پاسخ کلم بروکلی به کاربرد اصلاح کننده نانوبیوچار طبیعی، کم آبیاری و کود آبیاری نیتروژن

سابقه و هدف: در اثر عوامل متعدد از جمله گرمایش جهانی ایجاد شده توسط فعالیت‎ های انسانی، خشکسالی در بسیاری از مناطق تحت کشت در حال افزایش است که یکی از تهدیدهای اصلی امنیت غذایی جهانی محسوب می شود. تنش های غیرزیستی مانند کمبود آب به شدت بهره وری محصول را کاهش می دهد. کاربرد راهبردهای استفاده از آبیاری زیرسطحی با کپسول های رسی متخلخل و اصلاح کننده های خاک می توانند در کاهش نهاده های آب و کود نیتروژن به خاک و همچنین کاهش آثار تنش های غیر زیستی بر گیاه نقش اساسی داشته باشند. افزودن بیوچار به خاک می تواند خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک را بهبود بخشد. پس از کاربرد بیوچار رطوبت خاک در ناحیه ریشه تحت برنامه آبیاری یکسان افزایش می یابد. بیوچار می تواند دسترسی گیاه به مواد مغذی خاک را بهبود بخشد و در کاهش ورودی کود به خاک کشاورزی نقش اساسی داشته باشد. مواد و روش ها: دو آزمایش در محیط گلخانه (در سال های ۱۳۹۸ و ۱۳۹۹) بر روی کلم بروکلی که در خاک های الک شده و الک نشده تیمار شده با نانوبیوچار طبیعی (۰ و ۱۰ درصد وزنی نانوبیوچار طبیعی) تحت سه رژیم آبیاری (۱۰۰، ۷۵ و ۵۰ درصد آبیاری کامل) و دو سطح کود نیتروژنه (۳۰۰ و ۲۲۵ کیلوگرم در هکتار) رشد کرده بودند، انجام شد. سیستم آبیاری مورد استفاده در این پژوهش، آبیاری زیرسطحی با کپسول های رسی متخلخل بود. تیمارهای آبیاری کامل برای پر کردن مجدد فضای منافذ در ناحیه ریشه تا حد ظرفیت مزرعه آبیاری شدند، در حالی که در تیمارهای کم آبیاری گیاهان ۵۰ و ۷۵ درصد آبیاری کامل را دریافت کردند. تیمارهای کود دهی شامل دو سطح کود نیتروژن (یعنی ۲۲۵ کیلوگرم نیتروژن در هکتار و ۳۰۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار) در مرحله نهال، رشد رویشی و سر سبز اعمال شد. ویژگی های مورفولوژیک و فیزیولوژیک کلم بروکلی شامل وزن تازه و خشک سرهای جانبی، چگالی سرهای جانبی، غلظت عناصر غذایی، کلروفیل کل و پرولین برگ مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها: نتایج کاهش معنی دار وزن تازه و خشک، چگالی و غلظت عناصر کلسیم و منیزیم در سرهای جانبی و همچنین کلروفیل کل برگ گیاه کلم بروکلی را در گیاهانی که در معرض کم آبیاری و سطوح پایین کود نیتروژنه قرار گرفتند نشان داد، در حالی که پرولین برگ به طور معنی داری افزایش یافت. کاربرد نانوبیوچار طبیعی در خاک اثرات تنش های خشکی و تغذیه ای را بر صفات مورفولوژیکی کاهش داد. نتایج نشان داد که کاربرد نانوبیوچار طبیعی در خاک های الک شده و الک نشده بر وزن تر و خشک سر، تراکم سر، کلروفیل کل و پرولین برگ برای هر دو فصل (۲۰۱۹ و ۲۰۲۰) قابل توجه بود. ترکیب خاک الک شده و الک نشده با نانوبیوچار طبیعی باعث بهبود وزن تازه و خشک، چگالی، غلظت عناصر کلسیم و منیزیم، کلروفیل کل و پرولین شد. علاوه بر این باعث کاهش معنی دار غلظت پرولین برگ در گیاهان در معرض کم آبیاری و کمبود کود نیتروژنه گردید. بیش ترین مقادیر وزن تازه و خشک سرجانبی، چگالی سر جانبی، غلظت کلسیم، منیزیم و کلروفیل به ترتیب در تیمارهای SNAS+NR۲+FI، NNAS+NR۲+FI، NUS+NR۲+FI، SNAS+NR۲+FI، SNAS+NR۲+FI و NUS+NR۲+FI به مقدار ۲۶/۹۹ گرم، ۷۹/۳۹ گرم، ۹۲/۰ گرم بر سانتی متر مکعب، ۹۶/۵ میلی گرم بر گرم، ۵۲/۳ میلی گرم بر گرم و ۵۲/۲ میلی گرم بر گرم به دست آمد. همچنین کم ترین مقدار پرولین برگ ۰۸/۰ میکرومول بر گرم و در تیمار NNAS+NR۲+FI به دست آمد.نتیجه گیری: مطالعه ما برخی از اثرات مفید نانوبیوچار طبیعی را به عنوان یک اصلاح کننده آلی برای ارتقای بهره وری محصول نشان داد. از این رو، ادغام افزودن نانوبیوچار طبیعی همراه با کم آبیاری و شرایط کمبود کود نیتروژنه می تواند به عنوان یک رویکرد مناسب و بهینه از نظر صرفه جویی در مصرف آب و کود، عملکرد و هزینه در نظر گرفته شود. بنابراین، ترکیب این روش و آبیاری زیرسطحی با سیستم کپسول های رسی متخلخل به ویژه در مناطق خشکی که اغلب از شرایط کم آبی رنج می برند مفید خواهد بود.

کلیدواژه ها:

عناصر غذایی ، کلروفیل ، پرولین ، کپسول رسی متخلخل ، نانوبیوچار