تاثیر نیتروژن و کودهای زیستی (میکوریزا و ازتوباکتر) بر محتوای کلروفیل، عملکرد و مولفه‌های پرشدن دانه گندم‎ ‎‏(‏Triticum aestivum L.‎‏) ‏

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم زراعی و اصلاح نباتات، دانشکده فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، پاکدشت، ایران

2 دانشیلر، گروه علوم زراعی و اصلاح نباتات، دانشکده فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، پاکدشت، ایران

3 استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22124/cr.2024.27177.1816

چکیده

مقدمه: نیتروژن یک عنصر ضروری در گیاهان زراعی است و کاربرد آن یکی از مهم‌ترین فاکتورها برای بهبود رشد، محتوای کلروفیل، سرعت و دوره پر شدن دانه و همچنین عملکرد دانه گندم است. اگرچه نیتروژن اصلی‌ترین درشت مغذی تعیین کننده اجزای پر شدن دانه گندم است، اما خروج مقادیر زیادی از کود نیتروژن به محیط، می‌تواند موجب ایجاد مشکلات جدی زیست‌محیطی مانند آلودگی آب‌های زیرزمینی شود. در چنین وضعیتی، راه‌کارهای متعددی به‌منظور کاهش اثرات آلودگی ناشی از مقادیر زیاد کود نیتروژن پیشنهاد شده است. در این راستا، کاربرد کودهای زیستی مانند ازتوباکتر و میکوریزا می‌توانند نیاز به کودهای شیمیایی و اثرات نامطلوب زیست‌محیطی را کاهش و عملکرد گیاه را افزایش دهند. از این‌­رو، هدف از این مطالعه، بررسی اثرات نیتروژن و کودهای زیستی (میکوریزا و ازتوباکتر) بر محتوای کلروفیل، عملکرد و اجزای پرشدن دانه گندم بود.
مواد و روش‌ها: آزمایش به‌­صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1401-1400 اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل کاربرد کودهای زیستی در هشت سطح (عدم کاربرد به‌عنوان شاهد، ازتوباکتر، میکوریزا Glomus moseae، میکوریزا Glomus intradices، میکوریزا Glomus moseae با ازتوباکتر، میکوریزا Glomus intradices با ازتوباکتر، میکوریزا Glomus moseae با Glomus intradices، کاربرد میکوریزا Glomus moseae و Glomus intradices به‌همراه ازتوباکتر) و مقادیر کود نیتروژن در سه سطح (عدم کاربرد نیتروژن به‌عنوان شاهد و کاربرد 100 و 200 کیلوگرم اوره در هکتار) را بودند. در این آزمایش از گندم رقم چمران با تراکم بهینه 400 بذر در متر مربع استفاده شد. قارچ میکوریزا (Glomus mosseae و Glomus intraradices) از موسسه زیست‌فناوران توران در شاهرود تهیه شد. خاک آزمایش با قارچ میکوریزا بر اساس پروتکل سازنده (20 گرم درمترمربع) تیمار شد. ازتوباکتر از ریزوسفر گندم توسط موسسه خاک و آب تهران جداسازی شد. تراکم سویه­ ریزجانداران مورد استفاده به‌عنوان ازتوباکتر در این آزمایش108 باکتری در هر میلی­لیتر (cfu.ml-1 108×1) بود. به‌منظور بررسی حجم ریشه، تعدادی کیسه پلاستیکی در هرکرت قبل از کاشت قرار داده شدند. ریشه­ها در مرحله رسیدگی برداشت و پس از شستشو، حجم ریشه توسط استوانه مدرج اندازه­گیری شد. برای تعیین مولفه‌های پرشدن دانه، از مدل خطی دو تکه‌ای استفاده شد. در این رابطه، برای تعیین اجزای پر شدن دانه (مانند دوره پرشدن دانه، سرعت پر شدن دانه و دوره موثر پر شدن دانه)، اولین نمونه‌برداری 10 روز پس از سنبله‌دهی و نمونه‌برداری‌های بعدی در فواصل زمانی هر چهار روز یک‌بار به‌منظور تعیین تجمع وزن دانه انجام شد. برای تعیین عملکرد زیستی و عملکرد دانه، مساحت 0.2 مترمربع از هر کرت برداشت شد.
یافته‌های تحقیق: نتایج نشان داد که کاربرد ازتوباکتر و میکوریزا (موسه‌آ و اینترا) با 200 کیلوگرم اوره در هکتار، موجب افزایش محتوای کلروفیل a (48.52 درصد)، کلروفیل b (39.47 درصد)، کلروفیل کل (45.67 درصد)، کارتنوئید (58.94 درصد)، حداکثر وزن دانه (41.84 درصد)، سرعت پر شدن دانه (7.97 درصد)، طول دوره و دوره موثر پر شدن دانه (به‌ترتیب 18.44 و 31.33 درصد) و حجم ریشه (37.43 درصد) در مقایسه با عدم کاربرد کودهای زیستی و نیتروژن شد. همچنین کاربرد ازتوباکتر و میکوریزا (موسه‌آ و اینترا) با 200 کیلوگرم اوره در هکتار ارتفاع بوته، طول سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد دانه گندم را به‌ترتیب 51.5، 42.85، 47.19 و 36.68 درصد در مقایسه با عدم کاربرد کودهای زیستی و عدم مصرف نیتروژن افزایش داد.
نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج این آزمایش به‌نظر می‌رسد که کاربرد کودهای زیستی (ازتوباکتر و میکوریزا) و کود نیتروژن از طریق بهبود مولفه­های پرشدن دانه و برخی صفات فیزیولوژیک، می‌تواند عملکرد دانه گندم را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effects of nitrogen and biofertilizers (mycorrhiza and azotobacter) on chlorophyll content, yield and grain filling components of wheat‏

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Yazdani 1
  • Gholam Abbas Akbari 2
  • Raouf Seyed Sharifi 3
1 M.Sc. Student, Department of Agronomy and Plant Breeding Sciences, College of Aburaihan, University of Tehran, Pakdasht, Iran
2 Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding Sciences, College of Aburaihan, University of Tehran, Pakdasht, Iran
3 Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Introduction
Nitrogen (N) is an essential element in crop plants and it’s application is one of the important  factors for improving growth, chlorophyll content, rate and grain filling period as well as grain yield of wheat. Although nitrogen is the major macronutrient determining grain filling components of wheat, but the release of large rates of nitrogen fertilizer into the environment can cause a serious environmental problem such as groundwater pollution. In such a situation, several strategies have been proposed to decrease the effects of pollution caused by large rates of nitrogen fertilizer. In this regard, application of biofertilizers such as Azotobacter and mycorrhiza can decrease the need for chemical fertilizers and adverse environmental effects, and increase crop yield. The aim of this study was to evaluate the effects of nitrogen and biofertilizers (mycorrhiza and Azotobacter) on chlorophyll content, yield and grain filling components of wheat.
Materials and methods
The factorial experiment was carried out in randomized complete block design with three replications at the research field of Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran, in 2022-2023. The experimental factors were included the application of biofertilizers in eight levels (no application as control, and application of Azotobacter, mycorrhiza Glomus moseae, mycorrhiza Glomus intraradices, Glomus moseae and Azotobacter, Glomus intraradices and Azotobacter, Glomus moseae and Glomus intraradices, Glomus moseae and Glomus intraradices along with Azotobacter), and nitrogen fertilizer rates at three levels (no application as control, and application of 100 and 200 kg urea.ha-1). The wheat cultivar ‘Chamran’ was used in this experiment with the optimal density of 400 seeds.m-2. Mycorrhiza fungi (Glomus mosseae and Glomus intraradices) were obtained from Turan Zist Fanavar Institute, Shahrood, Iran. The soils with mycorrhiza fungi were treated based on the manufacturer’s protocol (20 g.m-2). Azotobacter were isolated from the rhizosphere of wheat by Research Institute of Soil and Water, Tehran, Iran. The strain density of microorganism used as Azotobacter in this experiment were 1×108 bacteria per milliliter (108 cfu/ml−1). To study the root volume, a number of plastic bags were put in each plot before planting. The roots were removed at maturity stage and after washing, root volume was measured by graduated cylinder. Two piecewise linear model was used to determine the grain filling parameters. To determinate grain filling components (such as grain filling period, grain filling rate, effective grain filling period), the first sampling was done 10 days after heading, and other samplings were done in 4-days intervals to determine the accumulation of grain weight. For determination of biological yield and grain yield, 0.2 m2 was harvested in each plot.
Research findings
The results showed that application of Azotobacter and mycorrhiza (Glomus moseae and Glomus intraradices) with 200 kg urea.ha-1 increased chlorophyll-a (48.52%), chlorophyll-b (39.47%), total chlorophyll (45.67%), carotenoid (58.94%), maximum grain weight (41.84%), grain filling rate (7.97%), grain filling period (18.44%), effective grain filling period (31.33%) and root volume (37.43%) compared to no application of biofertilizers and nitrogen. Also, application of biofertilizers (Glomus mosseae and Glomus intraradices with azotobacter) along with 200 kg urea.ha-1 increased plant height, spike length, 1000 grain weight and grain yield of wheat by 51.5%, 42.85%, 47.19% and 36.68%, respectively, compared to no application of nitrogen and biofertilizers.
Conclusion
According to the results of this study, it seems that the application of biofertilizers (Azotobacter and Mycorrhiza) and nitrogen fertilizer can increase grain yield of wheat by improving the grain filling components and some physiological traits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • biofertilizer
  • plant growth promoting rhizobacteria
  • root volum
  • seed inoculation
  • urea.&lrm