بررسی تأثیر کامپوزیت‌ اوره-پودر پوست میوه انار بر مقدار جذب فسفر، آهن و عملکرد دانه در ذرت

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه پیام نور واحد کرج

2 دانشکده علوم و فنون نوین- دانشگاه تهران

چکیده

سابقه و هدف: استفاده از کودهای نیتروژنی به منظور افزایش عملکرد گیاهان زراعی امری اجتناب ناپذیر است. اما مصرف این کودها دارای مشکلات زیست محیطی متعدد از جمله آبشویی نیترات و ورود آن به آبهای زیرزمینی و هدر رفت نیتروژن به صورت نیتروز اکسید و ورود به اتمسفر است. یکی از راهکارهای مناسب جهت کاهش این هدررفت استفاده تلفیقی از پلی‌فنل‌های گیاهی در اختلاط با کودهای نیتروژنه است. شواهد متعدد نشان می‌دهند که پلی‌فنول‌های گیاهی می‌توانند با کندرها کردن اوره و بهبود جذب آن، باعث کاهش هدر رفت نیتروژن از خاک شوند. علاوه بر آن، این ترکیبات می‌توانند بر فراهمی زیستی سایر عناصر ضروری در خاک تأثیر مثبت داشته باشند.
مواد و روش‌ها: به‌ منظور بررسی اثر کامپوزیت اوره- پودر پوست انار غنی از پلی فنل بر عملکرد دانه ذرت (سینگل کراس 704)، فسفر و آهن، طرح مزرعه‌‌ای در قالب بلوک کامل تصادفی در سال 1393 با 7 تیمار در 3 تکرار در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. تیمارهای مورد بررسی بر حسب (کیلوگرم بر هکتار) شامل: شاهد (بدون کود)،kg/ha 180 پودر پوست میوه انار، kg/ha 180 اوره، 180 پودر پوست میوه انار+ kg/ha 180 اوره (میکروکامپوزیت-به روش مکانیکی)، kg/ha 180 پودر پوست میوه انار+ kg/ha 180 اوره (میکروکامپوزیت–به روش شیمیایی)، kg/ha 180 پودر پوست میوه انار+ kg/ha 180 اوره (نانوکامپوزیت-به روش مکانیکی) و kg/ha 180 پودر پوست میوه انار+ kg/ha 180 اوره (نانوکامپوزیت-به روش مکانیکی-شیمیایی یا اکسترودر) بودند. صفات عملکرد دانه، میزان جذب آهن توسط برگ و دانه و غلظت فسفر برگ در زمان رسیدگی اندازه‌گیری شد گردید.
یافته‌ها: نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که تیمار اوره به تنهایی تاثیر معنی‌داری روی عملکرد دانه نداشت ولی تیمار پودر گیاهی غنی از پلی فنل به تنهایی و یا کامپوزیت های اوره/پودر گیاهی غنی از پلی فنل بطور معنی‌داری باعث افزایش عملکرد دانه، جذب آهن توسط برگ و غلظت آهن دانه نسبت به شاهد شدند. بیشترین میزان جذب آهن در تیمار ترکیب 180 پودر پوست میوه انار +180 اوره (نانوکامپوزیت-به روش مکانیکی-شیمیایی یا اکسترودر) و به میزان 54 میلی گرم بر متر مربع مشاهده شد که داری اختلاف معنی‌داری در سطح 5 درصد با تیمار شاهد و تیمار کاربرد 180 اوره بود. به نظر می رسد که خاک مزرعه از نظر آهن به حدی کمبود شدید داشته است که بر اساس قانون لیبیک، مصرف فقط نیتروژن بصورت اوره تاثیری روی عملکرد دانه نداشته است ولی پودر حاوی پلی فنل بعلت رفع این کمبود، توانسته جذب مقدار آهن توسط برگ و در نتیجه عملکرد دانه را بهبود ببخشد.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که خاک مورد آزمایش بعلت فقر شدید آهن به مصرف اوره به تنهایی عکس العمل نشان نداد. ولی مصرف پودر گیاهی غنی از پلی فنل به تنهایی و یا بصورت کامپوزیت اوره/ پودرگیاهی غنی از پلی فنل باعث شد که با افزایش جذب آهن توسط برگ بطور معنی دار، عملکرد دانه را بهبود بخشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study the effect of peel powder of pomegranate fruit /urea composites on P and Fe uptake content and on grain yield of in corn (zea maize)

نویسندگان [English]

  • Akram-o-sadat Haji Reza 1
  • Malihe Ghorbani 1
  • Sirros Mansoori Far 1
  • Kamal sadat Asilan 1
1 Karaj Payam Noor University
2
چکیده [English]

Study the effect of peel powder of pomegranate fruit /urea composites on P and Fe uptake content and on grain yield of in corn (zea maize)

Abstract
Background and Objectives: The use of nitrogen fertilizers to increase crop yield is unavoidable. However, they application have so much environmental problems such as nitrate leaching to underground water and nitrous oxide emission to atmosphere. One of suitable solvent for these problems is the slowing release of urea to soil by compositing it with plant polyphenols. There are several documents that shows plant polyphenols can slow release nitrogen from urea, and therefore can diminish N loss to underground water and atmosphere. In addition, they have positive effect on availability of necessary nutrient elements.
Material and Methods: To study the effect of composite of pomegranate fruit powder rich of polyphenol (PFP)-urea on yield of corn (single cross 704) and P and Fe uptake, a randomized completely block design with 7 treatments and 3 replications was conducted in University of Tehran, college of Aburaihan on 1393. Treatment were included: control (without fertilizer), 180 PFP (kg/ha), 180 urea (kg/ha), 180 PFP + 180 urea (micro-composite by mechanical method or M-PFP/Ur-1) (kg/ha), 180 PFP + 180 urea (micro-composite by chemical method or M-PFP/Ur-2) (kg/ha), 180 PFP + 180 urea (nano-composite by mechanical method or N-PFP/Ur-1) (kg/ha) and 180 PFP + 180 urea (nano-composite by mechanical-chemical or extruder or N-PFP/Ur-1 ) (kg/ha). Grain yield, P and Fe uptake by leaf and grain was also determined at maturity.
Results: The results showed that the urea alone hadn’t significant effect on grain yield but the PFP/Ur composites increased corn yield, Fe uptake by leaf and P concentration in grain compared to control, significantly. The maximum Fe uptake by leaf in amount of 54 mg/m2, occurred in 180 PFP+180 urea treatment (nano-composite by mechanical-chemical or extruder) which had significant difference with control. It seems that use of urea alone could not increase grain yield (according to Liebig rule), but use of polyphenol-rich plant powder could compensate this deficiency, enhanced leaf Fe uptake and therefore, has increased grain yield.
Conclusion: The results of this study showed that the soil of experiment had so much Fe deficiency that did not response to urea fertilizer alone. But the PFP alone or in the form of PFP/Ur composites via increasing the Fe uptake by leaf and the grain Fe concentration, increase grain yield of corn.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Peel powder of pomegranate fruit
  • Fe uptake
  • slow release fertilizer
  • Urea

مراجع

1.Emam, Y. 2007. Cereal production. 3rd edition, Shiraz University Press, 190p.
(In Persian)
2.Hattenschwiler, S., and Vitousek, P.M. 2000. The role of polyphenols in terrestrial ecosystem nutrient cycling. Trends in Ecology and Evolution.
15: 238-243.
3.Kiran, U., and Patra, D.D. 2003. Medicinal and aromatic plant materials as nitrification inhibitors for augmenting yield and nitrogen uptake of Japanese mint (Mentha arvensis L. Var. Piperascens). Bioresource Technology. 86: 267-276.
4.Golbashy, M., Sabahi, H., Allahdadi, I., Nazokdast, H., and Hosseini, M. 2017. Synthesis of highly intercalated urea-clay nanocomposite via domestic montmorillonite as eco-friendly slow-release fertilizer. Archives of Agronomy and Soil Science. 63: 84-95.
5.Majumdar, D., Kumar, S., Pathak, H., Jain, M.C., and Kumar, U. 2000. Reducing nitrous oxide emission from an irrigated rice field of North India with nitrification inhibitors. Agriculture, Ecosystem and Environment. 81: 163-169.
 6.Mohanty, S., Patra, P.K., and Chhonkar, P.K. 2008. Neem (Azadirachta indica) seed kernel powder retards urease and nitrification activities in different soils at contrasting moisture and temperature regimes. Bioresource Technology. 99: 894-899.
7.Mutabaruka, R., Hairiah, K., and Cadisch, G. 2007. Microbial degradation of hydrolysable and condensed tannin polyphenol-protein complexes in soils from different land-use histories. Soil Biology and Biochemistry. 39: 1479-1492.
8.Northup, R.R., Dahlgren, R.A., and McColl, J.G. 1998. Polyphenols as regulators of plant-litter-soil interactions in northern California’s pygmy forest:
A positive feedback? Biogeochemistry. 42: 189-220.
9.Page, A.L., Miller, R.H., and Keeney, D.R. 1996. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbial Methods. ASA and SSSA Publishing Madison, WI:. USA.
10.Patra, D.D., Anwar, M., Chand, S., Kiran, U., Rajput, O.K., and Kumar, S. 2002. Nimin and Mentha spicata oil as nitrification inhibitors for optimum yield of Japanese mint (Mentha arvensis). Communication in Soil Science and Plant Analysis. 33: 451-460.
11.Patra, D.D., Kiran, U., Chand, S., and Anwar, M. 2009. Use of urea coated with natural products to inhibit urea hydrolysis and nitrification in soil. Biology and Fertility of Soils. 45: 617-621.
12.Popa, V.I., Dumitrua, M., Volfa, M., and Angell, A. 2008. Lignin and polyphenols as allelochemicals. Industrial Crops and Products. 27: 144-149.
13.Quideau, S., Deffieux, D., Douat-Casassus, C., and Pouysgu, L. 2011. Plant polyphenols: chemical croperties, biological activities and synthesis. Angewate Chemistry. 50: 586-621.
14.Sabahi, H., Rezayan, A.H., Sadeghi, S., and Jamehdor, M. 2014. Study the N turnover of legume seed meals for designing a slow release N-fertilizer. Communication in Soil Science and Plant Analysis. 45: 1325-1335.
15.Sabahi, H., Siadat Jamian., S., and Ghashghaee, F. 2016. Assessment of urea coated with pomegranate fruit powder as N slow-release fertilizer in maize. Journal of Plant Nutrition. 39: 2092-2099.
16.Malakouti, M.J., and Riazi-Hamedani, S.A. 1974. Soil fertility and fertilizers. Tehran University Press. 3rd edition. 800p. (In Persian)
17.Mirdehghan, S.H., and Rahemi, M. 2007. Seasonal changes of mineral nutrients and phenolics in pomegranate (Punica granatum L.) fruit. Scientia Horticulturae. 111: 120-127.
18.Fischer, U.A., Carle, R., and Kammerer, D.R. 2011. Identification and quantification of phenolic compounds from pomegranate (Punica granatum L.) peel, mesocarp, aril and differently produced juices by HPLC-DAD–ESI/MS n. Food Chemistry. 127: 807-821.
19.Quideau, S., Deffieux, D., Douat-Casassus, C., and Pouységu, L. 2011. Plant polyphenols: chemical properties, biological activities and synthesis. Angewandte Chemie. 50: 586-621.
20.Zech, W., Senesi, N., Guggenberger, G., Kaiser, K., Lehmann, J., Miano, T.M., Miltner, A., and Schroth, G. 1997. Factors controlling humification and mineralization of soil organic matter in the tropics. Geoderma. 79: 117-161.
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 8، شماره 4
اسفند 1397
صفحه 143-153

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار