تأثیر کود زیستی (فسفات بارور 2) روی عملکرد و برخی صفات کیفی پیاز خوراکی (Allium cepa L)

مقدمه

پیاز خوراکی(.L Allium cepa) یکی از سبزی‌های مهم به­شمار می‌رود. سطح زیر کشت پیاز خوراکی در ایران 50000 هکتار اعلام شده است (FAO, 2007).  این سبزی مغذی برای تولید عملکرد بالا نیازمند تغذیه کافی با عناصر معدنی می باشد زیرا به علت داشتن ریشه­های سطحی و کم انشعاب کارایی پایینی در جذب املاح معدنی دارد. با این حال آزمایشات نشان داده است که با ریز موجودات خاک از جمله قارچهای میکوریز رابطه همزیستی خوب دارد همچنین باکتریهای حل کننده فسفات نیز نقش بسزایی در تحریک رشد این گیاه دارد (بلندنظر و همکاران 2007 و رنجبر 1390).

کود­های بیولوژیک که بر مبنای گزینش انواعی از ریز موجودات مفید خاک تهیه می‌شوند کارایی بالایی را از نظر تولید عوامل محرک رشد و فراهم‌سازی عناصر غذایی به شکل قابل جذب دارا می‌باشند. با توجه به اینکه فسفر قابل جذب در خاک عامل مهم و محدود کننده در تغذیه، رشد و تولید‌مثل گیاه به شمار می­آید، لذا باکتری­های حل‌کننده فسفات می‌توانند نقش اساسی در تولید موفق محصولات کشاورزی ایفا کنند (لوو و وبلی 1995). برای جلوگیری از مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی بخصوص فسفر که ظرفیت تثبیت آن نیز در خاک‌ها و اقلیم‌های مختلف متفاوت است از کودهای زیستی همچون فسفات بارور2 می‌توان استفاذه کرد که در نتیجه از آلودگی محیط زیست و آب‌های زیرزمینی جلوگیری می‌شود. کود فسفاته بارور2 دارای دو نوع باکتری حل­کننده فسفات از گونه‌های Bacillus lenthus و Pseudomonas potida  می­باشد که با ترشح اسیدهای آلی و اسید فسفاتاز باعث حل شدن ترکیب­های فسفره نامحلول و در نتیجه قابل جذب شدن آن برای گیاه می‌شود(ملبوبی1386). گروه‌های کربوکسیل و هیدروکسیل اسید­های آلی با کلاته کردن و تشکیل کمپلکس­های پایدار با کاتیون‌های آهن، آلومینیم و کلسیم و کاهش  pH سبب آزاد شدن فسفر به داخل خاک می‌شوند (ساگویی و همکاران 1998).

قوی­ترین باکتری­های حل کننده فسفات شامل Pseudomonas، Bacillus می­باشند (خان و همکاران 2009، ردریگوئز و فراگا 1999). Pseudomonas fluorescens  به علت فعالیت­های گوناگون­ از باکتری­های فراریشه­ای مهم محرک رشد گیاه به­شمار می­آید (سورش و همکاران 2010). این باکتری­ها دارای طیف وسیعی از صفات محرک رشد گیاهی مانند تولید هورمون اکسین (پاتن و گلیک 1996)، تولید آنزیم کیتیناز (آجیت و همکاران 2006)، تولید متابولیت­هایی­ همچون سیدروفور (مایر 2000) و سیانید هیدروژن (شیپرز و همکاران 1990) می­باشند که به طور مستقیم یا غیر­مستقیم باعث افزایش رشد گیاه می­گردند.

آزمایش­های صورت گرفته در مورد باکتری­های حل‌کننده فسفات در گیاهان مختلفی هم­چون کلزا (دفریتاس و همکاران 1997)، چغندر قند (چاکماکچی و همکاران 1999) و گندم (دفریتاس 2000) انجام شده است و همه آنها به این نتیجه رسیدند که تیمار با این باکتری­های حل­کننده موجب افزایش عملکرد و جذب عناصر غذایی ­به­ویژه فسفر می­شود. مدنی و همکاران (1383) در آزمایشی در سیب­زمینی با کاربرد فسفات بارور2 که موجب افزایش عملکرد و سایر صفات زراعی آن شد گزارش دادند که کاربرد باکتری‌های حل‌کننده فسفر روشی مناسب برای تامین فسفر گیاه و مهم­تر ­از همه کاهش مصرف کودهای شیمیایی می‌باشد. کود زیستی فسفات بارور2 با آزاد سازی فسفر موجب افزایش انتقال مواد غذایی و بالا رفتن وزن غده­ها در سیب­زمینی می­گردد و در نتیجه میانگین وزنی غده‌ها در تک بوته و در نهایت عملکرد کل افزایش می‌یابد (بهبهانی و خیام نکویی 1383). سریواستاوا و همکاران (2001) نشان دادند که تلقیح توأم بذور نخود با Pseudomonas و Rhizobium منجر به افزایش ارتفاع ساقه، طول ریشه و وزن خشک گیاه در مقایسه با تیمار شاهد شد. زایدی(2003) گزارش کرد تلقیح بذور سویا با Pseudomonas و Rhizobium japonicum جوانه زنی بذور و استقرار گیاهچه را بهبود بخشید و باعث افزایش طول و تجمع ماده خشک در اندام­های هوایی و ریشه، تعداد گره، ماده خشک و عناصر غذایی نسبت به شرایط بدون تلقیح گردید. ال-­­ ملیگی(1989) گزارش کرد تلقیح بذور ذرت با Pseudomonas fluorescent باعث افزایش سبز کردن گیاهچه در مزرعه شد. توحیدی­ مقدم و همکاران(1385) دریافتند که در حضور باکتری‌های حل­کننده فسفات شامل Pseudomonas potida و Bacillus lenthus عملکرد دانه سویا افزایش معنی‌داری پیدا کرد. با توجه به این­که پیاز خوراکی یکی از محصولات مهم باغبانی بشمار می­آید، بنابراین یکی از اهداف مهم در تولید آن افزایش عملکرد و بهبود انواع صفات کیفی آن می­باشد. یکی از عناصر غذایی مهم برای افزایش عملکرد فسفر می­باشد، بنابراین این تحقیق به منظور افزایش عملکرد و بهبود صفات کیفی ناشی از کاربرد کودزیستی بارور2 انجام گرفت.

مواد و روش­ها

آزمایش به­صورت مزرعه­ای در سال 1390 در ایستگاه تحقیقاتی خلعت پوشان(متعلق به دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز) صورت گرفت. این تحقیق به‌صورت فاکتوریل با طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار به اجرا درآمد. مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک محل مورد نظر در جدول 1 نشان داده شده است. در این آزمایش رقم به­عنوان فاکتور اول با چهار سطح (آذرشهر، تسوج، هوراند و رزیتای هلند) و تیمار با کودزیستی بارور2 بعنوان فاکتور دوم با دو سطح (تلقیح و عدم تلقیح) در نظر گرفته شد. بذور 24 ساعت قبل از کشت با کودزیستی بارور2 تلقیح شدند و در اول اردیبهشت ماه همراه با مقداری ماسه بادی به منظور تسهیل جوانه زنی و سبز شدن به صورت ردیفی در کرت­هایی به ابعاد 2×2 متر مربع کشت شدند. بعد از این­­که ارتفاع گیاهچه­ها به 5 تا 7 سانتی­متر رسید عمل تنک کردن با دست انجام گرفت که در نهایت فاصله بین ردیف‌های کاشت 30 سانتی­متر و بین بوته­ها 8 تا 10 سانتی­متر تنظیم شد. همچنین کنترل علف‌های هرز کرت­ها به صورت دستی انجام شد. آبیاری کرت­ها به صورت یک­بار در هفته­ انجام می‌گرفت.

نمونه­برداری جهت ارزیابی صفات در دو مرحله انجام شد. در مرحله پیازدهی صفات شاخص پیازدهی، طول و تعداد برگ اندازه‌گیری شد. شاخص پیازدهی با تقسیم قطر سوخ به قطر گردن سوخ محاسبه شد که در این صورت اگر عدد حاصله بیشتر از 5/1 باشد نشان دهنده آن است که پیازها وارد مرحله پیازدهی شده­اند. پس از رسیدن سوخ، برداشت نهایی انجام گردید و قطر سوخ، قطر گردن سوخ، وزن تر و خشک سوخ، درصد ماده خشک، عملکرد، تعداد فلس (لایه‌های خوراکی)، تعداد مرکز و TSS بررسی شدند. وزن سوخ­ها برای محاسبه عملکرد در یک متر مربع برآورد شد و در نهایت به­صورت تن در هکتار گزارش گردید.

برای اندازه­گیری TSS، سوخ­ها نصف شده و میزان مواد جامد محلول توسط دستگاه رفرکتومتر اندازه‌گیری شد(طباطبایی 1388). وزن تر و خشک سوخ­ها توسط ترازوی دیجیتالی با دقت 001/0 ­گرم محاسبه شد. ارتفاع بوته­ها توسط خط‌کش با دقت 1/0 سانتی‌متر اندازه‌گیری شد. برای شمارش تعداد لایه­های خوراکی و تعداد مرکز، سوخ­ها بصورت عرضی نصف و تعداد فلس­ها و مرکز سوخ‌ها شمارش شدند. درصد ماده خشک سوخ­ها با فرمول 100×(وزن تر سوخ/وزن خشک سوخ)=درصد ماده خشک، محاسبه شد(طباطبایی 1388). داده­ها بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با نرم­افزار SPSS ver.16 تجزیه واریانس شدند. مقایسات میانگین­ تیمارها با استفاده از آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام و نمودارها با نرم‌افزار Excel ترسیم شد.

جدول 1- مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش

نتایج و بحث

با توجه به نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده‌ها در جدول 2 مشاهده شد که اثر متقابل تیمار با کود زیستی بارور2 و رقم در سطح احتمال 5 درصد بر شاخص پیازدهی معنی­دار است. همانطور که در شکل 1 مشاهده می‌شود تیمار با کود زیستی برروی این شاخص موثر واقع شده که بیانگر تاثیر مثبت کود زیستی بر تسریع پیازدهی و زودرسی محصول می باشد. در بین ارقام مورد بررسی، گیاهان تیمار شده و شاهد رقم تسوج اختلاف معنی‌داری با هم نداشتند اما سایر ارقام دارای اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال 5 درصد بودند. حداکثر شاخص پیازدهی در رقم آذرشهر(95/1) تلقیح شده با فسغات باور 2 مشاهده شد. این نتایج با یافته‌های رودریگوئز و فراگا (1999) مشابه است که اعلام کردند کودهای زیستی، که دارای چندین نوع باکتری هستند علاوه بر توانایی حل فسفات قادر به تحریک رشد گیاهان و افزایش عملکرد می­باشند. رنجبر(1390)، نشان داد گیاهان تیمار شده با کود زیستی فسفات بارور2 زودتر از تیمار شاهد وارد مرحله پیازدهی شدند.

نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که اثر متقابل رقم و تیمار با کود زیستی بر طول و تعداد برگ ارقام در زمان پیازدهی  معنی‌دار شده است (جدول 2). با توجه به شکل 2(a و b)، 50 درصد ارقام در رابطه با این دو صفت دارای اختلاف معنی‌داری بودند و با افزایش طول و تعداد برگ موجب جذب بهتر نور شده و رشد و نمو اندام‌های زیرزمینی افزایش می‌یابد. ملاحظه گردید که طول برگ رقم آذرشهر در اثر تلقیح با کود زیستی افزایش بالایی داشته و از 40 سانتی‌متر به 49 سانتی‌متر رسیده است. همچنین رقم آذرشهر از لحاظ تعداد برگ نیز نسبت به سایر ارقام بیشتر تحت تأثیر تیمار با کود زیستی قرار گرفته و به طور متوسط از 7 برگ به 8 برگ افزایش یافته است. کود زیستی فسفات بارور2 بدلیل اینکه موجب حلالیت فسفر معدنی و آلی موجود در خاک می‌شود و وجود فسفر موجب افزایش جذب نیتروژن توسط گیاه شده و در نتیجه افزایش رشد و تقسیم سلولی در اندام‌های هوایی را در پی خواهد داشت. نتایج بدست آمده در این تحقیق با یافته‌های کریمی و همکاران (1392) مطابقت دارد که نشان داند تلقیح لوبیا سبز با فسفات بارور 2 منجر به افزایش تعداد برگ و همچنین تعداد شاخه جانبی و در نهایت عملکرد غلاف شد

بررسی تغییرات وزن تر و خشک سوخ در پاسخ به تیمار با کود زیستی بارور2 نشان داد وزن تر و خشک در اثر تیمار با کود زیستی نسبت به شاهد افزایش یافته است (جدول 3). همانطور که در شکل 3(a وb) مشاهده می‌شود روند تغییرات وزن تر و خشک در اکثر ارقام تحت تأثیر تیمار با کود زیستی قرار گرفت و گیاهان تلقیح شده نسبت به شاهد دارای وزن تر و خشک بالایی بودند. در بین ارقام مورد بررسی رقم تسوج وزن تر بالایی داشت و حضور کود زیستی موجب افزایش آن تا 200 گرم شد اما رقم رزیتای هلند دارای کمترین وزن تر بود و تیمار با کود زیستی هم چندان موثر نبود و اختلاف معنی‌داری بین گیاهان شاهد و تیمار شده وجود نداشت. با برسی‌هایی که روی وزن خشک ارقام صورت گرفت مشاهده گردید در اینجا نیز اختلاف معنی‌داری بین گیاهان تیمار شده با شاهد رقم رزیتای هلند وجود ندارد. کود زیستی براساس اینکه باکتری‌های موجود در این نوع کودها با باکتری‌ها و قارچ‌های مضر خاک رقابت نموده و موجب کاهش بیماری‌های باکتریایی و قارچی می‌شوند که در نتیجه افزایش وزن تر و خشک و عملکرد را در واحد سطح در پی خواهد داشت. براساس تحقیقات انجام شده مشاهده شد وزن تر و خشک پیاز‌خوراکی در اثر تیمار با کود زیستی فسفات بارور2 افزایش یافت. در این بررسی­ها مشاهده شد که روند تغییرات وزن تر محصول در پاسخ به تیمارهای صورت گرفته در طول فصل رشد نسبتاً ثابت بود و در 150 روز پس از کشت به حداکثر میزان خود رسید (رنجبر 1390). سریواستاوا و همکاران(2001) نشان دادند که تلقیح بذور نخود باPseudomonas fluorescens  منجر به افزایش ارتفاع ساقه، طول ریشه و وزن خشک گیاه در مقایسه با تیمار شاهد شد.

تجزیه واریانس داده­ها در جدول 3 نشان داد قطر سوخ و قطر گردن سوخ در پیاز خوراکی تحت تأثیر تیمار با کود زیستی فسفات بارور2 قرار گرفته است. مشاهده شد تغییرات قطر سوخ در گیاهان تحت تأثیر تیمار با کود زیست فسفات بارور 2 قرار گرفته و گیاهان تیمار شده نسبت به شاهد دارای قطر سوخ بیشتری بودند. حداقل قطر سوخ را رقم رزیتای هلند داشت اما رقم تسوج دارای بیشترین قطر سوخ بود و تیمار با کود زیستی موجب افزایش آن تا 100 میلی‌متر شد(شکل­ 4). افزایش در قطر سوخ بدلیل افزایش فسفر قابل جذب در محیط رشد گیاهان تیمار شده با کود زیستی بود. براساس جدول 4 مشاهده شد که ارقام رزیتای هلند و تسوج در بین سایر ارقام دارای قطر گردن سوخ بیشتری بودند. همچنین ملاحظه گردید که حضور کود زیستی موجب افزایش قطر گردن سوخ تا 36/21 میلی‌متر شده که البته بیشتر شدن آن صفت خوبی برای پیاز خوراکی نیست (جدول 5). رنجبر (1390) گزارش نمود که تلقیح با باکتریهای Pseudomonas منجر به افزایش رشد رویشی و در نتیجه افزایش قطر سوخ و نیز گردن آن در پیاز خوراکی شد.

تجزیه واریانس داده­ها در جدول 3 نشان داد که اثر متقابل بین رقم و تیمار با کود زیستی بارور2 در سطح احتمال 1 درصد بر درصد ماده خشک ارقام پیاز خوراکی معنی‌دار است. براساس شکل a5 نشان داده شد بین گیاهان تیمار شده با شاهد اختلاف معنی‌داری وجود دارد به غیر از رقم خارجی رزیتای هلند که اختلاف معنی‌داری بین گیاهان تیمار شده و شاهد وجود نداشت اما نسبت به سایر ارقام درصد ماده خشک بالایی داشت. حداقل درصد ماده خشک تیمار شاهد رقم تسوج داشت. درصد ماده خشک رقم آذرشهر نیز در اثر تیمار با کود زیستی افزایش نشان داد و همچون رقم رزیتای هلند دارای حداکثر ماده خشک در بین سایر ارقام بود. درصد ماده خشک از صفات بسیار مهم پیاز خوراکی به­ حساب می­آید که  موجب افزایش خاصیت انباری پیاز خوراکی می‌شود (باجاج و همکاران1980). باکتری‌های موجود در کود زیستی فسفات بارور2 علاوه بر حلالیت فسفر موجب جذب سایر عناصر و کاهش بیماری‌ها شده و در نتیجه رشد گیاه را تحریک کرده و کمیت و کیفیت محصول افزایش می‌دهد. عمر (1998) اثرات کوددهی با سنگ فسفات و هم­زیستی توأم با قارچ میکوریز و باکتری­های حل‌کننده فسفات را بر روی گندم مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که گیاهان تیمار شده درصد ماده خشک گیاهی بالاتری نسبت به گیاهان شاهد داشتند. زایدی (2003) گزارش کرد تلقیح بذور سویا با Pseudomonas و Rhizobium japonicum جوانه زنی بذور و استقرار گیاهچه را بهبود بخشید و باعث افزایش تجمع ماده خشک در اندام­های هوایی و ریشه، تعداد گره و عناصر غذایی نسبت به شرایط بدون تلقیح گردید.

همان­طوریکه تجزیه واریانس داده­ها نشان می‌دهد، عملکرد سوخ ارقام پیاز خوراکی به‌طور معنی‌دار تحت تأثیر تیمار با کود زیستی قرار گرفتند. تیمار با کود زیستی منجر به توسعه قطر سوخ و در نتیجه افزایش عملکرد شد. در همه ارقام تیمار شده افزایش عملکرد نسبت به شاهد وجود دارد. بیشترین عملکرد را رقم تسوج داشت و در اثر تیمار با کود زیستی عملکرد آن تقریباَ تا 70 تن در هکتار رسید و حداقل عملکرد به رقم رزیتای هلند اختصاص یافت (شکل b5). افزایش عملکرد در گیاهان تیمار شده با کود زیستی بارور2 به تغذیه بهتر این گیاهان بدلیل افزایش رشد و توسعه ریشه و جذب بهتر عناصری همچون فسفر و پتاسیم مربوط می‌شود. کمبود فسفر موجب می‌شود رشد کند شده و کاهش عملکرد حاصل ‌شود. نتایج بدست آمده با یافته­های بهبهانی و خیام نکویی (1383) مطابقت دارد که گزارش دادند کود زیستی بارور2 با آزادسازی فسفر موجب افزایش انتقال مواد غذایی به غده­ها و افزایش وزن غده­ها در سیب­زمینی می­شود، در نتیجه موجب افزایش میانگین وزن غده‌ها در تک بوته شده و در نهایت عملکرد کل افزایش می‌یابد. همچنین گزارش شده است فسفر می‌تواند با افزایش عملکرد سوخ موجب افزایش تولید محصول در پیاز‌خوراکی شود (گوپتا و همکاران 1999). در آزمایشی دیگر گزارش شده که با تیمارهای مختلف کود فسفره و باکتری­های حل‌کننده فسفات در گیاه عدس، بالاترین عملکرد در تیمار با باکتری­های حل­کننده فسفات بدست آمد (آرپانا و همکاران 2002).

نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد صفاتی از قبیل تعداد مرکز، تعداد فلس (لایه­های خوراکی) و TSS غیرمعنی­دار بود (جدول 3).

معنی دار نبودن صفات کیفی می تواند ارزشمند باشد زیرا علیرغم افزایش نسبی عملکرد، کاهشی در صفات کیفی مشاهده نشده است. کایا و همکاران (2003) گزارش نمودند که در هندوانه میکوریزی با وجود افزایش وزن میوه در TSS  عصاره میوه اختلاف معنی داری مشاهده نشد. شایان ذکر است که نقش قارچهای میکوریز و باکتریهای حل کننده فسفات عمدتا در افزایش جذب فسفر در گیاه می باشد. گزارش­ شده که مواد جامد محلول در پیاز خوراکی بیشتر به رقم و طول روز بستگی دارد (کاپ­سل و رندل 1997 و آبی و همکاران 2002). در حالی­که رنجبر (1390) مشاهده کرد که گیاهان تیمار شده با کود زیستی فسفات بارور2 دارای مواد جامد محلول بیشتری نسبت به تیمار شاهد بودند، اما از لحاظ تعداد مرکز غیر معنی­دار شدند.

بر اساس نتایج بدست آمده در این آزمایش مشاهده شد که تلقیح با  کود زیستی (فسفات بارو2) منجر به افزایش نسبی صفات رشد و عملکرد سوخ همچنین صفات ظاهری کیفی از قبیل اندازه سوخ پیاز خوراکی گردید با این حال صفات کیفی از قبیل مواد جامد محلول علیرغم افزایش عملکرد کاهش نیافت.