود پتاسیم را تسهیل می‌کند که نتیجه آن افزایش فشار داخل سلولی و تقسیم سلول است (Giasuddin et al., 2007) و در نتیجه بهبود شاخص‌های رشد رویشی می‌باشد. علاوه براین، افزایش تعداد برگ احتمالاً به دلیل گسترش سریع سیستم ریشه‌ای گیاه در غلظت‌های اسید هیومیک می‌باشد، که این خود منجر به افزایش جذب بیشتر عناصر غذایی، رشد بهتر گیاه و به دنبال آن افزایش تعداد برگ میشود (شاهسون مارکده و چمنی، 1393).
طول ریشه
بر اساس نتایج تجزیه واریانس تأثیر معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد در اثر نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید بر طول ریشه دیده شد. اثر متقابل نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید بر طول ریشه معنیدار نبود (جدول یک). با اعمال نانوکلوئید نقره طول ریشه افزایش پیدا کرد، به طوری که بیشترین طول ریشه به میزان 84/31 و 6/31 سانتی‌متر مربوط به مصرف 100 و 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره و کمترین طول ریشه به میزان 92/27 سانتی‌متر مربوط به تیمار شاهد بود (جدول دو). نتایج مقایسه میانگین طول ریشه تحت تأثیرعامل هیومیک اسید (جدول سه) نشان داد که مصرف هیومیک اسید موجب افزایش طول ریشه نسبت به شاهد شد، حداکثر طول ریشه به میزان 22/33 سانتی‌متر مربوط به 50 لیتر هیومیک اسید در هکتار و حداقل طول ریشه به میزان 54/27 سانتی‌متر مربوط به تیمار شاهد بود. تیمار نانوذرات نقره در غلظت‌های پایین، بیان ژن‌های مرتبط با طول ریشه را افزایش میدهد (Abou-Zeid and Moustafa, 2014). نقره باعث توقف عمل اتیلن میشود، این ساز و کار باعث بزرگ شدن سلول گیاهی، طویل شدن ساقه، تولید ریشه و آوندهای چوبی، افزایش رشد جوانه رأسی، جلوگیری از رشد جوانه جانبی، بیوسنتز پروتئین و RNA و اثرات دیگری میشود که طیف گسترده‌ای از واکنش‌های رشد و نموی در گیاهان را در برمیگیرد (عرب علیخانی و همکاران، 1395). هیومیک اسید باعث بهبود شاخص‌های رشد و تحریک رشد سیستم ریشه‌ای گیاه میشود، دسترسی به عناصر غذایی آسان‌تر و استقرار گیاه بهبود مییابد، از این رو گیاه نیاز ندارند حجم ریشه خود را افزایش دهد و در نتیجه انرژی بیشتری برای توسعه بخش‌های هوایی خود صرف می‌کنند (Hajghani et al., 2017). احتمالا به همین دلیل، اثر تیمارها بر طول ریشه قابل توجه نبود.
عملکرد تر ریشه
اثر ساده نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید در سطح یک درصد و اثر متقابل نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید در سطح احتمال 5% برعملکرد تر ریشه معنیدار شد (جدول بک ) .نتایج به دست آمده از مقایسه میانگین عملکرد تر ریشه تحت اثر نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید نشان داد کبیشترین عملکرد تر ریشه به میزان 72/76، 36/75 و 21/77 تن در هکتار مربوط به مصرف 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره در 300 لیتر در آب با 25 و 50 لیتر هیومیک اسید اسید در هکتار و 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره در 300 لیتر در آب با 50 لیتر هیومیک اسید اسید در هکتار بود که به ترتیب بیانگر افزایش 48/20، 17/18 و 08/21 درصدی عملکرد تر ریشه بود. بین سایر تیمارها تفاوت معنی‌داری از نظر آماری مشاهده نشد. در شرایط عدم کاربرد نانوکلوئید نقره، مصرف هیومیک اسید تأثیر معنی‌داری روی عملکرد تر ریشه نداشت. در شرایط مصرف 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره دو تیمار 25 و 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید در یک گروه آماری قرار داشتند و همچنین در حضور 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره بالاترین عملکرد تر ریشه مربوط به 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید بود. برای صرفه‌جویی در میزان هزینه بهترین دز مصرفی 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره دو تیمار 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید پیشنهاد میشود (جدول چهار). نانوذره نقره موجب افزایش قدرت جذب آب شده و با تأثیر بر سیستم الکترونی فتوسنتز و ساخت ATP بیشتر فعال و انفعالات فتوسنتزی را بهبود می‌بخشد و موجب افزایش رشد و وزن گیاه میشود (عرب علیخانی و همکاران، 1395). هیومیک اسید می‌تواند با بهبود جذب نیتروژن سبب افزایش انواع پروتئین‌ها بهویژه آنزیم‌ها و پروتئین‌های شرکت کننده در چرخه فتوسنتزی نظیر سیتوکروم‌ها، فردوکسین‌ها، پلاستوسیانین و آنزیم رابیسکو شده و از این طریق وزن غده را افزایش دهد (Dordas and Sioulas, 2008).
عملکرد خشک ریشه
اثر نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید در سطح احتمال 1% و اثر متقابل آنها بر عملکرد خشک ریشه در سطح 5% معنیدار شد (جدول یک ). بیشترین عملکرد خشک ریشه به میزان 85/13 و 59/14 تن در هکتار مربوط به مصرف 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره با 25 لیتر هیومیک اسید اسید در هکتار و 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره با 50 لیتر هیومیک اسید اسید در هکتار بود که بیانگر افزایش 84/28 و 72/35 درصدی عملکرد خشک ریشه بود. نتایج نشان داد که حداکثر عملکرد خشک ریشه، در شرایط عدم مصرف نانوکلوئید نقره و همچنین مصرف 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره در تیمار 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید و در شرایط مصرف 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره در تیمار 25 لیتر در هکتار هیومیک اسید حاصل گردید. (جدول چهار). به نظر می‌رسد با کاربرد نانونقره میزان تخلیه عناصر غذایی گیاه از خاک نسبت به تیمارهای دیگر بیشتر بود و در نهایت سبب افزایش عملکرد گردید و همچنین نانونقره افزایش تحریک الکترون‌ها و تحریک تقسیم و تکثیر سلولی و فعل و انفعالات فتوسنتزی را بهبود بخشید (طالقانی مقدم، 1394). هیومیک اسید از طریق تأمین و در اختیار گذاری عناصر کم مصرف و پر مصرف و بهبود وضعیت فتوسنتز در گیاه باعث افزایش وزن خشک گیاه میشود (Astaraei and Ivani, 2008). اسید هیومیک از طریق اثرات مثبت فیزیولوژیکی از جمله افزایش متابولیسم در درون سلول‌ها و همچنین بالا بردن میزان کلروفیل در برگ‌ها سبب ماندگاری بیشتر برگ‌ها شده، در نتیجه بر میزان عملکرد تولیدی و زیست توده تولیدی در گیاهان آلی افزوده میشود (Nardi et al., 2002). مشابه نتایج این پژوهش، سایر محققان نیز گزارش کردهاند که نانوذرات نقره باعث افزایش عملکرد ریشه میشود (فیضی و همکاران، ).
پروتئین خام
بر اساس نتایج حاصل شده از تجزیه واریانس اثر نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید در سطح احتمال 1% بر پروتئین خام معنیدار بود. اما اثر متقابل نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید بر پروتئین خام معنیدار نشد (جدول یک). با اعمال نانوکلوئید نقره، به پروتئین خام افزوده شد به نحوی که بیشترین پروتئین خام در تیمار 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره به میزان 14/11 درصد و کمترین پروتئین خام به میزان 51/9 درصد در تیمار شاهد رخ داد (جدول دو). مصرف هیومیک اسید، موجب افزایش پروتئین خام نسبت به شاهد شد، به طوری که بیشترین پروتئین خام در تیمار 50 لیتر هیومیک اسید در هکتار به میزان 22/11 درصد و کمترین پروتئین خام به میزان 39/9 درصد در تیمار شاهد رخ داد (جدول سه). احتمالاً بیشتر بودن درصد پروتئین در تیمار هیومیک اسید نشای از افزایش دسترسی به عناصر معدنی خصوصاً عناصری مانند نیتروژن و روی می‌باشد. در این رابطه گزارش شده است که کاربرد کود آلی هیومیک منجر به افزایش نسبت پروتئین به کربوهیدرات دانه گردید (شهبازی و همکاران، 1394). از آنجاییکه نیتروژن عنصر اصلی در ساختار پروتئین‌ها می‌باشد، به نظر می رسد که بهبود شرایط جذب آن، اثرات مستقیم و غیر مستقیم در افزایش پروتئین داشته است.
.
خاکستر کل
اثر نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید در سطح احتمال یک درصد بر خاکستر کل تأثیر معنیدار شد، اما اثر متقابل نانوکلوئید نقره با هیومیک اسید در سطح 5% مشاهده گردید (جدول یک). نتایج به دست آمده از مقایسه میانگین خاکستر کل تحت اثر نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید نشان داد که بیشترین خاکستر کل مربوط به مصرف 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره با 50 لیتر در هکتار هیومیک اسید به میزان 85/9 درصد و کمترین خاکستر کل به مقدار 65/4 درصد مربوط به تیمار شاهد بود (جدول چهار). میزان خاکستر علوفه، بیانگر مقدار مواد معدنی موجود در بافت‌های گیاهی است و این عناصر در علوفه به لحاظ این که در متابولیسم‌های حیوانات نقش دارند، برای فعالیت سلول‌های بدن لازم و مهم هستند (Yolcu et al., 2009). خاکستر بخش‌های رویشی گیاه عمدتا متشکل از مواد معدنی می‌باشد که برای سنتز ویتامین‌ها، تولید هورمون‌ها، فعالیت آنزیم‌ها، ساخت بافت و بسیاری از فرایندهای بیولوژیک که بستگی به رشد، سلامتی و تولید دارند مورد نیاز می‌باشند (احمدی و نادری عارفی، 1398).
قابلیت هضم ماده خشک
اثر نانوکلوئید نقره در سطح احتمال پنج درصد و هیومیک اسید در سطح احتمال یک درصد بر قابلیت هضم ماده خشک معنیدار شد، ولی اثر متقابل نانوکلوئید نقره با هیومیک اسید بر قابلیت هضم ماده خشک معنیدار نگردید (جدول یک). مقایسه میانگین قابلیت هضم ماده خشک تحت تأثیر نانوکلوئید نقره نشان داد که با اعمال نانوکلوئید نقره، افزایش قابلیت هضم ماده خشک نسبت به شاهد رخ داد، به نحوی که بیشترین قابلیت هضم ماده خشک را تیمار 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره به میزان 066/66 درصد و کمترین قابلیت هضم ماده خشک را تیمار شاهد برخوردار بود (جدول 2). مصرف هیومیک اسید موجب افزایش قابلیت هضم ماده خشک نسبت به شاهد شد، حداکثر قابلیت هضم ماده خشک به میزان 13/68 درصد را تیمار 50 لیتر هیومیک اسید در هکتار و حداقل قابلیت هضم ماده خشک به میزان 21/60 درصد را تیمار دارا بود (جدول سه). هیومیک اسید منجر به افزایش رشد رویشی، حجم ساقه، توسعه سطح برگی و کاهش سلولز و همی سلولز میشود. با در نظر گرفتن این نکته که، دیواره سلولی مهم‌ترین عامل در تعیین قابلیت هضم گیاهان است (Wilman and Rezvani Moghaddam, 1998)، کاربرد هیومیک اسید با کاهش ضخامت دیواره سلولی منجر به افزایش قابلیت هضم علوفه شده است (Ahmadi Aghtape et al., 2012). همچنین، تیمارهای مورد استفاده موجب افزایش رشد رویشی (علفی) بوته‌ها شدند که به نظر می‌رسد با هدایت آسیمیلاتها به مسیرهای افزایش تقسیم و توسعه سلولی، از افزایش ضخامت دیواره در سطوح سلولی و افزایش ضخامت لایه کوتیکولی روی برگ و سایر اندامهای رویشی در سطح تک بوته جلوگیری شده است (احمدی و نادری عارفی، 1398) که حاصل این تغییر مسیرهای بیوسنتزی، کاهش لیگنین و همیسلولز و افزایش قابلیت هضم بوده است.
نتیجهگیری کلی
نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید باعث بهبود بهبود عملکرد و ارزش غذایی چغندر علوفهای گردید. همچنین مشاهده شد که نانوکلوئید نقره و هیومیک اسید اثر افزایشی روی هم داشتند، حداکثر عملکرد خشک ریشه به میزان 85/13 و 59/14 تن در هکتار در تیمار 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره در 300 لیتر در آب با 25 لیتر هیومیک اسید اسید در هکتار و 200 میلیلیتر نانوکلوئید نقره در 300 لیتر در آب با 50 لیتر هیومیک اسید اسید حاصل گردید. کاربرد هیومیک اسید به میزان 25 لیتر در هکتار و محلولپاشی 100 میلیلیتر نانوکلوئید نقره می‌تواند ضمن کاهش هزینههای مصرف این مواد، موجب افزایش عملکرد کمی و کیفی چغند علوفهای گردد.
جدول 1- نتایج تجزیه واریانس اثر نانو کلوئید نقره و هیومیک اسید بر عملکرد و ارزش غذایی چغندر علوفهای
Analysis of variance of effect of Silver nano Colloid and Humic acid on yield and nutritional value of fodder beet
قابیلیت هضم ماده خشک Dry matter digestibility (%) | خاکستر کل Total ash (%) | پروتئین خام Crude protein (%) | عملکرد خشک ریشه Root fresh yied (ton/ha) | عملکرد تر ریشه Root dry Yield (ton/ha) | طول ریشه Root length (cm)
| تعداد برگ Leaf namber عدد | ارتفاع بوته Plant height (cm) | درجه آزادی df | منابع تغييرات
SOV
|
ns52/10 | *4/1 | ns19/0 | ns61/1 | ns94/14 | ns52/7 | ns26/7 | ns13/0 | 2 | بلوک |
*12/55 | **15/4 | **99/5 | **34/7 | **53/180 | **45/43 | **42/107 | **15/153 | 2 | نانو کلوئید نقره (a) |
**17/141 | **68/3 | **52/7 | **65/9 | **71/134 | **67/72 | **36/95 | **87/302 | 2 | هیومیک اسید (b) |
ns13/22 | *91/0 | ns62/0 | *51/3 | *8/53 | ns41/3 | **94/15 | *35/40 | 4 | a*b |
57/14 | 29/0 | 82/0 | 15/1 | 19/17 | 26/6 | 23/3 | 11/11 | 16 | خطا |
95/5 | 75/6 | 85/8 | 67/8 | 03/6 | 2/8 | 34/7 | 53/6 |
| CV% |
* و** به ترتیب معنیدار در سطح احتمال پنج درصد و یک درصد،ns : تاثیر غیر معنیدار
جدول 2- مقایسه میانگینهای اثر نانو کلوئید نقره بر عملکرد و ارزش غذایی چغندر علوفهای
Mean comparision of effect of Silver nano Colloid and Humic acid on yield and nutritional value of fodder beet
قابیلیت هضم ماده خشک Dry matter digestibility (%) | خاکستر کل Total ash (%) | پروتئین خام Crude protein (%) | عملکرد خشک ریشه Root fresh yied (ton/ha) | عملکرد تر ریشه Root dry Yield (ton/ha) | طول ریشه Root length (cm)
| تعداد برگ Leaf namber عدد | ارتفاع بوته Plant height (cm) | نانو کلوئید نقره Silver nano Colloid (ml/300L) |
b34/61 | c38/7 | b51/9 | b72/11 | c19/64 | b92/27 | c61/20 | c76/46 | 0 |
ab97/64 | a73/8 | a14/11 | ab47/12 | a15/73 | a84/31 | b46/25 | a98/54 | 100 |
a06/66 | b12/8 | ab27/10 | a51/13 | b83/68 | a6/31 | a3/27 | b46/51 | 200 |
ميانگين‌هاى داراى حروف مشابه بر اساس آزمون دانكن در سطح 5% تفاوت معنىدارى ندارند.
جدول 3- مقایسه میانگینهای اثر هیومیک اسید بر عملکرد و ارزش غذایی چغندر علوفهای
Mean comparision of effect of Humic acid on yield and nutritional value of fodder beet
قابیلیت هضم ماده خشک Dry matter digestibility (%) | خاکستر کل Total ash (%) | پروتئین خام Crude protein (%) | عملکرد خشک ریشه Root fresh yied (ton/ha) | عملکرد تر ریشه Root dry Yield (ton/ha) | طول ریشه Root length (cm)
| تعداد برگ Leaf namber عدد | ارتفاع بوته Plant height (cm) | هیومیک اسید Humic acid (L/ha) |
c21/60 | c44/7 | c39/9 | b53/11 | b78/64 | c54/27 | c9/20 | c69/44 | 0 |
b02/64 | b07/8 | b31/10 | ab56/12 | ab87/68 | b6/30 | b18/25 | a03/56 | 25 |
a13/68 | a71/8 | a22/11 | a6/13 | a52/72 | a22/33 | a29/27 | b47/52 | 50 |
ميانگين‌هاى داراى حروف مشابه بر اساس آزمون دانكن در سطح 5% تفاوت معنىدارى ندارند.
جدول 4- مقابسه میانگینهای اثر نانو کلوئید نقره و هیومیک اسید بر عملکرد و ارزش غذایی چغندر علوفهای
Mean comparision of effect of Silver nano Colloid and Humic acid on yield and nutritional value of fodder beet
خاکستر کل Total ash (%) | عملکرد خشک ریشه Root fresh yied (ton/ha) | عملکرد تر ریشه Root dry Yield (ton/ha) | تعداد برگ Leaf namber عدد | ارتفاع بوته Plant height (cm) | هیومیک اسید Humic acid (L/ha) | نانو کلوئید نقره Silver nano Colloid (ml/300L) |
c65/4 | c75/10 | b77/63 | e07/19 | d13/43 | 0 | 0 |
bc36/7 | bc02/11 | b83/63 | e5/18 | b4/51 | 25 | 0 |
b22/8 | ab38/13 | b98/64 | bc27/24 | bcd73/45 | 50 | 0 |
b78/7 | c71/10 | b35/67 | de8/20 | bcd6/45 | 0 | 100 |
b56/8 | a85/13 | a73/76 | a37/28 | a4/58 | 25 | 100 |
a85/9 | ab84/12 | a36/75 | ab2/27 | a93/60 | 50 | 100 |
b98/7 | ab13/13 | b23/63 | cd83/22 | cd33/45 | 0 | 200 |
b3/8 | ab82/12 | b05/66 | a67/28 | a3/58 | 25 | 200 |
b07/8 | a59/14 | a21/77 | a4/30 | bc73/50 | 50 | 200 |
ميانگين‌هاى داراى حروف مشابه بر اساس آزمون دانكن در سطح 5% تفاوت معنىدارى ندارند
منابع
1. احمدی ا. و نادری عارفی ع. 1398. زندگی مولکولی گیاه (راسل و همکاران، 2013)، انتشارات دانشگاه تهران، 1400 صفحه.
2. جهان، م.، نصیری محلاتی، م.، آریایی، م. و کمایستانی، ن. 1393. اثرات کاربرد پلیمر سوپرجاذب رطوبت در خاك و محلولپاشی اسید هیومیک روي برخی ویژگیهاي اگروفیزیولوژیکی و عملکرد کمی و کیفی چغندرقند (Beta vulgaris L.) در شرایط مشهد. بومشناسی کشاورزی. 6 (4): 766-753.
3. شاهسون مارکده و م.، چمنی، ا. 1393. تدثیر غلت و زمان‌های مختلف کاربرد اسید هیومیک بر ویژگی‌های کمی و کیفی گل بریده شب‌بو رقم Hanza. علوم و فنون کشت‌های گلخانه‌ای. 19: 170-157.
4. شهبازی، ش.، فاتح، ا.و آینه‌بند، ا. 1394. مطالعه اثر کاربرد هیومیک اسید و ورمی‌کمپوست بر عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم گندم نواحی گرمسیری. تولیدات گیاهی (مجله علمی کشاورزی). 38 (2): 99-110.
5. طالقانی مقدم، ف.وقوشچی، ف.، صفاهانی، ف. 1394 مطالعه پرایمینگ (هیدروپرایمینگ، هورمون اسید جیبرلیک و نانوذره نقره) بذر در بهبود شاخص‌های جوانه‌زنی و رشد گیاه یولاف (جو دوسر Avena Sativa L.) در شرایط تنش شوری. پژوهش‌های زراعی در حاشیه کویر. 12 (4): 304-291.
6. عرب علیخانی، ن.، قوشچی، ف.و صفاهانی لنگرودی، ع. 1395. مطالعه پرایمینگ بذر (هیدرو پرایمینگ، نانو ذره نقـره و اسید سالیسیلیک) در بهبود شاخص‌های جوانه‌زنی گیاهچه تریتیکاله (X Triticosecale Vittmack) تحت شرایط تنش شوری. 13 : 133-145.
7. فيضي ح.، رضواني مقدم پ. و برهمند الف. 1390. بررسي عملکرد و صفات کيفي ريشه چغندرقند تحت تاثير ميدان مغناطيسي و کاربرد نانوذرات نقره. پژوهش‌های کاربردی زراعی، 9 (1)، 994-88.
8. هاشمی، ش.، اسرار، ز.، پورسیدی، ش.و ده زیازی، م. 1395. اثر نانوذرات نقره سنتز شده زیستی بر ویژگی-های رشدی و محتوای فلاونوئید گیاه گندم (Triticum aestivum). زراعت (پژوهش و سازندگی). 111: 49-54.
9. Abdallah, E.F., and Yassen, A.A. 2008. Fodder Beet Productivity under Fertilization Treatments and Water Augmentation. Australian Journal of Basic and Applied Sciences. 2(2): 282-287.
10. Abou-Zeid, H.M., and Moustafa, Y. 2014. Physiological and cytogenetic responses of wheat and barley to silver nano priming treatment. International Journal of Applied Biology and Pharmaceutical Technology. 5: 265-278.
11. Astaraei, A.R., and Ivani, R. 2008. Efect of organic sources as foliar spray and root media on nutrition if cowpea plant. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences. 3 (3): 352-356.
12. Ayas, H. and Gulser, F. 2005. The effect of sulfur and humic acid on yield components and macronutrient contents of spinach. Journal of Biological Sciences. 5(6): 801-804.
13. Chakwizira, E., Maley, S., George, M., Hubber, R., Morton, J.D. and Stafford, A.D. 2012. Effects of potassium, sodium and chloride fertiliser on fodder beet yield and mineral composition. pp. 431-434 in: Proceedings of the 5th Australasian Dairy Science Symposium. Ed. Jacobs, J. National Dairy Alliance, Melbourne, Australia.
14. De Sanfilippo, E.C., Argüello, J., Abdala, G., and Orioli, G. 1990. Content of auxin-inhibitorand gibberellin-like substances in humic acids. Biologia Plantarum. 32: 346-351.
15. Dordas, C., and, S. 2008. Safflower yield, chlorophyll content, photosynthesis and water efficiency response to nitrogen fertilization under rainfed conditions. Crop Production. 27: 78-85.
16. Giasuddin, A.B.M., Kanel, S., and Choi, H. 2007 Adsorption of humic acid onto nanoscale zerovalent iron and its effect on arsenic removal. Journal Environment Science Technology. 41(6): 2022-2027.
17. Giridhar, P., Indu, E.P., Vijaya ramu, D.,and Ravishankar, G.A. 2003. Effect of silver nitrate on in vitro shoot growth of Coffee. Tropical Science 43(3): 144-146.
18. Haghighi Pak, Z., Karimi, and., Abbspour, H. 2017. Effects of Silver Nanoparticle Exposure on Growth, Physiological and biochemical Parameters of Dracocephalum moldavica L. Iranian Journal of Plant Physiology. 7 (4): 2173-2183.
19. Hajghani, M., Ghalavand, A., and Modarres Sanavy, S.A.M. 2017. Evaluation of yield, yield components and growth indices of safflower (carthamus tinctorius L.) in conventional and organic farming systems. Journal of Agroecology, 9(1): 15-30. (In Persian).
20. Hoda, A.,and Ismail, F. 2016. Effectiveness of humic acid applicationin improving saline soil properties and fodder beet production. Journal of Soil Sciences and Agricultural Engineering. 7(9): 623-634.
21. Maccarthy, P. 2001. The principles of humic substances. Soil Science 166: 738-751.
22. Matthew, C., Nelson, N.J., Ferguson, D., and Xie, Y. 2011. Fodder beet revisited. Proceedings of the Agronomy Society of New Zealand 41: 39-48.
23. Nardi, S., D. Pizzeghello and A. Ertani. 2017. Hormone-like activity of the soil organic matter. Applied Soil Ecology. In Press.
24. Nardi, S., Pizzeghello, D., Muscolo, A., and Vianello, A. 2002. Physiological effects of humic substances on higherplants. Soil Biol. Biochem. 34(11): 1527-1536.
25. Nobakhti, F., Asghari, M., Masoumi Zavariyan, A.,and YousefiRad, M. 2015. The effects of humic acid and vermicompost and their interaction effects on the quantitative and qualitative characteristics of the milk thistle medicinal plant. Busqueret. 1 (3): 144-150.
26. Pallavi, C., Mehta, M., Srivastava, R., Arora, S., and Sharma, A. K. 2016. Impact assessment of silver nanoparticles on plant growth and soil bacterial diversity. 3 Biotech. 6: 1-10.
27. Pathma, J.,and Sakthivel, N . 2012. Microbial diversity of vermicompost bacteria that exhibit useful agricultural traits and waste management potential SpringerPlus1:26.
28. Rahimi, A., Kiralan, M., and Ahmadi, F. 2020. Effect of Humic Acid Application on Qua ntitative Parameters of Sugar Beet (Beta vulgaris L.) Cv. Shirin. Alexandria Science Exchange Journal. 41 (1): 85-91.
29. Salama, M. H. H. 2012. Effects of silver nanoparticles in some crop plants, common bean (Pharsalus vulgaris L.) and corn (Zea mays L.). International Research Journal of Biotechnology 3:190–197.
30. Saydi, Z., Fateh, E., and Aynehband, A. 2017. Effect of different sources of nitrogen and organic fertilizers on yield and yield components of Ajowan (Trachyspermum ammi L.). Journal of Agroecology, 9(1): 115-128. (In Persian).
31. Sharma, K., Sharma, R., Shit, S.,and Gupta, S. 2012. Nanotechnological application on diagnosis of a plant disease. In: International Conference on Advances in Biological and Medical Sciences. Pp 149–150.
32. Tarafdar, J.C., Sh. Sharma, and R. Raliya. 2013. Nanotechnology: Interdisciplinary science of applications. African Journal of Biotechnology. 12: 219-226.
33. Verlinden , G.,Pycke B, Mertens J, Debersaques F, Verheyen K, Baert G, Brifs J and Haesaert G. 2009. Application of humic substances results in consistent increases in crop yield and nutrient uptake. Journal of Plant Nutrients, 32(9): 1407-1426.
34. Yaseen, A.A.M., Khadidah, M.S., Vasim, Sh., and Wasan, M.H. 2016. Effect of Foliar Spray of Nano Silver and Organic Fertilizer (Algastar) and Salicylic Acid on Some Morphological Characteristics and Carbohydrate Content in (Helianthus annuus L.). Journal of Agriculture and Ecology Research International. 9(3): 1-7.
35. Samavat, S., and Malakuti, M. 2006. Important use of organic acid (humic and fulvic) for increase quantity and quality agriculture productions. Water and Soil Researchers Technical 463: 1-13.
Abstract
In order to investigate the effect of silver Nanoparticle and humic acid on the quantitative and qualitative performance of experimental forage beet, an experiment as a factorial form in the complete randomized block design in three replications in 2019 was conducted. The experimented factors were included nanosilver foliar application at three levels without treatment (control), 100 and 200 ml per 300 liters of water as a first factor and humic acid at three levels of control non-using, 25 and 50 liters per hectare as irrigation fertilizer as the second factor were considered. The most wet and dry yield of forage beet were obtained in the amount of 2.77 and 6.14 tons per hectare, in the 200 ml of silver Nanoparticle foliar application treatment and using of 50 lit/ha of humic acid were obtained, however, a statistically significant difference with 100 ml Nanoparticle and 25 ml humic acid did not observed. The most leaf area index and root diameter was observed in 200 ml of silver nanoparticle treatment and the using of 25 lit / ha humic acid. The using of silver nanoparticle was increased the protein and raw fiber, the ability to digest dry matter, and the amount of auxin. On the other hand, the most percent of sugar was recorded in the non-using of humic acid treatment, but the amount of root potassium, the protein percent and raw fiber, digestibility and the amount of auxin by humic acid using compared to the control treatment that showed a significant increasing. Based on the experiment results, the humic acid using in amount of 25 liters per hectare and 100 ml of silver nanoparticle foliar application in increasing of forage beet quantitative and qualitative performance are effective.
Keywords: forage beet, spray, raw fiber, silver nanoparticle, humic acid.