بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی تاثیر رژیم آبیاری و کود نیتروژن بر غلظت نیتروژن در دو گونه ارزن و نیتروژن باقی مانده در خاک آزمایشی در سال 1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل رژیم آبیاری - تخلیه 50 و 85 درصد از ظرفیت نگهداری رطوبت زراعی خاک - ، کود نیتروژن - عدم کاربرد کود نیتروژن و 112/5 کیلوگرم نیتروژن خالص از منبع اوره - و دو گونه ارزن - باستان و پیشاهنگ - بود.
نتایج نشان داد که تنش خشکی سبب کاهش غلظت نیتروژن دانه و مقدار نیتروژن باقیمانده در خاک در عمق 30-60 سانتیمتری شد در حالی که غلظت نیتروژن اندام هوایی - برگ+ساقه - را افزایش داد. کاربرد کود نیتروژن، غلظت باقیمانده در عمقهای 0-30 و 30-60 سانتیمتری خاک را در رژیم آبیاری نرمال به ترتیب 63 و 31 درصد و در شرایط تنش خشکی تنها در عمق 0-30 به میزان 14 درصد افزایش داد.
مقدمه
آب و نیتروژن از عوامل عمده تعیین کننده سطح تولیدات کشاورزی در جهان هستند. کمبود آب مهمترین عامل غیر زیستی محدودکننده برای دستیابی به عملکردپتانسیل گیاهان زراعی محسوب میشود - آبخضر و قهرمان، . - 1382 کمبود آب علاوه بر اثر منفی بر عملکرد، باعث بروز یا تشدید سایر تنش ها مخصوصا تنش کمبود عناصر غذایی برای گیاه می شود.
یکی از زیانبارترین اثرات تنش خشکی اختلال در روند جذب و تجمع عناصر غذایی است که علاوه بر تلفات کود، باعث کاهش عملکرد دانه و علوفه میگردد - بنزیگر و همکاران، . - 1383 در بین عناصر غذایی، نیتروژن یکی از عناصر پرمصرف بسیار ضروری برای گیاهان به شمار میرود که کمبود آن تداخل فراوانی را در رشد و نمو گیاهان وارد میکند. کمبود نیتروژن نمو فنولوژیکی را در دو مرحله رویشی و زایشی به تاخیر میاندازد و از سرعت گسترش برگ و دوام سطح برگ در گیاهان میکاهد .
در این شرایط راندمان استفاده از نور نیز کاهش مییابد. از طرفی هر چه غلظت نیتروژن در برگها افزایش یابد شدت کربنگیری نیز بیشتر میشود. زیرا نیتروژن علاوه بر آن که به صورت پروتئین در گیاه وجود دارد عنصر اصلی تشکیل دهنده کلروفیل در گیاه است و عامل اساسی در کربنگیری نیز محسوب میشود . - Walker, 2001 - تحت تنش خشکی تجمع نیترات و کلر، و کاهش پتاسیم و فسفر در ریشه و برگ برخی گونه های ارزن، یونجه و برنج گزارش شده است
افزایش میزان نیتروژن تحت شرایط کم آبی عمدتا ناشی از انباشت اسیدهای آمینه آزاد است. پاسخهای تجمع عناصرغذایی به تنش خشکی متفاوت است. تجمع نیتروژن در گیاهان علوفهای و در شرایط کمبود آب به انباشت پرولین نسبت داده میشود .
بطور کلی گزارشهای موجود در زمینه اثر تنش خشکی بر میزان عناصر غذایی در گونه های گیاهی متفاوت است. کاهش میزان نیتروژن در شرایط کم آبی - Alam, 1999 - و افزایش آن تحت تنش خشکی - Abdel Rahman et al., 1971 - گزارش شده است.
ساکینژاد و بخشنده - 1388 - گزارش کردند که در شرایط بروز تنش خشکی بر میزان انتقال عنصر نیتروژن از ریشه ها به بخش هوایی گیاه ذرت افزوده میشود. همچنین بیان کردند که روند انتقالی عنصر نیتروژن در سطوح مختلف تنش آب از نوک ریشه بهطرف اندام هوایی میباشد. هر چه شدت تنش افزایش یابد این روند انتقالی بهعلت تحرک زیاد نیتروژن در گیاه افزایش مییابد.
کاشیساز و همکاران - 1394 - در بررسی روند تغییرات غلظت نیترات در نیمرخ خاک بیان کردند که عمق 0 -30 سانتیمتر و 30-60 سانتیمتر از نظر غلظت نیترات تفاوت معنیداری با یکدیگر داشتند و عمق 30-60 سانتیمتر، غلظت نیترات کمتری 13 - میلیگرم در کیلوگرم خاک - نسبت به عمق 0-30 سانتیمتر 15 - میلیگرم در کیلوگرم خاک - داشت.
ارزن از جمله غلات سنتی در نواحی خشک و نیمه خشک مناطق گرمسیری محسوب میشود که از تحمل بالایی نسبت به تنش خشکی و شوری برخوردار است. ارزن باستان و پیشاهنگ از ارقام جدید معرفی شده در کشور میباشند که قابلیت تولید حدود 25-30 تن علوفه تازه و همچنین 2-3 تن دانه در هکتار را در بازه زمانی 50-60 روز دارند. بهبود مدیریت نیتروژن در رابطه با تولید ارزن رابطه تنگاتنگی با مقدار رطوبت خاک دارد. در این راستا پژوهش حاضر به منظور تعیین نقش نیتروژن و رطوبت بر غلظت نیتروژن در این دو گونه و همچنین غلظت نیتروژن باقیمانده در خاک صورت گرفت.
مواد و روشها
به منظور بررسی تاثیر رژیم آبیاری و کود نیتروژن بر غلظت نیتروژن در دو گونه ارزن و مقدار نیتروژن باقیمانده در خاک آزمایشی در تیر ماه سال زراعی 1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در لورک نجف آباد 40 - کیلومتری جنوب غربی اصفهان - با مختصات جغرافیایی 51 درجه و 23 دقیقه طول شرقی، 32 درجه و32 دقیقه عرض شمالی و ارتفاع 1630 متر از سطح دریا به اجرا درآمد. آزمایش به صورت اسپلیت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار اجرا گردید.
تیمارهای آزمایش شامل رژیم آبیاری - تخلیه 50 و 85 درصد از ظرفیت نگهداری رطوبت زراعی خاک - ، کود نیتروژن - عدم کاربرد کود نیتروژن و 112/5 کیلوگرم نیتروژن خالص از منبع اوره - و دو گونه ارزن معمولی - - Panicum miliaceum رقم پیشاهنگ و ارزن دم روباهی - Setaria italica - رقم باستان بود. بذر گونههای ارزن از موسسه تحقیقات، اصلاح و تهیه و نهال بذر کرج تهیه شد. کاشت در خطوط 6 متری با فاصله ردیف 35 سانتیمتر انجام شد. در زمان کاشت بذرها با فواصل نزدیک کاشته شده و پس از سبز شدن، بوتهها با فاصله 5 سانتیمتر تنک شدند.
غلظت نیتروژن در اندام هوایی گیاه - برگ+ساقه - ، بذر و غلظت نیتروژن باقیمانده در خاک پس از برداشت گیاه با استفاده از روش نووزامسکی و همکاران - 1974 - از دو عمق 0-30 و 30-60 سانتیمتر اندازهگیری شد. برخی از ویژگیهای خاک مورد مطالعه قبل از شروع آزمایش در جدول 1 گزارش شده است. تجزیه واریانس دادهها با استفاده از نرمافزار آماری SAS نسخه 9 انجام و از آزمون حداقل تفاوت معنیدار - LSD - در سطح احتمال پنج درصد برای مقایسه میانگین تیمارها استفاده گردید.
جدول .1 ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مورد مطالعه - عمق 0-30 سانتیمتری -
نتایج و بحث
نتایج نشان داد که تنش خشکی سبب کاهش معنیدار غلظت نیتروژن خاک در عمق 30-60 سانتیمتری و همچنین کاهش غلظت نیتروژن موجود در بذر نسبت به آبیاری نرمال شد. در حالی که غلظت نیتروژن موجود در اندام هوایی را بهطور معنیداری به میزان 16 درصد افزایش داد
کاربرد کود نیتروژن سبب افزایش غلظت نیتروژن باقیمانده در خاک در هر دو عمق نمونهبرداری شد. نتایج همچنین نشان داد که تاثیر کود نیتروژن بر غلظت نیتروژن اندام هوایی بیشتر از غلظت نیتروژن بذر بود بهگونهای که با کاربرد کود نیتروژن نسبت به شرایط شاهد غلظت نیتروژن اندام هوایی به میزان 58 درصد و غلظت نیتروژن بذر 7 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت - جدول . - 2 غلظت نیتروژن موجود در اندام هوایی و بذر در رقم پیشاهنگ بیشتر از رقم باستان بود
در هر دو رژیم آبیاری کاربرد کود نیتروژن سبب افزایش نیتروژن باقیمانده در خاک در عمق 0-30 و 30-60 سانتیمتر شد اما در صد این افزایش در آبیاری نرمال 63 - و 31 درصد به ترتیب عمق - بیشتر از تنش خشکی 14 - درصد در عمق 0-30 سانتیمتر - بود - جدول . - 3 نتایج همچنین گویای این مطلب است که با افزایش عمق نمونهبرداری نیترات باقیمانده در خاک در هر دو رژیم آبیاری کاهش یافت. در آبیاری نرمال با افزایش عمق نمونهبرداری از 0-30 به 30-60 سانتیمتر نیتروژن باقیمانده در خاک در تیمار عدم کاربرد کود نیتروژن و تیمار کاربرد کود نیتروژن به ترتیب به میزان 26 و 40 درصد و در ننش خشکی به ترتیب به میزان 43 و 50 درصد کاهش یافت - جدول . - 3
خودشناس و همکاران - 1394 - نیز بیان کردند که غلظت نیترات باقیمانده در خاک در عمق 0-30 بیشتر از عمق 30-60 سانتیمتر بود. غلظت نیتروژن اندام هوایی در هر دو سطح کود نیتروژن در تنش خشکی بیشتر از نرمال بود - جدول - 3 که با نتایج پیرزاد و همکاران - 2012 - و عبدالرحمان و همکاران - 1971 - مطابقت داشت.
سینگ و همکاران - 1973 - تجمع نیتروژن در گیاهان علوفهای در شرایط کمبود آب را به انباشت پرولین نسبت میدهند. غلظت نیترون بذر در هر دو رژیم آبیاری با کاربرد کود نیتروژن افزایش یافت. بیشینه غلظت نیتروژن بذر از آبیاری نرمال و کاربرد کود نیتروژن - %3/66 - و کمینه آن از تنش خشکی و عدم کاربرد کود نیتروژن - %3/12 - به دست آمد - جدول . - 3 دو گونه نیز از نظر غلظت نیتروژن اندام هوایی با هم تفاوت داشتند. غلظت نیتروژن اندام هوایی در هر دو سطح کود نیتروژن در رقم پیشاهنگ بیشتر از رقم باستان بود. کاربرد کود نیتروژن به ترتیب سبب افزایش 51 و 63 درصدی غلظت نیتروژن اندام هوایی در رقم باستان و پیشاهنگ شد
بنابراین با توجه به نتایج میتوان بیان کرد که کاربرد کود نیتروژن در هر دو رژیم آبیاری بر غلظت نیتروژن موجود در بافت گیاه تاثیر مثبت داشته و با توجه به اینکه نیتروژن جزء اولیه تشکیلدهنده ترکیبات آلی از جمله اسیدهای آمینه، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک میباشد و از طرفی هرچه غلظت نیتروژن در برگها افزایش یابد شدت کربنگیری نیز افزایش مییابد بنابراین میتواند منجر به بهبود عملکرد نسبت به شرایط شاهد شود.
جدول .2 اثر رژیم آبیاری، کود نیتروژن و گونه گیاهی بر برخی ویژگیهای اندازهگیری شده
اعداد دارای حروف مشترک در هر فاکتور و برای هر صفت در سطح احتمال پنج درصد اختلاف معنی داری ندارند.
جدول .3 برهمکنش رژیم آبیاری و کود نیتروژن بر ویژگیهای اندازهگیری شده
اعداد دارای حروف مشترک برای هر صفت در سطح احتمال پنج درصد اختلاف معنی داری ندارند.
