نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تاثیر تسهیل‌گرهای رشد بر ویژگیهای‌‌ رشد و عملکرد Lam. Onobrychis sativa به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه انجام شد. تسهیل‌گرهای رشد شامل نانوسیلیکات پتاسیم با غلظت‌های (0، 500 و 1000 میلی‌گرم بر لیتر)، سوپرجاذب بلورآب با غلظت‌های (0، 10 و 30 گرم در کیلوگرم)، ریزموجودات مفید با غلظت (صفر، یک و دو درصد) و کود دامی با سطوح (0، 100 و 200 گرم در کیلوگرم) بودند. به‌منظور بررسی تاثیر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات رشد O. sativa، در پایان دوره آزمایش، وزن ‌تر و خشک اندام هوایی و ریشه، طول ریشه، ارتفاع گیاه، حجم ریشه، حجم اندام هوایی، درصد استقرار، سطح برگ، سرعت فتوسنتز، شاخص کلروفیل، محتوی نسبی آب برگ، نشت الکترلیت و شاخص پایداری غشا اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار وزن خشک گیاه (89/27 گرم در گلدان)، طول ریشه (78/28 سانتی‌متر)، ارتفاع گیاه (70/70 سانتی‌متر)، حجم ریشه (10/7 سانتی‌مترمکعب)، حجم اندام هوایی (50/23 سانتی‌مترمکعب)، درصد استقرار (80/70 درصد)، سطح برگ (92/4359 سانتی‌متر‌مربع در گلدان)، سرعت فتوسنتز (19/14 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه) و شاخص کلروفیل SPAD (9/7) در تیمار کود دامی 200 گرم در کیلوگرم اتفاق افتاد. همچنین سایر تیمارها نیز اثر مطلوبی بر خصوصیات رشد و عملکرد گیاه O. sativa داشتند. بنابراین می‌توان از تیمارهای مذکور در برنامه‌های اصلاح و احیا مراتع و تبدیل دیمزارهای رهاشده و کم‌بازده به مراتع دست کاشت جهت تولید علوفه استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of some growth facilitators on the growth parameters Onobrychis sativa Lam. in greenhouse

نویسندگان [English]

  • mehdi moameri 1
  • Elham Alijafari 2
  • Ardavan Ghorbani 2

1 Natural resources, Faculty of Agricultural, University of Mohaghegh Ardabili

2 University of Mohaghegh Ardabili

چکیده [English]

This research was performed to investigate effect of growth facilitators on growth and functional characteristics of Onobrychis sativa Lam. in a factorial structure with a completely randomized design in greenhouse. Growth facilitators included potassium Nano‐silicate (0, 500 and 1000 mg/l), hydrogel of Boloorab (0, 10 and 30 g/kg), EM (0, 1 and 2%) and animal manure (0, 100 and 200 g/kg). At the end of growth, to investigate effect of growth facilitators on growth of O. sativa were measured fresh and dry weight of aerial organs and root, root length, plant height, volume root, aerial organs volume, establishment percentage, leaf area, photosynthesis rate, chlorophyll index, leaf relative water content, electrolyte leakage and curtain stability index. The results showed that the highest amount of dry weight (27.89 g/pot), root length (28.78 cm), plant height (70.70 cm), root volume (7.10 cm3), aerial organ volume (23.50 cm3), establishment percentage (70.80%), leaf area (4359.92 cm2/pot), photosynthesis rate (14.19 μmol/m2 s) and chlorophyll index (7.9) was observed in the treatment of animal manure 200 mg/kg. Other treatments also had desirable effects on growth and functional characteristics of O. sativa. Therefore, these treatments can be used in rangelands improvement and reclamation projects, and the conversion of abandoned dry farming lands and low-yield dry farming lands to pasturelands for the forage production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • plant growth
  • potassium Nano‐silicate
  • EM
  • animal manure
  • Boloorab

ارزیابی مولفه‌های رشد گونه Lam.Onobrychis sativa تحت تاثیر برخی تسهیل‌گرهایرشد در گلخانه

الهام علی‌جعفری1، مهدی معمری2* و اردوان قربانی1

1 ایران، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه منابع طبیعی

2 ایران، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی مشگین‌شهر، گروه علوم گیاهی

تاریخ دریافت: 24/8/97                تاریخ پذیرش: 28/11/97

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تاثیر تسهیل‌گرهای رشد بر ویژگیهای­­ رشد و عملکردLam.Onobrychis sativa به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه انجام شد. تسهیل‌گرهای رشد شامل نانوسیلیکات پتاسیم با غلظت‌های (0، 500 و 1000 میلی‌گرم بر لیتر)، سوپرجاذب بلورآب با غلظت­های (0، 10 و 30 گرم در کیلوگرم)، ریزموجودات مفید با غلظت (صفر، یک و دو درصد) و کود دامی با سطوح (0، 100 و 200 گرم در کیلوگرم) بودند. به‌منظور بررسی تاثیر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات رشد O. sativa، در پایان دوره آزمایش، وزن ­تر و خشک اندام هوایی و ریشه، طول ریشه، ارتفاع گیاه، حجم ریشه، حجم اندام هوایی، درصد استقرار، سطح برگ، سرعت فتوسنتز، شاخص کلروفیل، محتوی نسبی آب برگ، نشت الکترلیت و شاخص پایداری غشا اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار وزن خشک گیاه (89/27 گرم در گلدان)، طول ریشه (78/28 سانتی‌متر)، ارتفاع گیاه (70/70 سانتی‌متر)، حجم ریشه (10/7 سانتی‌مترمکعب)، حجم اندام هوایی (50/23 سانتی‌مترمکعب)، درصد استقرار (80/70 درصد)، سطح برگ (92/4359 سانتی‌متر‌مربع در گلدان)، سرعت فتوسنتز (19/14 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه) و شاخص کلروفیل SPAD (9/7) در تیمار کود دامی 200 گرم در کیلوگرم اتفاق افتاد. همچنین سایر تیمارها نیز اثر مطلوبی بر خصوصیات رشد و عملکرد گیاه O. sativaداشتند. بنابراین می‌توان از تیمارهای مذکور در برنامه‌های اصلاح و احیا مراتع و تبدیل دیمزارهای رهاشده و کم‌بازده به مراتع دست کاشت جهت تولید علوفه استفاده نمود.

واژه‌های کلیدی: رشد گیاه، نانوسیلیکات پتاسیم، ریزموجودات مفید، کود دامی، بلورآب

* نویسنده مسئول، تلفن: 09151895892، پست الکترونیکی: moameri@uma.ac.ir

مقدمه

 

اکوسیستم­های طبیعی به­عنوان بخشی از منابع طبیعی تجدید شونده، از جمله شاخص­های مهم در توسعه پایدار هر کشور به حساب می­آیند. مراتع از اجزاء اصلی و مهم این منابع به شمار می­روند. اصولا مراتع اکوسیستم­هایی پویا می­باشند و از آشفتگی‌های محیطی تاثیر می­پذیرند. متاسفانه به دلایل مختلف مانند بهره­برداری بی‌رویه و چرای مفرط دام، این منابع با ارزش در بسیاری از نقاط ایران، دچار تخریب و نابودی شده‌اند که عوارضی مانند کمبود علوفه مورد نیاز دام‌ها، بروز سیل­های ویران­گر، حرکت شن­های روان و گسترش بیابان­ها را به دنبال دارد (12). جلوگیری از تخریب بیش­تر این اکوسیستم­های با ارزش و تلاش در جهت احیاء آنها، بخش مهمی از فعالیت­های مرتعداری می‌باشد. این امر با انجام عملیات احیاء پوشش گیاهی به‌صورت تلفیقی از روش‌های بیولوژیکی و مکانیکی انجام می‌شود (3 و 12). احیای پوشش گیاهی از طریق کشت گونه­های سازگار، یکی از اقدامات مناسب مدیریتی به منظور جلوگیری از چنین نتایج نامطلوبی است (3). تنش خشکی، شوری، دماهای بالا و پایین در هنگام جوانه­زنی، سله بستن خاک و کشت بی­ موقع از جمله عواملی هستند که استقرار گیا­ه را محدود می‌کنند (25 و 36). که این امر در اکوسیستم‌های مرتعی و خشک نسبت به سایر اکوسیستم‌ها ممکن است حادتر باشد. بنابراین گام برداشتن در راستای کمک به استقرار اولیه گیاهان، می‌تواند موفقیت طرح‌های اصلاح مراتع را افزایش دهد. فناوری نانو به عنوان یک علم بین رشته­ای می­تواند طیف گسترده­ای از کاربردها در بخش­های اصلی کشاورزی و منابع طبیعی، از جمله افزایش تولید محصولات، کاهش میزان سموم و کود، افزایش رشد و استقرار گیاهان را بهبود بخشد. افزودن نانوذرات مانند نانوسیلیکات پتاسیم به محلول غذایی گیاهان به‌عنوان کود به­دلیل داشتن اثرهای بی‌نظیر مانند نفوذ سریع‌تر و راحت­تر به درون غشای سلولی، افزایش مقاومت بذور گیاهان در مقابل تنش­های محیطی، افزایش جوانه­زنی، افزایش فتوسنتز و عملکرد گیاهان نیز توجه زیادی را در بین تولیدکنندگان به خود جلب کرده است (18). در مطالعات مختلف به اثرات مثبت و منفی نانوذرات اشاره شده است. به‌عنوان مثال Yuvakkumar و همکاران (2011) در مطالعه خود به اثرات مثبت نانوسیلیکا بر خصوصیات رشد گیاه ذرت (Zea Mays L.) اشاره نمودند. همچنین Lu و همکاران (2015) بیان کردند که غلظت 5000 میلی‌گرم در لیتر نانوسیلیکا سبب بهبود خصوصیات رشد گوجه فرنگی (Lycopersicon esculentum) شد. Abbasi Khalaki و همکاران (2016) نیز به اثرات مثبت نانوذرات سیلیسیم و نانوذرات نقره بر خصوصیات جوانه‌زنی Thymus kotschyanus اشاره کردند. در ارتباط با اثرات منفی نانومواد نیز مطالعاتی انجام شده است. به‌عنوان مثال Kaundal و همکاران (2017) به اثرات منفی و سمیت نانوذرات بر روی میکروبها، گیاهان و حیوانات پرداختند. Sahu and Casciano (2014) به اثرات سمی نانوکربن‌ها بر خصوصیات جوانه‌زنی بذر، طول ریشه، تجمع نانومواد در بیومس و توسعه بافت‌های گیاهان اشاره کردند. همچنین کمالی و صادقی‌پور (1394) در مطالعه اثرات نانودی اکسید تیتانیوم بر جوانه‌زنی و رشد گونه‌های مرتعی Eurotia ceratoides ،Nitraria schoberi ، Halothamnus glaucus، Salsola rigida و Kochia prostrata، بیان کردند که این مواد در غلظت بالا (1500 میلی‌گرم بر لیتر) با ایجاد سمیت موجب کاهش جوانه­زنی و رشد گیاهچه گونه‌های مذکور شدند. Moameri و همکاران (2018) بیان کردند که کاربرد نانوسیلیسیم در محیط کشتStipa hohenackeriana  سبب کاهش خصوصیات رشد و عملکردی آن شد.

از جمله مواد دیگری که برای کمک به استقرار و رشد گیاهان، به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک کاربرد دارند و به‌عنوان تسهیل‌گر رشد عمل می‌کنند، هیدروژل‌ها هستند. هیدروژل‌ها چندین برابر حجم خود آب ذخیره می‌کنند و به آرامی به خاک پس داده و در اختیار ریشه گیاهان قرار می‌دهند. شهریاری و همکاران (1389) در بررسی اثرات کاربرد سوپرجاذب بر رشد و عملکرد Nitraria schoberi بیان کردند که سوپرجاذب سبب افزایش درصد استقرار و رشد گیاه شد و به اثرات مثبت سوپر جاذب در موفقیت برنامه‌های آبیاری اشاره کردند. Gilbert و همکاران (2014) نیز بیان کردند که هیدروژل حجم رطوبت خاک را در محیط کشت Cajanus cajan افزایش داد و سبب افزایش رشد گیاه شد. Klocke and Stein (2016) در بررسی تاثیر کمپوست و پلیمر هیدروژل بر روی پوشش گیاهی شیب‌های فرسایشی در مراتع دره مونتانا بیان کردند که کاربرد این تیمارها باعث کمترین مقدار مرگ و میر Cercocarpus ledifolius ، Juniperus scopulorum  و Purshia tridentata  شدند و رشد این گیاهان نیز افزایش یافت. Yousefian و همکاران (2018) در بررسی تاثیر هیدروژل سوپرجاب بر خصوصیات رشد Atriplex lentiformisو ویژگی‌های خاک بیان کردند که هیدروژل تاثیر مثبتی بر خصوصیات رشد گیاه آتریپلکس داشت و سبب بهبود ویژگی‌های خاک نیز شد.

از جمله تسهیل‌گرهای دیگر می‌توان به ریزموجودات مفید اشاره کرد. زمانی‌که ریزموجودات مفید (EM= Effective Microorganisms) همراه با خاک یا به‌صورت محلول­پاشی روی گیـاه اسـتفاده می­شوند، سبب گسترش جمعیت باکتری­های فتوسنتزی و تثبیت‌کننده نیتروژن شده و این پدیده سبب رشد بیشتر گیاه و عملکرد و کیفیت بالاتر از طریق افزایش سطح کارایی فتوسنتز و افزایش سطح تثبیت نیتروژن می‌گردد (33). Zydlik and Zydlik (2008) به اثرات مثبت کاربرد ریزموجودات مفید در خاک اشاره کردند و گزارش دادند که ریزموجودات مفید سبب افزایش حجم ریشه گیاهان می‌شوند. Javaid and Bajwa (2011) اثرات کاربرد ریزموجودات مفید را بر رشد، تولید محصول و مواد غذایی محیط کشت Trifolium alexanrium بررسی نمودند و بیان کردند که EM سبب افزایش نیتروژن، فسفر و پتاسیم در محیط کشت گیاه شد. Minaxi و ﻫﻤﮑﺎران (2013) نیز بیان کردند ﮐﻪ باکتری‌های مختلف حل‌کننده ﻓﺴﻔﺎت ﺗﻮاﻧﺴﺘﻨﺪ ﺑﻪﻃﻮر ﻣﺜﺒﺘﯽ ﺑﺎ ﻗﺎرچﻫﺎی ﻣﯿﮑﻮرﯾﺰی آرﺑﻮﺳﮑﻮﻻر ﺗﻌﺎﻣﻞ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ و اﯾﻦ ﺗﻌﺎﻣﻞ ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﯾﺶ رﺷﺪ و ﻋﻤﻠﮑﺮد ﮔﻨﺪم ﺷﺪ. Talaat و همکاران (2015) اثرات کاربرد ریزموجودات مفید را در بهبود عملکرد رشد، تغییر جذب مواد غذایی و کاهش تنش ناشی از شوری در Phaseolus vulgaris L. بررسی کردند و بیان کردند که EM این گیاه را در برابر شوری محافظ می‌کند و سبب بهبود رشد، قابلیت تولید و مقدار آب موجود در گیاه می‌شود.

کودهای آلی از جمله کود دامی نیز می‌توانند نقش مهمی در استقرار اولیه و رشد گیاهان داشته باشند. صمدیان ساربانقلی و همکاران (1390) با مطالعه ماندگاری و اثربخشی کودهای تلفیقی بر عملکرد گل محمدی (Rosa damascena)به این نتیجه رسیدند که تیمار کودی (ازت 80 و پتاسیم 80، فسفر40 کیلوگرم در هکتار و کود دامی 30 تن در هکتار) به عنوان مناسب­ترین تیمار کودی و با ماندگاری اثربخشی بعد از مصرف، بیشترین وزن تر گل را در 16 روز از دوره گلدهی به خود اختصاص داد. Abdel- Sabour and Abo- Seoud (1996) نیز بیان کردند که استفاده از کودهای آلی باعث تاثیر مثبت بر مقدار نیتروژن، افزایش رشد رویشی، عملکرد بذر و تجمع ماده خشک گیاهان می‌گردد. Sifola and Barbieri (2006) بیان کردند که کودهای آلی با فراهمی بیشتر عناصر به‌ویژه نیتروژن باعث افزایش طول برگ و سطح برگ ریحان شدند. Gulshan و همکاران (2013) اظهار کردند که تاثیر کود دامی بر خصوصیات رشد و توسعه گیاه  Abelmoschus esculentusقابل توجه بود. Hana و همکاران (2016) بیان کردند که کودهای آلی (شامل کود گاوی) مقدار pH خاک، غلظت نیتروژن، فسفر و کاتیون‌های اصلی خاک را افزایش می‌دهد. به طوریکه کاربرد آنها سبب بهبود خصوصیات رشد Liriodendron tulipifera شد و اثرات مثبتی نیز بر خصوصیات خاک محیط کشت این گیاه داشت. اسپرس علوفه‌ای (Onobrychis sativa Lam.) گیاهی چندساله از تیره Fabaceaeاست. این گیاه دارای ویژگی‌های مطلوبی مانند ارزش علوفه‌ای و خوشخوراکی بالا، مقاومت زیاد به سرمای شدید و یخبندان، مقاومت به خشکی و چرای دام، ریشه‌های عمیق و حفاظت آب و خاک، قابلیت کشت دیم در مناطق با بارندگی بیشتر از 300 میلی‌متر است و می‌توان از آن به‌عنوان گونه‌ای مناسب در احیای دیمزارهای رهاشده و اصلاح مراتع تخریب‌شده بهره جست (1). نسبت سطح برگ به وزن خشک برگ در اسپرس تقریباً نصف یونجه است. این نکته بیانگر سطح تبخیر کمتر از اسپرس با وزن خشک مساوی نسبت به یونجه بوده و صفت بسیار مناسبی برای مقابله با از دست دادن آب محسوب می‌شود. یکی دیگر از ویژگی­های مهم این گیاه عدم ریزش برگ­ها در زمان رسیدن کامل است، درنتیجه تلفات برگ در مرحله رسیدن گیاه، در اسپرس مشاهده نمی­شود (9).

بنابراین هدف این مطالعه بررسی اثر تسهیل‌گرهای رشد نانوسیلیکات پتاسیم، بلورآب، ریزموجودات مفید و کود دامی بر خصوصیات گونه مهم مرتعی Onobrychis sativa در محیط گلخانه بود. تا در صورت کسب نتایج مثبت بتوان در برنامه‌های اصلاح اکوسیستم‌های مرتعی و دیمزارهای رهاشده و احداث مراتع دست‌کاشت نیز از این مواد استفاده نمود و به امر استقرار این گیاه کمک نمود.

مواد و روشها

گونه مورد مطالعه: بذر اسپرس در زمان رسیدگی کامل از شهرستان سرعین استان اردبیل از مزارع علوفه‌کاری شده جمع‌آوری شد. بذرها در موقعیت جغرافیایی ´08°38 شمالی و ´59 °47 شرقی و ارتفاع 1920 متری از سطح دریا جمع‌آوری شدند. سپس خالص­‌سازی فیزیکی انجام شد و بقایای گیاهی، بذرهای پوک، معیوب و خار و خاشاک از بذرها تفکیک شد.

این پژوهش در سال 1396 به‌­منظور بررسی اثرات مواد تسهیل‌گر بر رشد گونه Onobrychis sativa  در شرایط گلخانه‌ای در دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی واقع در استان اردبیل اجراء شد. گلخانه دارای شرایط استاندارد بوده و دمای محیط آن در روز C° 5 ± 25 و در شب C° 5 ± 17 بود. همچنین رطوبت نسبی فضای گلخانه 50 درصد و جهت آن شمالی-جنوبی بود. به‌منظور خاک مورد نیاز برای کشت گلخانه‌ای از عرصه طبیعی مراتع حوزه آبخیز بالخلوچای اردبیل جمع‌آوری شد. برای انجام این کار از پنج نقطه مختلف نمونه‌های خاک از عمق ریشه‌دوانی (cm0-30) (به‌دلیل اینکه بیشتر فعالیت‌های حیاتی خاک در این عمق انجام می‌شود) برداشت شد. به­منظور خارج کردن سنگ و سنگریزه و بقایای ریشه‌های گیاهی، خاک از الک دو میلی­متری عبور داده شد. برخی از خصوصیات خاک در جدول (1) ارائه شده است. گلدان‌های 4 کیلوگرمی به تعداد لازم تهیه شدند.


جدول 1- برخی از خصوصیات خاک مورد مطالعه

ویژگی

رس (%)

سیلت (%)

شن (%)

وزن مخصوص ظاهری (g/cm3)

EC (ds/m)

pH

ماده آلی (%)

نیتروژن (%)

فسفر (mg/kg)

مقدار

25

20

55

21/1

5/0

8/7

89/0

1/0

30

 


نانوسیلیکات پتاسیم از شرکت سیگما الدریچ تهیه شد (شکل 1). ماده EM از شرکت امکان‌پذیر پارس تهیه شد. EM از آب، ملاس قند، آلوئه­ورا، باکتری­های فتوسنتزه، باکتری‌های اسید لاکتیک و مخمر تشکیل شده است. تعداد میکروارگانیسم­های موثر در ترکیب 120 عدد در سانتی‌متر مکعب بود. سوپرجاذب بلورآب از شرکت بلورآب شیروان تهیه شد. بلورآب داری ظاهری قهوه‌ای روشن، بدون بو و سمیت، مقدار رطوب کمتر از 5 درصد، اندازه ذرات بین 20 تا 400 میکرومتر و pH 6-7 بود. کود دامی نیز از مزرعه دامپروی دانشگاه محقق اردبیلی تهیه شد. این کود کاملا پوسیده بود و دارای pH برابر 8/6، هدایت الکتریکی 1/6 دسی‌زیمنس بر متر، پتاسیم 1/1 درصد، فسفر 09/0 درصد، نیتروژن کل 57/0 درصد و ماده آلی 21 درصد بود.

 

 

شکل 1- تصویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) نانوسیلیکات پتاسیم

روش کار: این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار انجام شد. تیمارها شامل نانوسیلیکات پتاسیم در غلظت‌های (0، 500 و 1000 میلی‌گرم بر لیتر)، سوپرجاذب بلورآب با غلظت­های (0، 10 و 30 گرم)، ریزموجودات مفید (EM) با غلظت (صفر، یک و دو درصد) و کود دامی با سطوح (0، 100 و 200 گرم در کیلوگرم) بودند.

برای اعمال تیمارها، مواد تسهیل‌گر بلورآب و کود دامی در قبل از کشت در سه سطح مورد نظر با خاک مخلوط شده و بر اساس طرح آزمایشی به گلدان­ها افزوده شدند. در هر تیمار، سطح صفر درصد به‌عنوان شاهد در نظر گرفته شد. سپس بذر گونه­ها در عمق حدود یک سانتی­متری سطح خاک کشت شدند. همچنین در مورد تیمارهای نانوسیلیکات پتاسیم و EM، خاک بدون تیمار به گلدان‌ها اضافه شد و بذرها کشت شدند. بعد از اینکه بذرها جوانه زدند و گیاه­ 4 برگی شد، محلول نانوسیلیکات پتاسیم در غلظت‌های 500 و 1000 میلی­گرم در لیتر به گلدان‌ها اضافه شد. این عمل تا پایان دوره آزمایش دوبار و با فاصله ده روز انجام شد. همچنین محلول EM با غلظت‌های 1 و 2 درصد به گلدان­ها اضافه شد، این عمل تا پایان رشد سه بار با فاصله ده روز تکرار شد.

در پایان دوره رشد گیاه (بعد از 7 ماه)، وزن ­تر و خشک اندام هوایی، وزن­ تر و خشک ریشه، طول ریشه، ارتفاع نهال، حجم ریشه، حجم اندام هوایی، درصد استقرار، سطح برگ، شاخص کلروفیل، نشت الکترولیت (Electrolyte leakage)، شاخص پایداری غشا و محتوی نسبی آب برگ، اندازه‌گیری شد. وزن تر و خشک گیاه با استفاده از ترازوی دیجیتال دقیق (001/0) تعیین شد. طول ریشه، ارتفاع گیاه و حجم گیاه با استفاده از خط‌کش دقیق اندازه‌گیری شدند. حجم ریشه از روی جابجا شدن آن پس از غوطه­ور ساختن ریشه­ها در آب توسط یک استوانه مدرج 500 سی‌سی اندازه­گیری شد. درصد استقرار بر اساس شمارش پایه‌های مستقر شده محاسبه شد. برای اندازه‌گیری سطح برگ از دستگاه سطح سنج برگ پرتابل مدل AM350 کمپانی ADC انگلستان استفاده شد. برای قرائت شاخص کلروفیل برگ از کلروفیل‌سنج مدل SPAD استفاده شد.

برای ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﺤﺘﻮای ﻧﺴﺒﻲ آب ﺑﺮگ (Relative Water Content (RWC))، به‌طور تصادفی 5 برگ‌ تازه گیاه انتخاب و وزن شدند (FW) و در آب مقطر در محل تاریک در دمای چهار درجه سانتی‌گراد قرار داده شدند و پس از 24 ساعت دوباره وزن شد (TW) و سپس وزن خشک این برگ‌ها پس از قرار دادن در آون با دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت اندازه‌گیری شد (DW) (25).

RWC%=                   رابطه (1)         

:FW وزن برگ تازه؛  :DW وزن خشک برگ بعد از قرار دادن در آون؛ :SD وزن اشباع برگ (آماس شده) بعد از قرار دادن در آب مقطر

برای اندازه­گیری میزان نشت الکترولیت 5 نمونه برگ طوقه از گیاه مربوط به هر تیمار انتخاب و به طور جداگانه در فالکون 20 میلی­لیتری حاوی آب مقطر قرار داده و در آزمایشگاه نگهداری ­شدند. پس از گذشت 24 ساعت هدایت الکتریکی هر نمونه با استفاده از دستگاه EC متر اندازه­گیری شد (EC1). به منظور اندازه­گیری میزان کل الکترولیت­ها در اثر مرگ سلول، فالکون­ها در اتوکلاو با دمای 120 درجه سانتی­گراد به مدت 40 دقیقه حرارت داده شدند و بعد از آن نمونه­ها مجدداً به شرایط آزمایشگاهی منتقل شده و هدایت الکتریکی آن­ها ثبت شد (EC2). سپس درصد نشت الکترولیت­ها از رابطه (2) محاسبه شد. همچنین شاخص پایداری غشاء (Curtain Stability Index) از طریق اندازه‌گیری میزان نشت الکترولیت‌های برگ ارزیابی شد (رابطه 3) (29).

EL% = [ EC1/EC2] ×100                                  رابطه (2)

CSI% = [1- (EC1/EC2)] ×100                          رابطه (3)

تجزیه و تحلیل آماری: به‌منظور تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها از نرم‌افزارهای  SPSSنسخه 22 استفاده شد. در ابتدا نرمال بون داده‌ها با استفاده از آزمون کولموگروف-اسمیرنوف انجام شد. برای بررسی اثر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات فیزیولوژیک، مورفولوژیک و عملکردی O. sativa از آزمون تجزیه واریانس یک طرفه و برای مقایسه میانگین­ها از آزمون چند دامنه­ای دانکن استفاده شد.

نتایج

تاثیر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات مورفولوژیک و عملکردی  O. sativa: نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمارهای مورد بررسی  بر ارتفاع گیاه، درصد استقرار، حجم گیاه، وزن­ تر و خشک گیاه اسپرس در سطح احتمال یک درصد معنی­دار شد. در حالی که اثر این تیمارها بر وزن تر و خشک ریشه، سطح برگ، طول ریشه و حجم ریشه معنی‌دار نشد (جدول 2).

 

جدول 2- نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای مورد بررسی بر خصوصیات رشد O. sativa

متغیر

منابع تغییرات

درجه آزادی

میانگین مربعات

F

وزن تر اندام‌های هوایی گیاه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

84/ 2657

**63/4

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

47/ 573

 

وزن خشک اندام‌های هوایی گیاه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

24/59

88/2**

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

53/20

 

وزن تر ریشه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

85/26

ns 876/1

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

31/14

 

وزن خشک ریشه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

76/144

ns 239/1

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

80/116

 

طول ریشه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

00/26

ns 00/1

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

00/20

 

ارتفاع گیاه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

00/454

**02/3

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

00/150

 

حجم ریشه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

00/45

ns 00/0

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

00/49

 

حجم اندام‌های هوایی گیاه

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

18/548418

00/3**

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

24/17598

 

درصد استقرار

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

00/340

**00/4

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

00/82

 

سطح برگ

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

87/1516

ns 00/1

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

63/972

 

**: معنی­داری در سطح 1 درصد، *: معنی­داری در سطح 5 درصد، ns: عدم وجود اختلاف معنی‌دار

 

نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر تیمارهای مورد بررسی بر خصوصیات مورفولوژیک و عملکردی گیاه اسپرس در جدول (3) ارائه شده است. تأثیر تیمارها بر وزن ­تر گیاه اسپرس در تیمارEM  2 درصد بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد و تفاوت معنی‌داری با سایر تیمارها داشت. بیشترین مقدار وزن خشک گیاه، طول ریشه، ارتفاع گیاه، حجم ریشه، حجم اندام هوایی، درصد استقرار و سطح برگ در تیمار کود دامی 200 گرم در کیلوگرم اتفاق افتاد. تیمار بلورآب 30 گرم در کیلوگرم، بیشترین تاثیر را بر مقدار وزن تر و خشک ریشه و حجم اندام هوایی داشت. قابل ذکر است که علاوه بر آنکه بعضی تیمارها باعث بیشترین تاثیر بر خصوصیات رشد گیاه شدند، تاثیر تیمارهای دیگر مانند بلورآب 30 گرم در کیلوگرم، نانوسیلیکات 1000 میلی‌گرم بر کیلوگرم، EM دو درصد و ... بر خصوصیات رشد گیاه قابل توجه بوده است و در بیشتر موارد این تاثیر از شاهد بیشتر بوده است.

 

جدول 3- نتایج مقایسه میانگین اثر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات رشد با استفاده از آزمون دانکن

تیمار

وزن تر گیاه (g/pot)

وزن خشک گیاه  (g/pot)

وزن تر ریشه (g/pot)

وزن خشک ریشه (g/pot)

طول ریشه (cm)

شاهد

c50/13±66/83

c70/97±5/13

ab70/20±3/32

ab08/20±8/13

ab17/20±7/23

بلورآب (g/kg)

10

bc70/21±8/97

ab50/20±14/24

b70/70±03/29

b60/20±5/10

b00/20±2/21

30

c60/13±3/85

c24/24±0/20

a20/70±6/47

a40/60±8/16

ab00/40±2/27

نانوسیلیکات پتاسیم (mg/kg)

500

ab65/40±6/125

abc70/10±77/20

b30/10±5/32

ab60/55±2/10

ab90/20±5/26

1000

a08/16±28/144

abc70/98±7/20

ab90/60±6/39

ab20/20±37/14

ab70/20±5/25

EM (%)

1

ab02/40±7/125

abc90/20±7/20

b10/50±2/29

b40/10±8/8

ab70/30±5/24

 

2

a80/80±4/156

bc50/10±4/19

ab50/40±05/34

ab20/10±6/11

ab80/20±5/23

کود دامی

100

bc70/70±69/101

ab80/40±7/24

b05/50±58/32

ab70/10±8/9

ab80/64±6/28

200

a60/30±8/154

a80/89±0/27

ab30/40±5/39

ab60/75±5/11

ab80/78±7/28

ادامه

 

 

 

 

 

متغیرها

 

ارتفاع گیاه (cm)

حجم ریشه (cm3/pot)

حجم اندام هوایی(cm3/pot)

درصد استقرار

سطح برگ(cm2/pot)

شاهد

 

c80/21±7/39

bcd80/50±2/5

a00/30±2/23

bc90/60±16/49

ab06/37±5/2901

بلورآب (g/kg)

30

bc21/10±8/49

abcd90/40±2/5

a70/40±7/20

ab00/80±3/60

ab16/62±25/3851

500

ab40/90±7/62

a09/10±1/7

a10/10±4/20

ab90/30±6/61

ab16/62±25/3851

نانوسیلیکات پتاسیم (mg/kg)

1000

bc01/30±4/44

abc30/50±2/6

b10/30±1/15

ab09/20±16/59

ab13/37±75/3375

1

c60/20±5/42

bcd30/20±4/5

a20/10±2/16

c15/30±16/44

b25/17±25/2600

EM (%)

2

abc40/50±5/58

abcd60/70±1/5

a70/30±7/23

bc40/30±13/48

ab60/27±75/3020

100

c00/80±2/41

d20/10±8/4

b70/10±7/15

bc09/20±16/49

ab60/10±25/2975

کود دامی (گرم در کیلوگرم)

200

bc00/90±2/49

dc40/20±1/4

a70/30±25/21

a90/10±5/66

ab58/27±75/4149

30

a00/70±6/70

a08/10±1/7

a60/50±5/23

a40/80±83/70

ab83/92±25/4359

                     

حروف مشترک در هر ستون نشان‌‌دهنده عدم وجود اختلاف معنی‌دار بین تیمارها هستند.


تاثیر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات فیزیولوژیک  O. sativa: نتایج حاصل از تجزیه واریانس اثر تیمارهای نانوسیلیکات پتاسیم، سوپرآب، EM و کود دامی بر درصد نشت الکترولیت، شاخص پایداری غشاء و محتوی آب نسبی برگ­ها معنی­دار شد. در حالی‌که تیمارها بر مقدار شاخص کلروفیل برگ اثر معنی‌داری نداشتند (جدول 4).


جدول 4- نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای مورد بررسی بر خصوصیات فیزیولوژیک  O. sativa

متغیر

منابع تغییرات

درجه آزادی

میانگین مربعات

F

سرعت فتوسنتز (میکرومول بر متر مربع بر ثانیه)

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

94/14

**00/8

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

13/15

 

شاخص کلروفیل

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

49/3

ns00/7

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

99/4

 

نشت الکتریکی(%)

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

78/125

*12/1

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

40/111

 

شاخص ­پایداری ­غشا(%)

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

70/167

* 51/1

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

04/111

 

محتوی آب نسبی برگ(%)

بین گروه‌ها (اثر تیمار)

8

56/132

*16/1

درون گروه‌ها (اثر خطا)

27

01/114

 

**: معنی­داری در سطح 1 درصد، *: معنی­داری در سطح 5 درصد، ns: عدم وجود اختلاف معنی‌دار

 

نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر تیمارهای مورد بررسی بر خصوصیات فیزیولوژیک در جدول (5) ارائه شده است. بیشترین مقدار سرعت فتوسنتز (19/14 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه) در تیمار کود دامی 200 گرم در کیلوگرم مشاهده شد و اختلاف معنی‌داری با شاهد داشت. با اینکه از نظر آماری اختلاف معنی‌داری بین شاخص کلروفیل در تیمارهای مختلف مشاهده نشد، ولی بیشترین مقدار شاخص کلروفیل (90/7) در تیمار کود دامی 200 گرم در کیلوگرم مشاهده شد و حدود 5/2 واحد بیشتر از کمترین مقدار آن در تیمار شاهد بود. بیشترین مقدار نشت الکترولیت (60/61 درصد) در تیمار نانوسیلیکات پتاسیم 1000 میلی‌گرم در لیتر و کمترین مقدار آن در تیمار شاهد (10/45 درصد) مشاهده شد. همچنین، بیشترین (65/64 درصد) و کمترین (75/45 درصد) مقدار شاخص پایداری غشا به‌ترتیب در تیمار نانوسیلیکات پتاسیم 1000 میلی‌گرم در لیتر و شاهد اتفاق افتاد. نهایتا، بیشترین (75/57 درصد) و کمترین (85/40 درصد) مقدار محتوی نسبی آب برگ به‌ترتیب در تیمار بلورآب 30 گرم در کیلوگرم و شاهد مشاهده شد.

 

جدول 5- نتایج مقایسه میانگین اثر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات رشد با استفاده از آزمون دانکن

تیمار

سرعت فتوسنتز (میکرومول بر متر مربع بر ثانیه)

شاخص کلروفیل

نشت الکترولیت (%)

شاخص ­پایداری­ غشا (%)

محتوی آب نسبی برگ (%)

شاهد

c02/±1  17/4

a85/±1  37/5

b22/9 ± 10/45

b82/±4  75/45

b36/±2  85/40

بلورآب (گرم در کیلوگرم)

10

b16/±2  47/8

a62/±0  87/5

b34/2 ± 20/50

ab28/±8  78/56

ab76/±7  82/53

30

ab72/±1  43/10

a23/±1  40/6

ab62/5 ± 50/55

ab03/±5  55/56

a30/±8  75/57

نانوسیلیکات پتاسیم (میلی‌گرم در لیتر)

500

b62/±1  18/7

a81/±0 80/5

b21/3 ± 30/50

b68/±536/51

b42/±3  89/42

1000

a38/±2  67/12

a24/±1  25/6

a84/±6 60/61

a09/±7 65/64

b74/±4  43/42

ریزموجودات مفید (%)

1

bc90/±1  32/6

a49/±1  32/6

b99/6 ± 14/48

ab79/±2  86/56

b96/±4  75/44

2

bc23/±1  87/6

a39/±1  15/6

ab82/4 ± 25/54

b82/±3  59/46

b41/±3  40/48

کود دامی (گرم در کیلوگرم)

100

a43/±2  87/12

a77/±2  45/7

b72/1 ± 14/50

ab41/±4  85/54

b 76/±5  67/47

200

a52/±3  19/14

a61/±3  90/7

a92/±8 00/61

a79/±2  99/62

b 22/±4  17/52

حروف مشترک در هر ستون نشان‌‌دهنده عدم وجود اختلاف معنی‌دار بین تیمارها هستند.

 

بحث و نتیجه‌گیری

نتایج مقایسه میانگین اثر تیمارهای مورد مطالعه بر خصوصیات عملکردی و رشد گیاه اسپرس علوفه‌ای نشان داد که بیشترین مقدار وزن خشک گیاه (89/27 گرم در گلدان)، طول ریشه (78/27 سانتی‌متر)، ارتفاع گیاه (70/70 سانتی‌متر)، حجم ریشه (70/70 سانتی‌مترمکعب)، حجم اندام هوایی (50/23 سانتی‌مترمکعب)، درصد استقرار (80/70 درصد) و سطح برگ (92/4359 سانتی‌متر‌مربع در گلدان)، سرعت فتوسنتز (19/14 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه) و شاخص کلروفیل (9/7) در تیمار کود دامی 200 گرم در کیلوگرم اتفاق افتاد. بنابراین نتایج نشان‌دهنده تاثیر معنی‌دار کود دامی بر خصوصیات رشد و عملکردی و فیزیولوژیک گیاه O. sativa است. به‌نظر می‌رسد که کود دامی به دلیل تاثیر بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، جذب و نگهداری آب در خاک و همچنین فراهم کردن مواد غذایی مختلف و مواد آلی مورد نیاز گیاه اثرات مثبتی بر خصوصیات رشد گیاه داشته است. همچنین کود دامی سبب افزایش ﺧﻠﻞ و ﻓﺮج ﺧﺎک شده که خود رشد و ﮔﺴﺘﺮش ﺑﯿﺸﺘﺮ رﯾﺸﻪ ﮔﯿﺎﻫﺎن در ﺧﺎک را به‌دنبال دارد و ﺟﺬب آب و ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻏﺬاﯾﯽ در ﮔﯿﺎه را ﺑﻬﺒﻮد ﻣﯽﺑﺨﺸﺪ و ﺑﺮ اﺛﺮ ﺗﻐﺬﯾﻪ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﮔﯿﺎه، رﺷﺪ و ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ آن اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﮐﻤﯽ و ﮐﯿﻔﯽ ﮔﯿﺎه را بالا می‌برد. افزایش سطح برگ و تاج پوشش گیاه سبب افزایش مقدار شاخص کلروفیل و در نتیجه افزایش فتوسنتز می‌شود. در این ارتباط Sifola and Barbieri (2006) بیان کردند که کودهای آلی با فراهمی بیشتر عناصر به‌ویژه نیتروژن باعث افزایش طول برگ و سطح برگ ریحان شدند. همچنین بیان کردند که کودهای دامی بهترین جایگزین کودهای شیمیایی بوده و می‌توانند اثرات قابل‌توجهی در بهبود ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک داشته باشند. Abdel- Sabour and Abo- Seoud (1996) نیز بیان کردند که استفاده از کودهای آلی باعث تاثیر مثبت بر مقدار نیتروژن، افزایش رشد رویشی، عملکرد بذر و تجمع ماده خشک گیاهان می‌گردد. Gulshan و همکاران (2013) اظهار کردند که تاثیر کود دامی بر روی خصوصیات رشد و توسعه گیاه  Abelmoschus esculentusقابل توجه بود و اعمال این تیمار سبب افزایش تعداد برگ، سطح برگ و سایر خصوصیات رشد و عملکرد گیاه شد. Hana و همکاران (2016) بیان کردند که کودهای آلی (شامل کود گاوی) مقدار pH خاک، غلظت نیتروژن، فسفر و کاتیون‌های اصلی خاک را افزایش می‌دهد. به طوریکه کاربرد کودهای آلی سبب بهبود وزن خشک برگ و ساقه، ارتفاع نهال و قطر ریشه گیاه Liriodendron tulipifera شد و علاوه بر بهبود مولفه‌های رشد این گیاه، سبب بهبود خصوصیات خاک محیط کشت این گیاه نیز شد. همچنین یکی از دلایل دیگری که کاربرد کود دامی در محیط کشت گیاه اسپرس علوفه‌ای، سبب بهبود خصوصیات رشد و عملکرد گیاه و خاک بستر کشت شده است، احتمالا ناشی از حضور میکروارگانیسم‌های موجود در کود دامی است. در این ارتباط Zanine and Ferreira (2015) بیان کردند عصاره حاصل از کود گاوی و کود خوک، حاوی باکتری‌های زنده و غیرزنده مفیدی است که شامل مقدار قابل توجهی نیتروژن است و می‌تواند اثرات مثبت قابل‌توجهی بر تولید گیاهان و از جمله تولید گیاهان علوفه‌ای داشته باشد.

به‌علاوه نتایج نشان داد که تیمار بلورآب 30 گرم در کیلوگرم، بیشترین تاثیر را بر مقدار وزن تر و خشک ریشه و حجم اندام هوایی اسپرس علوفه‌ای داشت. نکته قابل توجه آن است که هر دو سطح تیمار بلورآب اثر معنی‌داری بر اکثر خصوصیات مورد بررسی گیاه اسپرس داشته و اختلاف معنی‌داری با شاهد داشتند. احتمالا دلیل این امر، افزایش ظرفیت نگهداری آب برای مدت طولانی در خاک، کاهش شستشوی مواد غذایی و هوادهی بهتر خاک است. در این ارتباط Yousefian و همکاران (2018) بیان کردند که هیدروژل تاثیر معنی‌داری بر ارتفاع گیاه و قطر بزرگ و کوچک تاج پوشش Atriplex lentiformisداشت. همچنین هیدروژل اثر معنی‌داری بر EC، pH، ظرفیت زراعی خاک، آب قابل دسترس، وزن مخصوص، خلل و فرج و مقدار پتاسیم خاک داشت. شهریاری و همکاران (1389) بیان کردند که سوپرجاذب سبب افزایش تعداد پایه مستقرشده، ارتفاع بوته، طول ریشه و وزن تر و خشک گیاه Nitraria schoberi در محیط گلخانه شد. همچنین ایشان بیان کردند که مصرف پلیمر در خاک می‌تواند با افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت باعث موفقیت برنامه‌های آبیاری در مناطق خشک و نیمه‌خشک شود. بیکی و همکاران (1396) نیز گزارش دادند که پلیمر سوپرجاذب استاکوزورب 2/0 درصد در خاک محیط کشت ریحان، باعث افزایش خصوصیات رشد گیاه شده و همچنین با بهبود بازدهی آب مصرفی تا حدود 60 درصد، سبب کاهش شدت تنش خشکی در محیط کشت گیاه شد. Klocke and Stein (2016) در بررسی تاثیر کمپوست و پلیمر هیدروژل بر روی پوشش گیاهی شیب‌های فرسایشی در مراتع دره مونتانا بیان کردند که کاربرد این تیمارها باعث کمترین مقدار مرگ و میر گیاهان Cercocarpus ledifolius ،  Juniperus scopulorum و Purshia tridentata  شدند و رشد این گیاهان نیز افزایش یافت. Gilbert و همکاران (2014) نیز بیان کردند که هیدروژل حجم رطوبت خاک را در محیط کشت Cajanus cajan افزایش داد و سبب افزایش رشد گیاه شد. همچنین هیدروژل می‌تواند در مناطق نیمه‌خشک به‌منظور بهبود بقا و رشد نهال‌ها استفاده شود. 

به‌علاوه نتایج نشان داد که نانوسیلیکات پتاسیم نیز تاثیر مثبتی بر خصوصیات رشد گیاه اسپرس علوفه‌ای داشت. افزودن نانوذرات مختلف مانند نانوسیلیکات پتاسیم به محلول غذایی گیاهان به‌عنوان کود باعث نفوذ سریع‌تر و راحت­تر به درون غشای سلولی، افزایش مقاومت بذور گیاهان در مقابل تنش­های محیطی، افزایش جوانه­زنی، افزایش فتوسنتز و عملکرد گیاهان می‌گردد. در این ارتباط Yuvakkumar و همکاران (2011) بیان کردند که نانوسیلیکا باعث افزایش ارتفاع ساقه، عرض ساقه، تعداد برگ و مقدار سیلیسیم در گیاه ذرت (Zea Mays L.) شد. Lu و همکاران (2015) بیان کردند که غلظت 5000 میلی‌گرم در لیتر نانوسیلیکا سبب افزایش درصد جوانه‌زنی، شاخص جوانه‌زنی، شاخص ویگوریته و میانگین طول ساقه‌چه گوجه فرنگی (Lycopersicon esculentum) شد. Abbasi Khalaki و همکاران (2016) بیان کردند که نانوذرات سیلیس و نانوذرات نقره در دو غلظت 20 و 60 درصد، باعث بهبود جوانه‌زنی گیاه Thymus kotschyanus شدند. Moameri و همکاران (1397) نیز به اثرات مثبت نانوسیلیکات پتاسیم و نانوتیتانیوم بر روی خصوصیات رشد Onobrychis sativa در محیط آزمایشگاه اشاره کردند. نکته قابل توجه آن است که در برخی موارد کاربرد غلظت‌ بالاتر نانوسیلیکات پتاسیم (1000 میلی‌گرم در کیلوگرم) باعث کاهش برخی از خصوصیات رشد و عملکرد گیاه (مانند ارتفاع گیاه، حجم گیاه، درصد استقرار و سطح برگ) شده است. به نظر می‌رسد یکی از دلایل این امر، ممکن است ایجاد سمیت ناشی از غلظت بالای نانو باشد که اثر منفی بر رشد گیاه داشته است. بنابراین به نظر می‌رسد نانوذرات علاوه بر اثرات مثبتی که بر روی گیاهان دارند، ممکن است در غلظت‌های بالاتر برخی از مواد نانو سبب کاهش رشد و عملکرد گیاهان شوند. بنابراین لازم است در کاربرد مواد نانو در راستای بهبود رشد گیاهان، به آستانه‌های این مواد توجه کافی شود. در این ارتباط کمالی و صادقی‌پور (1394) در مطالعه تاثیر اثرات نانودی اکسید تیتانیوم بر جوانه‌زنی و رشد گونه‌های مرتعی Eurotia ceratoides ،Nitraria schoberi ، Halothamnus glaucus، Salsola rigida و Kochia prostrata، بیان کردند که در اکثر این گیاهان، غلظت‌های پایین نانودی‌اکسیدتیتانیوم تاثیر معنی‌داری بر جوانه­زنی و رشد گیاهچه نداشت، ولی در غلظت بالا (1500 میلی‌گرم بر لیتر) با ایجاد سمیت موجب کاهش جوانه­زنی و رشد گیاهچه شد. بنابراین در کاربرد نانوذرات، توجه به میزان مصرفی که هم موثر باشد و هم سمیت ایجاد نکند بسیار حائز اهمیت است. در مطالعه‌ای دیگر کمالی و همکاران (1396) بیان کردند که غلظت بالای نانواکسیدآهن سبب کاهش درصد جوانه‌زنی و رشد گیاهچه دو گونه  Agropyron desertorum وAgropyron elongatum  شد. Moameri و همکاران (2018) نیز بیان کردند که کاربرد نانوسیلیسیم در محیط کشتStipa hohenackeriana  سبب کاهش خصوصیات رشد و عملکردی آن شد. به‌علاوه Moameri and Abbasi Khalaki (2017) بیان کردند که استفاده از نانوسیلیسم باعث کاهش وزن خشک و تر و همچنین ارتفاع ریشه و اندام‌های هوایی گیاه Secale mountanum شد.

نتایج نشان داد که کاربرد EM نیز در بهبود بسیاری از خصوصیات رشد و عملکرد گیاه اسپرس علوفه‌ای تاثیر معنی‌داری داشت. این امر ممکن است ناشی از افزایش برخی هورمون­های محرک رشد به ویژه انواع اکسین، جیبرلین، و سیتوکینین باشد و در نهایت رشد گیاهان افزایش خواهد یافت (30). در این ارتباط Zydlik and Zydlik (2008) بیان کردند که کاربرد ریزموجودات مفید در خاک سبب افزایش ماده آلی خاک شده و در نتیجه باعث افزایش حجم سیستم ریشه گیاهان و در نتیجه افزایش جذب مواد غذایی و رشد گیاهان می‌شود. Minaxi و ﻫﻤﮑﺎران (2013) نیز بیان کردند ﮐﻪ باکتری‌های مختلف حل‌کننده ﻓﺴﻔﺎت ﺗﻮاﻧﺴﺘﻨﺪ ﺑﻪﻃﻮر ﻣﺜﺒﺘﯽ ﺑﺎ ﻗﺎرچﻫﺎی ﻣﯿﮑﻮرﯾﺰی آرﺑﻮﺳﮑﻮﻻر ﺗﻌﺎﻣﻞ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ و اﯾﻦ ﺗﻌﺎﻣﻞ ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﯾﺶ رﺷﺪ و ﻋﻤﻠﮑﺮد ﮔﻨﺪم ﺷﺪ. همچنین Olle and Williams (2013) بیان کردند که EM سبب کاهش تاثیر آفات و امراض بر رشد گیاهان شده و از آنها در مقابل علف‌های هرز محافظت می‌کند. به‌علاوه شکوهیان و همکاران (1394) گزارش دادند که ریزموجودات مفید سبب افزایش مقدار پرولین، نشاسته و پروتئین برگ و ریشه و مقدار کلروفیل a در گیاه بادام شد. همچنین بیان کردند که تاثیر ریزموجودات مفید بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقاومت به خشکی گیاه، تابع نوع پایه و رقم و شرایط محیطی است. حسین‌زاد نمین و امینی دهقی (1393) نیز بیان کردند که تیمارهای زیستی (قارچ میکوریز) باعث بهبود شرایط رشدی، افزایش مواد مغذی خاک و محلول‌سازی مواد معدنی خاک در اثر افزایش فعالیت‌های میکروبی شده و منجر به بهینه‌سازی جذب عناصرغذایی میکرو و ماکرو توسط ریشه رازیانه و بالا رفتن فتوسنتز می‌شود.

به‌طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که تیمار کود دامی بیشترین تاثیر را بر خصوصیات رشد و عملکرد گیاه O. sativaداشت. با این وجود تیمارهای بلورآب، نانوسیلیکات پتاسیم و ریزموجودات مفید نیز اثرات مطلوبی بر خصوصیات رشد گیاه داشتند. بنابراین می‌توان از تیمارهای مذکور در برنامه‌های اصلاح و احیا مراتع و تبدیل دیمزارهای رهاشده و کم‌بازده به مراتع دست‌کاشت به‌منظور تولید علوفه و یا کاشت گیاهان دارویی، به‌ویژه در عملیات کپه‌کاری و بذرکاری استفاده نمود. در این راستا دستیابی به بهترین غلظت و سطوح این تیمارها ضروری به نظر می‌رسد که تحقیق بر روی غلظت‌های مختلف و تعیین غلظت آستانه و مطلوب پیشنهاد می‌گردد.

 

سپاسگزاری

این پژوهش مستخرج از بخشی از پایان‌نامه کارشناسی ارشد می‌باشد که توسط معاونت پژوهشی دانشگاه محقق اردبیلی حمایت شده است. بنابراین نگارندگان از معاونت پژوهشی دانشگاه محقق اردبیلی به خاطر حمایت مالی این تحقیق تقدیر و تشکر می‌نمایند.

1- آذرنیوند، ح.، زارع چاهوکی، م.ع. 1389. اصلاح مراتع. انتشارات دانشگاه تهران، 354 ص.

2- بیکی، س.، عزیزی، م.، نعمتی، س.ح.، روشن، و. 1396. تاثیر کاربرد پلیمر استاکوزورب و برگ پنیرک بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی، بیولوژیکی و بازدهی آب مصرفی در ریحان (Ocimum basilicum var.keshkeni luveolou). مجله پژوهش‌های گیاهی (زیست‌شناسی ایران)، 30(1): 1-11.

3- جنگجو، م. 1388. اصلاح و توسعه مراتع. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، 239 ص.

4- حسین‌زاده نمین، پ.، امینی دهقی، م. 1393. بررسی کاربرد تلفیقی اعمال کودهای زیستی و شیمیایی بر عملکرد، اجزای عملکرد و اسانس گیاه دارویی رازیانه. مجله پژوهش‌های گیاهی (زیست‌شناسی ایران)، 27(4): 592-604.

5- زارعى، آ.، زارع چاهوکی، م.ع.، جعفری، م.، باقری، ح.، ابراهیمی، م.ع. 1390. بررسى تاثیر اجراى طرح نهالکارى- قرق بر ویژگی های پوشش گیاهى مراتع کوه نمک استان قم. پژوهش‌های آبخیزداری، 24(1): 55-60.

6- شکوهیان، ع.ا.، داوری‌نژاد، غ.، تهرانی‌فر، ع.، رسولزاده، ع.، ایمانی، ع. 1394. ارزیابی اثرات تنش آبی و ریزموجودات مفید بر خصوصیات بیوشیمیایی پایه‌های رویشی بادام. مجله پژوهش‌های گیاهی (زیست‌شناسی ایران)، 28(3): 524-560.

7- شهریاری، ع.، نوری، س.، آصالح، ف.، نوری. غ.، زابلی، م. 1389. بررسی اثرات متقابل پساب، سوپرجاذب و بافت خاک بر رشد گونه قره داغ (Nitraria schoberi). مرتع، 4(4): 564-573.

8- صمدیان ساربانقلی، و.، عباس‌زاده ب.، طبایی عقدایی، ر.، لایق حقیقی، م. 1390. ماندگاری و اثربخشی کودهای تلفیقی بر عملکرد گل محمدی (Rosa damascene Mill) ششمین همایش ملی ایده­های نو در کشاورزی.

9- عصری، ی. 1391. گیاهان مرتعی ایران: دو لپه ای ها. موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع، 528 ص.

10- کمالی، ن.، صادقی‌پور، ا. 1394. بررسی اثر غلظت های مختلف نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم بر جوانه‌زنی و رشد اولیه ۵ گونه مرتعی. مرتع، 9(2): 170-181.

11- کمالی، ن.، صادقی‌پور، ا.، سوری، م. 1394. بررسی سمیت نانوذره اکسید آهن بر جوانه‌زنی و رشد اولیه دو گونه Agropyron elongatum و Agropyron desertorum. مرتع، 11(3): 321-330.

12- مصداقی، م. 1394. مرتعداری در ایران انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 328 ص.

13- معمری، م.، علی‌جعفری، ا.، عباسی خالکی، م.، قربانی، ا. 1397. تاثیر نانوپرایمینگ و بیوپرایمینگ بر مولفه‌های رشد Onobrychis sativa. مرتع، 12(1): 111-101.

 

14- Abbasi Khalaki, M., Ghorbani, A., Moameri, M., 2016. Effects of Silica and Silver Nanoparticles on Seed Germination Traits of Thymus kotschyanus in Laboratory Conditions. Journal of Rangeland Science, 6(3): 221-231.

15- Abdel- Sabour, M.P., Abo- Seoud, M.A., 1996. Effects of organic waste compost Addition on sesames growth yield andchemical composition. Agriculture, Ecosystems and Environment, 60 (2-3): 157-164.

16- Gilbert, C., Peter, S., Wilson, N., Edward, M., Francis, M., Sylvester, K., Erick, B., 2014. Effects of Hydrogels on Soil Moisture and Growth of Cajanus cajan in Semi-Arid Zone of Kongelai, West Pokot County. Open Journal of Forestry, 4(1): 34-37.

17- Gulshan, A.B., Saeed, H.M., Javid, S., Meryem, T., Atta, M.I., Amin-ud-Din, M., 2013. Effects of animal manure on the growth and development of OKRA (Abelmoschus esculentus L.). ARPN. Journal of Agricultural and Biological Science, 8(3): 213-218.

18- Han, S., Lee, D., 2006. Effect of inoculate on with phosphate and potassium co-in solubilizing bacteria on mineral uptake and growth of pepper and cucumber. Plant, Soil and Environment, 52:130-136.

19- Hana, S.H., Anb, J.Y., Hwangc, J., Kima, S.B., Park, B.B., 2016. The effects of organic manure and chemical fertilizer on the growth and nutrient concentrations of yellow poplar (Liriodendron tulipifera Lin.) in a nursery system. Forest Science and Technology, 1-7.

20- Javaid, A., Bajwa, R., 2011. Effect of Effective Microorganism Application on Crop Growth, Yield, and Nutrition in Vigna radiata (L.) Wilczek in Different Soil Amendment Systems. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 42: 2112-2121.

21- Kaundal, B., Dalai, S., Choudhury, S.R. 2017. Nanomaterial Toxicity in Microbes, Plants and Animals. Nanoscience in Food and Agriculture, 5: 243-266.

22- Klocke, A.R., Stein, D.A., 2016. The effects of compost and polyacrylamide hydrogel on the revegetation of eroded southern aspects in the western rangeland. Undergraduate Theses and Professional Papers.

23- Lu, M.M.D., De Silva, DMR., Peralta, EK., Fajardo, AN., Peralta, MM., 2015. Effects of Nanosilica Powder from Rice Hull Ash on Seed Germination of Tomato (Lycopersicon esculentum). Philippine e-Journal for Applied Research and Development, 5:11-22.

24- Mahmoodzadeh, H., Aghili, R., 2014. Effect on germination and early growth characteristics in wheat plants (Triticum aestivum. L) seeds exposed to TiO2 nanoparticles. Journal of Chemical Health Risks, 4(1):1–10.

25- McDonald, M.B., 2000. Seed priming. (eds.M.Black and J.D.Bewley). Sheffield Academic Press, 287-325.

26- Minaxi, I., Saxena, J., Chandra, S., Nain, L., 2013. Synergistic effect of phosphate solubilizing rhizobacteria and arbuscular mycorrhiza on growth and yield of wheat plants.  Journal of Soil Science Plant Nutrient, 13: 2. 511-525.

27- Moameri, M., Abbasi Khalaki, M.A., 2017. Capability of Secale montanum trusted for phytoremediation of lead and cadmium in soils amended with nano-silica and municipal solid waste compost. Environmental Science and Pollution Research, 1-8.

28- Moameri, M., Jafari, M., Tavili, A., Motasharezadeh, B., Zare Chahouki, M.A., Madrid Diaze, F., 2018. Investigating lead and zinc uptake and accumulation by Stipa hohenackeriana trin and rupr. In field and pot experiments. Bioscience Journal, 34(1): 138-150.

29- Mohsenzadeh, S., Malboobi, M., Razavi, A., Farrahani, K., Aschtiani, S., 2006. Physiological and molecularresponses of Aeluropus lagopoides (Poaceae) to water deficit. Environmental and Experimental Botany, 56: 314-322.

30- Olle, M., Williams, I., 2015. The Influence of Effective Microorganisms on the Growth and Nitrate Content of Vegetable Transplants. Journal of Advanced Agricultural Technologies, 2(1): 25-28.

31- Olle, M., Williams, I.H., 2013. Effective microorganisms and their influence on vegetable production - a review.Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 88(4):380-386.

32- Sahu, S.C., Casciano, D.A., 2014. Handbook of Nanotoxicology, Nanomedicine and Stem Cell Use in Toxicology. Wiley press, 450p.  

33- Sairam, R., Srivastava, G., 2002. Changes in antioxidant activity in sub-cellular fractions of tolerant and susceptible wheat genotypes in response to long term salt stress. Plant Science, 162: 897-904.

34- Shokouhian, A.A., Davarinejad, Gh.H., Imani, A., RasoulZadeh, A., 2013. Effect of effective microorganisms in water stress conditions on formation of flower buds of two Prunus dulcis genotypes. Journal of Horticulture Science, 27(2): 217-226.

35- Shokouhian, A.A., Davarynejad, GH., Tehranifar, A., Imani, A., Rasoulzadeh, A., 2013. Investigation of effective microorganisms (EM) impact in water stress condition on growth of Almond (Prunus dulcis Mill) Seedling. Journal of Basic and Applied Scientific Research, 3(2): 86-92.

36- Sifola, M.I., Barbieri, G., 2006. Growth, yield and essential oil content of three cultivars of basil grown under different levels of nitrogen in the field. Science of Horticulture 108: 408-413.

37- Singh, D.K.N., Agrawal, K.N., 1977. Effect of varieties, soil covers, forms of nitrogen and seed soaking on the uptake of major utrients (NPK) in late sown wheat. Indian Journal Agronomy, 22:96-98.

38- Talaat, N.B., Ghoniem, A.E., Abdelhamid, M.T., Shawk, B.T., 2015. Effective microorganisms improve growth performance, alter nutrients acquisition and induce compatible solutes accumulation in common bean (Phaseolus vulgarisL.) plants subjected to salinity stress. Plant Growth Regulating, 75:281-29

39- Yousefian, M., Jafari, M., Tavili, A., Arzani, H., Jafarian, Z., 2018. The Effects of Superabsorbent Polymer on Atriplex lentiformis Growth and Soil Characteristics under Drought Stress (Case Study: Desert Research Station, Semnan, Iran). Journal of Rangeland Science, 8(1): 65-76.

40- Yuvakkumar, R., Elango, V., Rajendran, V., Kannan, N.S., Prabu, P., 2011. Influence of Nanosilica Powder on the Growth of Maize Crop (Zea Mays L.). International Journal of Green Nanotechnology, 3:180-190. 

41- Zanine, A.M., Ferreira, D.J., 2015. Animal Manure as a Nitrogen Source to Grass. American Journal of Plant Sciences, 6: 899-910.

42- Zydlik, P., Zydlik, Z., 2008. Impact of biological effective microorganisms (em) preparations on some physico-chemical properties of soil and the vegetative growth of apple-tree rootstocks. Nauka Przyroda Technologie, 2(1): 1-8.