در یک مطالعه مزرعه ای، اثر مقادیر مختلف کود حیوانی و نیتروژن بر خصوصیات کمی و کیفی اسفناج ) Spinacea Oleracea (، بررسی شد. آزمایش به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در طی سال ) 89 - 1388 ( انجام شد. کود دامی )فاکتور اصلی( در 4 سطح 0، 10 ، 20 و 30 تن در هکتار از منبع کود دامی پوسیده و نیتروژن )فاکتور فرعی( در 4 سطح 0، 150 ، 200 و 250 کیلوگرم نیتروژن ) N( در هکتار از منبع اوره، مصرف شد. پس از برداشت، وزن تازه ساقه و برگ اسفناج و مقدار نیترات آن اندازه گیری شد. نتایج نشان داد اثر اصلی فاکتور کود حیوانی و اثر اصلی فاکتور نیتروژن بر عملکرد، عملکرد نسبی، کارایی مصرف کود و آب، بازده زراعی و نیترات از نظر آماری معنی دار بود. برهمکنش فاکتور کود حیوانی و نیتروژن، فقط بر عملکرد نسبی، کارایی مصرف آب و کود معنی دار بود. توصیه کودی برای حصول عملکرد بهینه، با در نظر گرفتن حد مجاز نیترات در گیاه اسفناج، 30 تن کود دامی در هکتار به همراه 150 کیلوگرم نیتروژن ) N( در هکتار بود.
The effects of cattle manure and nitrogen fertilizer application on some characteristics of Spinach (Spinacea Oleracea)
نویسندگان [English]
M. Sadeghipour
(Corresponding Author ), Agriculture and Natural Resources Research Center of Tehran
چکیده [English]
In a field experiment, effects of amount different manure and nitrogen were investigated on quantitative and qualitative Spinach (Spinacea Oleracea) characteristics in Agricultural and Natural Resource Research Center of Tehran Province, Iran. Statistical experiment design was conducted with split plot design under randomized complete block design (RCBD), with three replications during two years (2009-2010). Manure (main plot) was considered in four levels of 0, 10, 20, and 30 ton ha-1 and nitrogen (sub plot) was considered in four levels of 0, 150, 200, and 250 kg Nha-1 as urea source. Stems and leaves fresh weight of spinach and there nitrate was measured after harvest. Combined two years results showed that the main effects of manure factor and nitrogen factor were significant on yield, relative yield, water use efficiency, fertilizer use efficiency, agronomic efficiency and nitrate. The interaction effects of manure and nitrogen were significant different only on relative yield, water use efficiency and fertilizer use efficiency. Fertilizer recommendation was 30 ton manure ha-1 with 150 kg N ha-1 for obtaining optimal yield with regard to legal limit of nitrate in spinach plant.
مقدمه منشا گیاه اسفناج، ایران است که از 2000 سال پیش تاکنون در ایران کاشته می شود (مبلی و پیراسته. 1377). به دلیل نسبت وزنی زیاد برگ اسفناج، عملکرد آن به شدت تحت تاثیر کود نیتروژن است. از طرفی مصرف بیش از حد مجاز کودهای نیتروژن منجر به تجمع نیترات در گیاه شده که مصرف چنین گیاهی را برای سلامتی انسان مضر می نماید. نیترات در بدن انسان تبدیل به نیتروزآمین شده و در بروز سرطان گوارشی موثر است (ملکوتی و همکاران. 1383). در گزارشی مقدار نیتروژن مورد نیاز گیاه اسفناج در هلند که مقدار نیترات به حدود 2500 میلی گرم نیترات در کیلوگرم وزن تر برسد حدود 100 تا 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار عنوان شد (Breimer, T. 1982). در تحقیقی مقدار نیترات مجاز در اسفناج 345 تا3890 میلی گرم در کیلوگرم وزن تر عنوان شد (سیلسپور، م. و م. ممیزی. 1385). در یک بررسی در منطقه حکم آباد تبریز که کشت اسفناج بر اساس عرف زارع انجام شد مقدار نیترات در کشت زمستان 1100 میلی گرم در کیلوگرم وزن تازه و در اسفناج کشت تابستان 2850 میلی گرم در کیلوگرم وزن تازه اعلام شد (ملکوتی و همکاران. 1383). امروزه توجه ویژه ای به سامانه تلفیقی تغذیه گیاه1 می شود که در آن از منابع آلی و بیولوژیک به همراه کاربرد بهینه کودهای شیمیایی مد نظر است و منجر به بهبود و حفظ بارخیزی، ساختمان، فعالیت بیولوژیک، ظرفیت تبادل کاتیونی و ظرفیت نگهداری رطوبت خاک می گردد. استفاده توام از کودهای آلی و معدنی نه تنها مقدار کاربرد کودهای شیمیایی را کاهش می دهد بلکه به ذخیره انرژی، کاهش آلودگی زیست محیطی و بهبود شرایط فیزیکی خاک کمک خواهد کرد (Sharma and Sharma. 1994). با افزودن 30 تن کود دامی مرغوب به یک هکتار خاک زراعی، حدود 120 کیلوگرم نیتروژن، 90 کیلوگرم فسفر، 160 کیلوگرم پتاسیم و ... به خاک افزوده می شود که بسته به نوع خاک و گیاه بایستی کاستی ها را توسط کودهای شیمیایی جبران نمود (بنایی و همکاران. 1383). نتایج یک بررسی نشان داد، در حالی که عملکرد کاهو و اسفناج که به وسیله کود آلی رشد کرده بودند در مقایسه با کاربرد کودهای نیتروژن، فسفر و پتاسیم کمتر بود (Vogtmann et al. 1984). در آزمایشی 10 تا 20 تن در هکتار کمپوست به همراه کود نیتروژن به مقدار 50 کیلوگرم در هکتار نیتروژن برای اسفناج توصیه شد (Adediran et al. 2004). کارایی مصرف کود، در استان های مختلف کشور کمتر از 30 درصد گزارش شده بود (بنایی و همکاران. 1383). به عبارتی در میان محصولات کشاورزی، کارایی مصرف کود در سبزیجات به طور نسبی بالاتر بود. به طور کلی کارایی مصرف کود در کشورهای پیشرفته و در حال توسعه، به ترتیب 42 و 29 درصد گزارش شده بود (ملکوتی و همکاران. 1383). کارایی مصرف آب از دیگر پارامترهای مهم در بهره وری نهاده های کشاورزی محسوب می گردد چراکه افزایش بهره وری آب، منجر به جذب بیشتر عناصر غذایی و در نتیجه افزایش عملکرد می گردد. کارایی مصرف آب در سبزیجات 04/0 تا 7/4 کیلوگرم وزن تازه در متر مکعب آب مصرفی گزارش شده بود (صادقی پور مروی، م. 1389). در پژوهشی (صادقی پور مروی، م. 1389)، کارایی مصرف آب در اسفناج 7/7 کیلوگرم وزن تازه در متر مکعب آب مصرفی نیز گزارش شده بود که در سطح کودی 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شده بود. علاوه بر توجه به اصول علمی، جنبه های اقتصادی نیز بایستی در یک توصیه کودی لحاظ گردد. مطابق قانون بازده نزولی میچرلیخ واحدهای اولیه کود، تولید را با نرخ افزایشی بالا می برند تا اینکه در نقطه ای، با ازدیاد کود، هر چند که تولید کل فزونی یابد ولی نرخ آن کاهشی بوده تا به حداکثر تولید کل برسد. اگر بیشتر از این مقدار، کود مصرف شود تولید کل نه تنها افزایشی نخواهد داشت، بلکه کاهش هم می یابد. با استفاده از منحنی ارزش تولید نهایی2 و ارزش تولید متوسط3 و با افزودن هزینه تولید به آن، نقطه ای که حداکثر سود را عاید می سازد مشخص می شود. در منحنی که محور افقی آن مقدار کود مصرفی و محور عمودی آن ارزش تولید نهایی (VMP) باشد و خط W قیمت هر کیلو کود باشد از تلاقی دو خط W و VMP نقطه ای حاصل می گردد که نقطه بهینه استفاده از کود از دیدگاه اقتصادی می باشد. لازم به ذکر است از دیدگاه اقتصادی، استفاده از هر عامل تولید تا جایی می تواند ادامه یابد که ارزش نهایی تولید آن برابر هزینه ای باشد که برای آن نهاده پرداخت می گردد. هزینه هر واحد نهاده برابر با قیمت آن نهاده است (ملکوتی و همایی، م. 1373). با توجه به سطح زیاد زیر کشت اسفناج در منطقه ورامین، این تحقیق به دنبال تعیین توصیه کود نیتروژن به همراه کود حیوانی برای اسفناج کشت شده در منطقه ورامین است که ضمن به دست آوردن عملکرد و کیفیت مطلوب، حد مجاز نیترات نیز در آن رعایت شده باشد.
مواد و روش ها مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر توام کود حیوانی و نیتروژن بر خصوصیات کمی و کیفی اسفناج با کرت های خرد شده4 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو سال (89-1388) در ایستگاه مرکزی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان تهران، در طول جغرافیایی 51 درجه و 37 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 20 دقیقه شمالی، اجرا شد. ارتفاع منطقه 1050 متر بالاتر از سطح دریای آزاد، بارندگی سالانه 170 میلیمتر در سال، لندفرم دشت رسوبی رودخانه ای5، رژیم حرارتی خاک ترمیک6 و رژیم رطوبتی آن اردیک7 بود. رده خاک ها اریدی سول8، افق سطحی اکریک9، افق زیرسطحی کمبیک10 و فامیل خاک ها بر اساس سیستم طبقه بندی جامع خاک ها fine, mixed, active, thermic, typic haplocambids بود (صفر، م. ر.1369). جدول 1 و 2 مشخصات خاک و کود حیوانی مورد استفاده در آزمایش را نشان می دهد. جدول 1-2------- فاکتور اصلی، کود دامی از منبع کود گاوی پوسیده در چهار سطح 0، 10 ،20 و30 تن در هکتار و فاکتور فرعی، نیتروژن از منبع اوره با چهار سطح 0، 150، 200 و 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. در هر تیمار نیتروژن، مقدار نیتروژن آزاد شده از کود دامی، از نیتروژن توصیه شده (25، 30)، کسر شد. در تحقیقی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن، 14 تا 32 میلی گرم در کیلوگرم (14/0 تا 32/0 درصد) عنوان شده بود (Takahashi et al. 2007). در این پژوهش، میزان معدنی شدن نیتروژن کود دامی 4/0 درصد در نظر گرفته شد (بنایی و همکاران. 1383). کود فسفر بر اساس آزمون خاک (ملکوتی و نبی غیبی.1379) در کلیه تیمارها به طور یکنواخت به صورت پایه مصرف گردید. کود نیتروژن به صورت تقسیط (یک سوم در مرحله کاشت و مابقی همزمان با آبیاری سوم در مرحله شش برگی) مصرف شد. هر کرت شامل سه خط، هرخط کاشت بطول سه متر، فاصله خطوط شصت سانتی متر و فاصله بوته‌ها روی خطوط پنج سانتی متر بود. رقم اسفناج کشت شده، ورامین 88 بود. تاریخ کاشت، 28 شهریور و تاریخ برداشت 25 آبان در طی دو سال (89-1388) بود (دوره رشد 58 روز). قبل از آزمایش نمونه خاک سطحی (عمق صفر تا 30 سانتی‌متر) به صورت مرکب برداشت شد و پارامترهای EC با دستگاه EC سنج، pH با دستگاه pH سنج، کربن آلی به روش سوزاندن تر با بی کربنات پتاسیم در مجاورت اسید سولفوریک غلیظ، فسفر قابل جذب گیاه به روش اولسن، پتاسیم قابل استفاده گیاه در خاک با دستگاه فلیم فتومتر، منگنز، مس، روی و آهن (دستگاه اسپکتروفتومتر)، آهک به روش خنثی سازی، تیتراسیون اسید کلریدریک به وسیله سود و بافت به روش هیدرومتر اندازه گیری شد (علی احیایی و امامی. 1372). پس از برداشت گیاه، در هر کرت (6 متر مربع)، وزن تازه برگ و ساقه اسفناج اندازه گیری شد. نیترات به روش رنگ سنجی سولفوسالسیلیک اسید (Cataldo et al. 1975) با استفاده از نمونه مرکب برگ و ساقه اسفناج اندازه گیری شد. آبیاری به روش کرتی انجام شد. حجم آب آبیاری مصرف شده در آزمایش طی دو سال با استفاده از پارشال فلوم (فرداد، ح. 1369)، به ترتیب 3100 و 3800 متر مکعب در هکتار اندازه گیری شد. عملکرد نسبی از نسبت عملکرد در قطعه مورد نظر، به عملکرد در قطعه شاهد (بدون مصرف کود) محاسبه گردید. کارایی مصرف کود، کیلوگرم محصول تولیدی به ازای کیلوگرم کود نیتروژن مصرفی بود (بنایی و همکاران. 1383). بازده زراعی، افزایش عملکرد به ازای یک واحد کود نیتروژن است (Takahashi et al. 2007) که از نسبت اختلاف عملکرد در قطعه کود داده شده و شاهد به مقدار کود نیتروژن مصرف شده محاسبه گردید. کارایی مصرف آب، کیلوگرم وزن تازه محصول تولیدی به ازای یک متر مکعب آب مصرفی بود (بنایی و همکاران. 1383). حد مجاز نیترات در گیاه 3000 میلی گرم نیترات در کیلوگرم وزن تازه گیاه در نظر گرفته شد (3، 43، 44). ارزش نهایی تولید11 از حاصل ضرب قیمت محصول تولید شده (P) در تولید نهایی12 بدست آمد . تولید نهایی نیز از نسبت اختلاف عملکرد به اختلاف مصرف کود محاسبه گردید . تولید کل13 شامل عملکرد بر حسب کیلوگرم در هکتار و X مقدار کود مصرفی بر حسب کیلوگرم در هکتار بود. ارزش تولید کل14 از حاصل ضرب تولید نهایی (MPP) در قیمت کود مصرفی (W) بدست آمد که در آن W، قیمت کود مصرفی بر حسب ریال بود. بر اساس این روش نقطه ای مشخص شد (F) که بیشترین سود حاصل می گردد (24). بر این مبنا قیمت فروش هر کیلوگرم اسفناج در مزارع ورامین 1000 ریال، قیمت هر کیسه 50 کیلوگرمی کود نیتروژن (اوره) 55000 ریال و قیمت ده تن کود حیوانی پوسیده خشک 1500000 ریال در نظر گرفته شد. تجزیه واریانس، رسم نمودارها و تعیین ضرایب همبستگی به ترتیب با استفاده از نرم افزارهای Mstatc، Ms Excel و SAS 3.2 انجام گردید (رضایی و سلطانی. 1377).
نتایج بر اساس جدول 1 و 2، پ هاش خاک، حدود خنثی و کربن آلی، کم بود. خاک، محدودیت شوری برای رشد گیاه نداشت. بر اساس آزمون خاک، کاربرد کود فسفر برای رشد بهتر گیاه لازم بود (ملکوتی و نبی غیبی.1379). کود حیوانی مصرف شده، پ هاش نسبتا قلیایی و غنی از کربن آلی و فسفر بود. جدول 3 و 4 به ترتیب، میانگین مربعات سالانه و مرکب عملکرد، عملکرد نسبی، کارایی مصرف کود، کارایی مصرف آب، بازده زراعی و غلظت نیترات در برگ و ساقه اسفناج را نشان می دهد. جدول 5، 6 و 7 به ترتیب اثر اصلی فاکتور کود حیوانی، اثر اصلی فاکتور نیتروژن و بر همکنش کود حیوانی و نیتروژن را بر پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش نشان می دهد. جدول 8، 9 و 10 به ترتیب، ضریب همبستگی اثر اصلی فاکتور کود حیوانی، اثر اصلی فاکتور نیتروژن و بر همکنش کود حیوانی و نیتروژن را میان خصوصیات مورد بررسی نشان می دهد. جدول 3-9----------------
بحث عملکرد بر اساس جدول 3 در سال اول و دوم، اثر اصلی کود حیوانی و اثر اصلی کود نیتروژن بر عملکرد گیاه در سطح یک درصد، معنی دار شد، ولی بر همکنش آنها در سال اول معنی دار نشد ولی در سال دوم (در سطح پنج درصد) معنی دار شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب داده های دو ساله نیز با نتایج سال اول مطابقت داشت که نتایج تحقیقات قبلی نیز آنرا تایید می کرد (رضایی، ح. 1392). نتایج تجزیه مرکب داده های دو ساله نشان داد اثر سال بر عملکرد معنی دار بود (در سطح آماری یک درصد) که می تواند ناشی از متغییر بودن شرایط اقلیمی در طی سال های اجرای پژوهش باشد. بر اساس جدول 5 در سال اول، با افزایش کاربرد کود حیوانی تا سطح 30 تن در هکتار، عملکرد گیاه افزایش نشان داد (عملکرد24 تن در هکتار). ولی در سال دوم 10 تن کود دامی در هکتار قابل توصیه بود (عملکرد 21 تن در هکتار). نتایج مرکب دو سال، سطح 30 تن کود حیوانی در هکتار را تایید کرد (عملکرد 21 تن در هکتار). نتایج پژوهشی دیگر، 20 تن کود حیوانی در هکتار را توصیه کرده بود (رضایی، ح. 1392). که دلیل این تفاوت می تواند مربوط به اختلاف در ترکیب شیمیایی کود حیوانی کاربردی باشد. جدول 6 نشان داد در سال اول با افزایش کاربرد نیتروژن تا سطح 150 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار، عملکرد افزایش داشت (عملکرد 17 تن در هکتار) و با افزایش مصرف کود بیش از این سطوح، افزایش عملکرد معنی داری به دست نیامد در حالی که در سال دوم تا سطح 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار افزایش معنی دار درعملکرد وجود داشت (عملکرد 32 تن درهکتار). نتایج مرکب دو ساله نشان داد سطح 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار مناسب بود (عملکرد 21 تن در هکتار). این نتیجه با نتایج تحقیق قبلی که از میان سطوح 100، 200 و 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، تیمار 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، بهترین عملکرد را داشت، همخوانی داشت (رضایی، ح. 1392). افزایش عملکرد ناشی از افزایش کود نیتروژن، می تواند به علت تاثیر نیتروژن بر رشد رویشی گیاه و انجام فرایند فتوسنتز و ذخیره سازی بیشتر باشد (رضایی، ح. 1392). بر اساس جدول 7 در برهمکنش کود حیوانی و نیتروژن در سال دوم، مناسب ترین عملکرد در سطح 30 تن کود دامی در هکتار و 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد (بدون در نظر گرفتن حد مجاز نیترات در گیاه). این نتایج با نتایج پژهش های دیگر که بیشترین عملکرد اسفناج (24 تن در هکتار) از تیمار 20 تن کود حیوانی در هکتار و 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شده بود همخوانی داشت (رضایی، ح. 1392). بدین ترتیب، مناسب ترین سطوح کودی، برای دستیابی به عملکرد مطلوب، از کاربرد 30 تن کود حیوانی در هکتار و 250 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار بود (عملکرد 46 تن در هکتار). این نتایج با نتایج تحقیات قبلی (چراتی و همکاران. 1388).، (Giardini et al. 1992) همخوانی داشت که البته در برخی موارد،منجر به نیترات بیش از حد مجاز گردید.
عملکرد نسبی در سال اول و دوم، اثر اصلی فاکتور کود حیوانی و اثر اصلی فاکتور نیتروژن بر عملکرد نسبی گیاه در سطح یک درصد معنی داری بود ولی برهمکنش آنها فقط درسال دوم در سطح پنج درصد معنی دار شد. نتایج تجزیه مرکب دو ساله نیز با نتایج سال دوم مطابقت داشت. در سال اول و دوم، با افزایش کاربرد کود حیوانی تا سطح 30 تن کود حیوانی در هکتار، عملکرد نسبی افزایش نشان داد (عملکرد نسبی 8/2 و 3/4 به ترتیب در سال اول و دوم). نتایج مقایسه میانگین های مرکب نیز همین نتیجه را تایید کرد (عملکرد نسبی 4/3). در اثر اصلی نیتروژن در طی سال اول و دوم، با افزایش کاربرد نیتروژن، تا سطح 250 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار، عملکرد نسبی افزایش معنی دار در سطح یک درصد داشت (عملکرد نسبی 1/2 و 9/4 به ترتیب در سال اول و دوم) که با نتایج مرکب دو ساله مطابقت داشت (عملکرد نسبی 4/3). در برهمکنش کود حیوانی و نیتروژن، تیمار 30 تن کود حیوانی در هکتار و 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بهترین عملکرد نسبی را در سال دوم (عملکرد نسبی 6/6) و نتایج مرکب دو ساله (عملکرد نسبی 8/4) داشت. بدین ترتیب، بهترین عملکرد نسبی از کاربرد تیمار 30 تن کود حیوانی در هکتار و 250 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار به دست آمد. در پژوهشی دیگر نیز در کاربرد 250 تا 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار عملکرد نسبی مطلوبی بدست آمد (صادقی پور مروی، م. 1389).
کارایی مصرف کود بر اساس جدول 1، در سال اول، اثر اصلی فاکتور کود حیوانی و اثر اصلی فاکتور نیتروژن بر کارایی مصرف کود در سطح یک درصد معنی دار بود و برهمکنش آن ها بر کارایی مصرف کود در سطح پنج درصد معنی دار شد. در سال دوم، اثر اصلی فاکتور کود حیوانی و اثر اصلی فاکتور نیتروژن بر کارایی مصرف کود به ترتیب در سطح پنج درصد و یک درصد معنی دار شد. این در حالی بود که برهمکنش فاکتور کود حیوانی و نیتروژن بر کارایی مصرف کود، در سطح پنج درصد معنی دار بود. نتایج تجزیه واریانس مرکب داده های دو ساله حاکی از تاثیر معنی دار اثر اصلی کود حیوانی و نیتروژن و برهمکنش آنها بر کارایی مصرف کود در سطح آماری یک درصد بود. بیشترین کارایی مصرف کود در سال اول و دوم و نتایج مرکب دوساله، در اثر اصلی فاکتور کود حیوانی با کاربرد 30 تن کود حیوانی در هکتار و در اثر اصلی فاکتور نیتروژن، به ترتیب در سطح 200 ، 150 و 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (6/5، 7/11 و 0/9 وزن تازه گیاه در متر مکعب آب مصرفی) به دست آمد. در برهمکنش فاکتور کود حیوانی و نیتروژن، بهترین کارایی مصرف کود با کاربرد توام 30 تن کود حیوانی در هکتار و 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از نتایج تجزیه سال دوم و نتایج مرکب دو ساله حاصل شد. بدین ترتیب، تیمار کودی مطلوب، برای دستیابی به کارایی مصرف کود مناسب، 30 تن کود حیوانی در هکتار همراه با 150 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار بود. تغییرات رشد کارایی مصرف کود در کاربرد کود حیوانی بسیار بیشتر از نیتروژن بود که نشان دهنده تاثیر مثبت کود حیوانی نسبت به کود نیتروژن در افزایش کارایی مصرف کود بود که در گزارشات قبلی نیز به آن اشاره شده بود (Kansal et al. 1981). الگوی تغییرات کارایی مصرف کود در کاربرد کود حیوانی سیر صعودی داشت ولی این روند در مورد فاکتور نیتروژن، نزولی بود که الگوی این تغییرات در مورد فاکتور کود نیتروژن با قانون بازده نزولی میچرلیخ مطابقت داشت. نتایج تجزیه مرکب داده های دو ساله نشان داد در بر همکنش کود حیوانی ونیتروژن، کارایی مصرف کود بیش از 50 درصد بود که گویای تاثیر مدیریت صحیح عملیات زراعی (تقسیط کود، مصرف کود مطابق آزمون خاک و کنترل علف های هرز) بود. تاثیر تقسیط کود نیتروژن در ارتقای کارایی مصرف کود در تحقیق دیگری نیز گزارش شده بود Giardini et al. 1992) (Kansal et al. 1981;. از دلایل دیگر افزایش کارایی مصرف کود، مصرف متعادل عناصر غذایی گزارش بود. در تحقیقی که فقط از کود شیمیای نیتروژن و فسفر (بدون کاربرد کود حیوانی) استفاده شده بود کارایی مصرف کود بالای 30 درصد گزارش شده بود (صادقی پور مروی، م. 1389)، (Kansal et al. 1981) که در مقایسه با نتایج این پژوهش، نشان دهنده تاثیر مثبت کود حیوانی همراه با کود شیمیایی در افزایش کارایی کود بود.
کارایی مصرف آب بر اساس جدول 3 و 4 در سال اول، دوم و همچنین در نتایج مرکب دوساله، اثر اصلی فاکتور کود حیوانی و اثر اصلی فاکتور نیتروژن بر کارایی مصرف آب، در سطح یک درصد معنی دار بود ولی بر همکنش آنها فقط در سال دوم و در نتایج مرکب دو ساله در سطح پنج درصد معنی دار شد. بر اساس جدول 5، با افزایش کاربرد کود حیوانی تا سطح 30 تن کود حیوانی در هکتار، افزایش معنی دار کارایی مصرف آب در سال اول، دوم و نتایج مرکب دو ساله مشاهده شد. بر اساس جدول 6 در اثر اصلی نیتروژن، کارایی مصرف آب در سال اول، دوم و نتایج مرکب دو ساله، به ترتیب تا سطح 200،250 و 250 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار، افزایش نشان داد. این اعداد، نشان دهنده کارایی بالای مصرف آب در این پژوهش بود. علت آن هم، رعایت اصول کاشت صحیح گیاه، مبارزه صحیح علف های هرز، آبیاری صحیح و در کل مدیریت زراعی، بود. جدول 7 نشان داد در برهمکنش کود حیوانی و نیتروژن، تیمار 30 تن کود حیوانی در هکتار به همراه 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بهترین کارایی مصرف آب را در سال دوم و نتایج مرکب دو ساله داشت. بدین ترتیب بهترین کارایی مصرف آب، از تیمار 30 تن کود حیوانی در هکتار به همراه 250 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار بود. بیشترین کارایی مصرف آب در سال اول، دوم و نتایج مرکب دو ساله در اثر اصلی فاکتور کود حیوانی به ترتیب 5، 7 و 6 kg FW m-3 water و در اثر اصلی فاکتور نیتروژن به ترتیب 3، 8 و 6 kg FW m-3 water به دست آمد. کارایی مصرف آب در سبزیجات 04/0 تا 7/4 کیلوگرم وزن تازه به متر مکعب آب مصرفی گزارش شده بود (بنایی و همکاران. 1383). بر این اساس، کارایی مصرف آب در این تحقیق، در حد مطلوبی بود.
نیترات در سال اول و دوم، فقط اثر اصلی فاکتور نیتروژن بر نیترات به ترتیب در سطح یک و پنج درصد معنی دار شد و سایر موارد اثر معنی داری نشان نداد که گویای این مطلب است که تجمع نیترات در گیاه تابع کاربرد نیتروژن است و کاربرد کود حیوانی بر مقدار نیـترات گیاه تاثیری ندارد. مشابه این نتایج در تحقیقات قبلی (معافپوریان و همکاران. 1388) نیز حاصل شده بود. این در حالی بود که در نتایج مرکب دو ساله، اثر اصلی فاکتور کود حیوانی (در سطح پنج درصد) و اثر اصلی فاکتور نیتروژن (در سطح یک درصد) بر نیترات گیاه معنی دار شد ولی برهمکنش آنها معنی دار نشد. این نتایج نیز با نتایج تحقیق قبل (رضایی، ح. 1392) همخوانی داشت. نتایج تجزیه مرکب داده های دو ساله نشان داد در اثر اصلی فاکتور کود حیوانی، بیشترین مقدار نیترات در سطح 20 تن کود حیوانی در هکتار و بیشتر حاصل شد که آن هم در حد مجاز نیترات در گیاه بود که این نتایج با نتایج تحقیقات قبلی همخوانی داشت (1). مقدار نیترات گیاه در سال اول و دوم نیز در حد مجاز بود. در اثر اصلی فاکتور نیتروژن بر نیترات، در سال اول، دوم و نتایج مرکب دو ساله، به ترتیب در سطح 200، 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار افزایش معنی دار نیترات مشاهده شد که این مقادیر در حد مجاز نیترات در گیاه بود. این نتایج با نتایج تحقیق دیگری (رضایی، ح. 1392) که نشان داد تا سطح 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، مقدار نیترات افزایش یافته بود، همخوانی داشت. با این وجود برهمکنش کود حیوانی و نیتروژن در نتایج سال دوم و نتایج مرکب دو ساله نشان داد تیمار 30 تن کود حیوانی در هکتار به همراه 200 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار و همچنین تیمار 30 تن کود حیوانی در هکتار به همراه 250 کیلوگرم نیتروژن (N) در هکتار، مقدار نیترات بیش از حد مجاز نیترات در گیاه، وجود داشت. بدین ترتیب کاربرد 30 تن کود حیوانی می بایست با کمتر از 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار همراه باشد تا از ورود نیترات به زنجیره غذایی انسان جلوگیری کند. بر این مبنا به منظور رعایت حد مجاز نیترات در گیاه، توصیه کودی شامل 30 تن کود حیوانی در هکتار همراه با 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود تا از اثرات زیست محیطی ناشی از مصرف نامتعادل نیتروژن بکاهد. این نتایج در تحقیقات دیگر نیز گزارش شده بود (Vogtmann et al. 1984)، (صادقی پور مروی، م. 1389). ارزیابی اقتصادی (ارزش نهایی تولید) نمودار 1 الگوی تغییرات VMP نسبت به سطوح مختلف کود حیوانی نشان می دهد. الگوی این تغییرات بر اساس نتایج مرکب دوساله نشان داد کاربرد 15 تن کود حیوانی در هکتار از لحاظ اقتصادی مطلوب بود. الگوی تغییرات کود حیوانی نسبت به ارزش نهایی تولید به صورت معادله درجه دوم بود. باید در نظر داشت مصرف بیش از این مقدار، کاربرد کود حیوانی را غیر اقتصادی می نماید. این در حالی است که در صورت اختصاص یارانه به کودهای آلی، سطح اقتصادی کاربرد کود حیوانی، افزایش خواهد یافت و کاربرد مقادیر بیشتر کود حیوانی در آن حالت صرفه اقتصادی خواهد داشت. نمودار 1---- نمودار 2 الگوی تغییرات VMP نسبت به سطوح مختلف کود نیتروژن را نشان می دهد. الگوی این تغییرات در نتایج مرکب دو ساله به صورت معادله درجه سوم بود. بر این اساس مقدار بهینه کود نیتروژن از دیدگاه اقتصادی طی دو سال آزمایش 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود و مصرف بیش از این مقدار، کاربرد کود نیتروژن را غیر اقتصادی می نمود. یکی از دلایل اقتصادی شدن کاربرد نیتروژن در سطح بالا (250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار)، قیمت نسبتا کم آن نسبت به کودهای آلی بود. بایستی در نظر داشت در صورت افزایش قیمت کود شیمیایی نیتروژن (حذف یا کاهش یارانه پرداختی به کودهای شیمیایی)، سطح اقتصادی مصرف کود شیمیایی، کاهش خواهد یافت. نمودار 2--------- همبستگی میان پارامترهای اندازه گیری شده بر اساس جدول 8 در نتایج مرکب داده های دو ساله، در اثر اصلی فاکتور کود حیوانی همبستگی مثبت و معنی داری میان پارامتر کارایی مصرف کود و پارامترهای عملکرد، عملکرد نسبی و کارایی مصرف آب وجود داشت. همچنین کارایی مصرف آب نیز با عملکرد و عملکرد نسبی همبستگی مثبت و معنی دار داشت. مقایسه ضریب همبستگی اثر اصلی فاکتور نیتروژن در نتایج مرکب داده های دو ساله (جدول 9) نشان داد میان کارایی مصرف کود و پارامترهای عملکرد، عملکرد نسبی، کارایی مصرف آب، بازده زراعی و نیترات همبستگی معنی دار وجود نداشت که در تحقیقات قبلی نیز به آن اشاره شده بود (صادقی پور مروی، م. 1389). بر اساس جدول 10 در نتایج مرکب داده های دوساله، در اثر برهمکنش کود حیوانی و نیتروژن، میان اکثر خصوصیات مورد بررسی همبستگی مثبت و معنی داری مشاهده شد. نمودار 3 و 4 الگوی تغییرات عملکرد و کارایی مصرف کود را به ترتیب در سطوح کود حیوانی و نیتروژن نشان می دهد. بر اساس نمودار 4 الگوی تغییرات کارایی مصرف کود نسبت به سطوح مختلف نیتروژن خطی و نزولی بدست آمد در حالی که در پژوهشی دیگر (صادقی پور مروی، م. 1389) الگوی تغییرات کارایی مصرف کود نسبت به سطوح مختلف نیتروژن به صورت معادله درجه سوم گزارش شده بود که نقطه عطف آن 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود و تا سطح 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار منحنی سیر صعودی داشت ولی بعد از آن افزایشی مشاهده نشد که علت آن می تواند مصرف نامتعادل کود باشد. نمودار 4 حاکی از آن بود که با افزایش کاربرد کود نیتروژن، گرچه افزایش عملکرد وجود داشت ولی کارایی مصرف کود سیر نزولی (یا تقریبا ثابتی) داشت در حالی که با افزایش کاربرد کود حیوانی (نمودار 3)، عملکرد و کارایی مصرف کود به صورت معادله درجه سوم سیر صعودی نشان دادند. این مطلب موید مزیت نسبی کاربرد کود حیوانی نسبت به کود نیتروژن بود. نمودا ر 3-4------------ نتیجه گیری بر اساس نتایج پژوهش، در اثر اصلی کود حیوانی، مصرف بهینه کود 30 تن کود حیوانی در هکتار، در اثر اصلی کود نیتروژن 250 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و در بر همکنش کود حیوانی و نیتروژن 30 تن کود حیوانی در هکتار و 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بدست آمد. بر این مبنا، استفاده از منابع آلی و بیولوژیک به همراه کودهای معدنی برای دستیابی به کشاورزی پایدار، پیشنهاد می گردد. همچنین رعایت توصیه کودی، ضمن مدیریت مصرف کود حیوانی و نیتروژن، از ورود بیش از حد مجاز آلاینده هایی از قبیل نیترات به رژیم غذایی جلوگیری خواهد کرد. در تحقیقات آتی نیز، تاثیر کودهای زیستی (بیولوژیک) همراه با کودهای آلی و معدنی در رشد بهینه گیاه، مورد بررسی قرار گیرد. سپاس گزاری این پژوهش بر اساس طرح تحقیقاتی سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی به شماره مصوب 87027- 10-72-2 اجرا گردید که بدین وسیله از سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (www.areo.ir) برای تایید نهایی و تصویب طرح، از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان تهران (www.tehran.areo.ir) برای تامین مالی، تهیه امکانات و تجهیزات لازم و از موسسه تحقیقات خاک و آب (www.swri.ir) برای تایید علمی و انجام آزمایشات خاک و گیاه، سپاس گزاری می‌گردد. پاورقی ها Integrated Plant Nutrition System Value Marginal Product (VMP) Value Average Product (VAP) Split Plot River Alluvial Plain Thermic Aridic Aridisols Ochric Cambic Value Marginal Product (VMP) Marginal Physical Product (MPP) Total Physical Product (TPP) Value Average Product (VAP)
مراجع
بنایی، م.ح.، مومنی، ع.، بای بوردی، م.، و ملکوتی، م.ج. 1383. خاک های ایران تحولات نوین در شناسایی، مدیریت و بهره برداری. انتشارات سنا. 482 صفحه. چراتی, ع.، خیری کمیشانی، ز.، آملی، ن.، علیزاده، غ.، خانلریان، م. 1388. یازدهمین کنگره علوم خاک ایران. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. صفحه 1281. فرداد، ح. 1369. آبیاری عمومی انتقال و توزیع آب. جلد دوم. چاپ اول. انتشارات دانشگاه تهران. سیلسپور، م. و م. ممیزی. 1385. مدیریت مصرف نیتروژن در محصولات سبزی و صیفی. نشر مرز دانش. چاپ اول. صفحه 38. صادقی پور مروی، م. 1389. بررسی کارایی استفاده از کود نیتروژن در گیاه اسفناج. آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 24(2):244-253. صفر، م. ر.1369. مطالعات خاکشناسی ایستگاه تحقیقاتی اصلاح نهال و بذر ورامین (ورامین پیشوا). نشریه 808. موسسه تحقیقات خاک و آب. رضایی، ح. 1392. مروری بر تحقیقات کاربرد کودهای دامی دراراضی کشاورزی ایران. مجله علمی ترویجی مدیریت اراضی. 1 (1): 55- 68. رضایی، ع.، سلطانی، ا. 1377. مقدمه ای بر تحلیل رگرسیون کاربردی. انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان. صفحه 285. علی احیایی، م. و ز. امامی. 1372. شرح روش های تجزیه شیمیایی خاک. موسسه تحقیقات خاک و آب. 129 صفحه. مبلی، م.، پیراسته، ب. 1377. تولید سبزی. انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان. 877 صفحه. معافپوریان، غ.، مرادی، ح.، تدین، م. س. 1388. اثر مقادیر مختلف کود اوره بر عملکرد و تجمع نیترات در اندام های قابل مصرف اسفناج. 1388. یازدهمین کنگره علوم خاک ایران. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. صفحه 2246. ملکوتی، م.ج.، بای بوردی، ا.، طباطبایی، س.ج. 1383. مصرف بهینه کود گامی موثر در افزایش عملکرد، بهبود کیفیت و کاهش آلاینده ها در محصولات سبزی و صیفی و ارتقای سطح سلامت جامعه. نشر علوم کشاورزی کاربرد. 338 صفحه. ملکوتی، م.ج. و همایی، م. 1373. حاصلخیزی خاک های مناطق خشک مشکلات و راه حل ها. انتشارات دانشگاه تربیت مدرس. چاپ اول. 494 صفحه. ملکوتی، م.ج.، و نبی غیبی، م.1379. تعیین حد بحرانی عناصر غذایی موثر در خاک، گیاه و میوه در راستای افزایش عملکرد کمی و کیفی محصولات استراتژیک کشور. نشر آموزش کشاورزی. 92 صفحه. Adediran, J.A., P.N.S. Mnkeni., N.C. Mafu, and N.Y.O. Muyima. 2004. Changes in chemical properties and temperature during the composting of tobacco waste with other organic materials and effects of resulting composts on lettuce and spinach. Biological Agriculture and Horticulture. 22(2): 101-119. Breimer, T. 1982. Environmental factors and cultural measures affecting the nitrate content in spinach. Reprinted from Fertilizer Research. The Hague. The Netherlands: Martinus Nijhoff / Dr W. Junk Publishers. 3(3). Cataldo, D.A., M. Haroon., L.E. Schrader. and V.L. Youngs. 1975. Rapid Calorimetric determination of nitrate in plant tissues by nitration of salicylic acid. Comm. Soil Sci. & Plant Ana. 6: 71-80. Giardini, L., F, Pimpini., M, Borin and G. Gianquinto. 1992. Effects of poultry manure and mineral fertilizers on the yield of crops. J. Agric. Sci. 118: 207-213. Kansal, B. D., B. Singh., K.L. Bajaj. and G. Kaur. 1981. Effect of different levels of nitrogen and farmyard manure on yield and quality of spinach (Spinacea oleracea L.) Plant Foods for Human Nutrition. Springer Netherlands. 31(2): 163-170. Sharma, G.D., L. H. Sharma. 1994. Utilization of weed plants as green manure under different methods of rice establishment. Indian J. Agric. Sci. 64: 184-186. Vogtmann, H., A.T. Temperli., U. Kunsch., M. Eichenberger. and P. Ott. 1984. Accumulation of nitrates in leafy vegetables grown under contrasting agricultural systems. Biolo. Agri. and Horti. 2(1): 51-68.
