اثر کاربرد مواد بهساز بر ویژگی‌های مورفو‌‌فیزیولوژیک، عملکرد و عناصر موجود در دانه باقلا (Vicia faba L.)

مقدمه

باقلا (Vicia faba L.) از قدیمی‌ترین گیاهان زراعی بوده و سابقه کشت و کار آن به قبل از تاریخ بر ‌می‌گردد (خسروی و همکاران 2015). این گیاه یکساله و از خانواده لگومینوز می‌باشد و دانه خشک آن حدود 25-23 درصد پروتئین دارد (باقری و ترابی 2015). سطح زیر کشت باقلا در جهان 2403746 و در کشور ایران حدود 35 هزار هکتار می‌باشد و مقدار تولید آن در جهان 4459660 تن می‌باشد (فائو 2016).

مانده‌های گیاهی بخش‌هایی از گیاه هستند که پس از برداشت گیاه زراعی در مزرعه باقی می‌مانند و می‌توانند با فراهم‌کردن عناصر غذایی در خاک، سبب حفظ قدرت باروری خاک، افزایش ماده آلی خاک، نگهداری آب در خاک و تحریک فعالیت‌های میکروبی شوند (لیو و همکاران 2017). کودهای دامی و بقایای گیاهی سبب اصلاح خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک و افزایش فتوسنتز، رشد و بهبود عملکرد محصول می‌شوند (رضایی 2013).

شاخص سطح برگ^[1] (LAI) یکی از متغیرهای مهم در مطالعات اقلیمی، اکولوژیکی و تحقیقات زراعی به‌شمار می‌رود (کاراترو و همکاران 2010)، زیرا برگ‌ها در واقع رابط بین گیاه زراعی و اتمسفر هوا (محل تبادل انرژی) می‌باشند. بنابراین اندازه‌گیری دقیق شاخص سطح برگ برای درک اثرات متقابل بین رشد و نمو گیاه و محیط امری ضروری است (آبروش 2014). نتایج برخی از تحقیقات نشان می‌دهد که شاخص سطح برگ معیار مناسبی برای برآورد میزان تغییرات عملکرد گیاهان زراعی تحت شرایط مختلف محیطی به‌شمار می‌رود (لیو و پتی 2010).

مقدار نسبی آب[2] (RWC) از نشان دهنده‌های وضعیت آبی گیاه بوده ونسبت به پتانسیل آب شاخص بهتری از وضعیت آب گیاه است. کاهش پتانسیل آب در اطراف ریشه موجب کاهش مقدار نسبی آب برگ می‌گردد  (سیدیکو و همکاران 2000).

در تحقیقی بر روی پیاز مشاهده شد که اثر تیمارهای 20، 40 و 80 تن در هکتار کود مرغی، بر تجمع همه‌ی عناصر بجز پتاسیم در غده پیاز معنی‌دار شد (آید 2002). همچنین در تحقیق دیگر پتانسیل کودی سه کود آلی (کود دامی، کود مرغی و فسفوکمپوست) ارزیابی گردید (قوش و همکاران 2004). طبق نتایج به‌دست‌آمده، افزایش نیتروژن، پتاسیم، و فسفر، از صفر تا 100 درصد مقدار محصول را افزایش داد. در این تحقیق افزایش کود آلی به همراه کود شیمیایی نسبت به مصرف کود شیمیایی به‌تنهایی محصول سورگوم و سویا را افزایش داد. در این تحقیق گزارش شد که مصرف کود آلی به همراه کود شیمیایی موجب 25% صرفه­جویی در مصرف کود شیمیایی شده است. در آزمایشی بر روی کدو تنبل (Cucurbita maxima L.) کاربرد کودهای حاصل از گاو، بز و مرغ باعث افزایش زیست توده محصول نسبت به تیمارهای شاهد و کاربرد سطح کم کود شیمیایی شد (عزیز و همکاران 2010).

باتوجه‌به فقر بیشتر خاک‌های مناطق کشور از نظر مواد آلی و اهمیت کودهای دامی و بقایای محصولات کشاورزی در توان تولیدی خاک، این پژوهش به‌منظور پذیرش فعالیت‌های مبتنی بر اصول کشاورزی پایدار از قبیل مدیریت بقایای گیاهی و با هدف بررسی و مقایسه‌ی انواع مواد بهساز و مقادیر ناهمانند مواد بهساز بر ویژگی‌های مورفو‌-فیزیولوژیک، عملکرد و عناصر موجود در دانه گیاه باقلا رقم شاخ بزی اجرا گردید.

مواد و روش‌ها

این پژوهش در فصل پاییز سال زراعی 1398-1397 در مزرعه‌ای واقع در منطقه دشت ارمو، ‌شهرستان دره‌شهر - استان ایلام با مختصات جغرافیایی بین طول‌های 47 درجه و 24 دقیقه تا 47 درجه و 30 دقیقه شرقی و عرض‌های 33 درجه و 5 دقیقه تا 33 درجه و 10 دقیقه شمالی و با متوسط 660 متر ارتفاع از سطح دریا اجرا شد.

خاک مورد آزمایش از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری مزرعه تهیه و سپس در معرض هوا خشک گردید. برخی پارامترهای شیمیایی و فیزیکی خاک مانند واکنش در گل اشباع، هدایت الکتریکی خاک در عصاره گل اشباع به ترتیب با pH متر دیجیتال (Metrohm 744- سوئیس) (توماس 1996) و هدایت‌سنج دیجیتال Sension 7 (HACH- آمریکا) (زودز 1996)، جرم مخصوص ظاهری به روش استوانه دست‌نخورده (بلک و هارتگ 1986)، کربنات کلسیم معادل با روش خنثی کردن کربنات کلسیم با اسید کلریدریک و تیتراسیون اسید اضافی با سود (لوپرت اسپارکس 1996)، مواد آلی خاک توسط اکسیداسیون تر (نلسون و سامرز 1996)، ازت کل خاک با روش کجلدال و با دستگاه کجلدال (Behr labor-Technik – Germany) (نلسون و سامرز 1998)، فسفر قابل جذب به روش اولسن (اولسن و سامرز، 1982) و با دستگاه اسپکتروفتومتر (Techomp مدل UV7500 – انگلستان)، کلسیم و منیزیم محلول به روش کمپلکسومتری (لنیون و هلد 1982)، پتاسیم قابل جذب با استفاده از دستگاه فلیم‌فتومتر (Corning 410- لیتوانی) (هلمک و اسپارکس، 1996)، غلظت قابل جذب عناصر ریزمغذی خاک پس از عصاره‌گیری نمونه‌ها با DTPA با دستگاه جذب اتمی (GBC 932 Plus Atomic Absorption Spectrometer - چین) (لیندسی و نورول 1978) و بافت خاک به روش هیدرومتر (بارت 2004) اندازه‌گیری شدند، کاه و کلش گندم و بقایای یونجه از مزارع شهرستان دره شهر تهیه شد و برخی ویژگی­های مواد بهساز در جدول 1 آورده شده است.

پس از شخم نسبتاً عمیق مزرعه آزمایشی، طبق نقشه طرح آزمایشی، در کرت‌هایی که مواد بهساز کاه و کلش گندم و مانده‌های یونجه را دریافت می‌کردند تمام ماده بهساز به مقدار مشخص و به ‌صورت یکنواخت در عمق 30-0 سانتی‌متری خاک، دو ماه قبل از کاشت بذر، توسط کارگر با خاک مخلوط گردید. همچنین ماده بهساز کود مرغی 20 روز قبل از کاشت بذر، به کرت‌های مربوطه افزوده و سپس با خاک مخلوط گردید. باتوجه به تجزیه‌ی خاک و برآورد نیاز کودی مزرعه قبل از کشت در کرت‌هایی که کود شیمیایی دریافت می‌کردند (100 درصد نیاز کامل)، برای عنصر نیتروژن 350 کیلوگرم در هکتار کود اوره (هر کرت به مساحت 4 مترمربع 140 گرم اوره) استفاده شد. 70 گرم این کود زمان کاشت به‌صورت دست‌پاش و یکنواخت و 70 گرم دو ماه پس از کاشت به‌صورت سرک به کار رفت. برای عنصر فسفر 50 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل (هر کرت به مساحت 4 متر مربع 20 گرم سوپر فسفات تریپل) به طور یک جا قبل از کاشت استفاده شد. برای عنصر پتاسیم نیز 150 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم (هر کرت به مساحت 4 مترمربع 60 گرم سولفات پتاسیم) به طور یک جا استفاده شد.

پس از کاربرد کود در مزرعه در تاریخ 27 مهر ماه 1397، باقلا رقم شاخ‌بزی کشت و در تاریخ 27 فروردین ماه 1398 با دوره رشد 180 روزه برداشت صورت گرفت.

شاخص کلروفیل برگ‌ها در مرحله گلدهی توسط دستگاه کلروفیل‌متر(SPAD-502-Minolta-japan) اندازه‌گیری شد (یاداوا 1989). مقدار آب نسبی برگ (RWC) از رابطه‌ی زیر محاسبه شد (اسکانفیلد و همکاران 1988):

                                                                    (1)   

که در آن Fw؛ وزن تر برگ بلافاصله بعد از نمونه­‎برداری، DW؛ وزن خشک برگ بعد از قرار گرفتن در آون و Tw؛ وزن اشباع برگ بعد از قرار گرفتن در آب مقطر می‌باشد. جهت سنجش سطح برگ از دستگاه سطح برگ سنج مدل دلتا تی استفاده گردید. پس از تعیین تراکم بوته واقعی (بوته در مترمربع) شاخص سطح برگ با استفاده از رابطه 2 محاسبه شد (دکاگون دوایس 2004):

                                                                                     (2)

که در آن LAI؛ شاخص سطح برگ، pla؛ متوسط سطح برگ هر بوته (سانتی‌متر مربع) و den؛ تراکم واقعی (بوته در مترمربع) می‌باشد.

به‌منظور تعیین عملکرد تر، در هر مرحله‌ی رشد در سطح برداشت شده با جدا کردن قسمت اندام هوایی گیاه از سطح خاک، وزن مرطوب گیاه به وسیله ترازو در مزرعه اندازه‌گیری شد. همچنین در ادامه کار برای اندازه‌گیری وزن ماده خشک، پس از اندازه‌گیری وزن مرطوب گیاه، در هر کرت یک نمونه تصادفی مناسب انتخاب و توزین گردید. پس از توزین، نمونه انتخابی با آب معمولی تمیز و با محلول رقیق اسیدکلریدریک 005/0 درصد شسته و بعد از شستن مجدد با آب معمولی در نهایت با آب مقطر چندین بار شستشو داده شد. برای کم شدن رطوبت نمونه‌ها، آنها به مدت چند روز در هوای آزاد قرار گرفتند. پس از این مدت نمونه‌ها در پاکت‌های کاغذی گذاشته شدند و به مدت 48 تا 72 ساعت تا زمان رسیدن به وزن ثابت در گرم‌خانه تهویه‌دار در دمای 70 درجه سلسیوس قرار گرفتند. با توزین نمونه‌های گیاه بعد از مدت زمان ذکر شده در گرم‌خانه، وزن ماده خشک نمونه‌ها به‌دست آمد. با توجه به این‌که وزن مرطوب و وزن ماده خشک گیاه در هر مرحله به سطحی معادل با یک مترمربع بود، با تعمیم آن به هکتار نتایج عملکرد به‌صورت کیلوگرم در هکتار گزارش گردید.

برای اندازه‌گیری مقدار نیتروژن موجود در دانه گیاه از روش کجلدال استفاده شد (جکسون 1958). در ادامه برای اندازه‌گیری درصد پروتئین دانه، ابتدا درصد نیتروژن به روش تیتراسیون اندازه‌گیری شد. پس از ضرب درصد نیتروژن در عدد ثابت 23/8 درصد پروتئین دانه باقلا به‌دست آمد (مریل و وات 1973). فسفر دانه به روش رنگ‌سنجی و توسط دستگاه اسپکتروفتومتر Techcomp مدل UV7500 اندازه‌گیری گردید (پترسون و نودسن 1990). پتاسیم موجود در گیاه با استفاده از عصاره تهیه شده توسط اسیدکلریدریک 2 نرمال به روش شعله‌سنجی توسط دستگاه فلیم‌فتومتر Corning مدل 410 اندازه‌گیری گردید (کندوسن و همکاران 1982). در پایان آزمایش، تأثیراستفاده از مواد بهساز بر صفات مورد مطالعه با استفاده از نرم‌افزار SAS(9.2) مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت و جهت مقایسه‌ی میانگین‌ها از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد استفاده گردید.

نتایج و بحث

نتایج تجزیه واریانس و مقایسه‌ی میانگین تأثیر مواد بهساز بر برخی صفات مورفوفیزیولوژیک، عملکرد دانه و جذب عناصر غذایی در دانه باقلا در جداول 2 و 3 و همچنین نتایج تجزیه اثرات متقابل در جدول 4 آورده شده است.

نتایج این پژوهش نشان داد که خصوصیات مورفوفیزیولوژیک باقلا در تیمارهایی که مواد بهساز دریافت کرده بودند نسبت به تیمار شاهد روند افزایشی داشت که این افزایش متناسب با افزایش در مقادیر کاربرد مواد بهساز بود (جداول 2 و 3).

کاربرد مواد بهساز (بقایای یونجه، کاه و کلش گندم، کود مرغی و کود شیمیایی) در همه‌ی تیمارها بر وزن تر و خشک دانه، وزن تر و خشک غلاف در سطح یک درصد اثر معنی‌دار داشت (جدول 2). مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز نشان داد که بیشترین وزن تر دانه (5/22 تن در هکتار) در تیمار 6 تن در هکتار کود مرغی و کمترین مقدار آن (967/10 تن در هکتار) در تیمار شاهد به‎‌دست آمد، بیشترین وزن خشک غلاف باقلا در تیمار ماده 6 تن در هکتار کود مرغی (02/6 تن در هکتار) و کمترین وزن خشک غلاف باقلا در تیمار شاهد (42/2 تن در هکتار)، بیشترین وزن تر غلاف در تیمار 6 تن در هکتار کو مرغی (99/29 تن در هکتار) و کمترین مقدار در تیمار شاهد (93/12 تن در هکتار) حاصل گردید (جدول 2) و بعد از کود مرغی، بقایای یونجه و کاه و کلش گندم در مراحل بعدی تاثیر قرار گرفتند. مقایسات گروهی بین تیمارها نشان داد که اختلاف معنی­داری در سطح یک درصد بین همه گروه‌های تیماری وجود دارد و گروه تیماری بقایای یونجه در مقابل سایر گروه‌های تیماری اثر بیشتری بر صفات داشت (جدول 4). پژوهشگران دلیل افزایش عملکرد در سطوح کود تلفیقی را ناشی از مطابقت بیشتر بین نیتروژن قابل دسترس خاک با نیازهای گیاه در سیستم تلفیقی می‌دانند. به طوری که در زمان رشد رویشی گیاه نیاز غذایی کمتری دارد و مقدار نیتروژن معدنی در دسترس کودهای تلفیقی کمتر از کود شیمیایی است ولی در مراحل رشد زایشی گیاه به علت تداوم فرایند معدنی شدن جذب تا مدت زمان طولانی‌تری ادامه پیدا می‌کند (گریندلر و همکاران 2008).

طبق نتایج به‌دست آمده از جدول تجزیه‌ی واریانس (جدول 2)، کاربرد مواد بهساز بر افزایش تعداد غلاف در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار گردید. مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز نشان می‌دهد که با افزایش مواد بهساز به خاک تعداد غلاف نسبت به تیمار شاهد در همه‌ی تیمارهای دریافت کننده‌ی مواد بهساز افزایش یافته است. این روند افزایشی جز در تیمار پنج تن در هکتار کاه و کلش گندم، برای سایر تیمارها نسبت به تیمار شاهد تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد نشان دادند. بیشترین تعداد غلاف‌ها در هر بوته (15 عدد) در تیمار شش تن در هکتار کود مرغی و کمترین آن (33/8 عدد) در تیمار شاهد مشاهده گردید و بعد از کود مرغی، بقایای یونجه و کاه و کلش گندم بیش‌ترین تاثیر را داشتند (جدول 2). مقایسات گروهی بین صفات مختلف برای گروه‌های تیماری نشان داد که بین گروه‌های تیماری کود شیمیایی با همه، کاه و کلش گندم و بقایای یونجه اختلاف معنی­داری نداشت اما بین سایر گروه‌های تیماری با هم اختلاف معنی­داری مشاهده گردید و بیشترین اثر را گروه تیماری بقایای یونجه بر صفت تعداد غلاف داشت
 (جدول 4).

عناصر غذایی موجود در کود مرغی (به‌ویژه فسفر) با افزایش شاخص سطح برگ و تولید ماده خشک در گیاه و حفظ سطح فعال فتوسنتزی طی گلدهی، منجر به افزایش ذخیره مواد پرورده برای گل‌ها و تعداد غلاف‌های در حال رشد می‌شود (ضراب پور و همکاران 2011).

طبق نتایج به‌دست‌آمده از جدول تجزیه‌ی واریانس (جدول 2)، کاربرد مواد بهساز بر افزایش شاخص سطح برگ در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار گردید. مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز بیانگر این است که با افزایش مواد بهساز، شاخص سطح برگ نسبت به تیمار شاهد در بیشتر تیمارهای دریافت کننده‌ی مواد بهساز افزایش یافته است. اما این روند افزایشی فقط در تیمارهای 15 تن در هکتار بقایای یونجه، 15 تن در هکتار کاه و کلش گندم و تیمار شش تن در هکتار کود مرغی نسبت به شاهد معنی‌دار بود و سایر تیمارها نسبت به تیمار شاهد تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد نشان ندادند. بیشترین شاخص سطح برگ‌ها (06/4) در تیمار 15 تن در هکتار بقایای یونجه و کمترین آن (35/3) در تیمار شاهد مشاهده گردید و بعد از بقایای یونجه، کود مرغی و کاه و کلش گندم بیشترین تاثیر را داشتند (جدول 3). مقایسات گروهی صفات مختلف برای گروه‌های تیماری نشان داد که بین گروه تیماری مرغی با یونجه اختلاف معنی‌دار مشاهده نشد. اما بین سایر گروه­های تیماری مانند مرغی در مقابل کاه و کلش یا کاه و کلش درمقابل مرغی و تیمارهای گروهی (همه) در مقابل شاهد و کود شیمیایی اختلاف معنی‌دار در سطح احتمال یک درصد مشاهده شد. مقایسه گروهی بین تیمارها نشان داد که تیمار بقایای یونجه در مقابل سایر تیمارها (کود مرغی_کاه و کلش کندم و کود شیمیایی) اثر بیشتری بر صفت شاخص سطح برگ داشت (جدول 4). این نتایج با یافته‌های حاصل از پژوهشی که اثر بقایای گیاهی و تنش شوری بر شاخص سطح برگ و مقدار کلروفیل در خاک تحت کشت جو را بررسی نمود، همخوانی نشان داد. پژوهشگران این تحقیق عنوان کردند که خاک‌های حاوی بقایای یونجه حداکثر سطح برگ و کلروفیل را داشتند. همچنین آنها بیان کردند که افزایش هرگونه پسماند گیاهی سبب افزایش سطح برگ، مقدار کلروفیل و قدرت پنجه‌زنی گیاه می‌گردد و شدت آن بستگی به نوع و کیفیت بقایای گیاهی دارد (علیزاده و چرم 2015). در پژوهشی دیگر تأثیر بقایای گیاهی روی نیتروژن خاک و رابطه آن با عملکرد و اجزای عملکرد در گندم نشان داد که شاخص سطح برگ برای تیمار کود اوره و تیمار بقایای یونجه دارای بالاترین و بقایای ذرت و بقایای گندم دارای پایین‌ترین مقدار خود بودند (پوری 2010). مواد بهساز و کود مرغی باعث تأمین اکثر عناصر غذایی پرنیاز و کم‌نیاز گیاه و بهبود خصوصیاتی از خاک مانند افزایش ظرفیت نگهداری آب و حاصلخیزی خاک می‌شوند که این منجر به افزایش شاخص سطح برگ در گیاه می‌شود. نتایج پژوهش جهان (جهاد 2004) بیانگر افزایش

شاخص سطح برگ بابونه در اثر مصرف کود دامی بود که علت آن اثر مثبت این کودها بر خواص فیزیکی، حفظ رطوبت و تعادل عناصر غذایی می­باشد.

مقایسه‌ی میانگین‌ها در جدول 3 نشان می‌دهد که سطوح مختلف مواد بهساز، شاخص کلروفیل برگ‌ها را افزایش داد و این روند افزایشی در تمام تیمارهای موجود نسبت به شاهد در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. بیشترین شاخص کلروفیل برگ‌ها (8/17) در تیمار شش تن در هکتار کود مرغی و کمترین آن (2/8) در تیمار شاهد مشاهده گردید و بعد از کود مرغی، بقایای یونجه و کاه و کلش گندم بیشترین تأثیر را داشتند. مقایسات گروهی صفات مختلف برای گروه‌های تیماری نشان داد که بین گروه تیماری مرغی با یونجه و کاه و کلش گندم با کود شیمیایی اختلاف معنی‌دار مشاهده نشد. اما بین سایر گروه­های تیماری مانند مرغی در مقابل کاه و کلش یا کاه و کلش درمقابل مرغی و یا تیمارهای گروهی (همه) در مقابل شاهد و کود شیمیایی اختلاف معنی‌دار در سطح احتمال یک درصد مشاهده شد. مقایسه گروهی بین تیمارها نشان داد که تیمار بقایای یونجه در مقابل سایر تیمارها (کود مرغی_کاه و کلش کندم و کود شیمیایی) اثر بیشتری بر صفت شاخص کلروفیل داشت (جدول 4).

محققین در پژوهش خود با عنوان اثر کودهای آلی و نیتروژن بر کارایی مصرف آب، عملکرد و ویژگی‌های رشد گندم (رقم الوند) بیان کردند که افزایش سطح کود دامی از 30 به 60 تن در هکتار شاخص کلروفیل برگ‌ها را به طور معنی‌داری افزایش داد (احمدی نژاد و همکاران 2013). شاخص کلروفیل برگ یکی از عوامل کلیدی در تعیین سرعت فتوسنتز و تولید ماده‌ی خشک گیاه است. بنابراین کاهش آن می‌تواند به‌عنوان یک عامل محدود کننده‌ی غیر روزنه‌ای در فتوسنتز به‌حساب می‌آید (قوش و همکاران 2004).

مقایسه‌ی میانگین‌ها نشان می‌دهد که سطوح مختلف مواد بهساز، مقدار آب نسبی برگ‌ها را افزایش داد و این روند افزایشی در تمام تیمارهای موجود نسبت به شاهد در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 3). بیشترین مقدار آب نسبی برگ‌ها (65 درصد) در تیمار 15 تن در هکتار بقایای یونجه و کمترین آن (67/54 درصد) در تیمار شاهد مشاهده گردید و بعد از بقایای یونجه، کود مرغی و کاه و کلش گندم بیشترین تأثیر را داشتند.

مقدار نسبی آب برگ نشانگر وضعیت آبی گیاه می‌باشد که با کاهش پتانسیل آب در اطراف ریشه کاهش می‌یابد و نسبت به پتانسیل آب شاخص بهتری از وضعیت آب گیاه است. به نظر می‌رسد که رابطه مستقیمی بین محتوای آب اولیه بافت‌های گیاهی با مقدار آب قابل دسترس گیاه وجود دارد، بدین صورت که اگر به دلیل کمبود رطوبت در خاک مزرعه، مقدار آب خروجی گیاه توسط ریشه‌ها جذب نشود، درصد آب موجود در بافت‌های گیاه دچار نقصان خواهد شد درعوض اگر مقدار رطوبت موجود در خاک به اندازه‌ای باشد که جبران خروج آب از گیاه را بنماید، در این صورت سلول‌ها و بافت‌های گیاهی همواره در سطح بالایی از تورژسانس قرار خواهند داشت.

شکری و همکاران (2016) بیان کردند که در موارد کاربرد کودهای آلی و خاکپوش به دلیل خنک شدن محیط ریشه و حفظ رطوبت خاک، رشد ریشه و مقدار جذب آب نسبت به زمانی که مواد اصلاحی استفاده نمی‌شود، بیشتر است. بنابراین انتظار می‌رود که با کاربرد مواد بهساز محتوای آب برگ گیاهان افزایش ‌یابد. محتوای رطوبت نسبی نقش مهمی در تنظیم هدایت روزنه‌ای و در نتیجه سرعت فتوسنتزی گیاه دارد. نتایج تحقیقات لی ون و همکاران (2006) بر روی گیاه یونجه نشان داد که از دست دادن آب سبب کاهش شدید در میزان رطوبت نسبی گیاه گردید. باتوجه به نتایج به‌دست آمده می‌توان بیان کرد که مواد اصلاحی به دلیل بالا بودن خاصیت نگهداری رطوبت در خاک می‌توانند تاثیر بسیار زیادی بر محتوی آب نسبی برگ داشته باشند.

در بررسی تأثیر تنش خشکی و مواد کاه و کلش گندم بر خصوصیات مورفو-فیزیولوژیک کنجد مشاهده شد که کاربرد کاه و کلش در مقایسه با عدم کاربرد آن منجر به افزایش معنی‌دار محتوای نسبی آب برگ در سطوح تنش خشکی 60 و 40 درصد ظرفیت زراعی شد (بهزادنژاد و همکاران 2018). فرمهینی فراهانی و همکاران (2015) بیان کردند که مصرف توأم زئولیت و کود دامی هم در شرایط تنش و هم در شرایط مطلوب، محتوای نسبی آب برگ را نسبت به شاهد افزایش داد. استفاده از مواد بهساز می‌تواند باعث بهبود نگهداری آب در خاک و در نتیجه سبب افزایش محتوای رطوبتی خاک شود، بدین سبب همبستگی مثبت بین محتوای رطوبت نسبی برگ با رطوبت خاک می‌تواند دلیل افزایش مقدار آب نسبی برگ در تیمار بقایای گیاهی یونجه باشد.

  نتایج تجزیه واریانس نشان می‌دهد که اثر مواد بهساز بر عناصر غذایی موجود در دانه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شده است (جدول 2). همچنین نتایج مقایسه میانگین تیمارها ونتایج تجزیه اثرات متقابل در جداول 4 و 5 آورده شده است.

نتایج جدول 2 نشان می‌دهد که اثر مواد بهساز (بقایای یونجه، کاه و کلش گندم، کود مرغی و کود شیمیایی) در همه‌ی تیمارها بر مقدار منیزیم دانه در سطح یک درصد معنی‌دار شد. مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز نشان می‌دهد که بیشترین مقدار منیزیم دانه (42/0 درصد) در تیمار 15 تن در هکتار کاه و کلش گندم و کمترین مقدار آن (28/0 درصد) در تیمار شاهد به دست آمد (جدول 4). از این نظر بعد از کاه و کلش گندم، کود مرغی و بقایای یونجه قرار گرفتند. مقایسات گروهی بین تیمارهای مختلف نشان داد که بین گروه­های تیماری مرغی در مقابل بقایای یونجه و کاه و کلش گندم اختلاف معنی­داری مشاهده نشد اما بین سایر گروه­های تیماری مانند بقایای یونجه با کاه و کلش گندم و کاه و کلش گندم در مقابل کود شیمیایی و همه اختلاف معنی­داری وجود داشت که مقایسات گروهی نشان داد بقایای یونجه در مقابل سایر تیمارها بیشترین اثر را بر میزان منیزیم دانه داشته است (جدول 4).

احتمالا کودهای آلی با اسیدی کردن محیط اطراف ریشه باعث حل شدن کانی­هایی مانند منیزیم می­گردند و ازاین طریق جذب منیزیم توسط گیاه بیشتر شده و این امر افزایش مقدار این عنصر در دانه را در پی داشته است. از سوی دیگردر پژوهش حاضر، مقدار منیزیم موجود در کاه و کلش گندم و کود مرغی بیشتر از مقدار این عنصر در مانده­های یونجه بود و با توجه به اینکه مقدار به کار برده شده کاه و کلش گندم (15 تن در هکتار) چندین برابر تیمار کودمرغی (6 تن در هکتار ) بود، خود می­تواند دلیلی دیگر بر این تفاوت آشکار در مقدار منیزیم دانه باقلا در تیمار کاه و کلش گندم باشد.

محققین در پژوهشی با بررسی تأثیر انواع کود حیوانی بر عملکرد و جذب مواد غذایی در گیاه خردل نتیجه گرفتند که بیشترین مقدار جذب منیزیم دانه در تیمار 20 تن کود مرغی و کمترین مقدار در تیمار شاهد مشاهده گردید (زامیل و همکاران 2004). همچنین حسین و روی (2017) گزارش دادند که بیشترین مقدار جذب منیزیم در تیمار ۱۳ تن در هکتار کود آلی مشاهده شد،

نتایج جدول 2 نشان می‌دهد که اثر مواد بهساز (بقایای یونجه، کاه و کلش گندم، کود مرغی و کود شیمیایی) در همه تیمارها بر مقدار پتاسیم دانه در سطح یک درصد معنی‌دار شد. مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز بیانگر این است که بیشترین مقدار پتاسیم دانه (93/1 درصد) در تیمار 15 تن در هکتار بقایای یونجه و کمترین مقدار آن (23/1 درصد) در تیمار شاهد به دست آمد (جدول 3)، و سپس تیمارهای کود مرغی و کاه و کلش گندم بیشترین اثر را بر مقدار پتاسیم دانه داشتند. نتایج مقایسات گروهی بین گروه­های تیماری برای صفت میزان پتاسیم دانه نشان داد که همه گروه­های تیماری در مقابل هم اختلاف معنی­داری داشته و بیشترین اثر را از این بین گروه بقایای یونجه داشتند (جدول 4).

افزایش جذب پتاسیم رابطه مستقیمی با افزایش رشد سبزینه‌ای گیاه دارد که خود وابسته به جذب نیتروژن در گیاه است. افزایش عرضه نیتروژن در خاک در شرایط استفاده از بقایای گیاهی توسط چودوری و همکاران (2011) گزارش شده است که می تواند بیانگر رابطه مثبتی بین جذب یون پتاسیم با دیگر عناصر از جمله نیتروژن باشد. مالهی و همکاران (2006)، رابطه مثبتی را بین جذب عناصر پتاسیم، نیتروژن و فسفر گزارش کردند. نتایج یک آزمایش نشان داد که کود شیمیایی، باعث افزایش اندک غلظت پتاسیم دانه نسبت به شاهد شد (مانال و همکاران 2016). ازآنجاکه بقایای گیاهی با کیفیت بالا سرعت آزادسازی نیتروژن بالایی دارند (رئیسی 2006) احتمال دارد مهم‌ترین دلیل بالا بودن مقدار پتاسیم خوشه گندم در تیمار بقایای یونجه قراردادن مقادیر زیادی نیتروژن در اختیار گیاه باشد که منجر به افزایش جذب پتاسیم نیز شده است (کامکار و همکاران 2009) محققین در پژوهشی برگشت بقایای برنج به خاک و افزودن کود نیتروژن را منجر به افزایش پتاسیم دانه و کاه برنج عنوان کردند (چودهوری و همکاران 2011).

نتایج نشان داد که اثر مواد بهساز (بقایای یونجه، کاه و کلش گندم، کود مرغی و کود شیمیایی) در همه‌ی تیمارها بر مقدار فسفر دانه در سطح یک درصد معنی‌دار شد (جدول 2). مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز نشانگر این است که بیشترین مقدار فسفر دانه (57/0 درصد) در تیمار 15 تن در هکتار کود مرغی و کمترین مقدار آن (35/0 درصد) در تیمار شاهد به‎‌دست آمد (جدول 3). نتایج مقایسات گروهی بین گروه­های تیماری برای صفت میزان فسفر دانه نشان داد که همه گروه­های تیماری در مقابل هم اختلاف معنی­داری داشته و بیشترین اثر را از این بین گروه بقایای یونجه داشتند (جدول 4). با افزایش مصرف کود مرغی مقدار فسفر قابل دسترس گیاه و در نتیجه فسفر جذب شده افزایش یافته است، به عبارتی به دلیل فراهمی فسفر قابل دسترس تحت تیمارهای کودی روند افزایش فسفر دانه به‌صورت غیر خطی بوده است (برینک و همکاران 2002). وجود فســفر آلی در کود مرغی که به تدریج معدنی می‌شود و برای گیاه قابل جذب است، در افزایش مقدارجذب فسفر توسط گیاه موثر است. ملکوتی (1996) گزارش نمود با اضافه شــدن کود آلی در یک سیستم کشت، هوموس موجود در خاک باعث پوشــاندن سطح ذرات رس شده و مانع تثبیت فسفر می­گردد. بقایای آلی می‌توانند جذب سطحی فسفر را کاهش داده و درنتیجه دسترسی گیاهان به فسفر را افزایش دهند از طرفی افزایش زیست توده میکروبی خاک به انتقال بهتر فسفر خاک حاوی بقایای گیاهی به دانه گیاه کمک می­کند (شهریار 2009).

همچنین پژوهشی با عنوان اثر کود مرغی و محلول‌پاشی عناصر ریزمغذی بر برخی ویژگی‌های کمی و کیفی گندم نشان داد که درصد فسفر تحت تأثیر معنی‌دار نوع تیمارهای کودی قرار گرفت و بیشترین درصد فسفر دانه در تیمار کود سولفات آهن و کود مرغی مشاهده گردید (جوانمرد و داناکو 2017).

زامیل و همکاران (2004) تأثیر کودهای مرغی، گاوی و شیمیایی را بر عملکرد و جذب عناصر غذایی توسط خردل بررسی نمودند. آنها دریافتند که مصرف 20 تن در هکتار کود مرغی تأثیر معنی‌داری بر مقدار جذب فسفر داشت. محققین در پژوهشی در گیاه سیب‌زمینی گزارش دادند که کود مرغی باعث افزایش غلظت سیب‌زمینی در مقایسه با عدم مصرف کود مرغی شده است (یزدان پناه و مطالبی فر 2016).

یافته‌های جدول 2 بیانگر این است که اثر مواد بهساز (بقایای یونجه، کاه و کلش گندم، کود مرغی و کود شیمیایی) در همه تیمارها بر مقدار نیتروژن دانه در سطح یک درصد معنی‌دار شد. مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز نشان داد که بیشترین مقدار نیتروژن دانه (5/3 درصد) در تیمار 15 تن در هکتار بقایای یونجه و کمترین مقدار آن (2/2 درصد) در تیمار شاهد به دست آمد (جدول 2). نتایج مقایسات گروهی بین گروه­های تیماری برای صفت میزان نیتروژن دانه نشان داد که همه گروه­های تیماری در مقابل هم اختلاف معنی­داری داشته و بیشترین اثر را ازاین‌بین گروه بقایای یونجه داشتند (جدول 4). برگرداندن بقایای گیاهانی که نسبت کربن به نیتروژن پایینی دارند (همانند خانواده بقولات) به دلیل اینکه سرعت تجزیه آن‌ها سریع‌تر انجام می‌شود، عناصر غذایی را برای محصول بعدی زودتر از بقایایی با ترکیبات لیگنینی بالا و نسبت کربن به نیتروژن بیشتر، آزاد می‌کنند (دایگامی و تران 2001). دانه محل ذخیره مـواد غذایی و سایر فراورده­هایی است که در طول رشد گیاه ساخته می‌شود و در محـل­هـای ذخیـره­ای تجمـع می­یابد. در مرحله رسیدگی همزمان با پیر شدن برگ­ها، پروتئین و کربوهیدرات به دانه منتقل می­شـود. در این آزمایش علت افزایش نیتروژن در دانه را می­توان به آهسته رها شدن عنصر نیتـروژن در بقایا نسبت داد.

پژوهشگران گزارش کردند که افزودن مقادیر کود مرغی باعث افزایش معنی­دار نیتروژن موجود در خاک و در نتیجه غلظت نیتروژن دانه ذرت گردید (فلاح و همکاران 2007). همچنین گزارش شده که در گیاه شاهی از بین تیمارهای کودهای مرغی، دامی و ورمی کمپوست بالاترین مقدار نیتروژن در تیمار کود مرغی مشاهده شد (وجودی مهربانی و همکاران 2017). داوری و همکاران (2012) در پژوهشی گزارش دادند که مقدار نیتروژن دانه تحت تأثیر کود دامی نسبت شاهد افزایش یافته است. با افزایش مقدار نیتروژن در خاک محتوای کل نیتروژن در دانه گندم به طور معنی‌داری افزایش یافته است (کودیک و همکاران 2008).

محققین در بررسی اثر مدیریت عناصر غذایی و بقایای گیاهی بر جذب عناصر و رشد و عملکرد گندم، بیشترین مقدار 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 (ورما و همکاران 2013). همچنین لیمون اورتگا و همکاران (2008) نیز گزارش کردند که با افزایش مقدار نیتروژن در خاک محتوی کل نیتروژن در دانه گندم به طور معنی‌داری رو به افزایش گذاشت.

نتایج نشان داد که اثر مواد بهساز (بقایای یونجه، کاه و کلش گندم، کود مرغی و کود شیمیایی) در همه تیمارها بر مقدار پروتئین دانه در سطح یک درصد معنی‌دار شد (جدول 2). مقایسه‌ی میانگین‌ها نیز نشان داد که بیشترین مقدار پروتئین دانه (8/28 درصد) در تیمار 15 تن در هکتار بقایای یونجه و کمترین مقدار آن (13/18 درصد) در تیمار شاهد به‎‌دست آمد (جدول 3) و بعد از بقایای یونجه، کود مرغی و کاه و کلش گندم قرار گرفتند. نتایج مقایسات گروهی بین گروه­های تیماری برای صفت میزان پروتئین دانه نشان داد که همه گروه­های تیماری در مقابل هم اختلاف معنی­داری داشته و بیشترین اثر را ازاین‌بین گروه بقایای یونجه داشتند (جدول 4).

مقدار پروتئین دانه تحت مدیریت­های زراعی مختلف از جمله مقدار، زمان و چگونگی مصرف نیتروژن، نوع رقم و شرایط محیطی در مراحل قبل و بعد از گرده‌افشانی قرار دارد. با توجه به نتایج بدست آمده برگرداندن بقایای گیاهی به همراه مصرف کود شیمیایی باعث فراهمی نیتروژن مورد نیاز گیاه و در نتیجه افزایش عملکرد گیاه زراعی شده و مازاد نیتروژن هم به‌صورت پروتئین در دانه ذخیره شده است (فاطمی و همکاران 2011). نجفی و همکاران (2013) گزارش دادند که کاربرد کود دامی سبب افزایش پروتئین خام دانه لوبیا شد. آنها افزایش پروتئین خام دانه را به اثر مثبت کود دامی و بهبود شرایط تغذیه‌ای گیاه و افزایش جذب عناصر نیتروژن، فسفر، روی، آهن، مس و سایر عناصر غذایی نسبت دادند. کمپوست اثر معنی‌داری بر پروتئین بذر داشت. تاثیر کمپوست و کود شیمیایی بر پروتئین بذر می‌تواند به دلیل در دسترس بودن بیشتر مواد مغذی باشد (عابدی و همکاران 2010). اله­رسانی و رمضانی (2021) دریافتند که کاربرد کودهای آلی سبب افزایش محتوای پروتئین دانه گردید، این پژوهشگران اظهار داشتند که تاثیر مثبت کودهای دامی بر پروتئین دانه می­تواند به دلیل فراهم آوردن شرایط مناسب­تر رشد گیاه از قبیل تولید هورمون­های گیاهی و توسعه سیستم، افزایش جذب آب و عناصر غذایی نظیر نیتروژن و فسفر تحت کاربرد کودهای آلی باشد.

نتیجه‌گیری کلی

بر اساس یافته‌های موجود می‌توان بیان کرد که تجزیه مواد بهساز، نیاز غذایی گیاه در ابتدای دوره رشد را تأمین و سپس با تجزیه بلندمدت کاه و کلش و آزادسازی عناصر و بالارفتن ماده آلی خاک نیاز رشدی گیاه در مراحل بعدی رشد تامین می‌شود و باعث بهبود خصوصیات رشدی گیاه می‌شوند. به‌طوری‌که از بین این مواد بهساز، بقایای یونجه تأثیر بیشتری نسبت به تیمارهای کود مرغی، کاه و کلش گندم و کود شیمیایی در افزایش شاخص سطح برگ، مقدار آب نسبی، پتاسیم دانه و برگ، نیتروژن دانه و برگ و پروتئین دانه و برگ باقلا نشان داد. در مقابل استفاده از کود مرغی، اثرات بهتری روی شاخص کلروفیل برگ، وزن تر و خشک دانه و فسفر دانه و برگ نسبت به دیگر تیمارها گذاشت. آب موجود در سلول‌ها و بافت‌های گیاهی، متأثر از بیلان آبی گیاه در شرایط آب و هوای منطقه رشد می‌باشد. باتوجه به نتایج به‌دست آمده از پژوهش حاضر می‌توان بیان کرد که مواد اصلاحی به دلیل بالا بودن خاصیت نگهداری رطوبت در خاک ‌تواستند تاثیر بسیار زیادی بر محتوی آب نسبی برگ داشته باشند. مواد بهساز به علت فراهمی بهتر عناصر غذایی در طول فصل رشد سبب گسترش بیشتر شاخص سطح برگ و دیگر خصوصیات فیزیومورفولوژیک گیاه باقلا شدند. با توجه به قیمت پایین‌تر بقایای گیاهی یونجه (تیمار 15 تن در هکتار) نسبت به کود مرغی و نیز امکان دسترسی به آن در بیشتر نقاط کشور، این ماده بهساز نسبت به سایر سطوح کودی مناسب‌تر بوده و قابل توصیه است.

سپاسگزاری

بدینوسیله از تمامی حمایت­ها و مساعدت­های دانشگاه لرستان جهت فراهم نمودن امکانات مورد نیاز برای اجرای این پژوهش، تشکر و قدردانی به­عمل می­آید.

[1] Leaf area index

[2] Relative water content