بخشی از مقاله
چکیده
شاخص برداشت عناصر غذایی به کسري از عناصر معدنی جذب شده توسط گیاه اشاره دارد که به دانه تخصیص یافته و بهطور معمول با برداشت دانه از مزرعه خارج میشود.
به منظور بررسی شاخص برداشت عناصر مهم نیتروژن، فسفر و پتاسیم در شش گونه زراعی و هرز خانواده گندمیان در دو شرایط عدم مصرف و مصرف کودهاي شیمیایی، آزمایشی گلدانی در سال زراعی 1394-95 در قالب طرح کاملاً تصادفی بهصورت فاکتوریل با سه تکرار در دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی گرگان اجرا شد.
نتایج تجزیه واریانس حاکی از تأثیر معنیدار گونه بر شاخص برداشت هر سه عنصر و تأثیر معنیدار کوددهی فقط بر شاخص برداشت فسفر بود. بر اساس این نتایج، اگرچه بخش عمده عناصر غذایی جذب شده توسط گیاهان زراعی مورد مطالعه از طریق برداشت دانه از مزرعه خارج میشود ولی با این حال، در صورت برگرداندن بقایاي محصول پس از برداشت 24 تا 36 درصد از عناصر جذب شده به خاك برمیگردد که در کاهش نیاز به مصرف کودهاي شیمیایی در زراعتهاي بعدي بسیار مؤثر خواهد بود.
مقدمه
بهطور معمول، بین شاخص برداشت عناصر و شاخص برداشت دانه، نسبت ماده خشک تخصیص یافته به دانه - عملکرد دانه - به کل ماده خشک گیاه - عملکرد بیولوژیک - ، رابطه خطی وجود دارد. از اینرو، با فرض ثابت بودن عملکرد بیولوژیک، با افزایش شاخص برداشت دانه، شاخص برداشت عناصر نیز بهصورت خطی افزایش مییابد . - 3 - به این دلیل که افزایش مقدار عنصر تجمع یافته در دانه و سایر اندامهاي گیاهی بیش از آنکه ناشی از افزایش غلظت عنصر در آن اندام باشد ناشی از افزایش عملکرد آن - مقدار ماده خشک - است . - 5 - در واقع، چنین استنباط میشود که در شرایط عادي افزایش شاخص برداشت عناصر نتیجه افزایش عملکرد دانه است.
از دیدگاه مدیریت عناصر غذایی، افزایش شاخص برداشت معمولا با افزایش جذب و تخلیه عناصر غذایی از خاك همراه است و از سوي دیگر کسري از مقدار کل عنصر جذب شده را نشان میدهد که همراه با برداشت دانه از مزرعه خارج میشود. بنابراین، با افزایش شاخص برداشت عناصر، نیاز به مصرف کودهاي شیمیایی در زراعتهاي بعدي افزایش مییابد
در مقاله حاضر، تجمع و شاخص برداشت عناصر غذایی پرمصرف نیتروژن، فسفر و پتاسیم در تعدادي از گونههاي
زراعی و علفهرز از خانواده گندمیان مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روشها
این آزمایش گلدانی در قالب طرح کاملاً تصادفی بهصورت فاکتوریل در سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل چهار گونه زراعی - شامل گندم دوروم - Triticum durum L. - ، جو معمولی - . - Hordeum vulgare L، جولخت - Hordeum vulgare L. var. nudum - و چاودم - - X Triticosecale - و دو گونه علفهرز - شامل یولاف وحشی - Avena fatua L. - و علفخونی - - Phalaris minor Retz. - از خانواده گندمیان و دو شرایط مصرف و عدم مصرف کودهاي شیمیایی بود.
بر اساس نتایج آزمون خاك نیتروژن، فسفر و پتاسیم کودي خالص بهترتیب 180، 80 و 90 کیلوگرم در هکتار به شکل کودهاي اوره، سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم استفاده شد. تراکم نهایی 10 بوته در گلدان - براساس تراکم 200 بوته در متر مربع در شرایط مزرعه - در نظر گرفته شد. در طول فصل رشد، در مواقع لزوم آبیاري، کنترل آفات و گیاهان هرز و سایر مراقبت ها صورت گرفت.
نمونهبرداري از گیاهان در مرحله رسیدگی فیزیولوژیک انجام شد و نمونهها به اندام - ریشه، ساقه + سنبله منهاي دانه، برگ و دانه - تفکیک شدند. اندازهگیري غلظت فسفر به روش رنگسنجی - معرف نیترو وانادو - مولیبدات - با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر مدل شیمادزو -یو وي1800 انجام شد. سپس، مقدار فسفر موجود در ماده خشک گیاهی برحسب میلی گرم فسفر در گرم ماده خشک - محاسبه شد.
غلظت پتاسیم با دستگاه فلیمفتومتر مدلJenway PFP7 اندازهگیري شد. براي اندازهگیري غلظت نیتروژن از روش کجلدال ، شامل سه مرحله هضم، تقطیر و تیتر، استفاده شد 1 - و . - 4 تجمع عنصر در اندام، با استفاده از ضرب وزن خشک اندام در غلظت عنصر در اندام بهدست آمد. مقدار عنصر در بخش هوایی از جمع مقدار فسفر در برگ، ساقه+ سنبله منهاي دانه و دانه و مقدار عنصر در کل بوته از جمع مقدار عنصر بخش هوایی و ریشه بهدست آمد. شاخص برداشت عنصر با تقسیم مقدار عنصر تجمع یافته در دانه به کل تجمع عنصر در بوته محاسبه شد. تجزیه و تحلیل آماري داده و مقایسه میانگینها با نرمافزار SAS انجام شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس حاکی از تأثیر معنیدار کوددهی و گونه گیاهی و اثر متقابل بین این دو فاکتور بر تجمع فسفر و نیتروژن در دانه، بخش هوایی و کل بوته بود - جدول . - 1 شاخص برداشت فسفر تحت تأثیر کوددهی و گونه گیاهی اما شاخص برداشت نیتروژن فقط تحت تأثیر گونه گیاهی قرار گرفت. براي شاخص برداشت فسفر و نیتروژن اثر متقابل معنیداري بین فاکتورهاي آزمایش وجود نداشت. در مورد پتاسیم، نتایج تجزیه واریانس حاکی از تأثیر معنیدار کوددهی بر مقدار پتاسیم دانه، بخش هوایی و کل بوته، اثر معنیدار گونه گیاهی و اثر متقابل بین این دو فاکتور بر مقدار پتاسیم دانه و همچنین اثر معنیدار گونه گیاهی بر شاخص برداشت پتاسیم بود.
نگاهی به نتایج مقایسه میانگینهاي اثرات متقابل بین فاکتورها - جدول - 2 یکی از نتایج قابل تأمل این آزمایش را نشان میدهد و آن اینکه در شرایط عدم مصرف کودهاي شیمیایی اگر استثناي مقدار نیتروژن دانه را کنار بگذاریم، بین هیچیک از گونههاي گیاهی مورد مطالعه از نظر مقدار نیتروژن و فسفر دانه، بخش هوایی و کل بوته و همینطور از نظر مقدار پتاسیم دانه اختلاف معنیداري وجود نداشت.
این نتیجه میتواند بیانگر سازگاري مشابه گونههاي مورد بررسی در این مطالعه براي جذب نیتروژن و فسفر با شرایط کمبود عناصر در خاك بهویژه کمبود فسفر قابل استفاده - که مقدار آن در خاك مورد استفاده بسیار کم، 4/85 میلی گرم در کیلوگرم، بود - باشد . در مورد پتاسیم، عدم تأثیر معنیدار گونه گیاهی و اثر متقابل آن با کوددهی بر مقدار پتاسیم بخش هوایی و کل بوته در گونههاي مورد بررسی حاکی از سازگاري مشابه گونهها به کمبود پتاسیم و واکنش مشابه آنها به کوددهی است.
بر اساس نتایج بهدست آمده میانگین مقدار فسفر دانه، بخش هوایی و کل بوته گونههاي مورد مطالعه در شاهد عدم مصرف کود بهترتیب 1/93، 3/11 و 3/33 میلیگرم در بوته بود که در نتیجه کوددهی بهترتیب به 7/43، 12/10 و 13/77 میلیگرم در بوته افزایش پیدا کرد
نتایج مقایسه میانگینهاي مقدار عناصر معدنی در دانه، بخش هوایی و کل بوته حاکی از اختلافات بیشتر بین گونههاي مورد مطالعه در شرایط مصرف کودهاي شیمیایی میباشد. در این شرایط، مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه در گونههاي زراعی چند برابر بیشتر از دو گونه علفهرز بود - جدول . - 2 کمتر بودن مقدار عناصر معدنی دانه در گونههاي هرز نسبت به گونههاي زراعی را میتوان به عملکرد دانه بسیار کمتر آنها نسبت داد.
مقدار نیتروژن و فسفر بخش هوایی و کل بوته نیز در علفهاي هرز کمتر از گونههاي زراعی اما میزان اختلافات بین این دو گروه گیاهی در این دو صفت بسیار کمتر از مقدار عناصر معدنی دانه بود - جدول . - 2 در میان گونههاي زراعی، گندم دوروم از نظر مقدار نیتروژن و فسفر دانه، بخش هوایی و کل بوته بهطور نسبی بر سایر گونهها برتري داشت. البته براي نیتروژن بخشهاي یاد شده بین این گونه و جو لخت و براي فسفر سه بخش یاد شده و پتاسیم دانه بین این گونه و تریتیکاله اختلاف معنیداري وجود نداشت
مطابق با نتایج این مطالعه، زیادي و همکاران - 2008 - و خسرویان و همکاران - 2016 - نیز افزایش جذب عناصر غذایی تحت تأثیر مصرف کودهاي شیمیایی را گزارش کردند، البته افزایش تجمع عناصر غذایی در بعضی از مطالعات یاد شده بهصورت خطی و در بعضی دیگر بهصورت غیرخطی بود. این تفاوتها را میتوان به تفاوتهاي ژنتیکی ژنوتیپهاي مورد آزمایش، ویژگیهاي خاك و مرحله نمو گیاه در زمان اندازهگیري نسبت داد.
بر اساس نتایج بهدست آمده، شاخص برداشت نیتروژن، فسفر و پتاسیم در گونههاي زراعی بسیار نزدیک به یکدیگر و بهطور چشمگیري بیشتر از گونههاي هرز بود. میانگین شاخص برداشت نیتروژن، فسفر و پتاسیم در گونههاي زراعی بهطور متوسط 74، 64 و 67/5 درصد و در گونههاي هرز بهترتیب 23، 34/5 و 14 درصد بود
همچنانکه پیشتر اشاره شد کوچکتر بودن ضریب تخصیص ماده خشک تخصیص یافته به دانه - عملکرد کمتر دانه - در گونههاي هرز در مقایسه با گونههاي زراعی علت اصلی کمتر بودن شاخص برداشت عناصر غذایی در علفهاي هرز مورد مطالعه بود. به بیان دیگر، بهنژادي گونههاي زراعی موجب افزایش تخصیص ماده خشک به دانه و در نتیجه شاخص برداشت دانه و در نهایت انتقال کارآمد عناصر غذایی به دانهها و افزایش شاخص برداشت عناصر غذایی در این گونهها شده است.
همچنین، یافتههاي این مطالعه حاکی از آن بودند که از کل مقدار فسفر جذب شده توسط بوتهها، در شرایط عدم مصرف کود 59/6 درصد و در شرایط مصرف کود 49/0 درصد به دانه اختصاص یافته است - جدول . - 4 فاجریا و همکاران - 2004 - شاخص برداشت نیتروژن در ژنوتیپهاي لوبیا را در شرایط عدم مصرف کود نیتروژن 43 تا 82 درصد و در شرایط مصرف کود نیتروژن به میزان 400 میلی گرم در کیلوگرم خاك 53 تا 88 درصد گزارش کردند. همچنین، فاجریا و همکاران - 2001 - شاخص برداشت پتاسیم ژنوتیپهاي لوبیا را در مقادیر کم پتاسیم 31 تا 68 و در مقادیر زیاد پتاسیم را 33 تا 57 درصد گزارش کردند.
