تأثیر مدیریت کودی و تنش خشکی بر وضعیت تغذیه ای انگور بیدانه قرمز در شرایط گلخانه ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه رازی

2 دانشگاه رازی

3 هیأت علمی گروه مهندسی تولید وژنتیک گیاهی، دانشگاه رازی

4 عضو هیات علمی/دانشگاه بوعلی سینا

10.22069/ejsms.2020.16867.1901

چکیده

سابقه و هدف: انگور یکی از مهمترین‌ محصولات باغی در دنیا و ایران است که از نظر تازه خوری و مصارف دیگر دارای ارزش اقتصادی است. کمبود آب مهمترین عامل محدود کننده رشد درختان میوه در مناطق خشک و نیمه خشک است. استفاده از راهکارهای تغذیه‌ای همانند استفاده از کودهای مناسب می‌تواند سبب بهبود عملکرد گیاه در شرایط کم آبی باشد. این تحقیق به منظور بررسی کاربرد کودهای سولفات پتاسیم، کمپوست و بایوچار بر وضعیت تغذیه‌ای انگور و ویژگی‌های حاصلخیزی خاک در سال 1396-1397 در دانشگاه رازی شهر کرمانشاه (34 درجه و 19 دقیقه شمالی و 47 درجه و 7 دقیقه شرقی) انجام شد.
مواد و روش‌ها: این تحقیق در شرایط گلخانه‌ای به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک کامل تصادفی با 4 تیمار کودی (شاهد، تیمارهای کودی ده گرم در گلدان سولفات پتاسیم، پنج درصد وزنی کمپوست و ده درصد وزنی بایوچار تهیه شده از سرشاخه‌های هرس شده درختان سیب) و 2 تیمار آبی (شاهد و تنش خشکی به ترتیب 80 و40 درصد ظرفیت زراعی) در 4 تکرار تا زمان بروز علائم تنش خشکی انجام شد.
یافته‌ها: نتایج تجزیه و تحلیل های آماری نشان داد که اثر متقابل تیمارهای تنش خشکی و کودی بر نیتروژن، منیزیم، آهن، روی و مس برگ انگور (P<0.01) معنی‌دار به دست آمد. نتایج تجزیه واریانس همچنین نشان داد که اثرات ساده تیمارهای کودی و تنش خشکی بر غلظت عناصر پر مصرف و کم مصرف برگ انگور معنی‌دار(P<0.01) به دست آمد. بیشترین غلظت نیتروژن برگ انگور درشرایط بدون تنش خشکی در تیمارهای کمپوست و سولفات پتاسیم مشاهده شد و در شرایط تنش خشکی بین تیمارها اختلاف معنی‌داری وجود نداشت. در شرایط بدون تنش خشکی، بیشترین غلظت منیزیم برگ انگور در تیمارهای آلی و در شرایط تنش خشکی، کمترین غلظت منیزیم برگ انگور در تیمار بایوچار مشاهده شد. در شرایط با و بدون تنش خشکی، غلظت مس برگ انگور در تیمارهای آلی بیشتر از تیمار سولفات پتاسیم بود. در شرایط با و بدون تنش خشکی، بیشترین غلظت روی برگ انگور در تیمار سولفات پتاسیم به دست آمد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل تیمارهای کودی و تنش خشکی بر هیچ یک از ویژگی‌های خاک (به جز کلسیم خاک) معنی‌داری نشد. تنش خشکی سبب کاهش فسفر و منیزیم (P<0.05) و کلسیم (P<0.001) خاک شد. اثر تیمارهای کودی بر قابلیت هدایت الکتریکی، کربن آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سدیم (P<0.01) و کلسیم و منیزیم خاک (P<0.001) معنی‌دار به دست آمد. سولفات پتاسیم و کمپوست سبب افزایش به ترتیب 53/8 و 52/60 درصدی و بایوچار سبب کاهش 73/3 درصدی سدیم قابل جذب خاک شدند.
نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که در شرایط تنش خشکی با کاربرد کمپوست و بایوچار در مقایسه با سولفات پتاسیم وضعیت تغذیه‌ای انگور به دلیل بهبود ویژگی‌های خاک بهتر بود. در شرایط تنش خشکی و کاربرد سولفات پتاسیم و کودهای آلی، بیشترین غلظت و جذب پتاسیم خاک و گیاه در تیمار بایوچار به دست آمد. در شرایط تنش خشکی جذب پتاسیم در تیمارهای سولفات پتاسیم، کمپوست و بایوچار به ترتیب 85/69، 21/36 و 97/178 درصد در مقایسه با عدم کاربرد کود افزایش یافت. به دلیل نقش پتاسیم در تنظیم روابط آبی گیاه و کاهش خسارت تنش خشکی، از بین تیمارهای کودی بررسی شده در این تحقیق کاربرد بایوچار به دلیل تخلخل، سطح ویژه و وجود میکرو و ماکروپورهای زیاد و در نتیجه ظرفیت نگهداشت آب بیشتر و ماندگاری طولانی مدت در خاک همچنین کاهش اثرات تخریبی سدیم خاک توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of fertilizer management systems and water stress conditions on nutritional status of grapes (a greenhouse study)

نویسندگان [English]

  • Asieh Safari 1
  • Mohsen Saiedi 3
  • Zahra Kolahchi 4
1 Department of Soil Science, Razi University
3 Department of the engineering of plant production and genetics
4 Department of Soil Science, Bu Ali Sina University
چکیده [English]

Introduction: Grapes are one of the most important garden products in the world as well as in Iran. The management of plant nutrition under water stress conditions is one of the important issues in the production of the plant. When the plant has adequate nutrition, it will result in higher resistance to environmental conditions. The use of organic and chemical fertilizers as amendments of the physical, chemical and biological properties of soil can be one of the strategies to reduce the adverse effects of drought stress.
Materials and Methods: In order to evaluate the effect of potassium sulfate, compost and biochar on some soil properties and grapes nutritional status under water stress conditions, a greenhouse experiment were carried out as a factorial experiment based on a block of randomized completely design with two factors and four replications. Water stress had two levels (40, 80 % FC) and fertilizers’ treatments included potassium sulfate (10 g pot-1), compost (5 % w/w) and biochar (10% w/w). The macro- and micro-elements’ contents of grapes’ leaf and soil properties included the macro and micro-elements, pH, EC, OC. were also measured.
Results and Discussion: The results showed that the interaction effect of water stress and fertilizers’ treatments was significant for nitrogen(N), magnesium (Mg), ferrous (Fe), zinc (Zn) and copper (Cu) concentrations of grapes’ leaves (P<0.01). ANOVA indicated that the simple effects of water stress and fertilizers’ application had a significant effect (P<0.01) on macro- and micro-elements’ concentrations of grapes’ leaf. The results also showed that under water stress conditions, the highest N concentration was observed for compost and potassium sulfate applications. Without water stress conditions, there was no significant difference between treatments. Under the water stress conditions, the highest concentration of Mg of grapes’ leaves was achieved with biochar application. While without water stress conditions, the lowest concentration of Mg was observed for biochar treatment. With and without water stress conditions, the concentration of Fe and Cu was higher for organic treatments compared to potassium sulfate application. With and without water stress conditions, the highest concentration of Zn was achieved for potassium sulfate application. The ANOVA results showed that the interaction effect of water stress and fertilizers’ treatments was not significant for soil properties except soil calcium. The water stress caused a significant decrease in soil phosphorus (P) and Mg (P<0.05) as well as calcium (Ca) (P<0.001). The effect of fertilizers’ treatments was significant on electrical conductivity, organic carbon, N, P, potassium (K), and sodium (Na) (P<0.01), Ca and Mg (P<0.001) concentrations of soil. The application of potassium sulfate and compost increased the Na concentration of soil as 8.53 and 60.52 percent, respectively. While the Na concentration of soil decreased as 3.73 percent with the biochar application.
Conclusions: Under water stress conditions, the application of compost and biochar in comparison with potassium sulfate enhanced the nutritional status of grapes because of the improvement of soil fertility status. The highest K concentration and uptake of grapes’ leaves and soil were observed with biochar application. Under water stress conditions, in comparison with no fertilizer application, K uptake increased as 69.85, 36.21 and 178.97 percent by potassium sulfate, compost and biochar applications, respectively. Since K is a critical element to regulate the water content of plant tissue and reduces the hazards of water stress, the application of compost and biochar is recommended for the improvement of plant resistance under water stress conditions. However, biochar is suggested due to properties such as highly porous structure, high specific surface area, higher water holding capacity of the soil, the long-term stability in the soil and the reduction of Na hazards in soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biochar
  • compost
  • potassium sulfate
  • Macronutrients
  • Micronutrients