فهرست مطالب

نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 44، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیر فتوت*، نرگس عابدین زاده، بصیر عطاردی صفحات 1-26
    سابقه و هدف
    امروزه با افزایش فعالیت های صنعتی و کشاورزی و در نتیجه ی آن افزایش آلاینده ها، خاک به عنوان یکی از اجزای مهم محیط زیست و دریافت کننده بسیاری از این تولیدات مورد توجه قرار می گیرد. همچنین با وجود ارتباط مستقیم میان خاک، گیاه و انسان، آلود گی در هر یک از این محیط ها می تواند اثر متقابلی در محیط دیگر داشته باشد. نوعی از آلود گی در خاک، آلود گی فلزات سنگین است که از راه های مختلف، وارد چرخه غذا یی انسان می شود. کادمیم فلزی است که در میان عناصر سنگین دارای اهمیت ویژه ای است، زیرا این فلز توسط گیاهان به آسانی جذب و باعث سمیت می شود و تاثیر منفی آن برای گیاه، بیشتر از سایر فلزات سنگین می باشد. در همین راستا بررسی جذب و انتقال کادمیم در ارقام مختلف گندم، به منظور معرفی ارقامی که قابلیت جذب کمتر ی از این عنصر را دارند، ضروری به نظر می رسد. از اینرو، مطالعه حاضر با هدف مقایسه توانا یی جذب کادمیم در چندین رقم مختلف گندم نان و دوروم تحت تاثیر کادمیم خاک انجام شد.
    مواد و روش ها
    این پژوهش به منظور مطالعه تاثیر سطوح کادمیم خاک (صفر و 10 میلی گرم بر کیلو گرم) بر غلظت این عنصر در ریشه و اندام هوایی چهار رقم گندم نان بهاره (Triticum aestivum) (سیروان، رخشان، طلا یی و پارسی) و پنج رقم گندم دوروم بهاره (Triticum turgidum L. var.durum) (بهرنگ، هانا، آران، شبرنگ و ثنا)، به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه ی کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. به منظور تعیین غلظت کادمیم کل خاک، روش تیزاب سلطانی (8)؛ هضم با اسید کلریدریک و اسید نیتریک (نسبت 3 به 1)، استفاده شد. مقدار کادمیم اندام گیاهی نیز با روش هضم تر (نیتریک اسید و آب اکسیژنه) اندازه گیری گردید (30). شاخص ضریب تجمع زیستی برای اراقام هر دو گونه محاسبه شد.
    یافته ها
    بر اساس نتایج، اثر آلود گی خاک بر غلظت کادمیم ریشه و اندام هوا یی ارقام نان و ارقام دوروم از لحاظ آماری معنی دار بود (P<0/01). غلظت کادمیم ریشه در تمام ارقام از میزان کادمیم اندام هوا یی بیشتر به دست آمد. در گونه نان، بیشتر ین و کمتر ین مقدار کادمیم اندام هوا یی به ترتیب در ارقام سیروان و رخشان مشاهده شد. همچنین بیشتر ین و کمتر ین غلظت کادمیم ریشه در ارقام رخشان و طلا یی به ترتیب محاسبه گردید. با توجه به اختلاف میزان کادمیم ریشه و اندام هوا یی و شاخص ضریب تجمع زیستی می توان رقم سیروان را زیاد انباشتگر و رقم رخشان را کم انباشتگر به شمار آورد. در گونه دوروم، با توجه به اطلاعات به دست آمده، رقم ثنا دارای کمتر ین غلظت کادمیم اندام هوا یی و رقم بهرنگ دارای بیشتر ین میزان کادمیم اندام هوا یی بود. بیشتر ین و کمتر ین مقدار کادمیم ریشه به ترتیب به ارقام ثنا و هانا مربوط می شد. بنابر نتایج اختلاف کادمیم ریشه و اندام هوا یی و شاخص ضریب تجمع زیستی، می توان رقم ثنا و هانا را نیز کم انباشتگر و رقم بهرنگ را زیاد انباشتگر در نظر گرفت. ارقام پارسی از گونه نان و شبرنگ از گونه دوروم در دو تیمار C و Cd10 دارای بیشتر ین زیست توده اندام هوا یی بودند. بطور کلی گونه نان نسبت به گونه دوروم، مقدار بیشتر ی از این عنصر را در اندام هوا یی و ریشه خود انباشت نمود.
    نتیجه گیری
    به طور کلی غلظت کادمیم اندام گیاهی و ریشه ارقام دو گونه نان و دوروم تحت تاثیر کادمیم خاک قرار گرفت. با توجه به نتایج، هر رقم گندم، رفتار متفاوتی در جذب و انتقال کادمیم از خود نشان داد. بنابراین برای تعیین حدود مجاز آلود گی خاک و گیاه، بایستی با توجه به رقم گندم و خصوصیات خاک، تصمیمات اتخاذ شود. جهت انجام مطالعات مشابه، وجود ارقامی بعنوان شاخص و استاندارد الزامی می باشد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، کادمیم، گندم نان، گندم دوروم
  • جهانشاه صالح*، مهرداد شهابیان، محمدمهدی طهرانی صفحات 27-51
    سابقه و هدف

    نیاز روز افزون بشر به محصولات کشاورزی باعث شده است که استفاده از انواع کودهای شیمیایی برای دستیابی به تولید بیشتر این محصولات، همواره روند افزایشی داشته باشد. از سوی دیگر، افزایش مصرف کودهای شیمیایی باعث می شود منابع خاک و آب دچار آلودگی و تنزل کیفیت شود و متعاقب آن، محصولات غذایی تولید شده نیز ناسالم خواهند شد. مصرف مواد محرک رشد گیاه نظیر اسید هیومیک، اسید فولویک، اسیدهای آمینه، قارچ های مایکوریزا و جلبک های دریایی می تواند راهکاری مفید جهت کاهش مصرف کودهای شیمیایی باشد، زیرا می توان بدون افت عملکرد کمی و کیفی محصول، کود شیمیایی کمتری مصرف کرد. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر برخی مواد محرک رشد بر کارآیی مصرف کود، عملکرد و کیفیت پرتقال به اجرا درآمد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش بصورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و طی دو سال متوالی بر روی 63 اصله پرتقال رقم واشنگتن ناول در ایستگاه تحقیقات کشاورزی حاجی آباد هرمزگان انجام شد. فاکتورها شامل 1- مصرف کودهای شیمیایی در سه سطح (بدون مصرف کودهای شیمیایی، 75% مقادیر توصیه شده کودهای شیمیایی، 100% مقادیر توصیه شده کودهای شیمیایی)، و 2- مصرف محرک های رشد گیاهی در هفت سطح (شاهد، محلول پاشی اسید آمینه، محلول پاشی عصاره جلبک، مصرف خاکی اسید هیومیک، محلول پاشی اسید فولویک، مصرف خاکی قارچ مایکوریزا، محلول پاشی اسید آمینه و عصاره جلبک همراه با مصرف خاکی اسید هیومیک و قارچ مایکوریزا) بود. برداشت محصول در آذرماه هر سال انجام شد و برخی پاسخ های گیاهی شامل عملکرد محصول، غلظت آهن، منگنز و روی در برگ، مقدار مواد جامد محلول کل و ویتامین ث در عصاره میوه، و کارایی مصرف کودها تعیین گردید. در انتها، تفسیر نتایج بر مبنای تجزیه واریانس داده ها و مقایسه میانگین ها صورت گرفت.

    نتایج

    نتایج نشان داد مصرف مواد محرک رشد علاوه بر افزایش عملکرد محصول و ارتقای کارایی مصرف کود، غلظت آهن، روی و منگنز برگ را افزایش داد و برخی ویژگی های کیفی شامل مقدار مواد جامد محلول و مقدار ویتامین ث در عصاره میوه را نیز بهبود بخشید. همچنین مصرف کودهای شیمیایی و آلی باعث شد اثر مثبت مواد محرک رشد، تشدید گردد. به عبارت دیگر، اثرات متقابل مواد محرک رشد و کودهای شیمیایی و آلی بر ویژگیهای کمی و کیفی پرتقال معنی دار بود. بیشترین تاثیر مثبت در تیمار مصرف خاکی اسید هیومیک و مایه تلقیح مایکوریزا همراه با محلول پاشی اسید آمینه و عصاره جلبک دریایی، توام با مصرف کودهای شیمیایی به میزان 100% مقادیر توصیه شده، مشاهده گردید. با این حال، کارایی مصرف کودها در درختان تیمار شده با 75% کودهای شیمیایی توصیه شده، بیشتر از تیمار 100% بود.

    نتیجه گیری

    توصیه می شود به منظور نیل به افزایش عملکرد، ارتقای کیفیت محصول و کاهش آلودگی محیط زیست، با خودداری از مصرف بی رویه کودهای شیمیایی، کاربرد ترکیبی از مواد محرک رشد شامل اسید هیومیک، اسیدهای آمینه، عصاره جلبک و قارچ مایکوریزا به همراه مصرف 75% مقادیر توصیه شده کودهای شیمیایی در برنامه تغذیه تلفیقی باغ های پرتقال مد نظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: اسید آمینه، اسید فولویک، اسید هیومیک، جلبک دریایی، مایکوریزا
  • حمزه میرزائی*، فرید شکاری، محمدامیر دلاور، رضا فتوت صفحات 53-74
    سابقه و هدف

    بررسی ها نشان داده اند که آلودگی فلزات سنگین در مزارع موجب ایجاد تنش و کاهش عملکرد شده است. این موضوع سبب نگرانی بابت خطر مصرف مواد غذایی آلوده برای سلامتی انسان گردیده. نقش تنظیم کننده های گیاهی در شرایط تنش فلزات سنگین در سال های اخیر مورد توجه بوده. سرب و روی(در غلظت بالا) فلزات سمی برای گیاهان می باشند، که به راحتی توسط سیستم ریشه ایی گیاه جذب می گردند. در نتیجه موجب آسیب به رشد و توسعه گیاه و جلوگیری از فعالیت آنزیمی می شوند. ذرت جهت برداشت دانه و علوفه دارای اهمیت اقتصادی می باشد. در مناطق آلوده به تنش فلزات سنگین، جذب این قبیل فلزات توسط گیاه، نه تنها باعث کاهش عملکرد گیاه می گردد، بلکه از نظر کیفی و تغذیه ای نیز اثر خود را بجا گذارد. جهت ارزیابی تاثیر غلظت و روش-های مختلف کاربرد هورمون سالیسیلیک اسید بر رشد، فتوسنتز و ویژگی های آناتومیکی و فیزیولوژیکی در ذرت تحت تنش فلزات روی و سرب و همچنین امکان کاهش خطر سمیت این عناصر آزمایشی بصورت گلخانه انجام شد.

    مواد و روش ها

    اثر کاربرد هورمون سالیسلیک اسید روی گیاهان ذرت تحت تنش فلزات سنگین مورد بررسی قرار گرفت. غلظت فلزات شامل: دو غلظت سرب (0 و 250 میلی مولار) از منبع نیترات سرب و روی (0 و 2500 میلی مولار) از منبع سولفات روی بود. سالیسیلیک اسید به دو روش محلول پاشی برگی و پرایم بذر در غلظت های صفر (آب مقطر)، 750 و 1500 میکرومولار سالیسیلیک اسید و یک گروه بذری بدون تنش و بدون اعمال تیمار بعنوان شاهد انجام گردید. آزمایش بصورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. صفت های اندازه گیری شده شامل صفات مورفولوژیک (ارتفاع، دمای بوته، اختلاف دمای محیط و برگ و نسبت برگ دهی) و صفات فیزیولوژی (شاخص پایداری غشاء، فلورسانس کلروفیلی، پرولین، میزان قندهای محلول، کارتنویید، پروتیین و بعضی از آنزیم ها) و همچنین میزان جذب فلزات سرب و روی در بافت ریشه و بخش هوایی بوته بود. آزمایش در شرایط کشت هیدروپونیک صورت گرفت. نتایج بدست آمده با استفاده از نرم افزار آماری SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. مقایسه میانگین داده-ها نیز با نرم افزار SPSS و آزمون دانکن انجام شد. برای رسم جداول از نرم افزار Excel 2003 استفاده گردید.

    یافته ها

    صفاتی مانند: دمای برگ، اختلاف دمای محیط و برگ و صفات فیزیولوژیک مانند: پرولین، میزان قندهای محلول، کارتنویید، پروتیین و بعضی از آنزیم ها افزایش یافتند و بعضی دیگر از صفات مانند: ارتفاع، و نسبت برگ دهی، شاخص پایداری غشاء، فلورسانس کلروفیلی نسبت به شاهد کاهش یافتند. مقایسه روش کاربرد سالیسیلیک اسید نشان داد در شرایط بدون تنش، پرایمینگ بذر نتایج بهتری در صفات اندازه گیری شده داشت. اما کاربرد محلول پاشی برگی تحت تنش سرب و روی از طریق کاهش جذب عناصر سنگین توسط سیستم ریشه باعث بهبود کارکردهای گیاهی و کاهش اثرات تنش شدند.

    نتیجه گیری

    سالیسیلیک اسید سیستم دفاعی گیاهان را بوسیله سنتز تعدادی پروتیین و افزایش اسمولیت های پرولین و قندهای محلول و آنتی-اکسیدانت های آنزیمی و غیرآنزیمی مانند کارتنویید فعال می کند. در نتیجه کاهش تنش اکسیداتیو و محافظت از غشای کلروپلاستی و دستگاه فتوسنتزی، تولیدات فتوسنتزی بهبود می یابد در نتیجه ارتفاع و نسبت برگ دهی افزایش یافت. سالیسلیک اسید نیز جذب فلزات سنگین توسط سیستم ریشه گیاه و انتقال آن به بخش هوایی بوته بازداری کرد که موجب کاهش علایم تنش در بخش هوایی بوته شد. با اعمال سالیسلیک اسید بعضی ویژگی های مورد بررسی بوسیله کاهش اثرات تنش بهبود یافت. کاربرد روش محلول پاشی برگی باعث بهبود صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک در دوران رشد گیاه شد و بهتر از روش پرایم بذر عمل کرد. در نتیجه، به نظر می رسد در شرایط تنش فلزات سرب و روی می توان با تیمار محلول پاشی برگی، گیاه را نسبت به تنش این دو فلز متحمل کرد.

    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدان و پروتئین، پیش تیمار بذر و محلول پاشی برگ، پرولین، سرب و روی، دمای برگ
  • نیلوفر خلیلی، رضا قربانی نصرآبادی*، مجتبی بارانی مطلق، رضا خدادادی صفحات 75-94
    سابقه و هدف

    اکتینومایست ها از جمله گروه های میکروبی پرجمعیت خاکزی بوده که اثرات مثبت زیادی در حفظ اکوسیستم دارند. فراهمی عناصر غذایی به ویژه فسفر در ریزوسفر گیاه که به دلایل مختلف، جذب آن برای گیاه دشوار است از جمله اثرات مثبت کاربرد اکتینومایست های محرک رشد می باشد. اسید هیومیک از جمله ترکیبات آلی محرک رشدی بوده که به واسطه نقش مهمی که در حاصلخیزی و تقویت جامعه زیستی خاک دارد سبب افزایش رشد و فعال سازی جمعیت موثر ریزجانداران خاکزی مستقر در رایزوسفر گیاه و همچنین کارایی مصرف کودهای فسفر می گردد. بر این اساس هدف از انجام این پژوهش: 1) غربالگری میزان حل-کنندگی فسفات جدایه های اکتینومایست در محیط های کشت مختلف 2) بررسی اثر افزودن اسید هیومیک در میزان غلظت فسفر محلول در محیط های کشت مختلف 3) ارزیابی اثر مایه زنی جدایه ی منتخب بر شاخص های رشدی، فیزیولوژیک و محتوای فسفر ذرت رقم سینگل کراس 704 در حضور اسید هیومیک و سطوح کود فسفر بود.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش تعداد 20 جدایه اکتینومایست که بر اساس ویژگی های ظاهری این باکتری از زیست بوم های مختلف زراعی و باغی استان گلستان جداسازی و خالص سازی شده بودند، برای غربالگری استفاده شد. توانایی حلالیت فسفات جدایه های باکتریایی در محیط های کشت GA ، NBRIP و 3SMM در حضور اسید هیومیک تجاری با غلظت 05/0 درصد بررسی شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با فاکتورهای: جدایه باکتری (20 جدایه خالص سازی شده)، محیط کشت (سه محیط کشت مرسوم حلالیت فسفر)، اسید هیومیک (کاربرد و عدم کاربرد) در سه تکرار در شرایط آزمایشگاهی طرح ریزی گردید. ارزیابی گلدانی به منظور بررسی تاثیر جدایه اکتینومایست منتخب و اثرات متقابل آن با سطوح مختلف فسفر و کاربرد اسیدهیومیک تحت شرایط نور و دمای محیط انجام گرفت. این ارزیابی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی با تیمارهای آزمایشی مایه زنی اکتینومایست (شاهد، مایه زنی)، کود فسفر از منبع مونوآمونیوم فسفات (شاهد، 20 و 40 کیلوگرم فسفر خالص در هکتار)، اسیدهیومیک (شاهد، 2 میلی گرم در کیلوگرم) در سه تکرار بر روی گیاه ذرت رقم سینگل کراس 704 انجام شد.

    یافته ها

    بررسی نتایج غربالگری حلالیت فسفر در سه محیط کشت متفاوت نشان داد که حلالیت در محیط کشت NBRIP از کارایی بیشتری برخوردار بوده به طوری که آزادسازی فسفر در جدایه های 47، 46، 79، 74، 24 افزایش قابل توجهی از خود نشان داد. پس از کاربرد اسید هیومیک در این محیط کشت، جدایه های مذکور انحلال فسفر از منبع تری کلسیم فسفات را به ترتیب 12/11، 06/118، 76/4 و 69/9 برابری افزایش دادند. بیشترین میزان حلالیت فسفر در جدایه 47 با کاربرد اسید هیومیک، به میزان 05/247 میلی گرم در لیتر به ثبت رسید. بنابراین، جدایه مذکور به عنوان جدایه برتر برای انجام آزمون گلدانی انتخاب شد. نتایج توالی یابی نشان داد که جدایه برتر بیشترین همولوژی را با گونه استرپتومایسس کارتریوسیس داشته و با شماره دسترسی KJ152149 در پایگاه NCBI ثبت گردید. نتایج پایش گلدانی نشان داد که بیشترین میزان زیست توده اندام هوایی (97/13 گرم در گلدان)، ریشه (2/8 گرم در گلدان) ارتفاع بوته (26/32 سانتی متر)، کلروفیل (87/32)، محتوای فسفر (23/0 درصد) مربوط به تیمار بهینه کاربرد تلفیقی سطح بالای فسفر (40 میلی گرم در کیلوگرم) به همراه اسید هیومیک و مایه زنی استرپتومایسس می باشد.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج این پژوهش مایه زنی با جدایه استرپتومایسس غربالگری شده و کاربرد تلفیقی آن با اسید هیومیک سبب بهبود کارایی مصرف کود فسفر و فراهمی آن برای گیاه گردید.

    کلیدواژگان: آزادسازی فسفر، اسید هیومیک، اکتینومایست، کاربرد تلفیقی
  • علی غلامعلی زاده، نسرین قربان زاده*، محمدباقر فرهنگی، مریم خلیلی راد صفحات 95-114
    سابقه و هدف

    هدررفت فسفر از اراضی کشاورزی و ورود آن به منابع آبی سبب پدیده سرشارسازی و شکوفایی جلبکی شده و کنترل فسفر ورودی به زیست بوم های آبی را به چالشی مهم برای مدیریت این منابع تبدیل کرده است. آزمون جلبکی به عنوان قابل اعتمادترین روش برای کمی سازی پتانسیل زیست فراهمی فسفر محسوب می شود. این پژوهش با هدف بررسی زیست فراهمی فسفر در سه نمونه خاک شالیزاری و ارتباط آن با رشد ریزجلبک کلرلا انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    نمونه برداری خاک از عمق 10-0 سانتی متری اراضی شالیزاری واقع در پنج منطقه پسیخان، پیربازار، سیاه درویشان، فخب و لاکان انجام شد. این اراضی برای مدت طولانی و به صورت سالانه کود فسفری دریافت کرده بودند. ابتدا با عصاره گیری پی در پی به روش هدلی بخش های مختلف فسفر در 5 نمونه خاک تعیین شد و سپس با توجه به مقدار فسفر کل، فسفر در بخش های مختلف و درصد رس، سه نمونه از خاک ها (پسیخان، پیربازار و لاکان) به عنوان تنها منبع فسفر به محیط کشت ریزجلبک کلرلا اضافه شدند. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی به روش اندازه های تکرار شده در زمان با سه تکرار انجام شد. مقدار کلروفیل a، تعداد سلول های ریزجلبک، فسفر کل محلول و فسفر ذره ای در روزهای صفر، 7، 14، 21 و 28 انکوباسیون اندازه-گیری شد.

    یافته ها

    دو خاک پیربازار و فخب از نظر بخش بندی فسفر مشابه و ترتیب بخش ها به صورت اکسیدی< باقی مانده< کربناتی< محلول-تبادلی بود. در حالی که در سه خاک دیگر بخش بندی فسفر به صورت باقی مانده< اکسیدی<کربناتی< محلول-تبادلی بود. مقدار کلروفیل a ریزجلبک در هر سه نمونه خاک روند افزایشی نشان داد و در روز چهاردهم به بیشترین مقدار رسید و پس از آن ثابت شد. تعداد سلول های ریزجلبک در تیمار خاک پیربازار تا روز چهاردهم انکوباسیون و در خاک های لاکان و پسیخان تا پایان دوره انکوباسیون روند افزایشی نشان داد. فسفر کل محلول در تمامی تیمارها در طول دوره انکوباسیون تا روز هفتم روند افزایشی داشت و پس از آن کاهش یافت. فسفر ذره ای در روز هفتم انکوباسیون به شدت کاهش و سپس در ادامه انکوباسیون افزایش نشان داد. مقدار کلروفیل a و تعداد سلول های ریزجلبک در دو هفته اول انکوباسیون همبستگی مثبت و معناداری با فسفر کل محلول نشان دادند و در دو هفته بعد رشد ریزجلبک تحت تاثیر فسفر ذره ای قرار گرفت.

    نتیجه گیری

    از آن جا که خاک می تواند به عنوان منبع فسفر امکان رشد ریزجلبک را فراهم نماید، بنابراین توجه به فسفر ورودی به زیست بوم های آبی از طریق اراضی کشاورزی حاشیه رودخانه ها برای مدیریت پدیده سرشارسازی در تالاب انزلی ضروری است.

    کلیدواژگان: سرشارسازی، فسفر غیرآلی، فسفر محلول، عصاره گیری پی در پی
  • علی کسرائیان* صفحات 115-129
    سابقه و هدف

    امروزه کشت گیاهان دارویی از جذابیت بیشتری برخوردار است. گیاه علفی و یکساله همیشه بهار از خانواده کاسنی به-عنوان یک گیاه دارویی در کنار زینتی بودن آن شناخته می شود. خاصیت دارویی عصاره این گیاه در درمان برخی از بیماری ها سبب شده که مدیریت به زراعی آن در راستای افزایش رشد و عملکرد و درصد عصاره به شکل تامین بهینه سه عنصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم مورد توجه در این تحقیق قرار گیرد.

    مواد و روش ها

    از آنجا که نسبت عناصر غذایی جذب شده توسط گیاه در پیش بینی مقدار تامین عناصر غذایی از خاک اهمیت دارد دو گروه نمونه تصادفی از دو اقلیم متفاوت از استان فارس و کهگیلویه و بویراحمد تهیه و غلظت و نسبت نیتروژن و فسفر و پتاسیم در آنها اندازه گیری شد. با توجه به غلظت بالای پتاسیم پس از نیتروژن و به دنبال آن فسفر در همیشه بهار تیمارهای به کار برده شده بر اساس آزمون خاک در یک طرح آزمایشی به شکل کاملا تصادفی با سه تکرار شامل نیتروژن (4/18، 7/20 و 23 میلی گرم در کیلو گرم خاک) فسفر (23 و 5/34 میلی گرم در کیلو گرم خاک) و پتاسیم (صفر و 5/12 میلی گرم پتاسیم در کیلوگرم خاک) از سه منبع به ترتیب اوره، سوپرفسفات غلیظ و سولفات پتاسیم در شرایط گلخانه ای) در بهار 1394) پیاده سازی شد. پس از کامل شدن دوره رشد و نمو گیاه) باز شدن 90 درصد غنچه ها) ویژگی های مورفولوژی، غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم و همچنین درصد عصاره در گیاه اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نمونه های جمع آوری شده نشان داد که پس نیتروژن، پتاسیم بیشترین غلظت را داشت. همچنین، نتایج آزمون خاک بیانگر مقدار کافی پتاسیم بود درحالیکه غلظت نیتروژن و فسفر چندان زیاد نبود. بیشترین ویژگی های رشدی گیاه در کاربرد 7/20 و 23 میلی گرم در کیلو گرم خاک به ترتیب از نیتروژن و فسفر و عدم کاربرد پتاسیم حاصل شد و کاربرد پتاسیم تفاوت معنی داری با این تیمار در ویژگی های رشدی ایجاد نکرد. اما در همین تیمار افزایش پتاسیم سبب افزایش تعداد گل شد. بیشترین درصد عصاره استخراج شده نیز در همین تیمار بود که مصرف و یا عدم مصرف پتاسیم بر آن اثری نداشت.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه مشاهده شد که بیشترین درصد عصاره استخراج شده در تیمار 7/20 میلی گرم نیتروژن و 23 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک بدست آمد. اما اضافه کردن پتاسیم نتوانست این ویژگی را تغییر معنی داری دهد و با نتایج آزمون خاک که مقدار پتاسیم را در حد بهینه نشان داده بود دور از انتظار نبود از سوی دیگر، افزایش 5/34 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک سبب کاهش شدید عصاره گیاه در مقایسه با مصرف 23 میلی گرم فسفر در کیلوگرم خاک شد و به رغم کمبود این عنصر در خاک خود بیانگر دقت و حساسیت در مصرف فسفر دارد. این احتمال وجود دارد که افزایش فسفر باعث کاهش جذب عناصر کم مصرف به ویژه آهن و روی و در نتیجه کاهش درصد عصاره استخراجی از گیاه شده باشد که این خود نیازمند تحقیق بیشتر است.

    کلیدواژگان: فسفر، کاهش عصاره، پتاسیم، ازت، رشد گیاه
|
  • Amir Fotovat *, Narges Abedinzadeh, Basir Atarodi Pages 1-26
    Background and Objectives
    With the progressive increase in industrial and agricultural activities leading to increase in pollutants, soil has received attention as an environmental component and recipient of many of these contaminants.Due to the direct relationship among soil, plants, and humans, pollution in one area may strongly have a negative impact on another.Heavy metals are considered as one type of soil pollutants that can enter the food chain in several ways.Cadmium (Cd) is a heavy metal that has particular importance among the others because it is easily absorbed by plants and causes toxicity.Its detrimental effects on the plant are higher than the other heavy metals.It is crucial to study the uptake and transfer of Cd in the cultivars of wheat which accumulate less amount of Cd.This study aimed to compare the susceptibility of different bread (Triticum aestivum) and durum (Triticum turgidum L.var.durum) wheat cultivars to absorb Cd in Cd-spiked soil.
    Materials and Methods
    This study was conducted to investigate the effect of different levels of soil Cd (0 and 10 mg kg-1) on its concentration in the roots and shoots of four cultivars (Sirvan, Rakhshan, Talaei, and Parsi) of spring bread wheat and five cultivars (Behrang, Hana, Aran, Shabrang, and Sana) of spring durum wheat.The experiment was set up in a completely randomized factorial design with three replications as a pot experiment in the research greenhouse of the Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad.After harvesting, to determine the soil total concentration of Cd was used Aqua Regia method.The amount of cadmium in plant organs was also measured by the wet digestion method (nitric acid and hydrogen peroxide).The translocation and biological accumulation factor were calculated for cultivars of both species.
    Results
    Based on the results, the application of different levels of soil Cd had statistically significant increasing effect on the concentration of this element in roots and shoots of the study wheat cultivars (P<0.01).The Cd concentration in root was estimated more than shoot Cd levels in both wheat species.Among bread wheat cultivars, the most and lowest shoot Cd content was observed in Sirvan and Rakhshan, respectively.On the other hand, in Rakhshan and Talaei were calculated the most and lowest root Cd content, respectively.According to the Cd levels in aerial organs, translocation, and biological accumulation factor, Sirvan had high ability to accumulate cadmium and Rakhshan was more efficient in absorbing cadmium than other cultivars and stored and transported the least amount of this element.Furthermore, according to the information obtained, among durum wheat cultivars, Sana tended to have the lowest Cd concentration of shoot and Behrang tended to have the highest content.In contrast, the highest and lowest amount of Cd in root was related to Sana and Hana, respectively.According to translocation and biological accumulation factor, Sana had less ability to accumulate Cd rather than durum cultivars and Behrang had the highest amount of translocation factors and absorption of this element. Parsi from bread species and Shabrang from durum species had the highest dry weight of shoot in both Cd0 (Control sample) and Cd10 (10 mg kg-1) treatments.In general, bread wheat accumulated a higher amount of Cd in root and shoot than durum wheat.
    Conclusion
    In general, the concentration of Cd in the shoots and roots of both bread and durum wheat species, as well as different their cultivars, was influenced by Cd-spiked soil.Transfer of cadmium from soil and root to aerial organs was an effective factor in the accumulation of this element in plants.According to the results, each wheat cultivar had different abilities to absorb and translocate Cd.Moreover, for the identification of permissible exposure limits of Cd in soil and wheat, some standards should be considered.
    Keywords: Soil pollution, Cadmium, Bread Wheat, Durum wheat
  • Jahanshah Saleh *, Mehrdad Shahabian, MohammadMehdi Tehrani Pages 27-51
    Backgroud and Objectives

    Ever-increasing need of human for agricultural productions has caused an ever-enhancing trend in use of different chemical fertilizers to achieve more yield production. On the other hand, augmenting the use of chemical fertilizers results in pollution and quality decline in soil and water resources, leading to production of unhealthy food products. Application of plant biostimulants like humic acid, fulvic acid, amino acids, mycorhizal fungi and seaweeds could be a useful approach to reduce using chemical fertilizers. It leads to reduce the use of chemical fertilizers without decline in quantitative and qualitative yield production. Therefore, the present research was accomplished in order to investigate the effects of some biostimulants on fertilzer use efficiency, as well as yield and quality of orange.

    Materials and Methods

    This experiment was carried out in a factorial manner based on completely randomized block design (CRBD) with three replications on 63 orange trees var. Washington novel, during two consecutive years in Hormozgan Haji-Abad agricultural research station. There were two factors consisting of 1-Application of chemical fertilzers in three levels (without any chemical fertilizers, %75 of the recommended chemical fertilizers, %100 of the recommended chemical fertilizers), and 2- Application of plant biostimulants in seven levels (control, amino acid foliar spray, seaweed extract foliar spray, soil applied humic acid, fulvic acid foliar spray, soil applied mycorhizal fungi, amino acid and seaweed extract foliar spray accompanied with soil applied humic acid and mycorhizal fungi). The harvesting was done in december, every year. Some plant responses such as yield production, the concentrations of iron, manganese and zinc in leaves, total soluble solids, vitamin C in fruit extract, and fertilizers use efficiency were determined. Finally, the results were interpreted based on the analysis of variances for the data set and comparison of means.

    Results

    The results showed that application of biostimulants caused an increase in production yield and fertilizer use efficiency, as well as the concentration of iron, manganese and zinc in leaves. Some qualitative properties consisting of total soluble solids and vitamin C content in fruit extract were also improved. Furthermore, use of chemical and organic fertilzers corroborated the positive effects of biostimulants. In other words, interactive effects of biostimulants and fertilzers on quantitative and qualitative properties of orange were significant. The most positive effects were observed in the treatment containing soil applied humic acid and mycorhizal fungi accompanied with amino acids and seaweed extract foliar spray, and %100 of the recommended chemical fertilzers. However, fertilizer use efficiency in trees treated with %75 of the recommended chemical fertilizers was higher, as compared to those supplied with %100 of the recommended fertilizers.

    Conclusion

    It is recommended that instead of excessive use of chemical fertilizers, a combination of biostimulants including humic acid, amino acids, seaweed extract and mycorhizal fungi be applied along with %75 of the recommended chemical fertilizers in the integrated nutrition management, in order to achieve increased yield, improved fruit quality and reduced environment pollution.

    Keywords: amino acid, fulvic acid, Humic acid, Seaweed, Mycorhizae
  • Hamzeh Mirzaie *, Farid Shekari, MohammadAmir Delavar, Reza Fotovat Pages 53-74
    Background and objectives

    Investigations showed that the pollution of heavy metals, especially lead, in fields has caused tension and decreased yield. This issue has caused concern about the risk of consuming contaminated food for human health. The role of plant regulators in heavy metal stress conditions has been of interest in recent years. Lead and zinc (in high concentration) are toxic metals for plants, which are easily absorbed by the plant's root system. As a result, they cause damage to plant growth and development and prevent enzyme activity. Maize is economically important for harvesting seeds and fodder. However, in areas contaminated with metal stress, due to the absorption of metals by the plant, the yield of the cultivated plant in these areas decreases, for this purpose, an experiment aimed at the effect of concentration and different methods of salicylic acid hormone on growth, photosynthesis and anatomical characteristics. and physiological in corn under the stress of zinc and lead metals and also the possibility of reducing the risk of toxicity of these elements is investigated.

    Materials and methods

    In order to investigate the mitigating effects of two methods of applying salicylic acid hormone on corn plants under heavy metal stress, the experiment was carried out as follows. The concentration of metals included: different concentrations of lead (0 and 250 mM) and zinc (0 and 2500 mM) and the treatments were with two methods of foliar spraying and priming in zero concentrations (distilled water), 750 and 1500 μmol salicylic acid and a group of seeds without stress and no treatment were considered as controls. By implementing a factorial design on morphological traits (height, plant temperature, temperature difference between the environment and leaves, and leafing ratio) and physiological traits (membrane stability index, chlorophyll fluorescence, proline, soluble sugars, carotenoid, protein and some enzymes) as well as the absorption of lead and zinc metals in the root tissue and the aerial part of the plant under hydroponic cultivation conditions. The obtained results were subjected to statistical analysis using SPSS statistical software. The mean comparison of experimental data was also done with Duncan's test. Excel 2003 software was used to draw the figures.

    Results

    Morphological traits such as: plant temperature, difference between Environment and leaf temperature and physiological traits such as: proline, soluble sugars, carotenoid, protein and some enzymes increased and some other traits such as: height, and leafing ratio, index Membrane stability, chlorophyll fluorescence decreased compared to the control. These traits showed better results in seed priming treatment without stress. However, the use of foliar spray under lead-zinc and lead stress improved the stress effects by reducing the absorption of heavy elements by the root system.

    Conclusions

    SA activates the defense system of plants by synthesizing a number of proteins and increasing proline osmolytes and soluble sugars and enzymatic and non-enzymatic antioxidants such as carotenoids. As a result of reducing the oxidative stress and protecting the chloroplast membrane and the photosynthetic apparatus, the photosynthetic production is improved, resultly, the height and the proportion of the leaves increased. SA also prevents the absorption of heavy metals by the root system of the plant and its transfer to the aerial part of the plant, which reduces the signs of stress in the aerial part of the plant. By applying salicylic acid, some properties were improved by reducing the effects of stress. The use of foliar spraying improved the physiological and morphological traits during plant growth and worked better than the seed priming method. resultly, in farms with two metals lead and zinc, it is possible to tolerate the stress of these two metals by foliar spraying treatment.

    Keywords: Antioxidant Enzymes, Protein, Seed Pretreatment, spray, Proline, Lead, Zinc, Leaf Temperature
  • Nilofar Khalili, Reza Ghorbani Nasrabadi *, Mojtaba Baranimotlagh, Reza Khodadadi Pages 75-94
    Background and objectives

    Actinomycetes are among the highly populated microbial groups in the soil, and they have significant positive effects on ecosystem preservation. Providing nutrients, especially phosphorus, in the plant rhizosphere, where its absorption is challenging for plants due to various reasons, is one of the positive effects of using growth-promoting actinomycetes. Humic acid is among the organic compounds that act as growth stimulants. Due to its significant role in soil fertility and the enhancement of soil microbial communities, it promotes the growth and activation of beneficial soil microorganisms residing in the rhizosphere of plants. It also improves the efficiency of phosphorus fertilizers. Therefore, the objectives of this study was as follows: 1) Screening the phosphate solubilization capacity of actinomycete isolates in various culture media, 2) investigating the effect of adding humic acid on soluble phosphorus concentration in different media culture, 3) evaluating the effect of inoculation with selected isolate on growth, physiological parameters, and phosphorus content of the maize variety 'Single Cross 704' in the presence of humic acid and different levels of phosphorus fertilizer.

    Materials and methods

    In this research, a total of 20 actinomycete strains were isolated and purified from various agricultural and horticultural ecosystems in Golestan province, based on their morphological characteristics. These strains were utilized for screening purposes. The phosphate solubilization ability of bacterial strains was assessed in GA, NBRIP, and SMM media culture in the presence of commercial humic acid at a concentration of 0.5%. This experiment was conducted in a factorial design within a completely randomized design, with the following factors: bacterial strain (20 purified strains), culture media (three common phosphorus solubilization media), and humic acid (application, non-application) with three replications under laboratory conditions. To evaluate the effects of a selected actinomycete isolate and its combined effects with different levels of phosphorus and the application of humic acid, a pot experiment was conducted under light and ambient temperature conditions in a completely randomized design with factorial treatments of actinomycete inoculation (control, inoculation), phosphorus fertilizer (control, 20 and 40 kg pure phosphorus per hectare), and humic acid with three replicates on Single Cross 704 maize plants.

    Results

    The screening results revealed that the NBRIP culture medium was more efficient for phosphorus release, and strains 47, 46, 79, 74, and 24 showed significant increases in phosphorus release. The application of humic acid resulted in an increase in the dissolution of tricalcium phosphate and the release of phosphorus by 11.12-, 118.06-, 4.76-, and 9.69-fold, respectively, in the NBRIP culture medium of the isolates mentioned. Isolate 47 exhibited the highest phosphorus solubility of 247.05 mg/litre with the addition of humic acid, and was selected as the superior isolate for the pot test. The sequencing results revealed that the superior isolate had the highest homology with the Streptomyces chartreusis isolate registered in the NCBI database with accession number KJ152149. The results of the pot experiment indicated that the optimal treatment was the combined application of high phosphorus content (40 mg/kg) together with humic acid and Streptomyces inoculation (P2B1H1), which resulted in the highest amount of shoot biomass (13.97 g per pot), root biomass (8.2 g per pot), plant height (32.26 cm), chlorophyll (32.87 SPAD numbers), and phosphorus content (0.23 percent).

    Conclusion:

     Based on the results of this study, inoculation with the screened streptomyces isolate and its combined application with humic acid improved the efficiency of phosphorus fertilizer utilization and provided it effectively for the plant.

    Keywords: Phosphorus release, Humic acid, actinomycete, combined application
  • Ali Gholamalizadeh, Nasrin Ghorbanzadeh *, MohammadBagher Farhangi, Maryam Khalili Rad Pages 95-114
    Background and objectives

    The loss of phosphorus (P) from agricultural lands and its entry into water resources has caused the algal bloom and eutrophication phenomena, and has marked the control of P entrance to aquatic ecosystems as an important challenge for the management of these resources. Algal assay is considered as the most reliable method for quantifying the potential of P bioavailability. The aim of this study was to investigate the bioavailability of P in three paddy soils and its relationship with the growth of Chlorella sp. microalgae.

    Materials and methods

    Soil samples were taken from a depth of 0-10 cm of paddy fields located in five regions of Pasikhan, Pirbazar, Siahdarvishan, Fakhab and Lakan, which had annually received phosphorus fertilizer for a long time. At first, different P fractions were determined by Hedley sequential extraction method in 5 soils, and 3 soils (Psikhan, Pirbazar and Lakan) based on the total P content, P in different fractions and clay content were selected and added to the Chlorella sp. culture medium as the only P supply source. The experiment was performed as repeated measures in a completely randomized design with three replications. Chlorophyll a content, microalga cell number, total dissolved P (TDP) and particulate P (PP) concentrations were measured at days 0, 7, 14, 21, and 28 of incubation.

    Results

    Phosphorus fractions of Pirbazar and Fakhab soils were similar as followed in oxide >residual >carbonate> solution-exchangeable. While in the other three soils, the phosphorus fractions followed the trend of residual >oxide >carbonate> solution- exchangeable. The chlorophyll a content showed an increasing trend in all samples and reached its maximum on the 14th day and was then almost constant. The number of microalgae cells in Pirbazar treatment showed an increasing trend until the 14th day of incubation, while it remained increasing in Lakan and Pesikhan treatments until the end of the incubation period. TDP concentration increased during the incubation period in all treatments until the 7th day and then decreased. Particulate phosphorus decreased sharply on the 7th day of incubation and then increased. The chlorophyll a content and the number of microalgae cells showed a significant positive correlation with TDP at the first two weeks of incubation, while the microalga growth was affected by particulate P in the next two weeks of incubation.

    Conclusion

    Since soil as the only source of P can accelerate the microalgae growth in aquatic ecosystems, considering P originated from agricultural lands along rivers to manage the eutrophication phenomenon is necessary especially in wetlands catchment.

    Keywords: Eutrophication, Dissolved phosphorus, Inorganic phosphorus, sequential extraction
  • Ali Kasraian * Pages 115-129
    Background and objectives

    Today, the cultivation of medicinal plants is more attractive among farmers. marigold is an annual herbaceous plant that belongs to the chicory family and is known as a medicinal plant along with its ornamental nature. The use of marigold extract in the treatment of some diseases has made its crop management important in order to increase the growth and percentage of the extract. Thus, the optimal supply of nitrogen, phosphorus, and potassium should be considered as a part of crop management in this research.

    Materials and methods

    Since the ratio of nutrients absorbed by the plant is important in predicting the amount of nutrients supplied from the soil, two sample groups from two different climates (Fars and Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad provinces) were prepared and the concentration and ratio of nitrogen, phosphorus, and potassium were measured. Due to the high concentration of potassium after nitrogen and subsequent phosphorus, the treatments used were based on the evaluation of the potential supply of these elements from the soil in a completely randomized experimental design with three replications including nitrogen (18.4, 20.7 and 23 mg/kg) phosphorous (23 and 34.5 mg (P2O5) /kg) and potassium sulfate (0 and 12.5 mg (K2O) /kg) from Urea, superphosphate and potassium sulfate respectively were applied in greenhouse conditions. After completing the plant growth (opening of 90% of flower buds(, some morphological characteristics, the concentration of nitrogen, phosphorus, and potassium as well as the percentage of plant extract were measured.

    Results

    The samples from Fars, Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad provinces showed that after nitrogen, potassium has the highest concentration. Soil test results showed that except for potassium, the soil suffers from nitrogen and phosphorus deficiency. The highest growth characteristics of the plant were obtained in the application of 20.7 and 23 mg/ kg of nitrogen and phosphorus, respectively, and the application of potassium had no significant effect on these characteristics. The highest percentage of the extract was in the same treatment, but on the other hand, the use of the same treatment with potassium increased the number of flowers.

    Conclusion

    In this study, it was observed that the highest percentage of the extract was obtained in the treatment of 20.7 and 23 mg/ kg of nitrogen and phosphorus respectively. The addition of potassium could not significantly change this characteristic and, according to the results of the soil test which showed the amount of potassium in the optimal range, was unexpected. On the other hand, compared to the application of 23mg (P2O5) /kg, consumption of 34.5mg(P2O5)/kg caused a sharp decrease in the plant extract. Despite the lack of phosphorus in soil, it indicates sensitivity in consuming this element. It is possible that the increase in phosphorus has caused a decrease in the uptake of micronutrients, especially iron and zinc, and as a result, a decrease in the percentage of the extract in the plant, which requires further study.

    Keywords: Phosphorus, Extract decreasing, potassium, Nitrogen, Plant growth