بخشی از مقاله
چکیده
کاربرد مواد آلی و ریزجانداران میکروبی از طریق تغییر در خصوصیات بیوشیمیایی خاک، قابلیت استفاده عناصر کممصرف را تحت تاثیر قرار میدهند. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثر کاربرد بیوچار و برهمکنش آن با قارچ میکوریز آربوسکولار بر توزیع شکلهای شیمیایی منگنز در یک خاک آهکی پس از کشت ذرت در شرایط گلخانه بود. آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. فاکتور اول تلقیح قارچی - گلوموس ورسیفرم، فونلیفورمیس موسه و بدون تلقیح - و فاکتور دوم کود آلی - شاهد، گوسفندی، مرغی، بیوچار گوسفندی و بیوچار مرغی هر کدام در سطح 2 درصد وزنی - بود. نتایج نشان داد که تأثیر تیمار کود گوسفندی نسبت به دیگر تیمارها در افزایش غلظت اکثر شکلهای شیمیایی منگنز نسبت به تیمار شاهد بیشتر بود. همچنین با کاربرد تیمارهای قارچی، غلظت شکلهای کربناتی، آلی و اکسیدهای آهن بیشکل افزایش و غلظت روی متصل به اکسیدهای آهن کریستالی و محلول و تبادلی بهطور معنیداری نسبت به تیمار شاهد کاهش نشان داد. نتایج برهمکنش تیمارهای آلی و تلقیح قارچی نشان داد که نوع کود آلی کاربردی تأثیر مستقیم بر عملکرد قارچ مایکوریزا در تغییر غلظت شکلهای شیمیایی منگنز در خاک داشت.
کلمات کلیدی: ذرت، شکل شیمیایی منگنز، تلقیح قارچی، بیوچار
.1 مقدمه و هدف
منگنز یکی از عناصر غذایی ضروری مورد نیاز گیاهان است. این عنصر در فعال نمودن آنزیمهای مختلفی در گیاه نقش داشته و در متابولیسم کربوهیدراتها، آمینواسیدها و پدیدههای نور شیمیایی نقش مهمی را ایفا میکند .[1] مهمترین نقش شناخته شده منگنز در گیاهان سبز نقش آن در فتوسنتز و تولید اکسیژن است. همچنین این عنصر در احیای نیترات و ساخت پروتئین نقش داشته و کمبود آن سبب تضعیف واکنش نوری میشود .[6] مقدار کل منگنز در خاکها بین 20 تا 3000 و به طور میانگین 600 میلیگرم در کیلوگرم است .[11] مقدار ماده آلی خاک، پهاش خاک و تهویه از عوامل مهم تاثیرگذار بر قابلیت استفاده منگنز در خاک میباشند .[4]
جهت جداسازی شکلهای شیمیایی عناصر کممصرف و تخمین پتانسیل زیستفراهمی آنها از روشهای عصاره-گیری دنبالهای استفاده میشود؛ بهاینصورت که در مراحل ابتدایی از عصارهگیرهای ضعیف استفاده شده و در مراحل بعدی به عصارهگیرهای قویتر ختم میشود و بسته به نوع روش عصارهگیری، بین 5 تا 7 شکل شیمیایی استخراج میشود .[9] در بین شکلهای شیمیایی منگنز، شکل محلول و تبادلی دارای بیشترین زیستفراهمی بوده و شکل باقیمانده تقریباًغیرفعال است. شکلهای شیمیایی دیگر روی نیز بسته به ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی خاک، میتوانند منبعی بالقوه برای تأمین نیاز گیاه باشند .[5] استفاده از مواد آلی مختلف - بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک - و قارچهای مایکوریزمیتواند راهکاری مناسب جهت کاهش و رفع کمبود عناصر کممصرف در خاکهای آهکی با داشتن حداقل آثار مخرب زیستمحیطی و نیل به اهداف کشاورزی پایدار و ارگانیک باشد .[3]
قارچهای مایکوریزا آربوسکولار دارای رابطه همزیستی با ریشه اکثر گیاهان میباشند و از راههای متعددی میتوانند شرایط بیوشیمیایی خاک را تغییر داده و سبب افزایش زیستفراهمی و آزاد شدن عناصر کممصرف از شکلهای پایدار شوند .[3]اخیراً، تبدیل کودهای آلی به بیوچار جهت کاربرد در زمینهای کشاورزی، به عنوان یک کود آلی جایگزین، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است .[2] بیوچار در واقع یک ترکیب آلی سیاه غنی از کربن با حجم کم، درجه پایداری زیاد و مقاومت بالا نسبت به تجزیه در خاک است که در شرایط اکسیژن محدود از گرماکافت ضایعات آلی گیاهی یا حیوانی تولید و بهعنوان کود مورد استفاده قرار میگیرد .[8] کاربرد بیوچار در خاک میتواند از طرق مختلف از جمله افزایش ظرفیتتبادلکاتیونی، تحریک فعالیت ریزجانداران خاک و بهبود ویژگیهای کیفی خاک سبب افزایش رشد و عملکرد گیاهان شود .[7] با توجه به مطالب ذکر شده در بالا، هدف از مطالعه حاضر بررسی اثر کاربرد بیوچار و برهمکنش آن با قارچ میکوریز آربوسکولار بر توزیع شکلهای شیمیایی منگنز در یک خاک آهکی پس از کشت ذرت در شرایط گلخانه بود.
.2 مواد و روشها
کود مرغی و گوسفندی از دامپروریها و مرغداریهای فعال در منطقه تهیه شد. بیوچار کودهای مورد نظر، در شرایط اکسیژن محدود در دمای 500 درجه سلسیوس به مدت 4 ساعت با استفاده از یک کوره الکتریکی تهیه شدند. برخی از خصوصیات مواد آلی اولیه و بیوچار حاص از آنها توسط روشهای استاندارد آزمایشگاهی اندازهگیری و در جدول شماره 1 گزارش شده است.جهت انجام این پژوهش مقدار مناسبی خاک از عمق 0 تا 30 سانتیمتری از مزارع دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب واقع در 260 کیلومتری جنوبشرقی شیراز واقع در استان فارس برداشته شد. پس از هواخشک کردن و عبور از الک 2 میلیمتری برخی ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی خاک مورد نظر با استفاده از روشهای استاندارد آزمایشگاهی اندازهگیری شد
آزمایشی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. فاکتور اول شامل کود آلی در پنج سطح - بدون کاربرد کود آلی، کود گوسفندی، کود مرغی، بیوچار کود گوسفندی و بیوچار کود مرغی هر یک 2 درصد وزنی - و فاکتور دوم شامل تلقیح قارچی در سه سطح - عدم تلقیح، تلقیح با قارچ فونلیفورمیسموسه و تلقیح با قارچ گلوموسورسیفرم - بود. قارچهای مایکوریزا آربوسکولار از آزمایشگاه بیولوژی پخش علومخاک دانشگاه شیراز تهیه شد. پس از اعمال تیمارهای مورد نظر طبق طرح آزمایشی، کشت گیاه به تعداد 5 بذر ذرت ضدعفونی شده رقم سینگلگراس 704 در عمق حدود 2 سانتیمتری در گلدانهای پلاستیکی 2 کیلوگرمی انجامشد و به مدت 10 هفته در شرایط گلخانه نگهداشته شدند. پس از 10 هفته، گیاهان برداشت شده و ریشه گیاه از خاک گلدانها جدا شد.
پس از هوا خشک شدن خاک و عبور از الک 2 میلیمتری، مقداری از آن جهت تعیین شکلهای شیمیایی منگنز به آزمایشگاه منتقل شد.جهت اندازهگیری شکلهای شیمیایی منگنز از روش سینگ و همکاران - 1988 - استفاده شد .[10] این روش، منگنز را به شکلهای محلول و تبادلی، کربناتی، آلی، اکسیدهای منگنز، اکسیدهای آهن بیشکل، اکسیدهای آهن بلورین و باقی-مانده جدا میکند. بعد از عصارهگیری منگنز در هر مرحله، غلظت منگنز به وسیله دستگاه جذب اتمی قرائت شد. لازم به ذکر است که استانداردهای منگنز در محلولهایی که از نظر ترکیب و غلظت مشابه عصارهگیرهای هر مرحله است، تهیه شد.
.3نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثرات اصلی کاربرد بیوچار، قارچ میکوریزا و همچنین اثرات متقابل آنها بر تغییر غلظت شکل محلول و تبادلی، کربناتی، آلی، پیوسته به اکسیدهای آهن بیشکل و بلورین منگنز از نظر آماری معنیدار بود - جدول3
