اثر کاربرد کود زیستی آزاد کننده پتاسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم در مقایسه با کاربرد کودهای شیمیایی پتاسیمی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جیرفت، جیرفت، ایران

2 دانشیار ، گروه زراعت، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران.

3 استادیار ، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد جیرفت، جیرفت، ایران

4 استاد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: استفاده از باکتری‌های آزاد کننده پتاسیم در خاک‌های حاوی پتاسیم غیرمحلول انباشته شده و غیرقابل جذب توسط گیاهان می‌تواند به حلالیت بیشتر این منابع معدنی پتاسیم خاک و در نتیجه جذب آن توسط گیاه کمک کند. همچنین کاربرد باکتری‌های آزاد کننده ﭘتاسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم می‌تواند از مصرف بیش از اندازه کودهای شیمیایی پتاسیمی جلوگیری و بجای آن شرایط زیستی خاک را برای توسعه تغذیه گیاه مستعد نماید. لذا هدف از این مطالعه، تعیین اثر کاربرد کود زیستی آزاد کننده پتاسیم در مقایسه با کاربرد کودهای شیمیایی پتاسیمی رایج در کشور بر صفات کمی و کیفی دانه گندم بود.
مواد و روش‌ها: برای مطالعه تأثیر کاربرد کود زیستی پتاسیم بر عملکرد ارقام گندم در جنوب کرمان، آزمایش‌هایی طی دو سال و به صورت کرت‌های خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد جیرفت در خاک با بافت شن لومی انجام شد. ارقام مختلف گندم شامل چمران 2، برات و خلیل در کرت‌های اصلی و منابع و مقادیر ﭘتاسیم در چهار سطح: 1. شاهد (بدون مصرف کود) 2. مصرف کود شیمیایی سولفات ﭘتاسیم (به میزان 200 کیلوگرم در هکتار براساس نتایج تجزیه خاک) 3. نصف کود شیمیایی توصیه شده به میزان 100 کیلوگرم در هکتار+ مصرف کود زیستی ﭘتاسیمی از منبع کود زیستی پتابارور به صورت بذرمال به میزان 100 گرم در هکتار 4. کود زیستی پتاسیم (به میزان 100 گرم در هکتار به صورت بذرمال)، در کرت‌های فرعی قرار داشتند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که ارقام گندم نان واکنش متفاوتی را به سطوح و منابع مختلف کودی طی دو سال مطالعه نشان دادند. بیشترین عملکرد دانه در رقم چمران 2 با مصرف کود زیستی پتاسیم به میزان 8 تن در هکتار حاصل شد. مصرف کود سولفات پتاسیم به تنهایی در رقم خلیل و مصرف کود شیمیایی سولفات پتاسیم به همراه کود زیستی پتاسیم در رقم برات به ترتیب سبب تولید 49/7 و 6/7 تن دانه در هکتار شد که با تیمار برتر (8 تن در هکتار) تفاوت معنی‌داری نشان نداد. کاربرد کود زیستی پتاسیم بکار رفته توانست موجب بهبود معنی‌داری در میزان عملکرد دانه، طول سنبله، تعداد دانه در سنبله، درصد نیتروژن دانه و درصد پروتئین دانه گردد.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد، کود زیستی پتاسیم بکار رفته باعث بهبود صفات کمی و کیفی دانه گندم شد. هر چند مصرف کود شیمیایی سولفات پتاسیم استفاده شده براساس نتایج آزمایش خاک نیز در افزایش صفات مذکور عینأ نقش مؤثری داشت اما پیشنهاد می‌شود در کشاورزی مبتنی بر رعایت اصول زیست محیطی، کود زیستی پتاسیم همراه با نیمی از کود شیمیایی سولفات پتاسیم استفاده شود که می‌تواند علاوه بر کاهش مصرف مقدار کودهای شیمیایی در کاهش هزینه‌های تولید و سلامت محصول گندم نان مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of potassium-solublizing bacteria biofertilizer on yield and yield components of wheat in comparison to chemical potassium fertilizer application

نویسندگان [English]

  • zahra saeedi 1
  • Hamid Madani 2
  • Mohammadhasan Shirzadi 3
  • Hossein Heydari Sharifabad 4
1 Islamic Azad University, Jiroft Branch, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Department of Agronomy and Plant Breeding, Jiroft ,IRAN.
2 Associate Professor "Crop physiologist" Arak branch-Islamic Azad University- Arak-Iran,
3 Islamic Azad University, Jiroft Branch, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Department of Agronomy and Plant Breeding, Jiroft ,IRAN.
4 Islamic Azad University, Science and Research Branch , Faculty of Agriculture and Natural Resources, Department of Agronomy and Plant Breeding, Tehran ,IRAN.
چکیده [English]

Background and Objective: The use of potassium solublizing bacteria (KSB) in soils containing an accumulation of insoluble and non-absorbable potassium by plants can help further solubility of these potassium mineral sources in the soil and thus the uptake of this element by the plant. Also, the application of KSB on the yield and yield components of wheat can prevent the overuse of potassium chemical fertilizers and instead predispose soil conditions for the development of plant nutrition. Therefore, the aim of this study was to determine the effect of application of KSB in comparison with the application of common potassium chemical fertilizers in the country's farms on quantitative and qualitative traits of wheat grain.
Materials and methods: To study the effect of application of KSB on the yield of wheat cultivars in southern Kerman, Iran, this experiments were performed over two years in the form of split plots in a randomized complete block with three replications in the research farm of Islamic Azad University of Jiroft in loamy sand soil. Various wheat cultivars including Chamran 2, Barat and Khalil were located in the main plot and sources and amounts of calcium were at four levels: 1. Control (without fertilizers) 2. Application of chemical sulfate potassium (at the rate of 200 kg / ha based on soil test results 3. Half of the recommended chemical fertilizer at the rate of 100 kg/ha + consumption of KSB from the source of Potabarvar biofertilizer at the rate of 100 g/ha 4. KSB (at the rate of 100 g/ha as the seed treatment), were placed in sub-plots.
Results: The results showed that wheat cultivars showed different reactions to different levels and sources of fertilizer during the two years of the study. The highest grain yield in Chamran 2 cultivar was obtained by applying KSB at the rate of 8 t/ha. Application of KSB alone in Khalil cultivar and application of potassium solfate along with KSB in Barat cultivar produced 7.49 and 7.6 tons of grain per hectare, respectively, Whithout significant different by 8 tons per hectare. Application of KSB could significantly improve grain yield, spike length, number of grains per spike, grain nitrogen percentage and grain protein percentage.
Conclusion: The results showed that the applied KSB improved the quantitative and qualitative traits in wheat grain. Although the application of potassium sulfate based on soil test results also had an effective role to increase wheat traits, but it is suggested that in agriculture based on sustainability in agriculture, potassium biofertilizer should be used with half of the recommanded potassium sulfate fertilizer. In addition to reducing the consumption of chemical fertilizers, this can be effective in reducing wheat production costs and farm health.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bio-fertilizer
  • Grain yield
  • integrated fertilizer
  • Wheat

مراجع

1.Dastorani, M., Gholamalalipour Alamdari, E., Biabani, A., Avarseji, Z., & Habibi, M. (2019). Study the several herbicides effect on weeds control and yield of Cumin (Cuminum cyminum L.). Iranian Journal of Weed Science, 14 (1), 83-95. [In Persian]
2.Dart, P. (1977). Infection and development of leguminous nodules. P 367-472. In R.W.F., Hardy, and W.S. Silver, A Treatise on Dinitrogen Fixation, Section III: Biology ed. New York John Wiley.
3.Ahemad, M., & SaghirKhan, M. (2010). Comparative toxicity of selected insecticides to Pea plants and growth promotion in response to insecticide-tolerant and plant growth promoting Rhizobium leguminosarum. Crop Protection, 29 (4), 325-329. doi:10.1016/j.cropro. 2010.01.005.
4.Calabrese, E. J. (2005). Paradigm lost, paradigm found: The reemergence of hormesis as a fundamental dose–response model in the toxicological sciences. Environmental Pollution, 138 (3), 378-411. Doi: 10.1016/j.envpol.2004.10.001.
5.Arruda, J. S., Lopes, N. F., & Moura, A. B. (2001). Behavior of Bradyrhizobium japonicum strains under different herbicide concentrations. Planta Daninha, 19 (1), 111-117. DOI: 10.1590/S0100-83582001000100013.
6.Baraldi, E., Mari, M., Chierici, E., Pondrelli, M., Bertolini, P., & Pratella, G. C. (2003). Studies on Thiabendazole resistance of Penicillium expansum of pears: pathogenic fitness and genetic characterization. Journal of Plant Pathology, 52, 362-370. Doi: 10.1046/ j.1365-3059.2003.00861.x.
7.Migliore, L., Rotini, A., & Thaller, M. C. (2013). Low doses of Tetracycline trigger the E. Cola growth: A case of hormetic response. Dose Response, 11 (4), 550-557.
8.Abbasian, A., & Rashed Mohasel, M. H. (2017). Community structure and Species diversity of Chickpea weeds in application of Imazethapyr and Trifuralin. Applied Agricultural Research, 29 (1), 39-45. [In Persian]
9.Emami, A. (1996). Methods of plant analysis. Agricultural Research and Education Organization. Soil & Water Research Institute. Technical Issue, 982, 202. [In Persian]
10.Sarikhani, M. R., Oustan, S., Ebrahimi, M., & Aliasgharzad, N. (2018). Isolation and identification of potassium-releasing bacteria in soil and assessment of their ability to release potassium for plants. European Journal of Soil Science.
69 (6), 1078-1086. Doi: 10.1111/ ejss. 12708.
11.Parmar, P. (2010). Isolation of potassium solubilizing bacteria and their inoculation effect on growth of wheat (Triticum aestivum L. em. Thell.). M.Sc. thesis submitted to CCS Haryana Agricultural Uuniversity, Hisar.
12.Fulladosa, E., Murat, J. C., Bollinger, J. C., & Villaescusa, I. (2007). Adverse effects of organic arsenical compounds towards Vibrio fischeri bacteria. The Science of the Total Environment, 377 (2-3), 207-213. Doi: /10.1016/ j.scitotenv.2006.12.044.
13.Herridge, D. F., Peoples, M. B., & Boddey, R. M. (2008). Global inputs of biological nitrogen fixation in agricultural systems. Plant and Soil, 311, 1-18. doi: 10.1007/s11104-008-9668-3.
14.Ferreira, T. C., Aguilar, J. V., Souza, L. A., Justino, G. C., Aguiar, L. F., & Camargos, L. S. (2016). pH effects
on nodulation and biological nitrogen fixation in Calopogonium mucunoides. Brazilian Journal of Botany, 39 (4), 1015-1020. doi: 10.1007/s40415-016-0300-0.
15.Bostrom, M. L., & Berglund, O. (2015). Influence of pH-dependent aquatic toxicity of ionizable pharmaceuticals on risk assessments over environmental pH ranges. Water Research Journal, 72, 154-161. doi: 10.1016/j.watres. 2014.08.040.
16.Kust, C. A., & Strockmeyer, E. B. (1971). Effects of Trifluralin on growth, nodulation and anatomy of soybeans. Weed Science, 19, 147-152.
17.György, E., Mara, G., Máthé, I., Laslo, E., Márialigeti, K., Albert, B., Oancea, F., & Lányi, S. (2010). Characterization and diversity of the nitrogen fixing microbiota from a specific grassland habitat in the Ciuc Mountains. Romanian Biotechnological Letters, 15 (4), 5474-5481.
18.Miri, A. A., Avarseji, Z., Gholamalalipour Alamdari, E., & Nakhzari Moghaddam, A. (2020). Effect of pre-planting and post-vegetative herbicides and cultivars on yield and yield components of pea. Journal of Crop Production,
12 (4), 187-198. [In Persian]
19.Brain, P., & Cousens, R. (1989). An equation to describe dose responses where there is stimulation of growth at low doses. Weed Research, 29, 93-96. Doi:10.1111/j.1365-180.1989.tb00845.x.
20.Mahfouz, S. A., & Sharaf-Edin, M. A. (2007). Effect of mineral vs. Biofertilizer on growth, yield and essential oil content of fennel (Foeniculum vulgare Mill.). International Agrophysics. 21, 361-366.
21.Flores, F. J., & Garzon, C. D. (2013). Detection and assessment of chemical hormesis on the radial growth in vitro of Oomycetes and fungal plant pathogens. Dose-Response, 11, 361-373. doi: 10.2203/dose-response.12-026.Garzon.
22.Bagherani, N., Galeshi, S., Zeinali, E., & Arzanesh, M. H. (2014). Evaluation of Trifluralin, Metribuzin and Imazethapyr herbicides effects on Bradyrhizobium japonicum isolates growth. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 4 (3), 251-268. [In Persian]
23.Anderson, A., Baldock, J. A., Rogers, S. L., Bellotti, W., & Gill, G. (2004). Influence of Chlorsulfuron on rhizobial growth, nodule formation and nitrogen fixation with Chickpea. Australian Journal of Agricultural Research, 55, 1059-1070. Doi:10.1071/AR03057.
24.Laranjo, M., Young, J. P. W., & Oliveira, S. (2012). Multilocus sequence analysis reveals multiple symbiovars within Mesorhizobium species. Systematic and Applied Microbiology, 35, 359-367. doi: 10.1016/j.syapm. 2012.06.002.
25.Lin, S., Pi, Y., Long, D., Duan, J., Zhu, X., Wang, X., He, J., & Zhu, Y. (2022). Impact of Organic and Chemical Nitrogen Fertilizers on the Crop Yield and Fertilizer Use Efficiency of Soybean–Maize Intercropping Systems. Agriculture, 12 (9), 1428. doi:10.3390/ agriculture12091428.
26.Bittner, L., Kluver, N., Henneberger, L., Muhlenbrink, M., Zarfl, C., & Escher, B. I. (2019). Combined ion-trapping and mass balance models to describe the
pH-dependent uptake and toxicity of acidic and basic pharmaceuticals in zebrafish embryos (Danio rerio). Environmental Science and Technology, 53 (13), 7877-7886. doi:10.1021/acs. est.9b02563.
27.Druin, P., Sellmani, M., Prevost, D., Fortin, J., & Antoun, H. (2010). Tolerance to agricultural pesticides of strains belonging to four genera of Rhizobiaceae. Journal Environmental Science and Health, 45, 780-788. doi: 10.1080/03601234.2010.515168.
28.Haiyan, N., Li, N., Qiu, J., Chen, Q., & He, J. (2018). Biodegradation of Pendimethalin by Paracoccus sp.13. Current Microbiology, 75, 1077-1083. doi: 10.1007/s00284-018-1494-0.
29.Nour, S. M., Cleyet-Marel, J. C., Normand, P., & Fernandez, M. P. (1995). Genomic heterogeneity of strains nodulating chickpeas (Cicer arietinum L.) and description of Rhizobium mediterraneum sp. nov. International Journal of Systematic Bacteriology, 45, 640-648. doi: 10.1099/00207713-45-4-640.
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 13، شماره 1
فروردین 1402
صفحه 113-127

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار