Authors
1 (Corresponding Author ), Shahid Chamran University of Ahvaz
2 Shahid Chamran University of Ahvaz
3 , Shahid Chamran University of Ahvaz
Abstract
Keywords
مقدمه
غلات از جمله گندم در قرن حاضر یکی از راهبردی ترین گیاهان زراعی محسوب می شوند که در الگوی غذایی بسیاری از کشورهای جهان از جمله ایران از جایگاه ویژه ای برخوردار است، و در تامین کربوهیدرات، پروتئین و عناصر معدنی ضروری نقش مهمی دارد. چنانچه تولید گندم افزایش یابد کمبود مواد غذایی می تواند رفع شود (Gao et al., 2012). این درحاالی است که بیشتر غلات تحت کشت با کمبود عناصر ریزمغذی مواجه هستند. کمبود این عناصر در خاک نه تنها موجب کاهش عملکرد گیاه می گردد بلکه از طریق کاهش غلظت این عناصر در مواد غذایی از جمله دانه گندم موجب کاهش جذب آن ها به وسیله انسان و دام شده که این امر باعث بروز بیماری های مختلف و در نتیجه پایین آمدن سطح بهداشت و سلامتی جامعه می گردد (Cakmak et al, 2012; Shi et al., 2010). به طوری که پایین بودن غلظت عناصر معدنی نظیر گوگرد، کلسیم، منیزیوم، آهن، منگنز، روی و مس در مواد غذایی کشور از نظر تاثیر بر سلامت و تامین مواد ریزمغذی مورد نیاز بدن مساله ساز می باشد و یکی از علل ظهور و گسترش بیماری هایی نظیر سنگ کلیه، کم خونی، خستگی مفرط، بیماری های گوارشی و ... کمی این عناصر در تولید محصولات کشاورزی است (Hao et al., 2007; Grusak et al., 2002). زراعت های تک کشتی، آتش زدن کامل بقایای کاه و کلش مزارع، کمبود ماده آلی خاک، کشت های متوالی در طی یک سال زراعی و عدم مدیریت صحیح مصرف کودهای شیمیایی باعث کاهش عملکرد کمی و کیفی گندم در اغلب مناطق ایران شده است (Sadeghi et al., 2011). به طوری که در خاک های زراعی سالیانه مقادیر قابل ملاحظه ای از عناصر غذایی در اثر کشت واریته های پرمحصول و اصلاح شده از زمین خارج می شود، از طرف دیگر کاهش جذب عناصر ریزمغذی توسط گیاهان و کمبود آن در گیاهان زراعی گسترش جهانی دارد. به نحوی که وجود آهک زیاد در خاک، pH قلیایی خاک، وجود ترکیبات سولفاته که موجب حلالیت بیشتر ترکیبات آهکی و در مراحل بعدی تثبیت و شتشوی آن ها به اعماق زیرین خاک می شود، همچنین کمبود نزولات جوی و قرار داشتن ایران در منطقه خشک و نیمه خشک مشکلات عدیده ای در ارتباط با جذب عناصر اصلی و کم مصرف توسط ریشه گیاه به وجود آورده است (Alizadeh et al., 2008; Lopez et al., 2001). این درحالی است که حدود 50 تا 80 درصد از روی، مس و منگنز جذب شده توسط گندم و برنج می تواند درنتیجه ترکیب بقایا با خاک دوباره به خاک برگردانده شود، بنابراین برگرداندن بقایای گیاهی می تواند به بهبود قابلیت جذب عناصر کم مصرف در خاک کمک کند (Choudhury et al., 2011; Verma et al., 2013). نتایج پژوهشگران نشان می دهد که افزودن بقایای گیاهی سبب بیش تر شدن کربن آلی محلول خاک شده که باعث جذب بیشتر عناصر میکرو در شاخساره و دانه گندم می شود. مطالعات Dorostkar et al., 2010 در مورد اثر بقایای گیاهی بر ویژگی های کیفی دانه گندم نشان می دهد که بیش ترین اثر در افزایش غلظت روی دانه گندم مربوط به کاربرد بقایای سورگوم و آفتابگردان و کمترین اثر مربوط به کاربرد بقایای لوبیا و شبدر بود. et al., 2007 Martineاثر تناوب زراعی و مدیریت بقایای گیاهی را بر غلظت و کارایی جذب عناصر پرمصرف و کم مصرف در جو موثر دانستند و افزایش محتوی عناصر Fe-Cu- Zn- Mn- K- N را درتناوب های ماشک- جو و آیش- جو را نسبت به کشت ممتد جو- جو گزارش کردند. et al., Kumari با بررسی کاربرد سطوح مختلف کاه و کلش گندم (0، 25، 50 و 100 درصد)بر میزان جذب عناصر کم مصرف در برنج کاربرد 100 درصد کلش گندم را منجر به افزایش جذب عناصر روی، آهن، منگنز و مس در دانه و کاه برنج عنوان کردند.Habiby, 2010با مطالعه اثر گیاهان پیش کاشت گندم بر پارامترهای کیفی دانه گندم بیشترین جذب عناصر میکرو دانه و کاه گندم را بعد از افزودن بقایای شبدر و گلرنگ به خاک گزارش کردند. Nejadhossini et al., 2011 اظهار داشتند که کاربرد مواد آلی کارایی جذب عناصر پرمصرف و کم مصرف را افزایش می دهد.
کیفیت دانه گندم و میزان جذب عناصر ریزمغذی می تواند تحت اثر برهمکنش با سایر عناصر معدنی قرار گیرد. در این زمینه Shi et al., 2010 در تحقیقی اثرات بلند مدت کاربرد سطوح مختلف نیتروژن (0، 130 و 300 کیلوگرم در هکتار) را بر غلظت و جذب عناصر ریزمغذی (آهن، روی، مس و منگنز) و توزیع این عناصردر بخش های مختلف دانه گندم بررسی کردند و عنوان داشتند که کاربرد کود نیتروژن محتوی آهن، روی و مس دانه گندم را افزایش داد ولی بر غلظت منگنز در دانه گندم اثر معنی داری نداشت. بیشترین غلظت عناصر میکرو در سبوس و کمترین غلظت این عناصر در آرد گندم بود. ایشان اظهار داشتند که مدیریت کود نیتروژن بر کیفیت دانه گندم و بالا بردن ارزش تغذیه ای آن موثر است. Manasek et al., 2013اثر سطوح مختلف کود نیتروژن و پتاسیم را بر میزان عناصر آهن، روی، منگنز و مس اظهار داشتند که کاربرد نیتروژن همراه با سولفات پتاسیم و کلرور پتاسیم منجر به افزایش روی، منگنز، آهن و مس دانه ذرت می شوند.در پژوهش های مختلفی عنوان شده است که نیتروژن با حرکت عناصر ریزمغذی درون گیاه مرتبط است. تجمع میکروالمنت ها در دانه گندم، از پروسه های متعددی شامل جذب عناصر از خاک به ریشه، از ریشه به ساقه و انتقال مجدد از قسمت های رویشی به سمت دانه شامل می شود که در تمام این مراحل کلات ها و انتقال دهنده های آنزیمی نقش مهمی دارند که به وسیله نیتروژن اثر می پذیرند. به عنوان نمونه کلات هایی مثل نیکوتین آمید که نقش مهمی در انتقال آهن و سایر عناصر میکرو در گیاهان دارند که تحت شرایط کمبود نیتروژن کاهش زیادی می یابند که منجر به کاهش انتقال میکروها به دانه می شوند(Von Wiren et al., 1999). همچنین Distelfeld et al., 2007اظهار داشتند که لوکوس GPC-B1 در گندم با انتقال مجدد همزمان پروتئین، آهن، روی و منگنز از برگ ها به بذرها نقش فعال دارد. برخی از پژوهشگران دلایل کاهش عناصر میکرو در اثر کمبود نیتروژن را پیری زودرس برگ ها، کاهش کلرفیل و فتوسنتز و بنابراین کاهش انتقال میکروها به دانه ، عدم رشد و توسعه ریشه در خاک و بنابراین کاهش توانایی جذب عناصر از خاک عنوان داشتند (Uauy et al., 2006; Yuan et al., 2005).
, 2005Feiziasl and Valizadeh در تحقیقی عنوان داشتند که محلول پاشی اوره درشرایط دیم باعث افزایش غلظت عناصر آهن، روی و مس به ترتیب به میزان 38، 17 و 13 درصد نسبت به شاهد در دانه گندم می شود. Erenoglu et al., 2011 دریافتند که جذب نیتروژن آمونیوم منجر به اسیدی شدن ریزوسفر می شود که باعث افزایش حلالیت و جذب عناصر ریزمغذی می گردد. Choudhury et al., 2011 اثرات کودهای نیتروژن، مس و منیزیوم روی میزان عناصر ماکرو (N-P-K) و میکرو (Fe- Zn- Mn- Ca) در دانه و کاه برنج بررسی کردند، ایشان اظهار داشتند که بخش قابل ملاحظه ای از عناصر پرمصرف و عناصر میکرو (به صورت میانگین mg/kg 35 روی، mg/kg 190 آهن، mg/kg 88 منگنز) در کاه و کلش برنج ذخیره می شود که در صورت برگرداندن بقایای آن ها به خاک منجر به باز چرخش عناصر غذایی و برگشت آن ها به چرخه تولید و افزایش کیفیت و کمیت محصول می گردد.با توجه به این که عوامل مختلفی می توانند در غلظت و میزان جذب عناصر در دانه گندم موثر باشند این آزمایش با هدف بررسی اثر بقایای گیاهی و سطوح مختلف عناصر NPK بر غلظت عناصر آهن، روی، مس، منگنز، بر، و خصوصیات کیفی دانه گندم انجام شد.
مواد و روش ها
به منظور بررسی تاثیر بقایای گیاهی و سطوح مختلف کود نیتروژن، آزمایشی در دانشکدهکشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز با موقعیت 31 درجه و 19 دقیقه عرض جغرافیایی و 48 درجه و 41 دقیقه طول جغرافیایی و در حاشیه غربی رودخانه کارون با ارتفاع 20 متر از سطح دریادر طی سالهای زراعی 1391- 1393 به اجرا درآمد.بافت خاک لومی رسی، هدایت الکتریکی 3/4 میلی موس بر سانتی متر و اسیدیته 9/7 ، درصد نیتروژن 072/0 و کربن آلی 085/0 درصد بود. مزرعه انتخابی در سالهای 92-1391 (سال اول آزمایش) به منظور تامین بقایای طبیعی مورد استفاده در آزمایش کشت گردید و اعمال تیمارها در سال زراعی 93-1392 انجام شد.آزمایش به صورت اسپلیت پلات با طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی و در سه تکرار انجام شد.تیمارهای آزمایشی عبارت بودند از کاربرد بقایای گیاهی شامل : (CR1: 50% کاه و کلش جو، CR2: 50% کاه جو + ماشک گل خوشه ای (کود سبز)، CR3: کود سبز، CR4: کاربرد کاه و کلش کامل گندم، CR5: بقایای کلزا، CR6: بدون کاربرد بقایای گیاهی، در کرت های اصلی و سطوح مختلف کود نیتروژن شامل: (150، 270 و 360 کیلوگرم در هکتار نیتروژن از منبع اوره) به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شدند. جهت اجرای عملیات آماده سازی ابتدا در اواسط پاییز زمین شخم زده و کرت بندی شد. طول هر کرت فرعی 4 متر و عرض آن 5/2 متر در نظر گرفته شد و محصولات زراعی نیز به این صورت کشت شدند، گندم (رقم چمران) با تراکم 450 بوته در مترمربع، کلزا (رقمهایولا) با تراکم 120 بوته در مترمربع، جو پابلند (رقم کارون) با تراکم 450 بوته در مترمربع در اواخر پاییز به صورت ردیفی کاشت و در زمان رسیدگی کامل برداشت شدند. با توجه به نتایج به دست آمده از مطالعات مختلف که نشان داده است زیر خاک کردن بقایای گیاهی توسط شخم موجب افزایش نفوذپذیری به منظور بهبود حرکت عمقی آب در خاک های سنگین، بهبود حاصلخیزی خاک ، تجزیه سریعتر، کاهش اثرات آللوپاتی و در نهایت افزایش عملکرد گندم می شود، بنابراین مدیریت بقایای گیاهی به این صورت انجام گرفت که کلیه محصولات زراعی کشت شده پس از محاسبه عملکرد بیولوژیک، دانه و کاه و کلش به طور کامل از سطح خاک کف بر شدند و پس از خرد کردن بقایای آنها در تابستان 1392 به خاک برگردانده شدند. در کرتهایی جهت اعمال تیمارهای T2 و T3 تعیین شده بودند ماشک گل خوشه ای (Viciavillosa) با تراکم 200 بوته در مترمربع به صورت دست پاش در دو جهت عمود برهم در سطح زمین به صورت یکنواخت پخش و در مرحله قبل از گلدهی به خاک برگردانده شدند. در سال دوم آزمایش، گندم رقم چمران با تراکم 400 بوته درمترمربع در 15 آذر 1393 کاشته شد. هر کرت آزمایشی شامل 12 ردیف کاشت با فاصله 20 سانتیمتر و عمق کاشت 3- 5 سانتیمتر بود. در طول دوره کشت علفهای هرز به روش دستی حذف شدند و در طول دوره آزمایش آفات و بیماری مشاهده نشد. نمونه ها در مرحله رسیدگی فیزیولوژیکی گندم برداشت شدند. سپس نمونه های هر تیمار به صورت جداگانه جهت اندازه گیری وزن خشک در دمای 75 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت خشک شدند. جهت اندازه گیری عناصر غذایی در دانه گندم بذرها آسیاب شدند. برای اندازه گیری نیتروژن بعد از هضم با اسیدسولفوریک و اسید سالیسیلیک و آب اکسیژنه نمونه ها به روش کجلدال تعیین گردید. بعد قسمتی از نمونه ها در کوره الکتریکی در درجه حرارت 550 درجه قرار داده شد سپس با اسید کلریدریک 2 نرمال هضم و عناصر به شرح زیر اندازه گیری شدند 1) آهن، روی، مس، منگنز و بور با استفاده از دستگاه جذب اتمی 2) پتاسیم با استفاده فیلم فتومتر 3) فسفر به روش کالیمتری با دستگاه اسپکتوفتومتر طول موج 880 نانومتر. تجزیه واریانس و مقایسات میانگین با استفاده از نرم افزار کامپیوتری ، MSTAT-C انجام شد. آزمون مقایسه میانگین ها نیز به روش آزمون چند دامنه ای دانکن انجام گرفت، نمودارها با استفاده از نرم افزار Excel ترسیم شدند.
نتایج و بحث
غلظت منگنز دانه گندم: اثر بقایای گیاهی و سطوح مختلف کود نیتروژن و اثر متقابل بین آن ها بر غلظت عنصر منگنز در دانه گندم معنی دار شد (جدول 1). با توجه به نتایج آزمایش افزودن بقایای گیاهی به خاک نسبت به تیمار بدون بقایا اثر مثبتی بر غلظت منگنز داشت ولی بیشترین غلظت منگنز دانه گندم مربوط به تیمارCR2: کاربرد 50% کاه کلش جو + ماشک گل خوشه ای (کود سبز) بود. و کمترین غلظت منگنز از تیمار بدون کاربرد بقایای گیاهی حاصل شد که با تیمار کاربرد 100 درصد کاه گندم تفاوت معنی داری نداشت (جدول 2). اضافه نمودن کاه و کلش غلات و استفاده از لگوم ها در تناوب زراعی (به عنوان کود سبز) مقدار Mn2+ محلول و تبادلی در خاک های معدنی را افزایش می دهد. همچنین وجود بقایای گیاهی در خاک فعالیت میکروبی خاک را افزایش می دهد و تجزیه میکروبی ترکیبات آلی و کاه و کلش موجود در خاک باعث به وجود آمدن شرایط احیایی و تامین الکترون مورد نیاز برای احیای Mn به Mn2+(فرم قابل جذب) می شود (Xu-hong et al., 2014).
همچنین اثر مقادیر مختلف کودی NPK بر میزان Mn دانه گندم معنی دار بود. بیشترین غلظت منگنز دانه در سطح کودی 360 کیلوگرم نیتروژن در هکتارو کمترین آن از سطح 150کیلوگرم نیتروژن در هکتار به دست آمد. افزودن کودهای نیتروژن دار به دلیل کاهش pH محیط اطراف ریشه جذب و قابلیت حلالیت منگنز را افزایش می دهد.
نتایج مقایسات میانگین اثرات متقابل نشان داد که کمترین غلظت منگنز در تیمار بدون کاربرد بقایای گیاهی و سطح کودی 150 کیلوگرم در هکتار بود و بیشترین آن در تیمار کاربرد توام کاه جو و کود سبز به دست آمد (جدول 3). در پژوهش های انجام شده توسط برخی از محققین اختلاف معنی داری بین سطوح مختلف نیتروژن بر میزان منگنز دانه گندم مشاهده نشد (Shi et al., 2010و Xu-hong et al., 2014). این در حالی است که پژوهشگران اثرات کاربرد کاه و کلش و بقایای گیاهی را سبب افزایش جذب منگنز توسط گندم گزارش کردند (Kumara et al., 2014و Choudhury et al., 2010).
غلظت مس دانه گندم
براساس داده های آزمایش اثر بقایای گیاهی و سطوح کودی عناصر پرمصرف بر میزان مس در دانه گندم معنی دار شد (جدول 1). بیشترین غلظت مس در سطح کودی 270 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به دست آمد، کاهش غلظت مس در سطح کودی 360 کیلوگرم در هکتار ممکن است به این دلیل باشد که افزایش میزان رشد درنتیجه مصرف نیتروژن و یا سایر عناصر در مقایسه با مقدار جذب مس بیشتر است که این موضوع باعث رقیق شدن غلظت مس در گیاه می شود همچنین افزایش غلظت نیتروژن در گیاه انتقال مس از بخش های رویشی به دانه ها را محدود می کند.
کمترین میزان مس در دانه گندم از تیمار 100 درصد کاه گندم حاصل شد. اضافه کردن بقایای گیاهی با نسبت کربن به نیتروژن بالا کمبود مس را به دلیل تشکیل کمپلکس های نامحلول با ترکیبات آلی آزاد شده از تجزیه بقایا، رقابت برای مس قابل استفاده با جمعیت تکثیر یافته میکروبی و محدود شدن توسعه ریشه و توانایی جذب مس تشدید می کنند. درحالی که کاربرد بقایا با کیفیت و حجم مناسب به دلیل بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی خاک افزایش می دهد، بقایا منجر به کاهش pH در حین تجزیه می شوند که افزایش حلالیت کانی ها و کاهش جذب سطحی می شود.
براساس نتایج آزمایش بیشترین میزان مس دانه گندم از تیمار کاربرد 50% کاه جو و کود سبز ماشک در سطح کودی 270 کیلوگرم در هکتار و کمترین آن از تیمار کاربرد 100 درصد کاه گندم و سطح کودی 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به دست آمد (جدول 3).
در تحقیقات Chen et al., 2015در مورد گندم و Hao et al., 2007 بر روی برنج کاهش میزان عنصر مس در اثر افزایش کاربرد نیتروژن گزارش شده است. همچنین آزمایشات Nejadhossini et al., 2011بر روی ذرت وKumara et al., 2014 و Choudhury et al., 2010در خصوص برنج و Xu-hong et al., 2014در گندم نشان دهنده اثرات مثبت کاربرد مواد آلی و بقایای گیاهی در افزایش جذب مس در گیاه ، انتقال و افزایش غلظت آن در بذر است.
میزان روی دانه گندم
اثر کود نیتروژن و مدیریت بقایای گیاهی بر میزان روی دانه گندم معنی دار شد (جدول 1). براساس داده های حاصل از آزمایش بیشترین میزان غلظت روی دانه گندم از تیمار کودی kgNha-1360 حاصل شد و افزایش کود نیتروژن از 150 تا 360 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش 8/16 درصدی میزان روی دانه گندم شد. یافته های حاصل از تحقیقات نشان می دهد که نیتروژن می تواند قابلیت استفاده روی را از دو راه ممکن متاثر کند، با افزایش تشکیل پروتئین بعد از افزودن کود نیتروژن که می تواند منجر به نگهداری روی در ریشه ها به صورت کمپلکس روی - پروتئین و انتقال در گیاه شود. همچنین کودهای نیتروژنه می توانند منجر به اسیدی شدن محیط اطراف ریشه و افزایش قابلیت استفاده روی گردند. Manasek et al., 2013 کاربرد کود نیتروژن همراه با سولفات پتاسیم را منجر به افزایش غلظت روی در دانه گندم عنوان کردند. Huelin et al., 2007در تحقیقی افزایش کود نیتروژن از 0 تا 160 کیلوگرم در هکتار را باعث افزایش مقدار روی در قسمت های رویشی و دانه برنج گزارش کردند. همچنین برخی از پژوهشگران افزایش همزمان روی و نیتروژن در برگ را علاوه بر نشان دادن جذب توام این دو عنصر، آن را حاکی از انتقال همزمان این دو عنصر با هم به بخش هوایی گیاه و تجمع در بذر عنوان داشتند. در تحقیقات Chandel et al., 2010گزارش شد که تفاوت معنی داری بین سطوح مختلف نیتروژن با میزان روی و آهن در دانه ژنوتیپ های مختلف برنج وجود ندارد.
همچنین نتایج آزمایش نشان داد که به طور کلی افزودن بقایای گیاهی باعث افزایش میزان روی در دانه گندم شد و بیشترین آن مربوط به تیمار کاربرد 50% کلش جو + ماشک گل خوشه ای (کود سبز) بود و کمترین آن از تیمار بدون کاربرد بقایای گیاهی به دست آمد (جدول 2). اسیدهای آلی از تجزیه بقایای گیاهی نقش کمپلکس کردن روی و جذب آن توسط گیاه و انتقال بیش تر آن از ریشه به ساقه و تجمع در دانه را دارند (Erenoglu et al., 2011). علاوه بر آن کاربرد گیاهان لگوم و تثبیت کننده نیتروژن در تناوب موجب افزایش نیتروژن خاک، جذب عناصر از اعماق پایین تر خاک و برگشت آن ها به چرخه تولید می شود.همچنین Hamilton et al., 1993 کاربرد لگوم ها به عنوان گیاه پیش کاشت و افزودن کاه و کلش را موجب افزایش فعالیت ریزوبیوم ها و وزیکولار اربوسکولار مایکوریزا در محیط اطراف ریشه و افزایش جذب روی و فسفر از خاک عنوان کردند. ایشان همچنین همبستگی مثبتی بین جذب عناصر میکرو با افزایش ماده آلی خاک گزارش کردند.Chandel et al., 2010 مهمترین عامل افزایش جذب عناصر میکرو از خاک و انتقال آن ها در گیاه را خصوصیات و ویژگی های خاک از جمله میزان ماده آلی و pH و بافت خاک و شرایط آب و هوایی منطقه مورد آزمایشعنوان کردند. Martin Rude et al., 2007وجود گیاه ماشک در تناوب زراعی را منجر به افزایش جذب و غلظت عناصری مثل آهن و منگنز در جو زراعی عنوان داشتند.
Choudhury et al., 2011 با بررسی میزان عناصر تجمع یافته در کاه برنج در اثر کاربرد کودهای نیتروژن، منیزیوم و مس، افزودن کاه برنج به خاک را منجر به برگشت عناصر میکرو تجمع یافته در کاه و کلش و چرخش مجدد عناصر غذایی پرمصرف و کم مصرف در خاک های تحت کشت عنوان کردند.
میزان آهن در دانه گندم
براساس نتایج آزمایش اثر بقایای گیاهی و کود نیتروژن بر میزان آهن دانه گندم معنی دار شد (جدول 1). افزایش کود نیتروژن از 150 تا 360 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش غلظت آهن به میزان 10/24 درصد شد (جدول 2). آهن در فعالسازی چند سیستم آنزیمی مانند فوماریک هیدروژناز، کاتالاز، اکسیداز و سیتوکروم ها نقش مهمی ایفا می کند، با توجه به این که منبع نیتروژن اوره بود این ماده در اثر تجزیه خاک به آمونیوم تبدیل شده، pH خاک را کاهش می دهد و منجر به افزایش حلالیت آهن و درنتیجه جذب بیشتر آهن توسط ریشه ها شد. برخی از پژوهشگران معتقدند که یکی از اثرات افزایش نیتروژن افزایش جذب کاتیون ها می باشد، بنابراین جذب نیتروژن توسط گیاه یک افزایش نسبی در میزان جذب سایر عناصر غذایی در گیاه به وجود می آورد (Malhi et al., 2006 ). همچنین از اثرات اصلی نیتروژن می توان به افزایش فعالیت متابولیکی گیاه، تسریع اغلب فرآیندها و تغییر جذب گیاه اشاره نمود. تحقیقات نشان داده است که در اثر کمبود نیتروژن سطح آنزیم های انتقال دهنده عناصر میکرو و کلات هایی مثل نیکوتین آمید که در انتقال آهن نقش دارند کاهش می یابد (Haydon et al., 2007). Distelfeld et al., 2007 اظهار داشتند که انتقال مجدد پروتئین، آهن، روی و منگنز از برگ ها به بذر در گندم توسط یک لوکوس مشترک GPC-B1 کنترل می شود.Demirkiran et al., 2010در تحقیقات خود کاربرد عناصر نیتروژن و فسفر را بر روی حرکت عناصر ریزمغذی در گیاه و قابلیت دسترسی آن ها در دو گیاه علوفه ای Trifoliumangustifolium و Lotussuaveolens از تیره Fabaceaeموثر دانستند. Norgholipour و همکاران (2008) در تحقیقی تاثیر تیمارهای مختلف نیتروژن را بر جذب عناصر فسفر، پتاسیم، آهن، روی و مس دانه معنی دار دانستند و عنوان داشتند که با افزایش جذب نیتروژن جذب این عناصر نسبت به تیمار بدون کود نیتروژن افزایش یافت.
براساس نتایج حاصل از آزمایش بیشترین میزان آهن از تیمار کاربرد 50% کاه جو+ماشک حاصل شد و به طور کلی افزودن بقایا نسبت به تیمار بدون کاربرد بقایا منجر به افزایش آهن دانه گندم شد (جدول 2). وجود بقایای گیاهی به دلیل اثرات مثبتی که بر ویژگی های خاک و پراکنش ریشه و رشدگیاه دارد می تواند بر جذب آهن توسط گیاه اثرگذار باشد (Malhi et al., 2006). فعالیت های میکروبی در هنگام تجزیه بقایای گیاهی سبب افزایش کلات های آلی طبیعی در خاک های حاوی بقایای گیاهی شده و جذب بیشتر عناصر کم مصرف مثل آهن زیادتر می شود.تحقیقات دیگر نشان می دهد که غلظت فلزاتی مثل آهن، مس و روی در دانه گندم با کاربرد مواد آلی در خاک صرف نظر از نوع ماده آلی، افزایش یافت. این افزایش می تواند دلالت بر این داشته باشد که وقتی فلزات توسط ریشه جذب شدند به راحتی از ساقه به دانه انتقال داده می شوند (Nejadhossini et al., 2011).
میزان عنصر بور در دانه گندم
براساس نتایج آزمایش اثر بقایای گیاهی و کود نیتروژن بر میزان بور دانه گندم معنی دار شد (جدول 1).کاربرد بقایای گیاهی و کود سبز و سطح کودی 360 کیلوگرم در هکتار میزان بور دانه گندم افزایش یافت (جدول 2).
میزان فسفر دانه گندم
براساس نتایج آزمایش اثر بقایای گیاهی و کود نیتروژن بر میزان فسفر دانه گندم معنی دار شد (جدول 1). افزایش کود نیتروژن از 150 تا 360 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش فسفر دانه گندم شد ولی بین سطوح 270 و 360 کیلوگرم در هکتار تفاوت معنی داری وجود نداشت (جدول 2). بین سطوح مختلف بقایای گیاهی بیشترین فسفر دانه مربوط به تیمار 50% کلش جو + ماشک بود و کمترین آن مربوط به تیمار بدون کاربرد بقایای گیاهی بود (جدول 2). افزایش نیتروژن خاک جذب فسفر توسط گیاه را از طریق افزایش رشد اندام های هوایی و ریشه، همچنین تغییر متابولیسم گیاه و افزایش قابلیت استفاده و حلالیت فسفر افزایش می دهد.
بقایای آلی می توانند جذب سطحی فسفر را کاهش داده و درنتیجه دسترسی به فسفر را برای گیاهان افزایش دهند، از طرفی افزایش زیست توده میکروبی خاک به انتقال بهتر فسفر خاک حاوی بقایای گیاهی کمک می کند (Shahriar 2009). حذف 40% بقایای گیاهی، حدود 20% ذخایر نیتروژن، 14% فسفر، 110% پتاسیم را در نواحی کمربند ذرت در آمریکا کاهش داده است. Aulakh et al., 2012 گزارش کردند که کاربرد بقایای گیاهی و کاربرد کود NP 25% بالاتر از توصیه کودی سبب افزایش جذب فسفر توسط گندم شد.
میزان نیتروژن دانه گندم
براساسنتایج تجزیه واریانس اثر بقایای گیاهی و کود نیتروژن بر میزان ازت دانه گندم معنی دار شد (جدول 1). بیشترین نیتروژن دانه از تیمار کاربرد 50% کاه جو + ماشک به دست آمد که با تیمار کاربرد ماشک (کود سبز) تفاوت معنی داری نداشت. همچنین بیشترین میزان نیتروژن دانه گندم مربوط به سطح کودی 360 کیلوگرم در هکتار اوره بود (جدول 2).
Verma et al., 2013 در بررسی اثر مدیریت عناصر غذایی و بقایای گیاهی بر جذب عناصر و رشد و عملکرد گندم، بیشترین میزان جذب نیتروژن توسط دانه و کاه گندم را از تیمار برگشت بقایای برنج همراه با کاربرد 30 درصد کود NPK بیشتر از توصیه کودی گزارش کردند.Arshadulla et al., 2013 استفاده از 5 تن کاه گندم و 90 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن استارتر را منجر به افزایش پتاسیم و کلسیم در گندم و کاهش اثرات شوری گزارش کردند. Surikha et al., 2006 استفاده از کاه و کلش غلات + کودسبز لگوم به همراه کاربرد NPK در سطح توصیه کودی منطقه را منجر به افزایش نیتروژن در کاه و دانه برنج عنوان کردند.Aulakh et al., 2012در سیستم تناوبی سویا - گندم، کاربرد بقایای گیاهی و استفاده از گیاهان تثبیت کننده نیتروژن در تناوب را منجر به افزایش کارایی جذب نیتروژن دانستند. Limon-Ortega et al., 2008 نیز گزارش کردند که با افزایش میزان نیتروژن در خاک محتوی کل نیتروژن در دانه گندم به طور معنی داری رو به افزایش گذاشت.
Lopez et al., 2001با بررسی تناوب های مختلف زراعی گندم - آفتابگردان، گندم- نخود، گندم- باقلا، گندم- آیش و گندم - گندم و سطوح مختلف کود نیتروژن (0، 50، 100، 150 کیلوگرم در هکتار) تحت سیستم های بدون شخم و شخم فشرده، کمترین میزان جذب نیتروژن دانه گندم را در سیستم های تک کشتی و سطوح پایین نیتروژن گزارش کردند.
Limon Ortega et al., 2008اثر سه تناوب زراعی گندم- لگوم، گندم- ذرت، گندم- آیش را همراه با مدیریت بقایای گیاهی (سوزاندن و شخم بقایا در خاک) همراه با مصرف کودهای آلی همراه با اوره بر عملکرد گندم و کارایی جذب نیتروژن بررسی کردند، وجود گیاهان لگوم در تناوب و مصرف توام کود آلی همراه با اوره را باعث افزایش جذب نیتروژن در دانه گندم گزارش کردند.
میزان پتاسیم دانه گندم:براساس نتایج آزمایش اثر بقایای گیاهی و کود نیتروژن و اثر متقابل بین آن ها بر میزان پتاسیم دانه گندم معنی دار شد (جدول 1). به طوری که افزایش مصرف کود نیتروژن از 150 تا 360 کیلوگرم در هکتار در تیمار کاربرد توام کاه جو و کود سبز منجر به افزایش میزان پتاسیم دانه گندم به مقدار 37 درصد و در تیمار بدون کاربرد بقایای گیاهی این افزایش 2/10 درصد بود (جدول 3).
افزایش جذب پتاسیم رابطه مستقیمی با افزایش رشد سبزینه ای گیاه دارد که خود وابسته به جذب نیتروژن در گیاه است. افزایش عرضه نیتروژن در خاک در شرایط استفاده از بقایای گیاهی توسط Choudhury et al., 2011گزارش شده است که می تواند بیانگر رابطه مثبتی بین جذب یون پتاسیم با دیگر عناصر از جمله نیتروژن باشد.et al., 2006 Malhiرابطه مثبتی را بین جذب عناصر پتاسیم، نیتروژن و فسفر گزارش کردند.Sameen et al., 2002در گندم وet al., 2008 Alizadehدر ذرت افزایش مصرف کودهای NPK را باعث افزایش پتاسیم دانه گزارش کردند. در غلاتی مانند گندم، حداکثر جذب پتاسیم معمولا در مرحله گل رفتن رخ می دهد، حفظ ذخیره پتاسیم خاک در این زمان بسیار کلیدی است و از مصرف جدید کود پتاسیم رضایت بخش تر خواهد بود.et al., 2011 Choudhury برگشت بقایای برنج به خاک و افزودن کود نیتروژن را منجر به افزایش پتاسیم دانه و کاه برنج عنوان کردند. نتایج مطالعات نشان داده است که محتوای پتاسیم بقولات در مقایسه با غلات بیشتر است ولی معمولا عملکرد شاخساره ها در غلات بیشتر از بقولات است.et al., 2012 Aulakhوet al., 2014 Monsefia در تناوب سویا - گندم برگشت بقایای گیاهان پیش کاشت به خاک را منجر به افزایش کارایی جذب پتاسیم عنوان داشتند.
میزان وزن خشک کل: اثر بقایای گیاهی و کود نیتروژن و اثر متقابل بین آن ها بر میزان وزن خشک گندم معنی دار شد (جدول 1). بیشترین وزن خشک کل مربوط به تیمار کاربرد کاه جو و کود سبز ماشک بود و کمترین مربوط به تیمار بدون بقایا که با تیمار کاربرد کاه کامل گندم تفاوت معنی داری نداشت. همچنین بیشترین وزن خشک کل از کاربرد 360 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد و کمترین از 150 کیلوگرم در هکتار به دست آمد (جدول 2). اثر متقابل بقایا × کود نیتروژن نشان داد که کمترین وزن خشک کل از 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در تیمار 100 درصد کاه گندم و بیشترین از تیمار 360 کیلوگرم نیتروژن در تیمار کاربرد توام کودسبز و کاه جو به دست آمد (جدول 3). از آنجایی که بقایای گیاهی منجر به افزایش رشد رویشی و پنجه زنی و جذب بیشتر عناصر غذایی پرمصرف و کم مصرف از خاک می شوند در نهایت منجر به افزایش وزن خشک کل می شوند. همچنین نیتروژن در فعالیت های فتوسنتزی و ساخت کربوهیدرات ها و کلرفیل نقش دارد و منجر به افزایش رشد رویشی و تجمع ماده خشک در گیاه می شود.
نتیجه گیری
براساس نتایج آزمایش میزان عناصر غذایی بذر گندم تحت تاثیر میزان کاربرد نیتروژن و بقایای گیاهی قرار گرفت. به طور کلی کاربرد بقایای گیاهی نسیت به تیمار بدون بقایا باعث افزایش وزن خشک گندم و محتوای عناصر غذایی در بذر گندم شد. و بیشترین افزایش از کاربرد توام گیاهان تثبیت کننده نیتروژن به عنوان کود سبز و کاه و کلش غلات نسبت به سایر بقایای گیاهی بود. همچنین میزان کود نیتروژن اثر معنی داری بر میزان عناصر ماکرو و میکرو دانه گندم داشت و سطح کودی 360 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش میزان عناصر آهن، منگنز و ازت شد و بین سطح کودی 270 کیلوگرم در هکتار و 360 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در خصوص عناصر روی، بور، فسفر و پتاسیم تفاوت معنی داری وجود نداشت.
)