اثر کودهای زیستی و شیمیایی بر عملکرد دانه و ویژگی های برگ ذرت در شرایط آبیاری متفاوت

مقدمه:

ذرت یکی از مهم‌ترین محصولات کشاورزی ایران می‌باشد که از نظر وزارت کشاورزی با توجه به‌ضرورت و اهمیت آن در تغذیه دام و طیور، در گروه محصولات استراتژیک قرار می‌گیرد، اما یکی از واردات عمده مواد غذایی کشور نیز محسوب می‌شود. بر اساس آمار فائو در سال 2016 حدود 3/5 میلیون تن دانه ذرت وارد کشور شده است. ذرت به‌عنوان غذایی اصلی خوراک دام و استفاده در صنعت دارای اهمیت زیادی در سراسر جهان بوده و همچنین فراهم‌کننده امنیت غذایی به‌ویژه در کشورهای درحال‌توسعه می‌باشد. سطح زیر کشت، تولید و بهره‌برداری از ذرت در پنج دهه گذشته چندین برابر افزایش‌یافته و در آسیا سریع‌ترین رشد سالانه (حدود 4 درصد) را در مقایسه با سایر غلات داشته است (Hearn, 2014). پیش‌ازاین در اکثر منابع و به‌طور سنتی ذرت پس از گندم و برنج در رتبه سوم ازنظر تولید و اهمیت قرار می‌گرفت، اما بر اساس آمار سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد( FAO, 2013) ، ذرت ازنظر تولید و عملکرد در واحد سطح، در رتبه نخست و از نظر سطح زیر کشت پس از گندم در رتبه دوم قرار می‌گیرد. همچنین آمار جدیدتر نشان می دهد سطح زیر کشت جهانی ذرت در سال 2015 حدود 177 میلیون هکتار و تولید دانه آن معادل 970 میلیون تن بود (آمارنامه خدمات کشاورزی،  وزارت کشاورزی آمریکا، 2016^[1]). بااین‌وجود، تقاضای جهانی برای ذرت تا سال 2050 دو برابر خواهد شد و نیاز به سرمایه‌گذاری در تحقیق و افزایش تولید در واحد سطح به‌شدت ضروری می‌باشد (Hearn, 2014). سطح زیر کشت ذرت در ایران در سال 2014 بیش از 268 هزار هکتار بوده و یک‌میلیون و 930 هزار تن دانه تولید شده است؛ اما در همین سال ایران با واردات حدود پنج میلیون تن، پنجمین کشور واردکننده عمده ذرت در جهان بود (آمارنامه بخش خدمات کشاورزی، وزارت کشاورزی آمریکا ، 2016).

عملکرد دانه در ذرت به‌شدت به مصرف کود وابسته و از نظر تغذیه‌ای یکی از گیاهان پرمصرف می‌باشد. اگرچه امروزه استفاده از کودهای شیمیایی به‌عنوان سریع‌ترین راه برای جبران کمبود عناصر غذایی خاک و عملکرد بالا، گسترش چشمگیری یافته است، اما در بسیاری موارد کاربرد این کودها باعث آلودگی‌های زیست‌محیطی و صدمات اکولوژیکی شده و هزینه تولید را افزایش می دهد (Salehi et al., 2014). بررسی‏های سازمان جهانی فائو در 40 سال اخیر حاکی از آن است که 33 الی 60 درصد افزایش عملکرد محصولات کشاورزی به علت مصرف نهاده‏های شیمیایی است، به‌طوری‌که این سازمان از کود به‌عنوان کلید امنیت غذایی نام‌برده است (Hamdallah, 2000). از طرف دیگر مصرف بیش‌ازحد کودهای شیمیایی باعث تخریب ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک می‌شود (Kalhapure et al., 2013). کاربرد اصول و مفاهیم بوم‌شناسی ازجمله مدیریت و استفاده از میکروارگانیسم‌های موجود در خاک و روابط بین آن‌ها، در طراحی و مدیریت نظام‌های تولید غذا، قادر است ما را در تولید پایدارتر غذا یاری دهد. بسیاری از محققین معتقدند یکی از ارکان اساسی در کشاورزی پایدار استفاده از کودهای زیستی در اکوسیستم‌های زراعی باهدف حذف یا کاهش مصرف نهاده‌های شیمیایی است (Arrudaa et al., 2013). Kalhapure et al (2013) نیز اعلام کردند استفاده تلفیقی از کودهای آلی و شیمیایی بهترین گزینه در زراعت ذرت می‌باشد و بیشترین عملکرد ذرت در آزمایش آن‌ها در تیمار مصرف 25 درصد کود شیمیایی توصیه‌شده به همراه استفاده از کمپوست، ازتوباکتر وکود سبز مشاهده گردید. با افزایش مواد آلی خاک ویژگی‌های فیزیکی خاک نظیر ثبات ساختار، تخلخل کل، هدایت هیدرولیکی، تشکیل خاکدانه‌ها بهبود می‌یابد، به‌هرحال دسترسی گیاه به آب بستگی به نوع خاک، نوع کمپوست و میزان مصرف مواد آلی دارد (Nguyen et al., 2012). اهمیت مواد آلی در شرایط کم‌آبی به تأثیر آن در بهبود خصوصیات فیزیکی خاک، حفظ آب و افزایش قابلیت استفاده عناصر غذایی می‌باشد. این اثرات بایستی درنهایت به افزایش بیوماس و تولید محصول منجر شود. بر اساس برخی گزارش ها  با افزایش یک درصد کربن آلی خاک، ظرفیت نگهداری آب در خاک به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌یابد(Jones, 2006). استفاده از ورمی کمپوست می تواند اثرات مخرب تنش خشکی را  در گیاهان زراعی کاهش دهد (Gholipoor et al., 2014). علاوه برافزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک، ورمی کمپوست با تولید اسید هیومیک باعث افزایش مقاومت به تنش خشکی در گیاهان می‌شود. اسیدهای هیومیک طبیعی می‌توانند یک جایگزین زیست‌محیطی برای افزایش تحمل گیاهان به تنش خشکی، به دلیل سنتز پروتئین در اندام‌های مختلف گیاهی و سنتز آنزیم و یا افزایش فعالیت آنزیم‌ها باشند (Muscolo et al, 2007).

ذرت پس از گندم دومین محصول عمده آبی استان کرمانشاه می‌باشد که در سال 1393 سطح زیر کشت آن بیش از 40 هزار هکتار بود و در برخی سال‌ها، این مقدار به 50 هزار هکتار نیز می‌رسید، اما به دلیل خشک‌سالی‌های چندساله اخیر سطح زیر کشت ذرت در استان کرمانشاه در سال 1394 به 14 هزار هکتار کاهش یافت (Agricultural Organization of Kermanshah Province). بنا بر بررسی‌های انجام‌شده از سوی کارشناسان ازجمله مشکلات اصلی زراعت ذرت استان می‌توان به سه معضل عمده شامل کم‌آبی، کاهش مواد آلی خاک به کمتر از یک درصد و مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی اشاره نمود. این تحقیق باهدف بررسی امکان کاهش مصرف کودهای شیمیایی و جایگزینی آن‌ها با کودهای زیستی، افزایش مواد آلی خاک و بررسی مدیریت مصرف کودهای آلی و شیمیایی در شرایط کم‌آبی انجام شد.

مواد و روش‌ها:

این طرح در سال‌های 1392 و 1393 به مدت دو سال در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه انجام شد. این ایستگاه در طول جغرافیایی 47 درجه و 26 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 34 درجه و 8 دقیقه شمالی واقع‌شده و ارتفاع آن از سطح دریا 1346 متر می‌باشد و ازلحاظ آب و هوایی در منطقه معتدل قرار دارد. متوسط بارندگی سالیانه آن 6/416 میلی‌متر، متوسط درجه حرارت سالیانه 5/10+، حداکثر مطلق درجه حرارت 41+، حداقل مطلق درجه حرارت 8/28- درجه سانتی‌گراد و بافت خاک آن سیلتی-کلی می‌باشد.

این تحقیق در هرسال به‌صورت دو آزمایش در دو مکان به فاصله 10 متر از یکدیگر اجرا گردید. مکان‌ها شامل آبیاری نرمال (مطلوب) و آبیاری بر اساس 65 درصد نیاز آبی گیاه (آبیاری محدود یا کم‌آبیاری) بودند. هر آزمایش به‌صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمار مصرف ازتوباکتر در بلوک‌های اصلی در دو سطح (مصرف و عدم مصرف) و کودهای شیمیایی و ورمی کمپوست در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. تیمارهای کودی دیگر شامل کود شیمیایی N.P.K در سه سطح (بدون مصرف کود شیمیایی، 50 درصد مقدار توصیه‌شده کود شیمیایی‌بر اساس آزمون خاک و مصرف 100 درصد کودهای شیمایی بر اساس مقدار توصیه بر اساس آزمون خاک) و کود آلی ورمی کمپوست در چهار سطح (صفر، 2، 4 و 6 تن در هکتار) بودند. به‌این‌ترتیب هر سایت شامل 24 تیمار و 72 کرت و در کل آزمایش شامل 48 تیمار و 144 کرت بود. با توجه به اینکه کود ازتوباکتر درواقع نوعی باکتری می‌باشد و به‌راحتی می‌تواند با آب آبیاری حرکت کند، در کرت‌های اصلی قرار گرفت و چهار ردیف کاشت (3 متر) بین کرت‌های اصلی به‌عنوان حاشیه کشت شد. همچنین جهت کنترل تیمارهای مربوط به کودهای شیمیایی، کرت‌های مصرف کود شیمیایی شامل دو ردیف کاشت اضافه (75 سانتی‌متر در هر طرف کرت) بودند که در این ردیف‌ها تیمار کودی اعمال نشده و صرفاً به‌عنوان حاشیه در نظر گرفته شدند. رقم ذرت سینگل کراس KSC704 به دلیل اینکه رقم تجاری منطقه بوده و بیش از 80 درصد سطح زیر کشت ذرت در استان کرمانشاه را به خود اختصاص می دهد، انتخاب گردید. پس از جوانه‌زنی و اطمینان از استقرار گیاه چه قبل از اعمال تیمار کود نیتروژن و ازتوباکتر، در مرحله سه برگی تنک کردن مزرعه با دست و استفاده از نیروی کارگری تا رسیدن به تراکم کاشت 75000 بوته در هکتار اجرا شد. کود های شیمیایی شامل سوپر فسفات تریپل برای تأمین فسفر، اوره برای تأمین نیتروژن و سولفات پتاسیم برای تأمین پتاسیم بود. همچنین در مورد ورمی کمپوست نیز از 30 سایت تولید ورمی کمپوست در سطح استان کرمانشاه نمونه‌برداری شده و پس از آنالیز در آزمایشگاه، درنهایت یک سایت بر اساس برخورداری از استانداردهای لازم و میانگین عناصر غذایی موجود در آن (ورمی کمپوست حاصل از کود حیوانی)، انتخاب شد. برای ازتوباکتر از کود ازتوبارور ویژه گیاهان زراعی که حاوی باکتری‌های گونه ازتوباکتر وینلندی سویه 04 می‌باشد، به میزان 100 گرم در هکتار و دو بار استفاده شد. تا قبل از مرحله 5 برگی آبیاری مطلوب برای تمام کرت‌ها به‌صورت بارانی صورت گرفت تا گیاه مستقر شود و در مرحله پنج‌برگی سیستم هیدروفیکس و کنتورهای آب نصب گردید و آبیاری بر اساس نیاز آبی هر تیمار اعمال گردید و از این مرحله به بعد محاسبات و اندازه‌گیری‌ها انجام شد. نیاز آبى گیاه بر اساس معادله پنمن- منتیث- فائو[2] و دستورالعمل شماره 56 فائو در دوره‌های 10 روزه، با توجه به آمار هواشناسى منطقه محاسبه گردید (Zotarelli et al., 2015 ; Atta, 2015). در شرایط کشاورزان و درصورتی‌که راندمان آبیاری 50 درصد باشد (آبیاری جوی و پشته) میزان آب مصرفی برای تولید یک هکتار ذرت هیبرید Ksc704 در شرایط اقلیم معتدل استان کرمانشاه حدود 14000 مترمکعب برآورد گردیده است. اما میزان آب بستگی به روش آبیاری دارد، به‌عنوان‌مثال در آبیاری بارانی به دلیل راندمان بالا این میزان کمتر می‌شود و به حدود 10 هزار مترمکعب می‌رسد. در این آزمایش به دلیل استفاده از سیستم لوله‌های هیدروفیکس راندمان آبیاری حدود 90 درصد بود. میزان نیاز آبی خالص محاسبه‌شده در طول دوره رشد ذرت برای شرایط آبیاری نرمال 7520 مترمکعب و برای شرایط آبیاری بر اساس 65 درصد نیاز آبی گیاه 4888 مترمکعب بود.

 در مرحله گل‌دهی که سطح برگ کامل شده است، با استفاده از دستگاه سان اسکن[3] شاخص سطح برگ اندازه‌گیری شد (Wilhelm et al., 2000). اندازه‌گیری محتوی کلروفیل برگ نیز توسط دستگاه کلروفیل متر[4] صورت گرفت. این دستگاه کلروفیل را به روش غیر تخریبی در محدوده‌ای به‌اندازه‌ی 3×2 میلی‌متر از برگ با دقت 1± واحد SPAD، به‌وسیله دو منبع دیودی انتشار نور در طول‌موج‌های 650 نانومتر (نور قرمز) و 940 نانومتر (نور قرمز دور) با دو سنسور حساس به نور قرمز و حساس به تشعشات مادون‌قرمز برآورد می‌نماید. اندازه‌گیری کلروفیل بعد از کالیبراسیون دستگاه و پاک کردن غبار از سطح برگ با قرار دادن دستگاه روی برگ از ناحیه وسط، در حدفاصل رگبرگ اصلی و حاشیه برگ صورت گرفت. همچنین برای اندازه‌گیری شاخص سبزینگی گیاه یا شاخص نرمال شده پوشش گیاهی[5]، از حس‌گر قابل‌حمل مزرعه‌ای بانام گرین سیکر^[6] استفاده‌شده و بر اساس دستورالعمل شرکت سازنده دستگاه و همچنین دستورالعمل‌های سیمیت (Pask et al., 2015) در مرحله 10 برگی و بین ساعت 11 تا 14 و با قرار گرفتن دستگاه در ارتفاع 60 سانتیمتری بالای کانوپی هر کرت اندازه‌گیری‌ها انجام شد. شاخص پوشش گیاهی نرمال شده جهت اندازه‌گیری و بررسی میزان سبزی پوشش گیاهی و اندازه سطح فتوسنتزی کانوپی به کار می‌رود. شاخص پوشش گیاهی نرمال شده به‌طور گسترده‌ای جهت اندازه‌گیری و بررسی میزان سبزی پوشش گیاهی^[7] و اندازه سطح فتوسنتزی کانوپی^[8] نیز استفاده می‌شود (Pask et al,2012 ).

 پس از دو سال آزمایش نتایج جمع‌آوری‌شده و قبل از تجزیه مرکب، آزمون همگنی واریانس (سال) بر اساس آزمون لِوِن[9] انجام گرفت. شایان‌ذکر است که درصورتی‌که در آزمون لِوِن، بین سال ها اختلاف معنی داری وجود داشته باشد، مبین نامتجانس بودن سال بوده، بنابراین تجزیه واریانس صفات باید به‌صورت جداگانه در سال های مختلف انجام گیرد. در صورت متجانس بودن سال (همگنی سال ها و عدم معنی داری در آزمون لون)، تجزیه مرکب انجام می گیرد، به‌عبارت‌دیگر بین سال ها یکنواختی و هموژنی وجود داشته و کفایت تجزیه مرکب تأیید می گردد. ازآنجای که در مورد این صفات آزمون لون معنی‌دار نشد پس یک تجزیه مرکب دوساله بر اساس مدل اسپلیت فاکتوریل پلات انجام شد. محاسبات آماری شامل تجزیه واریانس، مقایسات میانگین به روش حداقل اختلافات معنی‌دار (LSD) توسط نرم‌افزارهای آماری SAS و رسم نمودارها توسط نرم‌افزار EXCEL انجام گردید.

نتایج و بحث:

1- عملکرد دانه

نتایج تجزیه مرکب داده‌ها نشان داد که سطوح آبیاری، کودهای شیمیایی و ورمی کمپوست اثر بسیار معنی‌داری بر عملکرد دانه داشتند اما عملکرد دانه ذرت تحت تأثیر تیمار ازتوباکتر قرار نگرفت (جدول شماره 1). در هر دو سطح آبیاری مطلوب و محدود با افزایش میزان کود شیمیایی و زیستی،  عملکرد دانه به شکل معنی‌داری بیشتر شد. بیشترین میزان عملکرد دانه (7/10 تن در هکتار) در تیمار آبیاری مطلوب و مصرف توأم 100 درصد کود شیمیایی و شش تن در هکتار ورمی کمپوست به دست آمد و کمترین میزان آن (7/2 تن در هکتار) مربوط به تیمار آبیاری محدود و عدم مصرف کودهای شیمیایی و زیستی بود. علاوه بر این نتایج نشان می دهد که مصرف توأم شش تن در هکتار ورمی کمپوست و 50 درصد کودهای شیمیایی NPK بر اساس نیاز کودی گیاه، از تیمار مصرف 100 درصد کود شیمیایی و عدم استفاده از کودهای زیستی در هردو رژیم آبیاری، بیشتر بود. عملکرد دانه در تیمار مصرف 50 درصد کود شیمیایی و شش تن در هکتار ورمی کمپوست به ترتیب 2/5 و 3/10 تن در هکتار در تیمارهای آبیاری محدود و مطلوب بود، درحالی‌که در تیمارهای مصرف 100 درصد کودهای شیمیایی و عدم مصرف کودهای زیستی این میزان به ترتیب 7/4 و 2/10 بود (جدول شماره 2).

 به‌عبارت‌دیگر با استفاده از شش تن در هکتار ورمی کمپوست، می‌توان مصرف کودهای شیمیایی را 50 درصد کاهش داد، اما مصرف ورمی کمپوست به‌تنهایی، نتوانست تمام نیاز گیاه را نسبت به مصرف کودهای شیمیایی تأمین نماید و عملکرد دانه در این تیمار به ترتیب 1/4 و 9/6 تن در هکتار در شرایط آبی محدود و مطلوب بود که احتمالاً دلیل آن نیاز زیاد گیاه ذرت به کود نیتروژن می‌باشد (جدول شماره 2)، اما با توجه به تأثیرات سوء کودهای شیمیایی بر محیط‌زیست و سلامت موجودات زنده، کاهش 50 درصد کودهای شیمیایی می‌تواند بسیار حائز اهمیت باشد.  بر اساس نتایج حتی در تیمار مصرف 100 درصد کودهای شیمیایی در هردو سطح آبیاری محدود و مطلوب، استفاده از ورمی کمپوست عملکرد دانه را بیشتر نمود که علت آن احتمالاً تأمین سایر عناصر غذای به‌ویژه عناصر کم‌مصرف و همچنین بهبود وضعیت خاک توسط ورمی کمپوست می‌باشد.

بر اساس نتایج این تحقیق میانگین عملکرد دانه ذرت در شرایطی که 100 درصد نیاز آبی خود را دریافت کرد (مصرف 7520 متر مکعب آب) 1/8 تن بود، اما با کاهش آب به میزان 65 درصد نیاز آبی(مصرف 4888 متر مکعب آب) ، عملکرد نیز به 4/4 تن در هکتار کاهش یافت، در واقع با کاهش آب مصرفی به میزان 35 درصد، عملکرد دانه 54 درصد کاهش داشت. بررسی داده‌های چندساله و گردآوری‌شده از سرتاسر مناطق ذرت کاری جهان، نشان داده است که ذرت یکی از حساس‌ترین گیاهان به کم‌آبی می‌باشد و عملکرد آن در اثر کم آبیاری یا تنش خشکی به‌شدت کاهش می‌یابد. نتایج این مطالعات نشان می دهد که برای دستیابی به عملکرد قابل‌ملاحظه ذرت، مقدار زیادی آب لازم است و عملکرد محصول رابطه نزدیکی با قابلیت دسترسی به آب دارد (Daryanto et al., 2016). مشابه با نتایج این تحقیق، بررسی سایر محققین نیز نشان داده است که با مصرف ورمی کمپوست به میزان پنج تن در هکتار عملکرد و اجزاء عملکرد ذرت بیشتر شد، این افزایش عملکرد احتمالاً به دلیل وجود مقادیر بالاتر نیتروژن در دسترس می‌باشد که برای تولید پروتئین‌های ساختاری ضروری هستند(Yadav et al., 2016). علاوه بر عناصر غذایی و مواد آلی، کمپوست و ورمی کمپوست دارای مقادیر زیادی مواد هیومیکی می‌باشد که این مواد از طریق بهبود زیست فراهمی عناصر غذایی خاص، به‌ویژه آهن و روی و اثر مستقیم بر متابولیسم گیاهی باعث افزایش رشد و عملکرد گیاه می‌گردند (Tartoura, 2010). همچنین محققین یکی دیگر از دلایل افزایش عملکرد با کاربرد ورمی کمپوست را بیشتر شدن ظرفیت نگهداری آب در خاک به دلیل بیشتر شدن درصد کربن آلی خاک می دانند.

2- شاخص سطح برگ

 نتایج حاصل از تجزیه مرکب داده‌ها نشان داد که اثر متقابل سطوح آبیاری، ورمی کمپوست و کودهای شیمیایی بر شاخص سطح برگ معنی‌دار بود، اما ازتوباکتر تأثیری بر این صفت نداشت (جدول شماره 1). مقایسه میانگین تیمارها  نشان داد که بیشترین سطح برگ ذرت در تیمار آبیاری مطلوب و مصرف 100 درصد کود شیمیایی بر اساس آزمون خاک حاصل گردید و در این تیمار سطوح ورمی کمپوست تأثیر چندانی بر شاخص سطح برگ نداشت. همچنین سطح برگ در تیمار استفاده همزمان از شش تن در هکتار ورمی کمپوست و 50 درصد کود شیمیایی در رتبه دوم قرار گرفت که با تیمار مصرف 50 درصد کودشیمیایی و چهار تن در هکتار ورمی کمپوست تفاوت معنی‌داری نداشت (جدول شماره 2).

از سوی دیگر بررسی جدول مقایسه میانگین نشان می‌دهد سطوح ورمی کمپوست در رژیم آبیاری مطلوب تأثیر بیشتری بر افزایش شاخص سطح برگ داشته و در شرایط آبیاری محدود استفاده از ورمی کمپوست در سطوح مختلف کود شیمیایی، به‌جز در تیمار مصرف 50 درصد کود شیمیایی، تأثیر چندانی بر این ویژگی نداشته است. همچنین کمترین شاخص سطح برگ در تیمار آبیاری محدود و عدم استفاده از کودهای زیستی و شیمیایی با 82/1 مشاهده شد. احتمالاً تأمین عناصر غذایی موردنیاز گیاه و توسعه بیشتر سیستم ریشه‌ای گیاه جهت جذب عناصر غذایی و همچنین اصلاح حاصلخیزی خاک در تیمارهای مصرف توأم کودهای زیستی و شیمیایی یا تلفیقی باعث شده است که شاخص سطح برگ در سطوح کودی تلفیقی بیشتر از سطوح کودی آلی و شیمیایی باشد (Maghsudi et al., 2012). نیتروژن یکی از عوامل اساسی در کنترل بیوماس و عملکرد از طریق تأثیر بر روی شاخص سطح برگ و دریافت تشعشع می‌باشد، زمانی که گیاه با کمبود نیتروژن مواجه است نسبت رشد برگ و شاخص سطح برگ کاهش پیدا می‌کند که این موضوع می‌تواند به خاطر کاهش فتوسنتز خالص و یا کافی نبودن گسترش سلولی باشد. افزایش دفعات کاربرد نیتروژن با سطح برگ گیاه رابطه مثبتی دارد، این رابطه می‌تواند نتیجه‌ی افزایش سطح برگ در اثر تقسیم سلولی سریع‌تر و توسعه بیشتر سلول باشد (Amanullah et al., 2009). افزایش شاخص سطح برگ ذرت با استفاده ورمی کمپوست توسط بسیاری از محققین تائید شده است (More et al.,2013). همچنین اثر مثبت مصرف توأم کودهای زیستی و کودهای شیمیایی بر شاخص سطح برگ ذرت در بسیاری از منابع مورد تأکید قرارگرفته است (Yourtchi et al., 2013 (Kolari et al., 2014. میانگین شاخص سطح برگ در تیمار آبیاری کامل و در حالی که 7520 متر مکعب آب مصرف شد 72/3 بود، درحالی‌که میانگین این صفت در تیمار 65 درصد نیاز آبی گیاه با مصرف 4888 متر مکعب 2/2 بود. کشیدگی برگ ذرت به‌طور ویژه‌ای به کمبود آب حساس می‌باشد و چون برگ اولین مکان تهیه منبع کربن و تولیدات فتوسنتز است تأثیر قوی و مثبتی بر رشد و عملکرد ذرت دارد. نیتروژن یکی از عوامل اساسی در کنترل بیوماس و عملکرد از طریق تأثیر بر روی شاخص سطح برگ و دریافت تشعشع می‌باشد، زمانی که گیاه با کمبود نیتروژن مواجه است نسبت رشد برگ و شاخص سطح برگ کاهش پیدا می‌کند که این موضوع می‌تواند به خاطر کاهش فتوسنتز خالص و یا کافی نبودن گسترش سلولی باشد(UR Rahman et al., 2007).

3- محتوی کلروفیل برگ

نتایج نشان داد که اثر متقابل کودهای شیمیایی با آب و همچنین سطوح ورمی کمپوست در کودهای شیمیایی روی محتوی کلروفیل برگ در مرحله گل‌دهی معنی‌دار بوده و سایر اثرات روی این صفت معنی‌دار نمی‌باشند (جدول شماره 1). مقایسه میانگین بیانگر آن است که افزایش میزان ورمی کمپوست در سطوح کودهای شیمیایی محتوی کلروفیل برگ را افزایش داد، اما این افزایش در سطوح بالای مصرف ورمی کمپوست رخ‌داده و بین سطح صفر و دو تن در هکتار ورمی کمپوست در تمام سطوح کودهای شیمیایی تفاوت معنی‌داری وجود ندارد (جدول شماره 3).

 همچنین نتایج جدول مقایسه میانگین نشان داد که افزایش کودهای شیمیایی تأثیر کاملاً معنی‌داری بر این صفت داشت. از سوی دیگر در تیمار مصرف 100 درصد کود شیمیایی با افزایش ورمی کمپوست، محتوی کلروفیل برگ تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد که احتمالاً به دلیل نقش بارز نیتروژن در تشکیل کلروفیل می‌باشد که از طریق کود اوره تأمین‌شده است. از طرف دیگر مقایسه میانگین اثر کودهای شیمیایی و رژیم‌های آبیاری نشان داد که بیشترین محتوی کلروفیل برگ در تیمار آبیاری مطلوب و مصرف 100 درصد کود شیمیایی با 4/46 به دست آمد و کمترین کلروفیل مربوط به تیمار آبیاری محدود و عدم مصرف کودهای شیمیایی با 9/27 واحد اسپد حاصل گردید (جدول شماره 4). افزایش مصرف کودهای شیمیایی در هردو رژیم آبیاری موجب افزایش این صفت در برگ ذرت می‌شود و بین سطوح کودهای شیمیایی در هردو تیمار آبیاری تفاوت معنی‌داری وجود داشت. همچنین بین تیمار مصرف 50 درصد کودهای شیمیایی توأم با شش تن در هکتار ورمی کمپوست و تیمار مصرف 100 درصد کود شیمیایی به‌تنهایی، اختلاف معنی‌داری وجود نداشت.

میانگین محتوی کلروفیل برگ در تیمار آبیاری مطلوب 2/40 و در تیمار آبیاری محدود 2/36  بود و کم آبیاری به شدت محتوی کلروفیل برگ را کاهش داد. با توجه به اهمیت کلروفیل در تولید و رابطه مستقیمی که این صفت با عملکرد دانه دارد، کاهش کلروفیل می تواند باعث کاهش عملکرد دانه شود. کاهش محتوای کلروفیل با افزایش شدت تنش خشکی یا آبیاری محدود توسط بسیاری از پژوهشگران گزارش‌شده است (Terzi and Kadioglu, 2006). تنش خشکی کلروفیل برگ را تحت تاثیر قرار داده و میزان آن را کاهش می دهد، همچنین کاهش سبزینگی برگ در شرایط طولانی‌مدت ممکن است تا حدودی به دلیل کاهش جریان نیتروژن به بافت‌ها و فعالیت نیترات ردکتاز باشد. با کمبود رطوبت، فعالیت ریشه و درنهایت جذب نیتروژن کاهش‌یافته که این موضوع می‌تواند باعث کاهش میزان کلروفیل برگ شود (Khazaie et al., 2005). کاهش مقدار کلروفیل در گیاهان باعث تغییر در نسبت جذب نور و درنتیجه کاهش کل جذب نور توسط گیاه می‌شود، تغییر سطوح کلروفیل برگ سبب تغییر ویژگی‌های جذب نور شده و میزان جذب تشعشع و بازتابش نور را تغییر می‌دهد. اصولاً بازتابش از برگ‌های گیاه با سطح سبزینه‌ای رابطه عکس دارد و می‌توان بیان داشت که جذب زیاد و بازتابش کم شاخص سلامتی جامعه‌ی گیاهی است. کاهش محتوای کلروفیل با افزایش شدت تنش خشکی یا آبیاری محدود توسط دیگر محققان (Madeh Khaksar et al., 2014) نیز گزارش‌شده است. برخی پژوهشگران معتقدند با افزایش میزان کود آلی در ترکیب با کود شیمیایی با افزایش عناصر غذایی مانند نیتروژن، آهن و منیزیم که در کلروفیل سازی مؤثر می‌باشند، محتوی کلروفیل برگ افزایش می‌یابد و در آزمایش آن‌ها کاربرد تلفیقی کودهای شیمیایی و زیستی محتوی کلروفیل برگ ذرت هیبرید 704 را بیشتر از مصرف کود شیمیایی یا زیستی افزایش داد (Maghsudi et al., 2012). بررسی اثر ورمی کمپوست از صفر تا 10 تن در هکتار بر غلظت کلروفیل در برگ ذرت نشان داده است که محتوی کلروفیل از 36/1 به 93/1 میلی‌گرم بر گرم افزایش می یابد (Amyanpoori et al., 2015).

4- شاخص سبزینگی گیاه یا شاخص نرمال شده پوشش گیاهی

نتایج نشان داد که اثر سطوح مختلف آبیاری و تیمارهای کودهای شیمیایی و ورمی کمپوست بر شاخص سبزینگی گیاه معنی‌دار بود (جدول شماره 1). کود زیستی ازتوباکتر و اثرات متقابل آن با سایر تیمارها بر این شاخص اثر معنی‌داری نداشت. مقایسه میانگین این صفت نشان دادکه  بیشترین میزان سبزینگی برگ در تیمار آبیاری کامل و مصرف 100 درصد کود شیمیایی به دست آمد، اما بین تیمارهای مصرف 50 و 100 درصد کودهای شیمیایی تفاوت معنی‌داری وجود نداشت. کمترین میزان این صفت نیز در تیمار آبیاری محدود و عدم مصرف کودهای شیمیایی و زیستی مشاهده شد. همچنین در همه تیمارها افزایش سطح ورمی کمپوست موجب افزایش شاخص سبزینگی در ذرت شد (جدول شماره 2). بر اساس نتایج در هردو شرایط آبیاری، مصرف کودهای شیمیایی و زیستی منجر به بیشتر شدن شاخص سبزینگی در ذرت می‌شود اما در تیمار آبیاری مطلوب این اثر مشهودتر می‌باشد، احتمالا افزایش شاخص سبزینگی با مصرف کود به دلیل نقش موئثر نیتروژن در ساختار کلروپلاست می باشد، از سوی دیگر تنش خشکی جذب عناصر غذایی را کاهش می دهد.

تحقیقات بسیاری نشان داده است از این شاخص می‌توان برای بررسی وضعیت تنش آبی در گیاهان استفاده نمود و وقتی قابلیت دسترسی به آب به دلیل تنش خشکی یا کم‌آبی کاهش یابد، شاخص نرمال شده پوشش گیاهی نیز کم می‌شود  (Bahandari et al., 2012). از شاخص پوشش گیاهی می‌توان به‌عنوان یک ابزار بررسی از راه دور و بدون نیاز به نمونه‌برداری تخریبی جهت بررسی وضعیت نیتروژن مزارع استفاده نمود (Bahandari et al., 2012). گیرما و همکاران (Girma et al., 2006) نیز گزارش دادند که مصرف کودهای نیتروژن، فسفر و پتاسیم عدد قرائت‌شده توسط دستگاه گرین سیکر قابل‌حمل را افزایش می دهد. بر اساس این تحقیق عدد قرائت‌شده توسط دستگاه همبستگی مثبت و معنی‌داری با وضعیت حاصلخیزی خاک و تغذیه‌ای گیاه به‌ویژه مقدار نیتروژن دارد و از استفاده از دستگاه کلروفیل متر می‌توان به‌عنوان ابزاری سریع و ارزان جهت بررسی وضعیت تغذیه‌ای گیاه زراعی استفاده نمود.

نتیجه‌گیری کلی

استفاده از ورمی کمپوست به میزان شش تن در هکتار و همچنین تلقیح مزرعه با ازتوباکتر اگرچه نمی‌تواند نیاز کودی گیاه ذرت را تأمین نماید، اما می‌تواند تا 50 درصد مصرف کودهای شیمیایی را کاهش دهد و بر اساس داده‌های حاصل از دو سال اجرای آزمایش، استفاده توأم از شش تن ورمی کمپوست در هکتار به همراه 50 درصد مصرف کود شیمیایی بر اساس آزمون خاک تفاوت معنی داری با با تیمار مصرف 100 درصد کود شیمیایی نداشت.