بخشی از مقاله
چکیده
این تحقیق به منظور بررسی تأثیر بازدارنده نیترات سازی 3 و4 دی متیل پیرازول فسفات - DMPP - بر کارایی مصرف نیتروژن به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه عامل نوع کود نیتروژنه - شاهد، اوره، سولفات نیترات آمونیوم، سولفات نیترات آمونیوم با بازدارنده نیتراتسازی - DMPP، نوع خاک - رسی سیلتی، لوم و شنی لومی - و نوع رقم - گیانت سانتوس و وایکینگ - در سه تکرار در دانشگاه شهرکرد روی گیاه اسفناج - Spinacia oleracea L. - انجام شد. نتایج نشان داد کاربرد سولفات نیترات آمونیوم با بازدارنده نیتراتسازی DMPP منجر به کاهش معنیدار کارایی مصرف نیتروژن - زراعی و فیزیولوژیک به ترتیب به مقدار 12 و 8 درصد - در مقایسه با تیمار مشابه اما فاقد بازدارنده شد که دلیل این مسئله را میبایستی به کاهش رشد اسفناج در نتیجه کاربرد بازدارنده نیرات سازی DMPP نسبت داد. بیشترین کارایی مصرف نیتروژن - زراعی، بازیافت و فیزیولوژیک - در خاک لومی مشاهده شده و رقم گیانت سانتوس در مقایسه با وایکینگ کارایی مصرف نیتروژن بیشتری داشت.
مقدمه
نیتروژن از عناصری است که در سطح گستردهای از طبیعت پراکنده شده است. این عنصر پویا، بین هوای خاک و موجودات زنده در گردش است. نقش اصلی نیتروژن در ساخت پروتئینهای گیاهی است، علاوه بر آن قسمتی از کلروفیل را نیز تشکیل میدهد. کاربرد نیتروژن بهویژه در خاکهایی با ماده آلی کم یکی از راهکارهای افزایش عملکرد محصولات کشاورزی است. در چند دهه اخیر مصرف کودهای شیمیایی در کشور به شدت افزایش یافته است. افزایش بی رویه در مصرف کودهای شیمیایی منجر به افزایش هزینه شده و از طرف دیگر، باعث ورود مقدار زیادی از نیتروژن به خاک، اتمسفر و آب می-شود. این موضوع سلامت انسان و دیگر جانداران را در معرض تهدید قرار میدهد پایین بودن کارایی بازیافت کودهای نیتروژنه نه تنها از لحاظ اقتصادی دارای اهمیت زیادی است بلکه به خاطر جنبههای زیست محیطی نیز قابل توجه میباشد. آلودگی آبهای زیرزمینی به یون نیترات استفاده از آنها را برای مصارف شرب شهری با مشکلات عدیدهای مواجه ساخته است. از طرف دیگر راهیابی نیترات به آبهای سطحی نیز منجر به ایجاد پدیده آبتباهی و بدنبال آن ایجاد محدودیت در زندگی آبزیان و همچنین کاهش شدید کیفیت آبهای سطحی شده است. همچنین فرآیند نیتراتزدایی با رهاسازی گاز اکسید نیترو به اتمسفر باعث تخریب لایه ازن میشود. بنابراین افزایش کارایی مصرف کودهای نیتروژنه یکی از چالشهای کشاورزی مدرن امروزی است که از گذشته نیز به آن توجه ویژهای شده است. براساس برآوردهای انجام شده افزایش کارایی مصرف نیتروژن تنها به میزان 2 درصد بیش از 2/5 میلیارد دلار به اقتصاد جهانی کمک میکند تاکنون استراتژیهای مختلفی برای افزایش کارایی مصرف نیتروژن در محصولات کشاورزی پیشنهاد شده است. یکی از روشهای افزایش کارایی مصرف نیتروژن استفاده از بازدارندههای نیتراتسازی است. بازدارندههای نیتراتسازی ترکیبهایی هستند که اکسایش زیستی یون آمونیوم - NH4+ - به نیتریت - NO2- - را بهواسطه کاهش فعالیت باکتری نیتروزموناس به تأخیر میاندازند . - Pasda et al., 2001 - ترکیب 3 و -4 دی متیل پیرازول فسفات - DMPP - یک بازدارنده جدید نیتراتسازی است که توسط شرکت باسف آلمان تولید شدهاست . - Zerulla et al., 2001 - این ماده میتواند به طور معنیداری آبشویی نیترات را کاهش دهد، بدون اینکه خودش آبشویی شود. استفاده از DMPP همراه با کودهای نیتروژنه توانسته است عملکرد محصولات کشاورزی را بهبود بخشد. این تأثیرات احتمالا در نتیجه افزایش ذخیره نیتروژن معدنی، کاهش تعداد دفعات کاربرد کود نیتروژن و نگهداری نیتروژن خاک به شکل آمونیوم است تحقیقات انجام شده نشان داده است مصرف بازدارنده نیتراتسازی 3 و -4 دی متیل پیرازول فسفات منجر به افزایش کارایی مصرف نیتروژن در گندم پاییزه و پنبه در یونان شده است . - Douma et al., 2005 - تأثیر مثبت کاربرد بازدارندههای نیتراتسازی بر کارایی مصرف نیتروژن در تحقیقات Ortega et al - 2006 - در محصولات کشاورزی شیلی نیز دیده شده است. همچنین Sharma and Kumar - 1998 - عنوان کردند کاربرد بازدارنده نیترات سازی دی سیانو دی آمید منجر به کاهش میزان کود نیتروژن مصرفی و افزایش جذب نیتروژن و کارایی مصرف نیتروژن در گندم شده است. نتایج تحقیقات Roco and Blu - 2006 - نیز نشان داد کاربرد کود سولفات نیترات آمونیوم به همراه بازدارنده نیتراتسازی 3 و -4 دی متیل پیرازول فسفات منجر به افزایش وزن خشک، نگهداری نیتروژن خاک در سطح بالاتر و افزایش کارایی مصرف کود نیتروژن در کلم بروکلی و چاودار شد. بنابراین با توجه به موارد فوق در تحقیق حاضر سعی شده است تاثیر استفاده از بازدارنده نیتراتسازی 3 و -4 دی متیل پیرازول فسفات را بر کارایی مصرف نیتروژن در دو رقم اسفناج در سه نوع خاک با بافت متفاوت مورد بررسی قرار گیرد.
مواد و روشها
این تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه عامل نوع کود نیتروژنه، نوع خاک و نوع رقم - گیانت سانتوس و وایکینگ - در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد روی گیاه اسفناج انجام شد. نوع کود نیتروژنه شامل چهار سطح بود که عبارتند از: -1 عدم مصرف کود نیتروژنه به عنوان شاهد، -2 مصرف نیتروژن از منبع اوره، -3 مصرف سولفات نیترات آمونیوم، -4 مصرف سولفات نیترات آمونیوم با بازدارنده نیترات سازی 3 و 4 دی متیل پیرازول فسفات - به میزان 0/8 درصد - . عامل نوع خاک نیز شامل 3 نوع بافت ریز - رسی سیلتی - ، متوسط - لوم - و درشت - شنی لومی - بود. ویژگی-های فیزیکی و شیمیایی خاکهای مورد مطالعه پس از عبور از الک 2 میلیمتری با توجه به روشهای معمول آزمایشگاهی تعیین گردید - احیایی و بهبهانیزاده، . - 1372 میزان نیتروژن مصرفی در تمام تیمارهای آزمایشی ثابت و برابر 150 میلیگرم نیتروژن بر کیلوگرم خاک بود که در دو تقسیط مساوی قبل از کشت و یک ماه پس از کشت مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور اجرای آزمایش، پس از تهیه خاکها و الک کردن آنها با استفاده از الک 6 میلیمتری نسبت به مصرف عناصر غذایی مورد نیاز اسفناج اقدام شد. بدنبال آن نمونههای خاک به درون گلدانهای پلاستیکی 7 لیتری ریخته شد و به داخل گلخانه منتقل شدند. در هر گلدان 12 عدد بذر اسفناج کاشته شد که پس از مرحله استقرار 5 بوته حذف شد. سپس مراقبتهای زراعی معمول در حین دوره داشت - به مدت 9 هفته - در گلخانه تا زمان برداشت صورت گرفت. پس از برداشت اسفناج نمونهها با آب معمولی و سپس با آب مقطر شسته شده و برای خشک شدن به مدت 72 ساعت در آون در دمای 70 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. سپس وزن خشک نمونهها با ترازوی رقومی اندازهگیری شده و بدنبال آن نمونهها برای اندازهگیری درصد نیتروژن با استفاده از آسیاب برقی خرد شده و غلظت نیتروژن در آنها با روش کجلدال تعیین گردید شاخصهای کارایی مصرف نیتروژن که در این پژوهش محاسبه شدند شامل کارایی زراعی - Agronomic Efficiency, - AE - رابطه - 1، کارایی بازیافت - Recovery Efficiency, RE - - رابطه - 2، کارایی فیزیولوژیک - Physiological Efficiency, - PE - رابطه - 3 هستند . در این رابطه: AEN معادل کارایی زراعی نیتروژن بر حسب گرم ماده خشک تولیدی بر گرم نیتروژن مصرفی، YT مساوی وزن خشک اندام هوایی در تیمار دارای نیتروژن کودی، Y0 نماینده وزن خشک اندام هوایی در تیمار شاهد - بدون مصرف نیتروژن - و FN نشاندهنده میزان نیتروژن مصرفی است. در این رابطه: REN نشاندهنده کارایی بازیافت نیتروژن بر حسب درصد، UT نماینده جذب نیتروژن توسط اندام هوایی در تیمار دارای نیتروژن کودی، U0 مساوی جذب نیتروژن توسط اندام هوایی در تیمار شاهد - بدون مصرف نیتروژن - و FN معادل میزان نیتروژن مصرفی است. در این رابطه PEN نشاندهنده کارایی فیزیولوژیک نیتروژن بر حسب گرم ماده خشک تولیدی بر میلیگرم نیتروژن جذب شده بوده و سایر پارامترها مشابه روابط بالا هستند. نتایج حاصله توسط نرم افزار آماری SAS - نسخه - 8/02 تجزیه و تحلیل شد و برای مقایسه و کلاسهبندی میانگینها از آزمون حداقل تفاوت معنیدار فیشر - LSD - با سطح احتمال %5 استفاده شد.
نتایج و بحث
کلیه خاکهای مورد بررسی مشکل شوری نداشته و به دلیل وجود کربنات کلسیم معادل پ.هاش آنها از 7 بیشتر میباشد. میزان ماده آلی در کلیه خاکهای مورد مطالعه بسیار کم است. بر اساس نتایج جدول یک مقادیر فسفر و پتاسیم قابل استفاده و همچنین مقادیر آمونیوم و نیترات محلول و تبادلی در خاک دارای بافت رس سیلتی نسبت به لوم و در در خاک دارای بافت لوم نسبت به خاک شنی لومی بیشتر میباشد. این مسئله نشاندهنده آن است که از دیدگاه حاصلخیزی، خاک رسی سیلتی در جایگاه اول قرار داشته و خاکهای لوم و شنی لومی در جایگاههای بعدی قرار میگیرند
جدول -1 برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاکهای مورد مطالعه
*در سوسپانسیون 1 به 2 خاک به آب مقطر ** در عصاره 1 به 2 خاک به آب مقطر
بر اساس نتایج حاصله تأثیر نوع خاک و نوع رقم بر کارایی زراعی و بازیافت و همچنین تأثیر نوع خاک بر کارایی فیزیولوژیک نیتروژن در سطح 1 درصد آماری معنیدار شده است. همچنین تأثیر منبع نیتروژن و نوع رقم بر کارایی فیزیولوژیک نیتروژن در سطح 5 درصد آماری معنیدار گردیده است. با این وجود تأثیر منبع نیتروژن بر کارایی زراعی و بازیافت نیتروژن و همچنین برهمکنش منبع نیتروژن و خاک، منبع نیتروژن و رقم، خاک و رقم، و نهایتاً منبع نیتروژن با خاک و رقم بر کارایی زراعی، بازیافت و فیزیولوژیک نیتروژن معنیدار نشده است. نتایج مقایسه میانگین تأثیر منبع نیتروژن بر کارایی مصرف نیتروژن نشان داد کاربرد سولفات نیترات آمونیوم به همراه بازدارنده نیتراتسازی DMPP باعث کاهش کارایی زراعی نیتروژن نسبت به تیمار مشابه اما فاقد بازدارنده به مقدار 12 درصد شد. با این وجود کاربرد بازدارنده نیتراتسازی DMPP تأثیر معنیداری بر کارایی زراعی نیتروژن در مقایسه با اوره نداشت. همچنین تفاوت معنیداری بین دو کود سولفات نیترات آمونیوم و اوره مشاهده نشد - جدول . - 2 بر اساس نتایج حاصله کاربرد منابع مختلف نیتروژن تأثیری بر کارایی بازیافت نیتروژن نداشت. اما کاربرد سولفات نیترات آمونیوم به همراه بازدارنده نیتراتسازی DMPP منجر به کاهش معنیدار 8 - درصد - کارایی فیزیولوژیک نیتروژن در مقایسه با تیمار مشابه اما فاقد بازدارنده و اوره شد - جدول . - 2 با این حال تفاوت معنی-داری بین کود سولفات نیترات آمونیوم و اوره از نظر کارایی فیزیولوژیک نیتروژن مشاهده نشد. بر اساس نتایج حاصله بیشترین
