بخشی از مقاله
چکیده
بهمنظور بررسی تأثیر بیوچار و ورمیکمپوست بر غلظت برخی از عناصر غذایی کممصرف در گیاه کلزا تحت تنش شوری، پژوهش گلخانهای بهصورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل: - 1 سه سطح بیوچار 0 - ، 1 و 2 درصد - ، - 2، سه سطح ورمیکمپوست 0 - ، 1 و 2 درصد - ، - 3 و سه سطح شوری - شاهد، 7 و 14 دسیزیمنس بر متر - بودند. نتایج نشان داد که با افزایش تنش شوری از شاهد به 14 دسیزیمنس بر متر غلظت مس، روی و آهن در بخش هوایی کلزا بهطور معنیداری کاهش یافت، درحالیکه افزودن بیوچار و ورمیکمپوست در خاک باعث تعدیل اثرات تنش شوری و افزایش غلظت این عناصر شدند. بهطور کلی در هر سطح شوری با کاربرد تلفیقی بیوچار و ورمیکمپوست بیشترین غلظت مس، روی و آهن در بخش هوایی کلزا مشاهده گردید. بنابراین با توجه اثرات مثبت این نوع مواد آلی بر وضعیت تغذیهای عناصر کممصرف استفاده از آنها بهویژه تحت شرایط شور توصیه میگردد.
واژه های کلیدی: شوری، بیوچار، ورمیکمپوست، عناصر کم مصرف، کلزا.
مقدمه
اثر نامطلوب زیادی مواد معدنی مانند یونهای سدیم و کلر برای گیاه تنش شوری نامیده میشود . - Munns, 2005 - تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محدود کننده تولید محصول در مناطق خشک و نیمه خشک است . - Neumann, 1997 - شوری بهطور مستقیم بر فرآیند جذب، قابلیت دسترسی و انتقال عناصر کم مصرف مانند آهن و روی اثر گذاشته و با کاهش یا افزایش جذب، انباشتگی و تغییر توزیع عنصر در داخل گیاه بر کیفیت و عملکرد محصول اثر میگذارد - Khoshgoftarmanesh - et al., 2006 به همین دلیل، کمبود آهن و روی و بروز نشانههای زرد برگی - کلروز - نیز، از شایعترین مشکلات تغذیهای گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک است - Fernández and Ebert, 2005 - و باوجود اینکه گاهی آهن و روی به مقدار زیاد در خاک وجود دارد، اما به علت وجود آهک، pH بالا و شوری، به شکل قابل جذب برای گیاه نبوده و علائم کمبود این عناصر در گیاه بروز پیدا میکند. از جمله روشهای افزایش مقدار قابل جذب این عناصر تحت شرایط فوق استفاده از مواد آلی است . - Sallaku et al., 2009; Akhtar et al., 2015 -
بررسیها نشان داده است که افزودن مواد آلی به خاک، بسته به ویژگیهای انواع این مواد که آنها را از هم بسیار متفاوت میکند، اثرات متفاوتی بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک از جمله؛ ظرفیت تبادل کاتیونی، pH، فعالیت آنزیمی، وزن مخصوص ظاهری و ظرفیت نگهداری آب میگذارد که در بیشتر موارد با بهینه کردن این شرایط، امکان لازم برای تولید محصولات با عملکرد بالا از نظر کیفی و کمی را فراهم میآورد. اجزاء ماده آلی اضافه شده در خاک میتواند با عناصر مس، روی و آهن برای مکانهای جذب رقابت کند و در نتیجه فراهمی این عناصر در خاک را افزایش دهد. بیوچار در مقایسه با سایر بهسازهای خاک به دلیل دارا بودن سطح بالا و تخلخل زیاد، در جذب یا حفظ مواد مغذی و آب و همچنین فراهم نمودن یک زیستگاه مناسب برای رشد میکروارگانیسمهای مفید دارای نقش مؤثری است. ورمیکمپوست نیز با حفظ و فراهمی عناصر غذایی گیاهان به شکلهای قابل جذب بر تغذیه گیاهان اثر مثبت دارد. در مطالعاتی با کاربرد بیوچار و ورمیکمپوست تعدیل اثرات تنش شوری بر رشد سیب زمینی و خیار را گزارش شد - . - al., 2009; Akhtar et al., 2015 با توجه به اینکه گیاه کلزا - .Brassica napus L - فاقد کلسترول و دارای اسیدهای چرب غیر اشباع و نیز کیفیت تغذیهای بالا است و بهعنوان یکی از مهمترین گیاهان روغنی در سطح جهان مطرح میباشد - شریعتی - 1380، در این پژوهش اثر کاربرد بیوچار ورمیکمپوست بر غلظت عناصر مس، روی و آهن در بخش هوایی گیاه کلزا تحت شرایط تنش شوری ناشی از نمک کلرید سدیم مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
این پژوهش در گلخانه گروه خاکشناسی دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان بهصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی، با سه عامل شامل: - 1 بیوچار باگاس نیشکر در سه سطح 0 - ، 1 و 2 درصد وزنی - ، ورمیکمپوست در سه سطح 0 - ، 1 و 2 درصد وزنی - و - 3 شوری در سه سطح 0 - ، 7 و 14 دسیزیمنس بر متر - اجرا گردید. خاک مورد نظر از مزرعه تحقیقاتی دانشگاه جمعآوری شد. پس از انتقال نمونه خاک به آزمایشگاه، در معرض هوا خشک گردید و از الک 2 میلی متری عبور داده شد. سپس برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مانند بافت، کربن آلی، قابلیت هدایت الکتریکی و pH،کربنات کلسیم معادل، غلظت نیتروژن کل، فسفر، پتاسیم، آهن، مس و روی قابل جذب و درصد رطوبت ظرفیت مزرعه بر اساس روشهای استاندارد اندازهگیری شدند - جدول . - 1 برای تهیه بیوچار ابتدا باگاس نیشکر خشک و سپس کوبیده و به منظور یکنواختی از الک 2 میلیمتر عبور داده شد.
سپس در یک کوره دستساز تحت تجزیه حرارتی در دمای 550 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت قرار گرفت. کود ورمیکمپوست نیز از کود دامی، پسماندهای آلی ازجمله هویچ، باگاس نیشکر و کلش گندم تهیه گردید. سپس برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی بیوچار و ورمیکمپوست به روشهای استاندارد اندازهگیری شدند - جداول 2 و . - 3 برای کشت از گلدانهای پلاستیکی - ارتفاع و قطر دهانه 18 سانتیمتر - استفاده شد. به منظور ایجاد زهکش، در ته همه گلدان ماسه شسته شده به میزان یکسان قرار داده و درون هر گلدان مقدار 3 کیلوگرم خاک و بیوچار و ورمیکمپوست براساس سطوح مورد نظر ریخته شد. سپس کودهای نیتروژن، فسفر و پتاسیم بر اساس آزمون خاک به گلدانها اضافه شدند. پس از تیمار خاک با بیوچار، بهمنظور ایجاد تعادل، به مدت 21 روز تحت شرایط انکوباسیون - رطوبت 70 درصد رطوبت ظرفیت مزرعه - قرار گرفت. سپس در هر گلدان 5 عدد بذر جوانهزده کلزا قرار داده و پس از سبز شدن به 3 بوته کاهش داده شد.20 روز بعد از شروع کشت، سطوح شوری مورد نظر به تدریج اعمال گردید. در طول دوره رشد رطوبت خاک گلدانها روزانه از طریق توزین در دامنه ظرفیت مزرعه نگهداری شد. همچنین در طول دوره کشت محلول غذایی اسمیت به همراه نیتروژن طی سه مرحله به گلدانها اضافه گردید. پس از 60 روز رشد - اتمام دوره رویشی - ، بخش هوایی گیاهان از محل طوقه برداشت شد. برای عصارهگیری عناصر غذایی از روش خاکسترگیری خشک استفاده شد و غلظت عناصر
جدول-1 برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مورد مطالعه
آهن، روی و مس با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازهگیری شد. درنهایت تجزیه و تحیلیل آماری دادهها با استفاده از نرمافزار SAS و برای مقایسه میانگینها از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد.
نتایج و بحث غلظت آهن بخش هوایی
نتایج نشان داد که کاربرد بیوچار و ورمیکمپوست موجب افزایش معنیدار غلظت آهن بخش هوایی گیاه کلزا نسبت به تیمار شاهد گردید - شکل . - 1 میانگین غلظت آهن بخش هوایی کلزا از 68/6 و 65/3 میلیگرم در کیلوگرم در تیمار شاهد به ترتیب به 76/1 و 77/3 میلیگرم در کیلوگرم وزن خشک در تیمار 2 درصد وزنی بیوچار و ورمیکمپوست بهطور معنیداری افزایش یافت . در مقابل، با افزایش شوری از تیمار شاهد به سطح 14 دسیزیمنس بر متر میانگین غلظت آهن بخش هوایی کلزا از 83/8 به 57/1 میلیگرم در کیلوگرم وزن خشک بهطور معنیداری کاهش یافت. با افزودن بیوچار اساسا ظرفیت تبادل کاتیونی خاک افزایش مییابد - Liang et al., 2006 - ، و در نتیجه، بخشی از سدیم محلول جذب مکانهای تبادل میگردد که این امر غلظت تعادلی سدیم محلول در خاک را کاهش خواهد داد و در نهایت سبب کاهش اثرات تنش شوری میشود . - Akhtar et al., 2015 -
استفاده از ورمیکمپوست سبب افزایش پتاسیم قابل جذب میشود. بنابراین غلظت بیشتر آهن و نرخ بالاتر تحمل به شوری به دلیل تجمع پایینتر سدیم یا کلر در برگها به دلیل افزایش پتاسیم قابل جذب در بستر رشد گیاه در نتیجه کاربرد ورمیکمپوست میتواند توضیح داده شود. از دلایل دیگر تاثیر کودهای آلی روی جذب آهن میتوان به این اشاره که کود آلی افزون بر اینکه خود دارای عناصر کم مصرفی مانند آهن میباشد، به شکل یک منبع انرژی برای ریزجانداران خاک بوده و در فرایند معدنی شدن به دلیل آزادسازی اسیدهای آلی، سبب کاهش موضعی pH خاک شده و جذب آهن را افزایش میدهد . - Ouda and Mahadeen, 2008 - همچنین تشکیل لیگاندهای آلی محلول در نتیجه تجزیه مواد آلی در نگهداری آهن به شکل فراهم موثر بوده و مواد آلی در خاک با افزایش تولید میکروارگانیسمهای تولیدکننده سیدروفورها، سبب افزایش حلالیت آهن در خاک میشوند . - Crowly et al., 1992 -
شکل -1 تأثیر بیوچار - A - و ورمیکمپوست - B - بر غلظت آهن گیاه کلزا. حروف متفاوت نشاندهنده تفاوت معنیدار آماری میباشد
شکل -2 تأثیر شوری بر غلظت آهن گیاه کلزا. حروف متفاوت نشاندهنده تفاوت معنیدار آماری میباشد . - P<0.05 -
