تاثیر زئولیت طبیعی و غنی شده با آمونیوم بر عملکرد، اجزای عملکرد و غلظت برخی عناصر در خاک و گیاه کلزا

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 استاد، گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

3 دانشیار، گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: محققین در تلاش برای کاهش اثرات زیان‌بار مصرف کودهای شیمیایی و کاربرد هرچه بیشتر از منابع معدنی درخاک برای تأمین نیازهای غذایی گیاهان هستند. کاربرد اصلاح‌کننده‌های طبیعی مانند زئولیت می‌تواند گامی در راستای دستیابی به کشاورزی پایدار محسوب شود. این پژوهش با هدف تعیین اثر کاربرد زئولیت و زئولیت غنی‌شده با آمونیوم بر عملکرد، اجزای عملکرد و غلظت برخی از عناصر غذایی در خاک و گیاه کلزا در دو خاک با بافت متفاوت انجام شد.
مواد و روش‌ها: این آزمایش به صورت اسپلیت پلات در سه تکرار و در شرایط گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سال 1401 انجام شد. عامل اصلی شامل دو نوع خاک ( لوم شنی‌ و لوم رسی سیلتی) و عامل فرعی در دوازده سطح شامل شاهد (بدون زئولیت و کود سولفات آمونیوم)، کود سولفات آمونیوم در دو سطح 108 و 153 میلی‌گرم در کیلوگرم، کاربرد 2، 4 و 6 گرم زئولیت به همراه 108 میلی‌گرم در کیلوگرم کود سولفات آمونیوم و 2، 4 و 6 گرم زئولیت به همراه 153 میلی‌گرم در کیلوگرم کود سولفات آمونیوم و 2، 4 و 6 گرم زئولیت غنی‌شده با آمونیوم در نظر گرفته شد. مقادیر استفاده از کود سولفات آمونیوم بر طبق نتایج آزمایش خاک تعیین گردید و زئولیت به روش اشباع یونی غنی‌سازی شد. داده‌ها در نرم افزار Statistic آنالیز شدند و مقایسه میانگین‌ها با آزمون حداقل تفاوت معنی‌دار (LSD) انجام شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد اثر تیمار اصلاح‌کننده بر تمامی صفات مورد مطالعه به‌جز فسفر دانه و خاک معنی‌دار شد. بیش‌ترین عملکرد دانه در تیمار خاک با بافت لوم رسی سیلتی و تیمار 6 گرم زئولیت در کیلوگرم به‌همراه 153 میلی‌گرم در کیلوگرم سولفات آمونیوم (T8)، ( 68/7 گرم) مشاهده شد. تیمار 6 گرم زئولیت در کیلوگرم به‌همراه 153 میلی‌گرم در کیلوگرم سولفات آمونیوم (T8)، سبب افزایش 36 درصدی تعداد غلاف نسبت به تیمار شاهد شد. بیش‌ترین درصد روغن دانه در تیمار شاهد (37/36 درصد) و کم‌ترین آن در تیمار 153 میلی‌گرم در کیلوگرم کود سولفات آمونیوم (T2)، (51/34 درصد) مشاهده شد. در تیمار 153 میلی‌گرم در کیلوگرم سولفات آمونیوم (T2)، وزن هزاردانه (06/4 گرم) و نیتروژن دانه (68/4 درصد) به طور معنی‌داری بیش‌تر از شاهد بود. همچنین بیش‌ترین مقدار نیتروژن و پتاسیم خاک در تیمار 6 گرم زئولیت در کیلوگرم به‌همراه 153 میلی‌گرم در کیلوگرم سولفات آمونیوم (T8) مشاهده شد.
نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده در پژوهش حاضر، بیش‌ترین عملکرد دانه نتیجه اثر متقابل تیمار خاک با بافت لوم رسی سیلتی و تیمار 6 گرم زئولیت به‌همراه 153 میلی‌گرم در کیلوگرم سولفات آمونیوم (T8) بود. تمامی صفات مورد مطالعه در خاک با بافت لوم رسی سیلتی بیش‌تر از خاک با بافت لوم شنی بود. بهترین نتایج در تیمار 6 گرم زئولیت در کیلوگرم به‌همراه 153 میلی‌گرم در کیلوگرم کود سولفات آمونیوم (T8) بدست آمد و در میان تیمارهای مقادیر مختلف زئولیت غنی‌شده، تیمار 4 گرم زئولیت غنی‌شده با آمونیوم مؤثرترین تیمار بر صفات مورد مطالعه بود. به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت کاربرد توام زئولیت و کود سولفات آمونیوم می-تواند راهکار مناسبی برای بهبود عملکرد کلزا باشد.
کلمات کلیدی: زئولیت غنی‌شده، سولفات آمونیوم، عملکرد دانه، کلزا، نیتروژن،

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of natural zeolite and enriched zeolite with ammonium on yield, component yield and concentration of some nutrients in soil and rapeseed.

نویسندگان [English]

  • Maedeh Agooshi 1
  • Mohammad ali Bahmanyar 2
  • Mehdi Ghajar sepanlu 3
  • Seyed mostafa Emadi 3
1 Corresponding Author, Ph.D. Student, Dept. of Soil Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. Sari. Iran
2 . Professor, Dept. of Soil Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. Sari. Iran.
3 department of Soil Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. Sari. Iran.
چکیده [English]

Abstract

Background and Objectives: Researchers are trying to reduce the harmful effects of chemical fertilizers and applying as possible in the soil to meet the nutritional needs of plants. The use of mineral amendments such as zeolite, is seen as a potential step towards achieving sustainable agriculture. The objective of this research was conducted with the aim of determine the impact of zeolite and enriched zeolite on rapeseed yield, component yields and concentration of some nutrients in soil and rapeseed seed in two soils with different textures.
Materials and Methods: This experiment was conducted as a split plot in pots conditions in three replicates in the research greenhouse of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University in 2022. In this experiment, the main factors include two types of soils (silty clay loam and sandy loam) and the secondary factors in twelve levels include the control (without zeolite and ammonium sulphate fertilizer), 108 and 153 mg kg-1 ammonium sulphate fertilizer, 2, 4 and 6 gr zeolite with 108 mg kg-1 ammonium sulphate, 2, 4 and 6 gr zeolite with 153 mg kg-1 ammonium sulphate and 2, 4 and 6 gr enriched zeolite were considered. The amount of ammonium sulfate fertilizer was determined according to the soil test and zeolite was enriched by ion saturation method. Data analysis was done in the Statistic software and the mean comparisons were made by LSD test.
Results: The results showed that the effects of the amendment treatments were significant on all studied traits except soil and seed phosphorus. the highest amount of grain yield (7.68 gr) was observed in silty clay loam soil and 6 gr zeolite with 153 mg kg-1 ammonium sulphate (T8). the highest percentage of oil seed (36.37%) was observed in blank and the lowest percentage of oil seed (34.51%) was abserved in 153 mg kg-1 ammonium sulphate (T2). The thousand seed weight (4.06 gr) and grain nitrogen (4.68 %) were significantly affected by 153 mg kg-1 ammonium sulphate (T2). The results also revealed that 6 gr zeolite with 153 mg. kg ammonium sulphate (T8) had the most affected on nitrogen and potassium in soil.
Conclusion: According to the results of the present study, the highest amount of grain yield was a result of interaction of silty clay loam texture and 6 gr zeolite with 153 mg kg-1 ammonium sulphate (T8). all studied traits in soil with silty clay loam texture are more than soil with sandy loam texture. The best results were obtained in 6 gr zeolite with 153 mg kg-1 ammonium sulphate (T8) and among the enriched zeolite treatments, application of 4 gr enriched zeolite with ammonium was the most effective treatment. It can be concluded that the combined use of zeolite and ammonium sulphate can be a suitable solution for improving rapeseed yield.
Keyword: ammonium sulphate, enriched zeolite, grain yield, nitrogen, rapeseed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ammonium sulphate
  • enriched zeolite
  • grain yield
  • nitrogen
  • rapeseed

مراجع

  1. Khaledian, P. (2021). The world of economics examines the oil industry: The opportunity to liberalize prices. World Economy Newspaper. Issue 5008. [In Persian]
  2. Ranjbar, H. A., Shojaa, M. R., Sameie, H., Piraste Anooshe, H., & Salar, M. R. (2016). Influence of planting method and density on yield, yield components and oil percentage of rapeseed in different tillage systems. Journal of Plant Ecophysiology, 7 (23), 95-103. 201001.1.20085958.1394.7.23.10. [In Persian]
  3. Hazrati, S., Khurizadeh, S., & Sadeghi, A. R. (2022). Application of zeolite improves water and nitrogen use efficiency while increasing essential oil yield and quality of Salvia officinalis under water-deficit stress. Saudi Journal of Biological Sciences, 29 (3), 1707-1716. org/10.1016/j.sjbs.2021.10.059
  4. Jarosz, R., Szerement, J., Gondek, K., & Mierzwa-Hersztek, M. (2022). The use of zeolites as an addition to fertilisers–A review. Catena, 213, 106125. 10.1016/j.catena.2022.106125
  5. Mihok, F., Macko, J., Oriňak, A., Oriňaková, R., Kovaľ, K., Sisáková, K., Petruš, O., & Kostecká, Z. (2020). Controlled nitrogen release fertilizer based on zeolite clinoptilolite: Study of preparation process and release properties using molecular dynamics. Current Research in Green and Sustainable Chemistry, 3, 100030. org/10.1016/j.crgsc.2020.100030.
  6. Collela, C., & Gualtieri, A. F. (2007). Cronstedt’s zeolite. Microporous and Mesoporous Materials, 105, 213-221. 10.1016/j.micromeso.2007.04.056.
  7. Latifah, O., Ahmed, O. H., & Majid, N. M. A. (2017). Enhancing nitrogen availability from urea using clinoptilolite zeolite. Geoderma, 306, 152-159. 10.1016/j.geoderma.2017.07.012
  8. Mottaghi, S., Mottaghi, L., Shiranirad, A., & Lotfifar, O. (2019). Study the efficiency of zeolite in reduce the effect of drought stress on agronomical traits and seed yield of rapeseed in Karaj region. Plant Ecology, 11 (36), 256-271.doi. 1001.1.20085958.1398.11.36.22.2. [In Persian]
  9. Pandit, V. B., Jeevan Rao, K., Rajeshwar Naik, M., & Vidya Sagar, G. E. (2020). Effect of Different Levels of Nitrogen and Zeolite on Soil Properties and Soil Fertility for Rice Cultivation. International Research Journal of Pure & Applied Chemistry, 21 (18), 1-9. 10.9734/irjpac/2020/v21i1830266.
  10. Ravali, C. H., Rao, K. J., Anjaiah, T., & Suresh, K. (2020). Influence of zeolite on nitrogen fractions, nitrogen use efficiency and nitrogen uptake of maize. International Research Journal of Pure and Applied Chemistry, 2, 297-307. 10.9734/irjpac/2020/v21i2330327.
  11. Mondal, M., Biswas, B., Garai, S., Sarkar, S., Banerjee, H., Bahamachari, K., Bandyopadhyay, P. K., Maitra, S., Brestic, M., Skalicky, M., Ondrisik, P., & Hossain, A. (2021). Zeolites Enhance Soil Health, Crop Productivity and Environmental Safety. Agronomy, 11, 448. 10.3390/agronomy11030448.
  12. Li, Y., Xia, G., Wu, Q., Chen, W., Lin, W., Zhang, Z., Chen, Y., Chen, T., Siddique, K., & Chi, D. (2022). Zeolite increase grain yield and potassium balance in paddy soil. Geoderma, 405, 115397. 10.1016/j.geoderma.2021.115397.
  13. Pelin Kocaturk-Schumacher, N., Zwart, K., Bruun, S., Jensen, L.S., Sorensen, H., & Brussaard, L. (2019). Recovery of nutrients from the liquid fraction of digestate: Use of enriched zeolite and biochar as nitrogen fertilizers. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 182, 187–195. 10.1002/jpln.201800271.
  14. Mehrab, N., Chorom, M., & Hojati, S. (2014). The effect of NH4+-Zeolite on growth characteristics of wheat and water use efficiency in two soil textures. Agricultural Engineering Journal, 37, 1-12. [In Persian]
  15. Hakimzadeh, M. A., Haghjoo, M., Moradi, G. H., & Esfandiari, M. (2022). Investigating the effect of different soil textures on morphological characteristics and the amount of essential oil of Lippia citriodora medicinal plant. Water and Soil Management and Modeling, 3 (1), 14-25. 10.22098/mmws.2022.10991.1095. [In Persian]
  16. Park, M., & Komarneni, S. (1998). Ammonium nitrate occlusion vs. nitrate ion exchange in natural zeolites. Soil Science Society of America Journal, 62, 1455-1459. 10.2136/sssaj1998.03615995006200050044x.
  17. Bremner, J. M., & Mulvaney, C. S. (1982). Nitrogen-total. P 595-624. In: H. Miller and D. R. Keeney (eds), Methods of Soil Analysis. Part 2, Chemical Analysis, American Society of Agronomy, Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin.
  18. Chapman, H. D., & Pratt F. P. (1961). Ammonium vandate-molybdate method for determination of phosphorus. Methods of analysis for soils, plants and water. California University, Agriculture Division, 309p.
  19. Olsen, S. R., & Sommers, L. E. (1982). Phosphorus. P 403–30, In: R. H. Miller and D. R. Keeney (eds), Methods of Soil Analysis, Part 2: Chemical and Microbiological Properties, American Society of Agronomy, Madison.
  20. Ferreti, G., Alberghini, M., Galamini, G., Medoro, V., Faccini, B., Balzan, S., & Coltorti, M. (2024). Exploring the combined effects of different nitrogen sources and chabazite zeolite-tuff on nitrogen dynamics in an acidic sandy-loam soil. Soil System, 8 (16), 1-18. 10.3390/soilsystems8010016.
  21. Jaberian, F., Mahmoudi, Sh., Abtahi, S. A., & Esfandiari, M. (2016). Effect of zeolite on distribution of different soil potassium pools in Vertisols of Fars province. Journal of Water and Soil Conservation, 23 (4), 295-308. 10.22069/jwfst.2016.9743.2404. [In Persian]
  22. Dastbaz, N., Ali Mohammadi, M., Karimi, A., & Salavati, S. (2023). Impact of zeolite and nitrogen application on nitrogen use efficiency, growth and yield of maize (Zea mays L.). Agricultural Engineering, 45 (4), 391-408. 10.22055/agen.2023.43010.1655. [In Persian]
  23. Ando, H. C., Mihara, K. I., Kakuda, I., & Wada, G. (1996). The fate of ammonium nitrogen applied to flooded rice as affected by zeolite application. Journal of Plant Nutrition, 42, 531-538.
  24. Heidarpour saremi, Z., Daneshvar, M., Akbarpour, O., & Aali, A. (2022). Effect of zeolite and mycorrhiza application on physiological yield, yield components of soybean and accumulation of lead under soil polluted with lead. Journal of Crop Ecophysiology, 16 (62), 217-240. 10.30495/JCEP.2022.1918977.1752. [In Persian]
  25. Ivanov, A., & Harizanova, A. (2022). The use of ammonium sulphate has an adjuvant effect on the productivity of oilseed rap (Brassica napus L.). Agronomy, 1, 379-385.
  26. Mirzapour, M. H., Khoshgoftarmanesh, A. H., Davoodi, M. H., & Koochebaghi, A. H. (2014). Effect of different amounts of nitrogen on growth and yield of two canola cultivars (Brassica napus ) in two saline soils. Iran. Journal of Soil Resource, 28 (1), 1-14. doi. 10.22092/ijsr.2019.120114. [In Persian]
  27. Panasiewicz, K., Faligowska, A., Szymanska, G., & Ratajczak, K. (2023). Optimizing the amount of nitrogen and seed inoculation to improve the quality and yield of soybean grown in the southeastern Baltic region. Agriculture, 13 (798), 1-11. 10.3390/agriculture13040798.
  28. Sibi, M., Mirzakhani, M., & Gomarian, M. (2011). Effect of water stress, taking zeolite and salicylic acid on yield and yield components of spring safflower. New Findings in Agriculture, 5, 275-290. [In Persian]
  29. Rabiee, M., Majidian, M., Alizadeh, M. R., & Kavoosi, M. (2020). Effect of tillage system, planting method and nitrogen fertilizer rate on agronomic charachteristics and seed yield of oilseed rape (Brassica napus L.) Dalgan in Guilan, Iran. Iranian Journal of Crop Science, 22 (4), 335-349. 20.1001.1.15625540.1399.22.4.4.7. [In Persian]
  30. Epie, K. E., Bauer, P. J., Stone, K. C., & Locke, A. (2023). Nitrogen fertilizer effects on soybean physiology, yield components, seed yield and protein content in the Southeastern United States. Journal of plant nutrition, 46 (3), 462-472. 10.1080/01904167.2022.2084106.
  31. Zubkova, T. N., Vinogradov, D. V., & Dubrovina, O. A. (2022). Effect of zeolite on the micro-morphological and biochemical features of the spring rapeseed. Sabrao Journal of Breeding and Genetics, 54 (1), 153- 164. 10.54910/sabrao2022.54.1.14.
  32. Affendi, J., Berd, I., Haryoko, W., Utama, Z. H., & Novia, P. (2023). The role of zeolite and NPK fertilizer on maize (Zea mays L.) growth in Inceptisol, Southern Solok district. Asian Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 9 (4), 95-103. 10.9734/ajsspn/2023/v9i4195.
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 15، شماره 3
مهر 1404
صفحه 139-154

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار