تاثیر مصرف کود نیتروژن و فسفر بر یک رقم زودرس پنبه (Gossypium hirsutum L.)

مقدمه

          سطح زیر کشت پنبه در ایران حدود 105 هزار هکتار است که از این سطح حدود 250 هزار تن پنبه تولید می گردد. استان اصفهان نیز یکی از استان هایی است که سالیانه 3462 هکتار از اراضی آبی خود را به کشت پنبه اختصاص می دهد (آمار نامه 1388).  نیتروژن یکی از عناصر مهم در افزایش کمی و کیفی محصول پنبه محسوب می گردد (Gerik et al., 1998). در بسیاری از نقاط جهان محدودیت نیتروژن در دسترس ، از عوامل اصلی محدود کننده تولید پنبه به شمار می رود (Bronson et al., 2001; Li et al., 2002). مقدار نیتروژن مورد نیاز پنبه با توجه به نوع سامانه زراعی، ممکن است از صفر تا 186 کیلوگرم در هکتار (Rochester et al., 2001) و حتی گاهی تا 300 کیلوگرم در هکتار (Yang et al., 2011) متفاوت باشد.  نیاز ارقام جدید پنبه به نیتروژن نسبت به ارقام قدیمی متفاوت بوده و برخی از پژوهشگران معتقدند ارقام جدید پنبه مقدار نیتروژن زیادتری را در دوره رشد کوتاه تر مصرف می کنند (Read et al., 2002(. (واعظ زاده اسدی 1378) بهترین میزان مصرف نیتروژن ، فسفر و پتاسیم برای رقم پنبه مهر را به ترتیب 180، 60 و 75 کیلوگرم در هکتار تشخیص داد.  جهت جلوگیری از اثرات نامناسب آبشویی نیتروژن به آبهای زیر زمینی، معمولا پژوهشگران مقادیر کود نیتروژن مورد نیاز ارقام جدید را در مقایسه با مقادیر توصیه شده آزمون می نمایند.  (Thind et al., 2008) مقادیر 50، 75 و 100درصد از مقدار کود نیتروژن توصیه شده (75  کیلوگرم در هکتار) در مدت 2 سال را مورد بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش نشان داد کاهش مقدار نیتروژن از مقدار توصیه شده (75 کیلوگرم در هکتار) باعث کاهش عملکرد در هر دو سال آزمایش گردید.

         حدود 7/5 بیلیون هکتار از اراضی جهان مقادیر فسفر بسیار پایینتری نسبت به آنچه در کشاورزی پایدار به آن نیاز است را دارا هستند Hinsinger, 2001)). اصولاپیش بینی واکنش پنبه به کودهای فسفاته حتی با انجام آزمون خاک مشکل است (Bronson et al., 2001). برخی از گزارشها واکنش ضعیف گیاه پنبه به کودهای فسفره را مورد تاکید قرار داده اند (Wang et al, 2010).

 (Michell et al. 2000) در مطالعه خود در خاک هایی با مقادیر متوسط و پایین فسفر ، واکنش گیاه پنبه به کودهای فسفره را بی ثبات توصیف نمود. به هر حال تامین نیتروژن کافی در خاک  به ویژه در مواقعی که میزان فسفر خاک بیش از 15 میلی گرم در هر کیلوگرم است ،یکی از شرایط لازم برای جذب فسفر توسط گیاهان محسوب می گردد (Li and Zhao 1990). درخشنده پور (1371) مقدار کود خالص فسفر لازم برای ارقام پنبه ورامین و اولتان را برای خاک هایی که 20 میلی گرم در کیلوگرم فسفر اولیه دارند را 90 کیلوگرم در هکتار عنوان کرد.

با توجه به معرفی ارقام مختلف پنبه و نیازهای متفاوت تغذیه ای این ارقام و همچنین آلودگیهای زیست محیطی ناشی از مصرف بی رویه کودهای شیمیایی، پژوهش پیرامون نیاز تغذیه ای این ارقام لازم به نظر می رسد، بنابراین در پژوهش حاضر تاثیر مقادیر مختلف کود نیتروژن و کود فسفاته بر عملکرد و ویژگیهای زراعی گیاه پنبه زودرس (رقم تابلادیلا) بررسی گردید.

مواد و روشها

     به منظور بررسی تاثیر تیمارهای مختلف کود نیتروژن و فسفات ، پژوهشی دو ساله (1386-1385) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان واقع در کبوتر آباد (طول جغرافیایی 51  درجه و 51 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 32 درجه و 31 دقیقه شمالی) انجام شد. ویژگیهای هواشناسی ایستگاه تحقیقاتی در جدول 1 ذکر گردیده است. برای انجام پژوهش از آزمایش کرتهای خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار استفاده گردید. چهار سطح کود نیتروژن شامل 110،160(توصیه موسسه تحقیقات آب و خاک)، 210 و 260 کیلوگرم در هکتار از منبع اوره، کرتهای اصلی و چهار سطح کود فسفره بر مبنای اکسید فسفر (P2 O5) شامل  23، 46 (توصیه موسسه تحقیقات آب و خاک) ،70 و 92 کیلوگرم در هکتار از منبع کودی سوپر فسفات تریبل ، کرتهای فرعی را تشکیل  دادند. کود نیتروژن بصورت تقسیط شده و در مراحل کاشت، بعد از تنک و قبل از گلدهی و تمامی کود فسفاته قبل از کاشت به زمین اضافه شد.

         رقم مورد استفاده در این پژوهش تابلادیلا (تهیه شده از موسسه تحقیقات پنبه کشور) و روش کشت جوی و پشته ای و بصورت ردیفی بود. چهار ردیف به طول 6 متر با فاصله بین  و روی ردیف 75 و 15سانتیمتر(حدود 90 هزار بوته در هکتار)، هر کرت فرعی را تشکیل داد. برای اطمینان از جدا بودن کرتهای فرعی و جلوگیری از اختلاط تیمارهای کودی بین هر دو کرت فرعی ، یک خط بصورت نکاشت در نظر گرفته شد. در هر دو سال قبل از کشت با تهیه نمونه مرکب از عمق 30-0 سانتیمتری خاک برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شد (جدول 2). برای اندازه گیری غلظت عناصر غذایی (نیتروژن ، فسفر ، پتاسیم ، آهن ، مس و روی)  در برگ ، در مرحله 20 برگی گیاه ، از برگهای میانی تمام تیمارها نمونه برداری انجام  و پس از انتقال به آزمایشگاه و شستشو با آب  معمولی و آب مقطر و خشک شدن در آون در دمای 75 درجه سلسیوس به مدت 48 ساعت ، برای انجام تجزیه عناصر استفاده گردید. برای اندازه گیری عملکرد و اجزاء عملکرد 3 متر مربع (5/1 ×2) از وسط هر کرت انتخاب و عملکرد کل وش ، وزن ده غوزه ،تعداد غوزه در بوته اندازه گیری شد. کلیه تجزیه های آماری با استفاده از نرم افزار SAS (SAS Institute, 2007)  انجام  و میانگین ها از طریق آزمون چند دامنه ای دانکن  مقایسه گردید.     

نتایج و بحث

-          تاثیر مصرف کود نیتروژن بر عملکرد و اجزاء عملکرد پنبه

       تجزیه واریانس مرکب مربوط به عملکرد پنبه در دو سال انجام پژوهش در جدول 3 ذکر گردیده است. تاثیر سال بر عملکرد وش  و وزن غوزه ها بر اساس داده های جدول 1 در سطح 1% آماری معنی دار بود. علت معنی دار شدن تاثیر سال ،  احتمالا به دلیل وقوع بارندگی های قابل توجه در سال 1385 بوده است. در این سال نسبت به سال 1386 هم در اوایل دوره رشد و هم در اواخر دوره رشد بارش های بیشتری به وقوع پیوسته و با تامین نیاز تبخیر و تعرق ، شرایط مساعد تری برای گیاه ایجاد شده است. همان گونه که مقایسه میانگین ها در جدول 4 نشان می دهد، در هر دو سال پژوهش بین سطوح 110 و 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از نظر عملکرد ، وزن غوزه ها و تعداد غوزه ها تفاوتی مشاهده نگردید. بالاترین مقدار عملکرد(6335 کیلوگرم در هکتار) مربوط به تیمار 260 کیلوگرم در هکتار و مربوط به سال اول پژوهش بود که بطور معنی داری بالاتر از سایر مقادیر نیتروژن استفاده شده بود (برخلاف سال دوم که این تیمار افزایش عملکرد معنی دار نسبت به سایر تیمارها نداشت). روند مشابهی برای تغییرات اجزاء عملکرد مشاهده گردید. با توجه به اینکه  از یک سو افزایش عملکرد مشاهده شده در تیمار 260 کیلوگرم در هکتار نیتروژن فقط در یک سال مشاهده گردید (شرایط استثنایی آب و هوایی ایجاد شده در سال 1385) و از سوی دیگر 230 کیلوگرم عملکرد وش اضافی در این تیمار نسبت به تیمار 110 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، مستلزم مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن اضافی است، این تیمار نمی تواند به عنوان یک تیمار بهینه مد نظر باشد. کاهش 30 درصدی در مقدار کود نیتروژن (بکارگیری 110 کیلوگرم  کود نیتروژن در هکتار در مقایسه با 160 کیلوگرم در هکتار) و تولید عملکردهای مشابه بیانگر پتانسیل قابل قبول تولید رقم تابلادیلا در مقادیر پایین نیتروژن است ، که به دلیل زودرس تر بودن این رقم نسبت به ارقام موجود غیر قابل انتظار نیست. تفاوت نیاز ارقام مختلف پنبه به کود نیتروژن توسط سایر پژوهشگران نیز مورد تاکید قرار گرفته است (Rochester et al., 2001, Yang et al., 2011). به هر صورت نتایج بدست آمده در این پژوهش  برخلاف نتایج  گزارش شده  توسط برخی دیگر از پژوهشگران است که نیاز ارقام جدید پنبه به کود نیتروژن را بیشتر از ارقام قدیمی می دانند (et al., 2008 Thind). توانایی رقم تابلادیلا در تولید عملکرد مشابه با سایر ارقام در مقادیر کمتر کود نیتروژن نه تنها از دید اقتصادی حائز اهمیت است بلکه از دید جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی نیز می تواند قابل توجه باشد. در سه دهه گذشته آلودگی آبهای زیر زمینی به نیترات (NO₃^-) ناشی از مصرف بی رویه کودهای نیتروژن دار از مسایل مطرح در کشور ما بوده و در برخی از نقاط غلظت نیترات به بیش از 50 میلی گرم در لیتر رسیده است. بعنوان مثال در پژوهش انجام شده در همدان که بر روی 311 چاه کشاورزی انجام شد، 115 چاه غلظت نیترات بیش از 50 میلی گرم در لیتر داشتند. غلظت نیترات در این پژوهش دامنه ای از 3 تا 252 میلی گرم در لیتر داشت (Jalali, 2005).

تاثیر مصرف کود فسفربر عملکرد و اجزاء عملکرد پنبه

     برخلاف روند مشاهده شده در زمینه  کاربرد کود نیتروژن، کاربرد کود فسفات، پایین تر از توصیه کودی موسسه تحقیقات خاک  و آب (مقادیر کمتر از 46 کیلوگرم فسفات در هر هکتار) عملکرد وش را بصورت معنی دار کاهش داد (جدول 5). عملکرد وش در دو سال 1385 و 1386 با مصرف 23 کیلوگرم فسفردر هکتار به ترتیب برابر بود با 5577 و 5180 کیلوگرم در هکتار. این اعداد برای تیمار 46 کیلوگرم فسفر در هکتار به ترتیب برابر بود با 6206 و 5541 کیلوگرم در هکتار. بنابراین تیمار 23 کیلوگرم فسفر در هکتار نسبت به تیمار 46 کیلوگرم در هکتار در سال اول و دوم به ترتیب با 3/11 و 9/6 درصد کاهش عملکرد مواجه بود. بین تیمار 46 با 70 و 92 کیلوگرم فسفر در هکتار از نظر عملکرد وش اختلاف معنی داری مشاهده نگردید. دلیل کاهش عملکرد (تیمار 23 کیلوگرم فسفر در هکتار نسبت به تیمار 46 کیلوگرم در هکتار)، به واسطه کاهش وزن (7/14 و 11 درصد به ترتیب در سال اول و دوم پژوهش) و تعداد غوزه ها (18درصد)  در هر بوته  بود. در پژوهش Wang et al, 2010 کارایی استفاده از فسفات موجود در خاک در گیاه پنبه کمتر از گندم (Triticum aestivum L.) و لوپین (Lupinus albus) تشخیص داده شد. بنابراین تامین فسفات مورد نیاز پنبه از طریق کودهای شیمیایی بیش از سایر گیاهان زراعی حایز اهمیت است. تامین کود فسفات کافی برای بدست آوردن عملکردهای بالا، به ویژه  در خاکهایی که مقادیر قابل توجهی نیتروژن دارند اهمیت مضاعفی خواهد داشت (Li and Zhao 1990).

در پژوهش حاضر برهمکنش کود نیتروژن و فسفر معنی دار نبود. به هر حال در برخی از پژوهش ها نتایج متفاوتی نسبت به پژوهش حاضر گزارش نموده اند. در پژوهش Tewolde et al.1994   تاثیر چهار مقدار کود فسفر (صفر تا 45 کیلوگرم در هکتار) و پنج سطح  کود نیتروژن (صفر تا 269 کیلوگرم در هکتار) بر عملکرد یک رقم زودرس پنبه ((Pimaبررسی گردید. نتایج این پژوهش نشان داد مدیریت تغییر میزان نیتروژن عامل اساسی و تاثیر گذار بر عملکرد بوده و تغییردر مقدار فسفر اهمیت چندانی ندارد. 

-          تاثیر بکارگیری کود های نیتروژن و فسفر بر غلظت عناصر در برگ

تاثیر بکارگیری تیمارهای مختلف نیتروژن و فسفات بر غلظت عناصر غذایی مختلف در جدول 4 نشان داده شده است . کمترین مقدار نیتروژن استفاده شده در این پژوهش (110 کیلوگرم در هکتار) مقدار نیتروژن پایین تری در مقایسه با سایر تیمارها داشت . این تفاوت غلظت از نظر آماری با تیمار 260 کیلوگرم نیتروژن در هکتار معنی دار بود.  با توجه به اینکه حد کفایت عنصر نیتروژن در برگهای بالغ پنبه که برابر با 45-38 گرم در هر هزار گرم ماده خشک است (Fageria and Baligar, 2005) به نظر می رسد در رقم مورد مطالعه تجمع نیتروژن در برگها کمتر از ارقام معمول است. در رابطه با عنصر آهن روند تغییرات بر خلاف روند مشاهده شده در رابطه با نیتروژن بود، یعنی درتیمار 260 کیلوگرم نیتروژن در هکتار،  مقادیر عنصر آهن بطور معنی دار کمتر از تیمار 210 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. تاثیر بکارگیری فسفر برغلظت عناصر غذایی در برگ معنی دار نبود و تمام میانگین ها در یک گروه آماری قرار گرفتند (جدول 6). تغییرات مقدار فسفر خاک تا عمق 30 سانتیمتری (شکل 1) بیانگر آن است که وقتی گیاه با کمبود عرضه فسفر مواجه می گردد ، جذب فسفر از خاک افزایش یافته و مقدار آن در خاک بطور معنی دار کاهش می یابد (مقایسه تیمار 23 کیلوگرم کود فسفات با سایر مقادیر). اگرچه جذب عناصر غذایی در گیاه تابعی از شرایط خاک، گیاه و شرایط اقلیمی است اما بطور کلی غلظت عناصر غذایی در گیاه بطور نسبی ثابت بوده و تغییرات آن، دامنه محدودی را در بر می گیرد (Fageria and Baligar, 2005)  .

نتیجه گیری

       نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد می توان رقم جدید تابلادیلا را در مناطق مختلف استان اصفهان کشت نمود. نیاز این رقم به کودهای نیتروژن دار 30 درصد کمتر از ارقام معمول بوده و از این نظر می تواند علاوه بر کمک به اقتصاد تولید پنبه در استان ، پتانسیل آلودگی زیست محیطی کمتری را نیز بهمراه داشته باشد. زمانی که کمتر از 46 کیلوگرم فسفات در هکتار مصرف گردد رقم تابلادیلا  توانایی جذب بیشتر فسفر از عمق 30-0 را داراست اما عملکرد وش بطور معنی دار کاهش می یابد. بنابراین نیاز به کودهای فسفاته در این رقم مشابه با سایر ارقام موجود و بر اساس توصیه موسسه تحقیقات آب و خاک (46 کیلوگرم در هکتار) است.