تغییرات فنوتیپی و کیفی ذرت علوفه ای (Zea mays L.) در اثر مصرف پتاسیم و عناصر کم مصرف تحت شرایط تنش خشکی

تغییرات فنوتیپی و کیفی ذرت علوفه­ای (Zea mays L.) در اثر مصرف پتاسیم و عناصر کم مصرف تحت شرایط تنش خشکی

Phenotype and quality variation of forage maize (Zea mays L.) with potassium and micronutrient application under drought stress conditions

آسیه مجلسی*¹، اسماعیل قلی­نژاد²

1–کارشناس ­ارشد زراعت، گروه علمی علوم کشاورزی، دانشگاه پیام نور ارومیه

2 - استادیار گروه علمی علوم کشاورزی- دانشگاه پیام نور تهران

*نویسنده مسئول : asieh.majlesy@yahoo.com

تاریخ دریافت: 18/05/92                                                                                                             تاریخ پذیرش: 30/08/92

چکیده

به­منظور بررسی تاثیر پتاسیم و عناصر کم مصرف بر شاخص­های رشد ذرت علوفه­ای به­صورت کشت دوم در شرایط تنش خشکی،  آزمایشی به­صورت کرت­های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در روستای ساری­بگلو از توابع شهرستان ارومیه در سال زراعی 1389 اجرا شد. آبیاری به­عنوان فاکتور اصلی در دو سطح (آبیاری کامل و قطع آبیاری)، مصرف پتاسیم به­عنوان فاکتور فرعی در دو سطح (عدم مصرف و مصرف 200 کیلوگرم در هکتار) و عناصر کم مصرف (آهن، روی و منگنز) به­عنوان فاکتور فرعی- فرعی در سه سطح (عدم مصرف، مصرف خاکی و محلول پاشی) در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که مصرف خاکی عناصر کم مصرف و پتاسیم تحت شرایط تنش خشکی باعث افزایش مقدار پرولین و درصد پروتئین بلال شد. بیشترین مقدار محتوای آب نسبی برگ در تیمار شاهد و بیشترین مقدار پروتئین برگ در زمان مصرف خاکی عناصر کم مصرف و پتاسیم تحت شرایط آبیاری کامل به­دست آمد. تحت شرایط مصرف پتاسیم، مصرف خاکی عناصر کم مصرف باعث افزایش ارتفاع بوته و طول بلال و عدم مصرف عناصر کم مصرف سبب افزایش درصد پروتئین ساقه شد. در شرایط تنش خشکی، محلول پاشی عناصر کم مصرف موجب افزایش سطح برگ پرچم، طول و قطر بلال و درصد پروتئین ساقه گردید. در شرایط تنش خشکی استفاده از پتاسیم درصد پروتئین بلال، برگ و ساقه کاهش، ولی سایر صفات افزایش معنی­داری پیدا کردند. بنابراین می­توان نتیجه گرفت در شرایط تنش خشکی، مصرف پتاسیم همراه با عناصر کم مصرف شاخص­های رشد را بهبود می­بخشد.

واژه­های کلیدی: آهن، تنش رطوبتی، روی، کمبود آب، منگنز

مقدمه

ذرت یک گیاه علوفه­ای با عملکرد ماده خشک بالا است که از آن می­توان به عنوان سیلو جهت تغذیه دام استفاده کرد. خصوصیات تغذیه­ای و علوفه­ای در این گیاه  به دلیل مقدار پروتئین بالای در حد مطلوبی قرار دارد (Curran & Posch, 2000).

خشکی یکی از مهم­ترین تنش­های غیرزیستی می­باشد که تولید محصولات کشاورزی و بازده استفاده از اراضی خشک و نیمه­خشک را کاهش می­دهد (Taiz & Ziger, 2006). در شرایط بروز تنش خشکی نقش یک عنصر غذایی زمانی در تغذیه گیاه به خوبی نمایان می­شود که سایر عناصر مورد نیاز گیاه (کم مصرف و پر مصرف)  به صورت متعادل در اختیار گیاه قرار گیرد. از سوی دیگر عناصر غذایی کم مصرف باعث افزایش مقاومت گیاه به برخی آفات و بیماری­ها و تنش­های محیطی می­گردد (Khold Barin & Eslamzade, 2006). گیاهان در پاسخ به تنش­های غیرزنده محیطی از روش­هایی مانند دهیدراتاسیون و حفظ فشار اسمزی استفاده می­کنند. چنین مکانیزم­هایی تطابق نامیده می­شوند و شامل یکسری تغییرات فیزیولوژیکی و بیولوژیکی می­باشند که طی آن تجمع برخی مواد محلول در پاسخ به تنش­ها صورت می­گیرد در این ارتباط می­توان به تجمع پرولین در غلات و بتائین در چغندرقند اشاره نمود (Mohammadkhani & Heidari, 2008).

قهفرخی و همکاران (Ghahfarohki et al., 2004) در آزمایشی با بررسی اثر تنش خشکی بر ذرت دانه­ای دریافتند که با بروز تنش خشکی در مرحله گلدهی قطر و طول بلال کاهش یافت. فرشاد و ملکوتی (Farshad & Malakooti, 2003) بیان کردند که مصرف پتاسیم و عناصر کم مصرف درصد پروتئین دانه، طول بلال، قطر بلال و ارتفاع بوته ذرت را افزایش داد. ساجدی و همکاران (Sajedi et al., 2009) مقادیر مختلف آهن، روی و نیتروژن را بر روی شاخص­های فیزیولوژیکی و عملکرد ذرت علوفه ای 704 بررسی نموده و نتیجه گرفتند که با اضافه نمودن کودهای عناصر کم مصرف به ویژه روی، خصوصیاتی مانند شاخص سطح برگ، سرعت رشد گیاه و تجمع ماده خشک به طور معنی­داری افزایش یافت و دریافتند که بخش عمده­ای از افزایش عملکرد به بهبود شاخص­های فیزیولوژیک مربوط می­باشد.

با توجه به این که پتاسیم در افزایش کارآیی مصرف آب و جبران کاهش اثرات کمی و کیفی ناشی از تنش خشکی نقش موثری دارد و همچنین نقش عناصر کم مصرف در بهبود عملکرد آنزیم­ها در شرایط بروز تنش خشکی و افزایش کیفیت گیاه ذرت بسیار مهم می­باشد، لذا هدف از این آزمایش بررسی تاثیر هم­زمان مصرف پتاسیم و عناصر کم مصرف آهن، روی و منگنز بر عملکرد کمی و همچنین مقادیر پروتئین و پرولین ذرت علوفه­ای 704 تحت شرایط تنش خشکی می­باشد.

 مواد و روش­ها

این آزمایش در سال زراعی 1389 به صورت کشت دوم و با هدف تولید علوفه در روستای ساری­بگلو از توابع شهرستان ارومیه با ارتفاع 1323 متر از سطح دریا با طول جغرافیایی 37 درجه،41 دقیقه و 27 ثانیه شمالی و عرض جغرافیایی 45 درجه، 8 دقیقه و 33 ثانیه شرقی اجرا شد. این منطقه دارای آب و هوای منطقه­ای خشک و نیمه­خشک و با میانگین بارندگی سالیانه 300 میلی­متر، میانگین کمترین دمای هوا 17- درجه سانتی­گراد و میانگین بیشترین دمای هوای منطقه 35 درجه سانتی­گراد می­باشد. جدول 1 مشخصات فیزیکو شیمیایی خاک محل اجرای طرح را نشان می­دهد.

آزمایش به صورت کرت­های دو بار خرد شده در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. فاکتور اصلی شامل آبیاری در دو سطح (آبیاری کامل و قطع آبیاری)، فاکتور فرعی شامل مصرف کود پتاسیم در دو سطح (عدم مصرف پتاسیم و مصرف 200 کیلوگرم در هکتار) و فاکتور فرعی– فرعی شامل مخلوط کودهای کم مصرف آهن، منگنز و روی در سه سطح (عدم مصرف، مصرف خاکی و محلول پاشی) بودند.

جدول 1- مشخصات خاک­شناسی محل اجرای طرح.

.Table 1. Some of the physicochemical properties of the experimental site

 بذر مورد استفاده، هیبرید سینگل­کراس 704، از شرکت دشت کبودان تحت نظارت وزارت جهاد کشاورزی تهیه گردید و به صورت خشکه­کاری در 12 تیر ماه سال 1389 به صورت دستی کشت شد. فاصله بوته­ها از هم روی ردیف 25 سانتی متر و فاصله بین ردیف­ها 50 سانتی­متر در نظر گرفته شد. کود نیتروژن به مقدار 100 کیلوگرم در هکتار از منبع اوره به عنوان کود پایه در دو مرحله هم زمان با رشد رویشی (زمان پنج تا شش برگی) و زمان ظهورگل تاجی استفاده شد. پتاسیم از منبع سولفات پتاسیم به مقدار200 کیلوگرم در هکتار به صورت خاکی و در زمان کاشت مصرف شد. سولفات آهن، منگنز و روی به ترتیب به مقدار 100، 100 و 60 کیلوگرم در هکتار به صورت خاکی و با غلظت پنج در هزار به صورت محلول­پاشی استفاده شدند.

مصرف خاکی عناصر کم مصرف هم­زمان با کاشت و محلول پاشی این عناصر در دو مرحله قبل از ظهور گل تاجی و در زمان دانه­بندی صورت گرفت. بر اساس نتایج آزمایش خاک به دلیل بالا بودن مقدار  فسفر خاک نیازی به مصرف فسفر در زمین اجرای آزمایش نبود. برای اندازه­گیری صفات از هر کرت 5 بوته به طور تصادفی انتخاب شد و صفات مورد نظر روی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. صفات اندازه­گیری شده به شرح زیر بود:

1- ارتفاع بوته: بعد از کف­بر کردن بوته­ها ارتفاع آن از انتهای بوته که متصل به طوقه می­باشد تا آخرین گره قابل شمارش در زیر گل تاجی اندازه­گیری شد و میانگین ارتفاع 5 بوته به عنوان ارتفاع بوته بر حسب سانتی­مترگزارش شد.

2– سطح برگ پرچم: در هر بوته برگ رو به روی بلال جدا گردید و طول پهنک و عریض­ترین بخش پهنک اندازه گیری شد و بعد از میانگین­گیری از معادله (1) محاسبه گردید و بر حسب سانتی­متر مربع گزارش شد (Francis et al., 1969).

معادله (1)     75/0  × طول  × عرض = سطح برگ

3– محتوای آب نسبی (RWC): با استفاده از  معادله (2) محاسبه شد (Alizade, 2009).

  معادله (2)

  RWC = (F.W.-D.W.) / (T.W.-D.W.) × 100

در معادله2F.W. ،D.W  و T.W. به ترتیب بیانگر وزن تازه، وزن خشک و وزن آماس کامل برگ بر حسب گرم   می­باشد.

4– طول بلال: طول بلال­ها توسط خط کش اندازه­گیری شد و میانگین بلال­های روی 5 بوته بر حسب سانتی­متر به عنوان طول بلال در نظر گرفته شد.

5– قطر بلال: قطر بلال­های موجود بر روی بوته­ها توسط کولیس­ورنیه از قسمت وسط بلال اندازه­گیری شد و میانگین قطر بلال­های پنج بوته به عنوان قطر بلال بر حسب سانتی متر گزارش شد.

6– عملکرد علوفه تازه: با نمونه­برداری از دو خط وسطی هر کرت و اندازه­گیری وزن کل بوته­ها عملکرد علوفه تازه اندازه گیری شد و بعد از محاسبه بر حسب کیلوگرم در هکتار گزارش شد.

7- درصد پروتئین بلال، برگ و ساقه: مقدار نیتروژن با استفاده از دستگاه کجل­دال اندازه­گیری شد (Bremner & Breitenbeck, 1983) و با استفاده از ضریب (ضریب متفاوت برای هر گیاه) مقدار پروتئین به دست آمد
 (Cox & Cherney, 2001). در نهایت از معادله (3) برای اندازه گیری مقدار پروتئین در گیاه ذرت استفاده شد.

معادله (3)      25/6 × درصد نیتروژن = درصد پروتئین

8- پرولین: با استفاده از روش Battes و همکاران محاسبه گردید (Battes et al., 1973). در این روش ابتدا 5/0 گرم از بافت تازه گیاهی وزن شد و 5 میلی­لیتر اسید سولفوریک 3 درصد به آن افزوده شده و خوب ساییده شد. سپس از کاغذ صافی واتمن شماره 2 عبور داد شد تا محلول کاملا صافی به دست آید. 5/1 میلی­لیتر از محلول صاف شده درون لوله آزمایش ریخته شد و 1 میلی­لیتر محلول نین­هیدرین و 1 میلی­لیتر اسید استیک خالص به آن افزوده شد. لوله­های آزمایش در بن ماری به مدت یک ساعت در دمای 100 درجه سانتی­گراد قرار داده شد. بعد از گذشت مدت زمان مورد نظر لوله آزمایش بر روی یخ قرار گرفت تا محلول درون آن سرد شود، سپس 4 میلی­لیتر تولوئن به لوله آزمایش افزوده و به مدت 20 ثانیه بر روی شیکر قرار گرفت. نهایتا از مایع رویی درون لوله آزمایش نمونه گرفته شد و در سل اسپکتوفتومتر ریخته شد تا در طول موج 520 نانومتر قرائت شود. بعد از رسم نمودار استاندارد، اعداد قرائت شده با استفاده از منحنی به میلی­گرم پرولین در گرم بافت تازه تبدیل شد.

     داده­های به دست آمده با استفاده از نرم افزار آماری MSTATC تجزیه واریانس شد و مقایسه میانگین­ها نیز با استفاده از آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد انجام گردید.

نتایج و بحث

ارتفاع بوته

 نتایج تجزیه واریانس نشان داد  که اثر متقابل بین پتاسیم و آبیاری و مصرف پتاسیم و عناصر کم مصرف بر ارتفاع بوته معنی­دار بود (جدول 2). مصرف پتاسیم در ذرت­های تحت تنش خشکی باعث افزایش 10 درصدی ارتفاع گیاه نسبت به عدم مصرف پتاسیم در همان شرایط شد (جدول 4). تاثیر متقابل مصرف عناصر کم مصرف و پتاسیم در افزایش ارتفاع گیاه موثر بود به خصوص زمانی که عناصر ریزمغذی به صورت خاکی مصرف شد (جدول 6). زیرا پتاسیم اثرات ناشی از تنش خشکی را کاهش داده و کارآیی مصرف آب را از طریق کنترل روزنه­های برگ افزایش می‌دهد (Alizade, 2009). فرشاد و ملکوتی (Farshad, & Malakooti, 2003) در آزمایشی گزارش کردند که مصرف پتاسیم و عناصر کم مصرف در شرایط تنش خشکی ارتفاع بوته را افزایش داد.

سطح برگ پرچم

نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل بین آبیاری و کاربرد عناصر کم مصرف بر سطح برگ پرچم معنی­دار بود (جدول 2). مقایسه میانگین­ها نشان داد تنش خشکی سطح برگ پرچم را تا 10 درصد کاهش داد (جدول 3)، زیرا فرآیندهای رشد و توسعه برگ تحت تاثیر هر گونه کمبود آب می­باشد. بنابراین اگر چه آب اثر کمی در توسعه و ظهور برگ دارد، اما به طور قابل توجهی کل سطح برگ را از طریق افزایش پیری برگ کاهش داد (Cakir, 2004). در شرایط تنش خشکی محلول پاشی عناصر کم مصرف به دلیل جذب و اثر بخشی سریع عناصر غذایی بیشترین تاثیر را در افزایش سطح برگ پرچم داشت و این صفت را نسبت به مصرف خاکی عناصر کم مصرف در شرایط تنش خشکی 12 درصد افزایش داد (جدول 5).

محتوای آب نسبی (RWC):

     نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل سه جانبه فاکتورهای آزمایشی بر محتوای آب نسبی برگ معنی­دار بود (جدول 2). نتایج میانگین­ها نشان داد مصرف پتاسیم در شرایط تنش خشکی باعث افزایش 9 درصدی RWC نسبت به عدم مصرف پتاسیم در همان شرایط شد که با نتایج آتیا (Atteya, 2003) مطابقت داشت (جدول 4). در شرایط تنش خشکی، عدم استفاده از کودها در مقایسه با شاهد محتوای نسبی آب برگ را تا 18 درصد کاهش داد.

جدول 2- نتایج تجزیه واریانس برخی ویژگی­های مورفولوژیک ذرت تحت تاثیر سطوح مختلف آبیاری، پتاسیم و عناصر کم مصرف.

Table2- The results of variance analysis of some morphological characteristics of maize under different levels irrigation, potassium and micronutrients.

**، * و ^n.s  به ترتیب معنی­دار در سطح احتمال یک درصد، پنج درصد و غیر معنی­دار.

**, *  and ns. Significant at 1% and 5% levels of probability, non significant, respectively.

جدول 3 –مقایسه میانگین صفات سطح برگ پرچم، طول بلال و عملکرد علوفه تازه گیاه ذرت در شرایط مختلف آبیاری.

Table3. Means comparison of traits of flag leaf area, ear length and yield of fresh forage of maize under different irrigation conditions.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون، اختلاف معنی­داری بر اساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد ندارند.

Means with same letters in each column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test P≤0.05

جدول 4 – مقایسه میانگین اثر متقابل آبیاری و مصرف کود پتاسیم بر صفات ارتفاع بوته، طول و قطر بلال و میزان پروتئین بلال و ساقه ذرت.

Table4. Means comparison of interaction effects of irrigation and potassium application on traits of  plant height, ear length, ear diameter and ear  and stem protein of maize.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون، اختلاف معنی­داری بر اساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد ندارند.

Means with same letters in each column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test P≤0.05

جدول 5 - مقایسه میانگین اثر متقابل آبیاری و کاربرد عناصر کم مصرف بر سطح برگ پرچم، طول و قطر بلال و میزان پروتئین ساقه ذرت.

Table 5. Means comparison of interaction effects of irrigation and micronutrients application on flag leaf area, ear length, ear diameter and stem protein of maize.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون، اختلاف معنی­داری بر اساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد ندارند.

Means with same letters in each column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test P≤0.05

در شرایط تنش خشکی با مصرف پتاسیم و عدم استفاده از عناصر کم مصرف، در مقایسه با عدم مصرف کود پتاسیم و عناصر کم مصرف، محتوای نسبی اب برگ 12 افزایش یافت و بیشترین مقدار RWC در تیمار شاهد به­دست آمد (جدول 7) چون کود پتاسیم باعث افزایش RWC و کاهش اثرات تنش خشکی می­شود (Alizade, 2009).

طول بلال

 نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تمامی اثرات اصلی و اثرات متقابل دو جانبه بر طول بلال ذرت معنی­دار شد (جدول 2). تنش خشکی طول بلال را 7 درصد کاهش داد (جدول 3). مصرف پتاسیم در شرایط قطع آبیاری نسبت به حالت عدم مصرف پتاسیم به طور معنی­داری باعث افزایش 6 درصدی طول بلال شد (جدول 4).

در شرایط قطع آبیاری، بیشترین طول بلال از محلول پاشی عناصر کم مصرف حاصل شد، ولی بر طبق نتایج آزمایش حداکثر طول بلال از مصرف خاکی عناصر کم مصرف در شرایط آبیاری کامل به­دست آمد (جدول 5). مصرف پتاسیم و مصرف خاکی عناصر کم مصرف باعث افزایش 6 درصدی طول بلال، نسبت به شرایط عدم استفاده از عناصر کم مصرف و پتاسیم شد (جدول 6). فرشاد و ملکوتی (Farshad & Malakooti, 2003)  بیان نمودند که با استفاده از پتاسیم و عناصر کم مصرف میانگین طول بلال افزایش معنی دار یافت. استانبول­اوغلو و همکاران (Istanbulluoglu et al., 2002) در آزمایشات خود اثر معنی­دار تنش خشکی بر کاهش طول بلال را گزارش کردند. علت اصلی کاهش طول بلال، به­دلیل کاهش رشد و تقسیم سلول در شرایط کمبود آب می­باشد. ولی استفاده از پتاسیم با توجه به نقشی که در باز و بسته شدن روزنه­ها و افزایش کارآیی مصرف آب دارد و نیز استفاده از عناصر کم مصرف، اثرات تنش خشکی را توانست تا حدودی جبران کند و باعث افزایش طول بلال در این تحقیق شود (Taiz & Ziger, 2006).

قطر بلال

 نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر اصلی پتاسیم و عناصر کم مصرف و همچنین اثر متقابل آبیاری و کاربرد پتاسیم و نیز آبیاری و استفاده از عناصر کم مصرف بر قطر بلال معنی­دار بود (جدول 2). مصرف پتاسیم در شرایط تنش خشکی، 11 درصد قطر بلال را نسبت به عدم مصرف پتاسیم در همان شرایط افزایش داد (جدول 4) و مصرف خاکی عناصر کم مصرف در شرایط اعمال تنش خشکی قطر بلال ذرت را 12 درصد نسبت به عدم مصرف عناصر کم مصرف در همان شرایط افزایش داد (جدول 5). نتایج مقایسه میانگین­ها نشان داد که بیشترین قطر بلال با مصرف پتاسیم در شرایط تنش خشکی (جدول 4) و کمترین قطر بلال در شرایط تنش خشکی و عدم مصرف هیچ کودی به­دست آمد (جدول 5). تنش خشکی بر بسیاری از فرآیند­های گیاهی مانند فتوسنتز، توسعه و تقسیم سلولی و نیز تجمع و انتقال مواد غذایی در گیاه موثر می­باشد، ولی استفاده از پتاسیم و عناصر کم مصرف تا حدودی این مشکل را جبران کرده و در افزایش صفات کمی گیاه تاثیر می­گذارد (Boyer & McPherson, 1998). فرشاد و ملکوتی (Farshad & Malakooti, 2003)  نشان دادند که اثر پتاسیم و عناصر کم مصرف بر افزایش میانگین قطر بلال ذرت معنی‏دار شد. ساجدی و همکاران (Sajedi et al., 2009) طی آزمایشی افزایش قطر بلال ذرت را با استفاده از عناصر کم مصرف آهن، روی و نیتروژن گزارش دادند.

عملکرد علوفه تازه

 نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تاثیر آبیاری بر عملکرد علوفه تازه ذرت معنی­دار بود (جدول 2). عملکرد علوفه تازه با اعمال تنش خشکی 13 درصد کاهش یافت (جدول 3). دلیل کاهش عملکرد علوفه تازه ذرت در شرایط تنش خشکی به­علت کاهش ارتفاع بوته، طول بلال، سطح برگ پرچم و اجزای عملکرد می­باشد. هاگ و دیویس (Hugh & Davis, 2003) با اعمال تنش خشکی روی گیاه ذرت نشان دادند که عملکرد علوفه
 به‏طور‏ معنی‏داری نسبت به حالت بدون تنش کاهش یافت.

پروتئین بلال

 با توجه به این که تنش خشکی بر قسمت­های مختلف گیاه تاثیر متفاوتی می­گذارد، لذا در این تحقیق مقدار پروتئین در سه بخش بلال، برگ و ساقه گیاه به طور جداگانه اندازه گیری شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل سه­گانه شرایط آبیاری، سطوح کاربرد پتاسیم و عناصر کم مصرف بر درصد پروتئین بلال معنی­دار گردید (جدول 2). در بررسی اثر متقابل سه­گانه فاکتورها، مصرف خاکی عناصر کم مصرف به همراه مصرف پتاسیم در شرایط آبیاری کامل، در مقایسه با شرایط عدم مصرف کودها در آبیاری کامل (تیمار شاهد) پروتئین بلال 29 درصد افزایش یافت و کمترین مقدار این صفت در شرایط تنش خشکی با مصرف پتاسیم و عدم استفاده از عناصر کم مصرف به­دست آمد (جدول 7). رحیمی و مظاهری (Rahimi & Mazaheri, 2008) در تحقیقات خود اعلام کردند که مصرف آهن و مس باعث افزایش مقدار پروتئین بلال شد، زیرا عناصر کم مصرف نقش موثری در افزایش فعالیت آنزیم­ها و نهایتاً پروتئین­سازی دارند.

پروتئین برگ

 اثر متقابل سه­گانه فاکتورها، بر درصد پروتئین برگ معنی­دار بود (جدول 2). در بررسی اثر متقابل سه­گانه مشاهده شد که شرایط آبیاری کامل و مصرف پتاسیم و مصرف خاکی عناصر کم مصرف 25 درصد پروتئین برگ را نسبت به مصرف همان عناصر در شرایط اعمال تنش خشکی افزایش داد. بیشترین مقدار این صفت با مصرف پتاسیم و استفاده خاکی عناصر کم مصرف در آبیاری کامل به دست آمد (جدول 7).

پروتئین ساقه

 تمامی اثرات متقابل دوگانه بر درصد پروتئین ساقه معنی دار بود (جدول 2). مصرف پتاسیم در شرایط تنش خشکی نسبت به مصرف آن در شرایط آبیاری کامل پروتئین ساقه را به میزان 31 درصد افزایش داد (جدول 4). مصرف برگی عناصر کم مصرف در شرایط تنش خشکی پروتئین ساقه را به میزان 29 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داد و حداکثر مقدار پروتئین ساقه با محلول­پاشی عناصر کم مصرف تحت شرایط تنش خشکی به دست آمد (جدول 5). عدم مصرف عناصر کم مصرف با کاربرد پتاسیم نسبت به مصرف خاکی عناصر کم مصرف و کود پتاسیم ، افزایش 17 درصدی پروتئین ساقه ذرت را در بر داشت (جدول 6). شرفی و همکاران (Sharafi et al.,  2000) نشان دادند که با مصرف آهن و روی پروتئین ساقه افزایش معنی­داری پیدا کرد.

پرولین

 نتایج نشان داد که اثر متقابل سه­گانه فاکتورها، بر میزان پرولین گیاه ذرت معنی­دار گردید (جدول 2). مقایسه میانگین­ها نشان داد که تحت تنش خشکی، مصرف خاکی عناصر کم­مصرف به همراه مصرف پتاسیم نسبت به مصرف همان کودها در شرایط آبیاری کامل افزایش 1 درصدی پرولین را باعث گردید (جدول 7). کمترین مقدار پرولین با مصرف پتاسیم و محلول­پاشی عناصر کم­مصرف در آبیاری کامل به دست آمد و بیشترین مقدار این صفت با مصرف پتاسیم و مصرف خاکی عناصر کم مصرف در شرایط تنش خشکی حاصل شد (جدول 7). هاگ و دیویس (Hugh & Davis, 2003) افزایش مقدار پرولین را بعد از اعمال تنش گزارش کردند. بنابراین مصرف عناصر کم مصرف تحت شرایط کمبود آب و تنش خشکی افزایش مقاومت گیاه، افزایش رشد و در نهایت بهبود عملکرد ذرت را باعث می­شود. نقش پرولین در گیاه حفظ ساختار پروتئین و حفظ فشار سلولی در شرایط تنش خشکی می­باشد (Moaveni, 2011).

جدول 6 - مقایسه میانگین اثرمتقابل پتاسیم و کاربرد عناصر کم مصرف بر ارتفاع بوته، طول بلال و میزان پروتئین ساقه ذرت.

Table6. Means comparison of interaction effects of potassium and micronutrients application on plant height, ear length and stem protein of maize.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون، اختلاف معنی­داری بر اساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد ندارند.

Means with same letters in each column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test P≤0.05

جدول 7 - مقایسه میانگین اثر متقابل آبیاری و مصرف پتاسیم و  عناصر کم مصرف روی صفات محتوای آب نسبی برگ، میزان پروتئین بلال و برگ و مقدار پرولین گیاه ذرت.

 Table 7- Means comparisonof interaction effects of irrigation, potassium and micronutrients application on traits of RWC, ear and leaf protein and prolin of maize.

میانگین­های دارای حروف مشترک در هر ستون، اختلاف معنی­داری بر اساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد ندارند.

Means with same letters in each column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test P≤0.05

نتیجه گیری

نتایج این تحقیق نشان داد که مصرف پتاسیم و محلول پاشی عناصر کم مصرف تحت شرایط تنش خشکی باعث افزایش صفات کمی گیاه مانند سطح برگ پرچم، طول بلال و عملکرد علوفه تازه گردید. مصرف خاکی عناصر کم مصرف باعث افزایش قطر بلال و ارتفاع بوته در شرایط تنش خشکی گردید. تحت شرایط مصرف پتاسیم، مصرف خاکی عناصر کم مصرف باعث افزایش ارتفاع بوته و طول بلال و عدم مصرف عناصر کم مصرف سبب افزایش درصد پروتئین ساقه شد. در مورد صفات کیفی از جمله میزان پروتئین موجود در بلال، پروتئین موجود در برگ و نیز مقدار پرولین تحت شرایط تنش خشکی با مصرف پتاسیم همراه با مصرف خاکی عناصر کم مصرف افزایش قابل توجهی نشان داد و محلول پاشی عناصر کم مصرف تحت شرایط تنش خشکی فقط مقدار پروتئین موجود در ساقه را افزایش داد و همچنین در شرایط تنش خشکی با مصرف پتاسیم، محتوای نسبی آب گیاه بهبود یافت. محلول پاشی به همراه پتاسیم در شرایط تنش خشکی صفات کمی را افزایش می­دهد. صفات کیفی با مصرف خاکی و مصرف پتاسیم در تنش خشکی افزایش می­یابد. با توجه به مطالب فوق و نیز مساله افزایش دمای کره زمین و کاهش مقدار بارندگی و کمبود آب آبیاری استفاده از کودهایی مانند پتاسیم که باعث افزایش کارایی مصرف آب توسط گیاه و نیز افزایش مقاومت گیاه نسبت به شرایط تنش­زا می­گردد به همراه استفاده از عناصر کم مصرف (آهن، روی و منگنز) و البته محلول­پاشی عناصر مذکور حتما باید در برنامه زراعت کشاورزان قرار گیرد تا با حصول بهترین و بیشترین عملکرد، استفاده بهینه از شرایط موجود نیز صورت گیرد. بنابراین در شرایط تنش خشکی، مصرف پتاسیم همراه با عناصر کم­مصرف به صورت محلول­پاشی و یا مصرف خاکی با توجه به تاثیرگذاری در شاخص­های رشد باعث بهبود صفات رویشی و زایشی و نیز کیفیت ذرت گشته که تحت چنین شرایطی مصرف این عناصر برای کشت ذرت علوفه­ای در منطقه ارومیه توصیه می­گردد.

References

      Alizade, O. 2009. Water in relation to Soil and Plants. Aieezh publication. Iran. 149p.

Atteya, A. M. 2003. Alternation of water relation and yield of Maize genotypes in response to drought stress. J. Plant Physiol. 29(1-2): 63-76.

Bates, L. S., Walodron, R. P. and Tears, I.D. 1973. Rapid determination of free prolin for water stress studies. J. Plant Soil. 39: 205-207.

Boyer, J. S. and McPherson, H. G. 1998. Physiology water deficit in cereal crops. J. Agron. 27: 1-23.

Bremner, J. M. and Breitenbeck, G. A. 1983. A simple method for determination of ammonium in semimicro-Kjeldahl analysis of soils and plant materials using a block digester. Comm. Soil Sci. Plant Anal.14: 905-913.

Cakir, R. 2004. Effect of water stress at different development stage on vegetative and reproductive growth of Maize. J. Field Crops Res. 89(1): 1-16.

Cox, W. J. and Cherney, D. J. R. 2001. Row spacing, plant density, and nitrogen effects on Maizesilage. J. Agron. 93: 597-602.

Curran, B. and Posch, J. 2000. Agronomic management of silage for yield and quality- Silage cutting height. Crop Insights. 10(2): 1-4.

Farshad, R. and Malakooti, M.J.  2003. Effect of potassium and zinc on quality and quantity of grain maize in Karaj. J. Soil Water. 12(11): 70-75.

Francis, C. A., Rutger, J. N. and Palmer, A. F. E. 1969. A rapid method for plant leaf area estimation in maize. J. Crop Sci. 9(5): 537-539.

Ghahfarohki, A. R., Khodabandeh, N., Ahmadi, A. and Bankehsaz, A. 2004. Study of effect of drought stress in different growth stage on yield, yield components and quality of grain maize. Proc. 8^th.- Cong., Crop Science, Rasht, Iran.  239(Abst.).

Hugh, J. E. and Davis, F. 2003. Effect of drought stress on leaf and whole canopy radiation efficiency and yield of maize. J. Agron. 95(3): 688-696.

Istanbulluoglu, A., Kocaman, I. and Lounkcu, F. 2002. Water use production relationship of maize under Tekriday conditions in Turkey. Pakistan. J. Biol. Sci. 5(3): 287-291.

Khold Barin, B. and Eslamzade, T. 2006. Mineral nutrition of coromophytes. Shiraz University publication. 945p.

Moaveni, P. 2011. Effect of drought stress on some antioxidant enzymes and prolin of sorghum. J. Crop Ecophysiol. 3(1): 24-30.

Mohammadkhani, N. and Heidari, R. 2008. Drought – induced Accumulation of Soluble Sugar and Proline in Two Maize Varieties. J. World Applied Sci. 3(3): 448-453.

Rahimi, M. and Mazaheri, D. 2008. Morphological reaction and Maizeyield to chemical complex of Fe and Cu. Search Construction. 78: 96-100.

Sajedi, N. A., Ardakani, M. R., Naderi, A., Madani, M. and Mashhadi Akbar Boojar, M. 2009. Response of maize to nutrients foliar application under water deficit stress conditions. American. J. Agric. Biol.Sci. 4(3): 242-248.

Sharafi, S., Tajbakhsh, M., Majidi, E., Poormirza, A. A.  and Malakooti, J.  2000. The effect of Iron and Zinc fertilizer on yield and yield components of two variety of forage maize in Uremia. J. Soil Water. 12(11): 85-105.

Taize, L. and Zaiger, E. 2006. Plant Physiology. USA Sunderland (Massachusetts). Sinuer Associate. 751p.