تاثیر کاربرد کود‌های زیستی و شیمیایی بر برخی صفات کمی و کیفی سورگوم علوفه‌ای

مقدمه

اهمیت قابل توجه سورگوم در تغذیه دام و طیور، تحقیقات منطقه­ای را برای دستیابی به ارقام سازگار با عملکرد بالا در واحد سطح ضروری می­سازد، تا با برنامه­ریزی­های صحیح برای انجام عملیات و فن­آوری­های زراعی، شناخت کامل از نحوه رشد و نمو سورگوم و تعیین شرایط مناسب برای زراعت آن، بتوان گامی در جهت خود کفایی کشور در این زمینه برداشت. در ایران با وجود نیاز به محصولی با خصوصیات سورگوم، زراعت آن برای بیشتر زارعین مورد توجه نمی­باشد. یکی از مهمترین علل پایین بودن سطح تولید فرآورده­های دامی کشور نیز شاید به همین موضوع مربوط باشد (جودی 1379). با مصرف کود زیستی فسفات بارور2 می­توان مصرف کود شیمیایی سوپرفسفات تریپل را کاهش داد که حرکتی در راستای کشاورزی پایدار و کاهش آلودگی زیستی می­باشد. باکتری­های موجود در این کودهای زیستی قادرند به کمک تغییر میزان اسیدیته اطراف خود و نیز به کمک فرآیند­های آنزیمی فسفر نامحلول خاک را به صورت اسیدهای آلی فسفره و فسفر سبک آزاد کرده و حرکت این عنصر را در خاک افزایش دهند (ساروخانی و همکاران 1379، صالح راستین 1380، ملکوتی و سپهر 1382).

ارتفاع بوته، وزن خشک بوته، شاخص سطح برگ، نسبت سطح برگ و وزن مخصوص برگ سورگوم دانه­ای در اثر استفاده از کودهای زیستی حاوی ازتوباکتر و سودوموناس بطور معنی­داری نسبت به شاهد افزایش یافت (آمال و همکاران 2010). کودهای زیستی چه به صورت منفرد و چه به صورت تلفیقی با کودهای شیمیایی باعث افزایش عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه و عملکرد اسانس در زیره سبز گردید (سعید نژاد و رضوانی مقدم 1389).

تلقیح توام ازتوباکتر و آزوسپیریلوم بر مقدار ماده خشک ذرت و سورگوم اثر مثبت دارد و وزن خشک اندام هوایی ذرت و سورگوم نسبت به شاهد به ترتیب 12 و 15 درصد افزایش یافت (تیلاک و همکاران 1992). اثر آزوسپیریلوم و اثر مخلوط این باکتری و ازتوباکتر برای افزایش عملکرد گندم، ذرت و سورگوم معنی­دار بود (رای و گایور 1998). در پژوهشی وزن خشک سورگوم در اثر تلقیح با آزوسپیریلوم نسبت به شاهد افزایش یافت و همچنین تلقیح آزوسپیریلوم با سورگوم منجر به افزایش ازت کل گیاه گردید و عملکرد محصول 10 تا 30 درصد افزایش ­یافت (کاپولنیک و همکاران 1981). کشاورز افشار و همکاران (1390) گزارش کردند که بالاترین ارتفاع بوته سورگوم در اثر محلول پاشی باکتری سودوموناس و کمترین آن در تیمار شاهد بدست آمد. همچنین اثر سطوح مختلف نیتروژن و کود­های زیستی بر سورگوم علوفه­ای نشان داد، بالاترین میزان پروتئین خام و کیفیت علوفه در تیمار 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن بصورت اوره و 25 کیلوگرم در هکتار نیتروژن بصورت تفاله کرچک به همراه تلقیح با آزوسپیریلوم حاصل می­شود (یاداو و همکاران 2007).

ساینی و همکاران (2004) گزارش کردند که افزایش بیوماس و عملکرد دانه­ی سورگوم و نخود بیشتر در زمانی مشاهده شد که 50 درصد کودهای شیمیایی و دامی به همراه تلقیح با میکروارگانیسم­های مختلف حل کننده­ی فسفات و ریزوبیوم مورد استفاده قرار گرفتند.  عملکرد دانه، ارتفاع گیاه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت آفتابگردان در سیستم تلفیقی کود­های شیمیایی و زیستی بیشتر از سیستم­های کاربرد تک تک آنها بود. همچنین بذور تلقیح شده با باکتری­های ازتوباکتر و آزوسپیریلوم عملکرد دانه، ارتفاع گیاه و میزان روغن را در مقایسه با شاهد افزایش دادند (اکبری و همکاران 1388). کود فسفات زیستی به وسیله جذب بیشتر فسفر و افزایش میزان فتوسنتز موجب بهبود عملکرد بیولوژیک در رازیانه شد (درزی و همکاران 1385). تلقیح بذر ذرت با قارچ میکوریزی و ازتوباکتر به تنهایی و یا همراه با هم و همچنین تلقیح قارچ میکوریزی به همراه ۱۰۰ کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار بیشترین عملکرد دانه، ارتفاع گیاه و غلظت نیتروژن را باعث شد (امیر آبادی و همکاران 1389). تلقیح گیاه ارزن دم روباهی با باکتری­های حل کننده فسفات و آزوسپیریلوم همراه و یا بدون کاربرد نیتروژن (40 کیلوگرم در هکتار) سبب افزایش ارتفاع، وزن خشک ریشه و اندام هوایی، عملکرد دانه و نیتروژن موجود در دانه، ریشه و اندام هوایی می­شود (باسکارا رائو و چاریولو 2005).

با کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی، عملکرد کمی و کیفی گیاه زعفران افزایش یافت .بیشترین عملکرد ماده خشک در مصرف تلفیقی یا به تنهایی کود اوره حاصل شد و همچنین مصرف به تنهایی کود زیستی، 83 درصد افزایش عملکرد نسبت به شاهد را باعث شد (امیدی و همکاران 1388). بر اساس نتایج مطالعات جلیلیان و همکاران (1386) مصرف ازتوباکتر و آزوسپیریلوم در تلفیق با کود اوره سبب افزایش قابل ملاحظه­ی درصد پروتئین (23/3 درصد) نسبت به تیمار شاهد گردید. با توجه به نقش موثر نیتروژن در ساختمان پروتئین­ها و افزایش عملکرد از یک طرف و اهمیت کودهای زیستی در تحقق اهداف کشاورزی پایدار از سوی دیگر این آزمایش به منظور ارزیابی اثر تلفیقی کود­های زیستی و شیمیایی برای معرفی مناسب­ترین ترکیب تیماری در راستای افزایش عملکرد سورگوم علوفه­ای اجرا شد.                     

مواد و روش­ها

این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در سال 1390 به مدت یک فصل زراعی اجرا گردید. این منطقه دارای ارتفاع 1360 متر از سطح دریا، میزان بارندگی سالیانه 285 میلیمتر، عرض جغرافیایی 05/38 شمالی و طول جغرافیایی 17/46 شرقی است و دارای آب و هوای خشک کوهستانی و سرد است و دمای سالیانه آن 10 درجه سانتی گراد می­باشد. رقم مورد استفاده، سورگوم علوفه­ای اسپیدفید بود که از شرکت خدمات حمایتی آذربایجان شرقی تهیه شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتوراول سطوح مختلف کود شیمیایی شامل 210 کیلوگرم در هکتار کود اوره (100%)، 150 کیلوگرم در هکتار سوپرفسفات تریپل (100%)، اوره (100%) + سوپرفسفات تریپل (100%)، اوره (50 % ) + سوپرفسفات تریپل(50 % ) و شاهد و فاکتور دوم شامل کود زیستی با سطوح بیوسوپر ، فسفات بارور2 ، بیوسوپر + فسفات بارور2  و شاهد بود. کل کود سوپرفسفات تریپل و یک سوم از کود اوره هنگام کاشت (15 اردیبهشت ماه) ، یک سوم کود اوره بلافاصله بعد از برداشت چین اول (سوم مرداد) و یک سوم پایانی نیز بلافاصله بعد از برداشت چین دوم (پنجم شهریور) به کرتهای آزمایشی بر اساس نقشه کاشت داده شد. چین سوم نیز در 13 مهر برداشت شد و همه چین­ها در 10 درصد گلدهی برداشت شدند. شایان ذکر است که مقدار کود شیمیایی بکار رفته بر اساس نتایج آزمون تجزیه خاک بود (جدول1). در هر کرت چهار ردیف کاشت به طول 4 متر با فاصله ردیفی 50 سانتیمتر و فاصله روی ردیف 10 سانتیمتر در نظر گرفته شد. بذرها در اواسط اردیبهشت ماه با تراکم 20 بوته در متر­مربع در عمق 3-2 سانتیمتری خاک کاشته شدند. کود زیستی بیوسوپر محتوی ازتوباکتر، آزوسپیریلوم، سودوموناس و باسیلوس می­باشد و فسفات بارور2 محتوی سودوموناس و باسیلوس می­باشد که به صورت بذر­مال مورد استفاده قرار گرفتند. مبارزه با علفهای­هرز به صورت منظم و بطور دستی و آبیاری هم هر هفته یکبار انجام شد. در این پژوهش عملکرد علوفه، ارتفاع گیاه، تعداد پنجه، پروتئین خام، دیواره­ی سلولی بدون همی سلولز (ADF) و دیواره­ی سلولی (NDF) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نیتروژن موجود در بافت گیاهی با دستگاه کجلدال و تیتراسیون اندازه­گیری شد. دیواره­ی سلولی با استفاده از محلول شوینده­ی خنثی و دیواره­ی سلولی بدون همی سلولز با استفاده از محلول شوینده­ی اسیدی مطابق با روش ون سوست و واین (1991) اندازه­گیری شد. برای تجزیه و تحلیل داده­ها و رسم شکل­ها ا­ز نرم افزارهای MSTAT­-C،  SPSSو  Excel استفاده شد.

نتایج و بحث

الف)عملکرد گیاه

تجزیه واریانس عملکرد گیاه نشان می­دهد اثر کود شیمیایی، کود زیستی و اثر متقابل کود شیمیایی در زیستی در سطح احتمال 1% معنی­دار می­باشد (جدول 2). مقایسه میانگین داده­ها نشان داد که بیشترین عملکرد مربوط به تیمار اوره + سوپر فسفات تریپل + فسفات بارور2 با مقدار 3901 گرم در متر مربع و کمترین عملکرد مربوط به تیمار شاهد با مقدار 1226 گرم در مترمربع می­باشد (جدول4). کاربرد کودهای زیستی بیوسوپر و فسفات بارور2 در مقایسه با شاهد عملکرد علوفه را به ترتیب 108 و 71 درصد نسبت به شاهد افزایش داده است. آغشته کردن بذور سورگوم با آزوسپیریلوم و باسیلوس در حضور و عدم حضور کود­های نیتروژن­دار و فسفردار سبب افزایش عملکرد ماده­ی خشک گیاه و عملکرد دانه می­شود و در تیمارهایی که آغشته­سازی صورت گرفته، میزان جذب نیتروژن و فسفر توسط گیاه افزایش یافته است (الاگاوادی و گائور، 1992). اثر سطوح مختلف کود شیمیایی، کود حیوانی، آزوسپیریلوم و باکتری­های آزاد کننده فسفات بر سورگوم دیم نشان داد که بیشترین عملکرد علوفه و عملکرد دانه در تیمار کاربرد تلفیقی NPK 100 درصد توصیه شده، کود حیوانی (10 تن در هکتار)، آزوسپیریلوم و باکتری­های آزاد کننده فسفات حاصل می­شود (پنوسوامی و همکاران 2002). این یافته­ها با نتایج بدست آمده توسط الاگاوادی و گائور (1992) در سورگوم و عثمر و همکاران (2004) در گندم مطابقت دارد.

ب) ارتفاع گیاه

بر اساس تجزیه واریانس اثر کود شیمیایی در سطح احتمال 1% و اثر متقابل کود شیمیایی در زیستی در سطح احتمال 5%  بر ارتفاع بوته معنی­دار می­باشد (جدول2). نتایج حاکی از آن است که بیشترین و کمترین ارتفاع گیاه به ترتیب مربوط به تیمار اوره + سوپر فسفات تریپل + فسفات بارور2 با 133 سانتی­متر و شاهد با 11/94 سانتی متر می­باشد. همچنین میانگین ارتفاع گیاهان هنگام برداشت در چین اول، دوم و سوم به ترتیب 88/151، 76/131 و 9/63 بود که این کاهش ارتفاع از چین اول تا سوم می­تواند ناشی از افزایش تعداد پنجه از چین اول تا سوم باشد. کاربرد کودهای زیستی بیوسوپر و فسفات بارور2 در مقایسه با شاهد ارتفاع گیاه را به ترتیب 41/18 و 10/15 درصد نسبت به شاهد افزایش داده است (جدول4). تحقیقات انجام شده در ذرت نشان داد کاربرد تلفیقی کود­های بیولوژیک با کود­های شیمیایی باعث افزایش ارتفاع گیاه، شاخص سطح برگ، تولید ماده خشک، سرعت رشد محصول و سرعت رشد نسبی در مقایسه با کاربرد کود­های شیمیایی به تنهایی شد (عیدی زاده و همکاران، 1389). النعیم و حمد (2004) گزارش کردند با مصرف کودهای زیستی به همراه مصرف 180 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، بیش­ترین مقدار ارتفاع بوته، تعداد پنجه در متر مربع و عملکرد دانه در گیاه برنج تولید شده است.

ج) تعداد پنجه

تجزیه واریانس داده­ها نشان داد فقط اثر کود شیمیایی در سطح احتمال 5% روی تعداد پنجه معنی­دار می­باشد (جدول2). با توجه به مقایسه میانگین داده­ها بیشترین تعداد پنجه در تیمار اوره با 21/15 عدد و کمترین آن در تیمار شاهد با 14/12 عدد در هر بوته بدست آمد (شکل1). در یک تحقیق با افزایش کود نیتروژنی، تعداد پنجه سورگوم بطور معنی­داری افزایش ­یافت (بباوی، 1989). همچنین با کاربرد نیتروژن در غلات تعداد پنجه افزایش می­یابد (نجاری صادقی و همکاران، 1387؛ هرس و همکاران 1976).

د) پروتئین خام

طبق جدول 3 فقط اثر کود شیمیایی در سطح احتمال 1٪ معنی­دار شد. با توجه به مقایسه میانگین داده­ها بیشترین و کمترین درصد پروتئین به ترتیب مربوط به تیمار­های اوره با 324/7 درصد و شاهد با 797/4 درصد بود (شکل2). در واقع به علت نقش انکار ناپذیر نیتروژن در ساختمان پروتئین­ها، مصرف کود اوره سبب افزایش درصد پروتئین گردیده است. گزارش شده است استفاده از نیتروژن باعث افزایش پروتئین خام و عملکرد علوفه سورگوم می­شود (محمود و همکاران 2003). در گیاه سورگوم بیشترین درصد پروتئین، درصد خاکستر و کمترین درصد فیبر از تیمار 5/80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد همچنین بیشترین درصد پروتئین، درصد خاکستر و کمترین درصد فیبر در تقسیط کود نیتروژن در سه نوبت حاصل می­شود (جوادی و همکاران 1389). مدرس و همکاران (2009) گزارش کردند که استفاده از کود شیمیایی اوره به مقدار 200 کیلوگرم در هکتار بیشترین درصد پروتئین (8%) را در سورگوم باعث شده و با افزایش کود نیتروژن پروتئین خام افزایش می­یابد. بر اساس پژوهش جعفری نیا (1384) با افزایش سطوح کود نیتروژنه، عملکرد و مقدار پروتئین خام در ذرت و سورگوم شیرین به طور معنی­داری افزایش می­یابد.

و) دیواره سلولی بدون همی سلولز (ADF)

تجزیه واریانس داده­ها بیانگر اینست که اثر کود شیمیایی در سطح احتمال 5٪ و اثر متقابل کود شیمیایی در زیستی در سطح احتمال 1% روی ADF معنی­دار می­باشد (جدول3). با توجه به مقایسه میانگین داده­ها، بیشترین درصد دیواره سلولی بدون همی سلولز مربوط به تیمار شاهد با 1/34 درصد بود ولی با ترکیب­های تیماری  اوره + بیوسوپر + فسفات بارور 2  و اوره + سوپر فسفات تریپل + بیوسوپر + فسفات بارور 2 اختلاف آماری معنی داری در سطح احتمال 5 درصد نداشت و کمترین     ADF از ترکیب تیماری 50 درصد اوره + 50 درصد سوپر فسفات تریپل + فسفات بارور 2  با 9/30 درصد بدست آمد. لازم به ذکر است درصد بالای ADF و NDF در علوفه سبب کاهش قابلیت هضم و خوشخوراکی آن می­شود بنابراین کاربرد 50 درصدی مقادیر توصیه شده کودهای شیمیایی توام با کود زیستی باعث افزایش قابلیت هضم و خوشخوراکی شده است (جدول4). گزارش شده است که تیمار کود ازت به مقدار 100 کیلوگرم در هکتار میزان ADF را در گیاه منداب (Eruca sativa ) بطور معنی­داری نسبت به شاهد کاهش داد (دیانتی تیلکی و همکاران، 1389).

ه)دیواره سلولی (NDF)

تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که اثرات اصلی کود شیمیایی و کود زیستی و اثر متقابل کود شیمیایی در زیستی در سطح احتمال 1% روی NDF معنی­دار شد (جدول3). نتایج بدست آمده نشان می­دهد که بیشترین و کمترین درصد دیواره سلولی به ترتیب مربوط به تیمار شاهد با 85/62 درصد و ترکیب تیماری50 درصد اوره + 50 درصد سوپر فسفات تریپل + فسفات بارور 2 با 9/55 درصد می­باشد (جدول4). گزارش شده است که استفاده از کود شیمیایی اوره به مقدار 200 کیلوگرم در هکتار کمترین محتویات فیبر را در سورگوم باعث شد. با افزایش کود نیتروژن فیبر خام کاهش می­یابد که این امر باعث افزایش هضم و خوش خوراکی می­شود (المدرس و همکاران، 2009). کاربرد باکتری Pseudomonas putida  در گیاه جو توانست میزان NDF  را در حد قابل قبولی تا 4/50 درصد کاهش دهد همچنین مهرورز و چایی چی (1388) کمترین میزان الیاف محلول در شوینده­های خنثی را با مصرف 60 کیلوگرم در هکتار کود سوپر فسفات تریپل گزارش کردند.

با توجه به نتایج این پژوهش کاربرد تلفیقی کودهای زیستی با کود­های شیمیایی باعث افزایش صفات مورد اندازه­گیری شده است. از این رو با کاربرد کود­های زیستی ضمن کاهش قابل توجه مصرف کود­های شیمیایی و به تبع آن کاهش اثرات سوء زیست محیطی آنها در راستای تحقق اهداف کشاورزی پایدار، می­توان به عملکرد مطلوبی نیز در گیاه سورگوم علوفه­ای دست یافت.