مقایسه میانگین داده ها نیز نشان داد که تنش متوسط و شدید باعث کاهش مقدار رشد، درصد نیتروژن،، فسفر، آهن، شاخص SPAD، محتوی نسبی آب برگ و عملکرد دانه کلزا و در مقابل افزایش درصد پتاسیم و سدیم در اندام هوایی نسبت به آبیاری نرمال شد. کاربرد چهار درصد ورمی کمپوست در شرایط آبیاری نرمال، تنش متوسط و شدید باعث افزایش رشد، زیست توده و عملکرد گیاه کلزا و غلظت عناصر غذایی در اندام هوایی به جز عنصر روی در مقایسه با سایر تیمارهای کود زیستی گشت. بیشترین مقدار روی در اندام هوایی در تیمار چهار درصد کمپوست زباله شهری در عدم وجود تنش خشکی برابر 7/48 میلی گرم بر کیلوگرم بدست آمد. در کل کاربرد تیمار ورمی کمپوست نسبت به کمپوست زباله شهری در افزایش عملکرد کلزا از برتری نسبی برخوردار بود.

 

کلمات کلیدی: تنش خشکی، عملکرد، کلزا، کمپوست زباله شهری، ورمی کمپوست

 

فهرست مطالب

عنوان ………………………………………………………………………………………صفحه

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………2

اهداف مطالعه ……………………………………………………………………………………………………………………………………….5

فصل اول: کلیات

کلزا ……………………………………………………………………………………………………………………………………….7
1-1-1- تاریخچه………………………………………………………………………………………………………………………….7

1-1-2- اهمیت…………………………………………………………………………………………………………………………….8

1-1-3- تولید کلزا در ایران و جهان ………………………………………………………………………………………………9

1-1-4- شرایط خاکی و نغذیه ای ……………………………………………………………………………………………….10

1-1-5- گونه های روغنی جنس براسیکا ……………………………………………………………………………………..12

مواد آلی و اثرات آن در خاک ………………………………………………………………………………………………….14
1-2-1- اثر مواد آلی بر خصوصیات شیمیایی خاک ……………………………………………………………………….15

1-2-2- اثر مواد آلی بر خصوصیات فیزیکی خاک …………………………………………………………………………15

1-2-3- اثر مواد آلی بر خصوصیات زیستی خاک …………………………………………………………………………16

1-2-4- اثر مواد آلی بر حاصلخیزی خاک …………………………………………………………………………………….17

کمپوست ……………………………………………………………………………………………………………………………..17
کمپوست زباله شهری ……………………………………………………………………………………………………………18
ورمی کمپوست …………………………………………………………………………………………………………………….20
تنش ……………………………………………………………………………………………………………………………………24
خشکی ………………………………………………………………………………………………………………………………..25
  />1-7-1- اثرات تنش خشکی بر گیاهان زراعی ………………………………………………………………………………26

1-7-2- مفهوم و مکانیسم های مقاومت به خشکی ………………………………………………………………………27

 

فصل دوم: پیشینه تحقیق

2-1- بررسی نقش مواد آلی در بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک ………………………………….29

2-2- بررسی تاثیر کمپوست زباله شهری بر جذب عناصر غذایی و عملکرد گیاهان زراعی …………………………30

2-3- بررسی تاثیر ورمی کمپوست بر جذب عناصر غذایی و عملکرد گیاهان زراعی……………………………………32

2-4- بررسی تاثیر تنش خشکی بر شاخص های رشد و عملکردی گیاهان زراعی………………………………………35

فصل سوم: مواد و روشها

3-1- انتخاب و نمونه برداری خاک……………………………………………………………………………………………………….38

3-2- تجزیه های فیزیکی و شیمیایی خاک ………………………………………………………………………………………….38

3-2-1- اندازه گیری pH …………………………………………………………………………………………………………..38

3-2-2- اندازه گیری قابلیت هدایت الکتریکی خاک ………………………………………………………………………38

3-2-3- اندازه گیری کربن آلی خاک …………………………………………………………………………………………..38

3-2-4- اندازه گیری نیتروژن کل خاک ……………………………………………………………………………………….39

3-2-5- اندازه گیری فسفر قابل جذب خاک …………………………………………………………………………………39

3-2-6- اندازه گیری پتاسیم قابل جذب خاک ………………………………………………………………………………39

3-2-7- اندازه گیری کربنات کلسیم معادل …………………………………………………………………………………..39

3-2-8- تعیین بافت خاک ………………………………………………………………………………………………………….39

3-2-9- تعیین درصد رطوبت اشباع خاک …………………………………………………………………………………….40

3-2-10- تعیین رطوبت ظرفیت مزرعه………………………………………………………………………………………..40

3-2-11- تعیین جرم مخصوص ظاهری ………………………………………………………………………………………40

3-3- خصوصیات شیمیایی کمپوست و ورمی کمپوست ………………………………………………………………………….40

3-3-1- اندازه گیری pH …………………………………………………………………………………………………………..40

3-3-2- اندازه گیری قابلیت هدایت الکتریکی ……………………………………………………………………………..41

3-3-3- تعیین کربن آلی ……………………………………………………………………………………………………………41

3-4- مراحل کار گلخانه ای ………………………………………………………………………………………………………………..41

3-4-1- کاشت ………………………………………………………………………………………………………………………….42

3-4-2- مرحله داشت………………………………………………………………………………………………………………….42

3-4-3- برداشت گیاه و آسیاب کردن …………………………………………………………………………………………..44

3-5-  اندازه گیری خصوصیات گیاهی پس از برداشت ……………………………………………………………………………44

3-5-1- اندازه گیری ارتفاع گیاه و ریشه و شمارش تعداد برگها……………………………………………………….44

3-5-2- اندازه گیری قطر ساقه …………………………………………………………………………………………………..46

3-5-3- تعیین محتوای كلروفیل برگ …………………………………………………………………………………………46

3-5-4- اندازه گیری سطح برگ …………………………………………………………………………………………………46

3-5-5- اندازه گیری نیتروژن کل در نمونه های گیاهی ………………………………………………………………..46

3-5-6- خاکستر کردن مواد گیاهی و تهیه عصاره گیاهی ………………………………………………………………47

3-5-7- اندازه گیری فسفر نمونه های گیاهی ………………………………………………………………………………47

3-5-8- اندازه گیری سدیم و پتاسیم اندام هوایی گیاه …………………………………………………………………..48

3-5-9- اندازه گیری آهن و روی اندام هوایی گیاه ………………………………………………………………………..48

3-5-10- محتوای نسبی آب برگ ………………………………………………………………………………………………48

3-5-10- درصد ماده خشک اندام هوایی ……………………………………………………………………………………..49

3-6- طرح آزمایشی و مطالعات آماری ………………………………………………………………………………………………….49

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک ………………………………………………………………………………………….51

4-2- نتایج تجزیه شیمیایی ورمی کمپوست و کمپوست زباله شهری ……………………………………………………….52

4-3- بررسی تاثیر کاربرد کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست روی خصوصیات مورفو-فیزیولوژیکی کلزا تحت تنش خشکی ………………………………………………………………………………………………………………………………53

4-3-1- ارتفاع گیاه، قطر ساقه و تعداد برگ …………………………………………………………………………………53

4-3-2- سطح برگ، محتوی نسبی آب گیاه، نسبت سطح برگ و شاخص SPAD …………………………58

4-3-3- وزن خشک اندام هوایی و ریشه، نسبت ریشه به اندام هوایی، درصد ماده خشک اندام هوایی و عملکرد دانه ………………………………………………………………………………………………………………………………..64

4-4- بررسی تاثیر کاربرد کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست روی غلظت عناصر غذایی در اندام هوایی کلزا تحت تنش خشکی ……………………………………………………………………………………………………………………….70

4-4-1- نیتروژن و فسفر……………………………………………………………………………………………………………..70

4-4-2- پتاسیم و سدیم ……………………………………………………………………………………………………………..74

4-4-3- آهن و روی ………………………………………………………………………………………………………………….78

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهاد ها

5-1- نتیجه گیری کلی ………………………………………………………………………………………………………………………85

5-2- پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………………………..86

مراجع …………………………………………………………………………………………………………………………………………….87

 

فهرست اشکال و جداول

عنوان ………………………………………………………………………………………صفحه

جدول 1-1- مقایسه خصوصیات شیمیایی ورمی کمپوست و کمپوست باغی ……………………………………………..23

جدول 3-1- تیمارهای استفاده شده در آزمایش گلخانه ای ……………………………………………………………………..42

شکل 3-1- آماده سازی گلدانها در گلخانه جهت انجام کاشت ………………………………………………………………..43

شکل 3-2- مرحله کشت گلخانه ای و گلدهی گیاهان کلزا …………………………………………………………………….45

جدول 4-1- نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیایی خاک ……………………………………………………………………………….51

جدول 4-2- نتایج تجزیه شیمیایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست ……………………………………………..52

جدول 4-3- نتایج تجزیه واریانس تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی بر خصوصیات مورفو-فیزیولوژیکی  گیاه کلزا……………………………………………………………………………….53

شکل4-1- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در ارتفاع گیاه کلزا……………………………………………..54

شکل4-2- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در قطر ساقه گیاه کلزا. ……………………………………..55

شکل4-3- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در تعداد برگ گیاه کلزا………………………………………55

جدول 4-4- نتایج مقایسه میانگین اثر ساده کود زیستی و اثرات متقابل کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در ارتفاع گیاه، قطر ساقه، تعداد برگ گیاه کلزا………………………………………………….57

شکل4-4- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست در سطح برگ گیاه کلزا………60

شکل4-5- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست در محتوی نسبی آب برگ کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….60

شکل4-6- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر روی نسبت سطح برگ کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….61

شکل4-7- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر روی شاخص SPAD کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….61

جدول 4-5- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و اثر متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در بررسی سطح برگ، محتوی آب نسبی، نسبت سطح برگ و SPAD گیاه کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………63

جدول 4-6- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در وزن خشک اندام هوایی و ریشه، نسبت وزن خشک اندام هوایی به ریشه، درصد ماده خشک گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………………………………65

شکل4-8- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در وزن خشک اندام هوایی گیاه کلزا…………………………………………………………………………………………………………. 68

شکل4-9- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در وزن خشک ریشه گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………………68

شکل4-10- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در نسبت ریشه به اندام هوایی گیاه کلزا………………………………………………………………………………………………………69

شکل4-11- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در عملکرد دانه گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………………………69

جدول 4-7- نتایج تجزیه واریانس تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سدیم، آهن و روی گیاه کلزا…………………………………………..70

جدول 4-8- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان نیتروژن و فسفر گیاه کلزا…………………………………………………………………………..72

شکل 4-12- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان نیتروژن گیاه کلزا…………………………………………………………………………………………………………………..73

شکل 4-13- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان فسفر گیاه کلزا………………………………………………………………………………………………………………………73

شکل4-14- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در مقدار پتاسیم اندام هوایی گیاه کلزا……………….74

شکل4-15- اثرات ساده تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی در مقدار سدیم اندام هوایی گیاه کلزا…………………75

شکل4-16- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار پتاسیم اندام هوایی کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….76

شکل4-17- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار سدیم اندام هوایی کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….76

جدول 4-9- نتایج مقایسه میانگین اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان پتاسیم و سدیم گیاه کلزا…………………………………………………………………………..77

جدول 4-10- نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی در میزان عناصر آهن و روی گیاه کلزا………….78

شکل4-18- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار آهن اندام هوایی کلزا…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….79

شکل4-19- اثرات اصلی تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر مقدار عنصر روی اندام هوایی کلزا………………………………………………………………………………………………………………………………………..80

شکل 4-20- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان عنصر آهن گیاه کلزا………………………………………………………………………………………………………………..81

شکل 4-21- اثرات متقابل تاثیر و کارایی کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست تحت شرایط تنش خشکی در میزان عنصر روی گیاه کلزا……………………………………………………………………………………………………………….81

شکل 4-22- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در تیمارهای کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست در سطوح مشابه چهار درصد و بدون تنش خشکی……………………………………………………………………………………………………………82

شکل 4-23- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در سطوح دو و چهار درصد ورمی کمپوست در شرایط بدون تنش خشکی………………………………………………………………………………………………………………………………………………..82

شکل 4-24- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در سطوح دو و چهار درصد ورمی کمپوست در شرایط بدون تنش خشکی………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83

شکل 4-25- مقایسه رشد و ارتفاع گیاه در تیمار چهار درصد کمپوست زباله شهری در سه سطح تنش خشکی………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83

 

مقدمه و هدف

 

 مقدمه

دانه های روغنی پس از غلات، دومین منبع غذایی جهان به حساب می آیند. این محصولات علاوه بر دارا بودن ذخایر غنی اسید های چرب، حاوی پروتئین نیز می باشند. کلزا به عنوان یکی از مهم ترین گیاهان روغنی در سطح جهان مطرح می باشد، به طوری که پس از سویا و نخل روغنی سومین منبع تولید روغن نباتی جهان به شمار می رود. این گیاه روغنی به طور متوسط حاوی 45-40 درصد روغن در دانه می باشد با توجه به نیاز روز افزون به روغن های نباتی و وابستگی شدید کشور در این مورد، لازم است توجه ویژه ای به توسعه و گسترش کشت دانه های روغنی بویژه کلزا مبذول شود (سیاوش و همکاران،1384).

بیش از 90 درصد مصرف روغن خوراکی کشور از طریق واردات تأمین می گردد. گیاه کلزا (مهمترین گونه زراعی مربوط به جنس Brassica) به علت ویزگی هایی از قبیل قابلیت کشت در نقاط مختلف، درصد زیاد و کیفیت مطلوب روغن موجب امیدواری در جهت تأمین و حتی خودکفایی روغن خام مورد نیاز کشور و رهایی از وابستگی می باشد (اصلانی و همکاران ،1384). افزایش تقاضا برای روغن نباتی در بازارهای جهانی و روند افزایش مصرف سرانه آن موجب اهمیت و لزوم توسعه کشت دانه های روغنی و گسترش برنامه های علمی- تحقیقاتی در مورد این محصولات شده است (ابولحسنی وسعیدی، 1385).

به طور کلی افزایش محصول در گرو بكارگیری بهینه نهاده های كشاورزی از جمله كود می باشد. كودهای شیمیایی در ایران نیز از مهمترین نهاده های كشاورزی به حساب می آیند. کودهای شیمیایی یکی از عوامل اصلی افزایش حاصلخیزی خاك می باشند، ولی استفاده بیش از اندازه از آنها به ویژه هنگامی که با عملیات مدیریتی نامناسب مثل سوزاندن بقایای گیاهی همراه شود، میزان ماده آلی خاك را به شدت کاهش می دهد. این موضوع بر روی ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاك تاثیرگذاشته و امکان فرسایش را در این خاكها افزایش می دهد. استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی با تاثیر روی ساختمان خاک منجر به عدم تعادل در خصوصیات فیزیکی شیمیایی و در نتیجه کاهش جذب عناصر غذایی می گردند (آدلیو[1] و همکاران، 2010؛ سران[2] و همکاران، 2010).  امروزه به دلیل افزایش اهمیت مسائل زیست محیطی توجه بیشتری به کودهای زیستی (بیولوژیک) برای جایگزینی کودهای شیمیایی شده است. از آنجا كه مدیریت كود از عوامل اصلی در نیل به كشاورزی پایدار محسوب می گردد، لذا جایگزینی تدریجی كودهای شیمیایی خصوصاً كودهای نیتروژنی و فسفاتی با كودهای زیستی به دلیل مزایای نسبی این كودهای و به علاوه ارزانی آنها می تواند بار سنگین یارانه را از دوش دولت برداشته و گامی دیگر در جهت شكوفایی اقتصاد كشور به حساب آید. از طرف دیگر مصرف كودهای زیستی بدون نگرانی از اثرات سوء زیست محیطی غالباً موجب بهبود شرایط فیزیكی- شیمیایی و زیستی خاك ها شده، افزایش حاصلخیزی و باروری اراضی را به دنبال دارند (پیر انوشه و همکاران، 1389).

امروزه بكارگیری روش های زیستی به عنوان طبیعی ترین و مطلوب ترین راه حل برای زنده و فعال نگه داشتن سیستم حیاتی خاك در اراضی كشاورزی مطرح می باشد (درزی و همکاران، 1387). استفاده از اصلاح کننده های آلی مانند کمپوست ها، ابزار موثری برای بهبود خاکدانه سازی، ساختمان خاک، افزایش جمعیت و تنوع میکروبی، افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک و افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی در خاک می باشد (آزرمی و همکاران، 2008).

تولید کمپوست می تواند به عنوان یک روش مدیریتی مناسب برای حذف مواد زاید جامد و تبدیل آنها به موادی با ارزش غذایی بالا محسوب شده و به عنوان ابزاری مناسب در کنترل انواع مختلف بقایا و کاهش مصرف کودهای معدنی به محصولات زراعی و افزایش جذب عناصر کم مصرف به وسیله گیاهان تلقی شود. انجام تحقیقات مختلف در این زمینه، برخی از تاثیرات مثبت کمپوست به عنوان کود زیستی را در رشد و بهبود خصوصیات کیفی گیاه نشان داده است (هارگریوز و همکاران، 2008).

روند افزایش مستمر در تقاضا بدلیل رشد روز افزون جمعیت و افزایش قیمت محصولات، کشاورزان را مجبور به کاربرد روش های مدیریتی فشرده کرده که هدف آن افزایش تولید محصولات زراعی است. این شیوه کشاورزی برای جبران کمبود عناصر در خاک، با مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی علاوه بر هزینه بالا، به دلیل بازدهی کم و بر هم زدن تعادل عناصر غذایی خاک می تواند باعث کاهش عملکرد گیاهان زراعی شود. از این رو، سیستم های کشاورزی با نهاده کم به دلیل علاقه فزآینده به حفاظت منابع طبیعی، کاهش تخریب زیست محیطی و افزایش هزینه کودها، بویژه به منظور تولید در کشورهای در حال توسعه مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.

بر اساس تجارب ارزنده کشورهای پیشرفته جهان و موفقیت های چشمگیر آنها در زمینه کشت کلزا، پاییزه بودن کشت این گیاه و در نتیجه امکان استفاده از نزولات آسمانی و نیاز کمتر به آبیاری، توصیه شده که کشت کلزا پاییزه (و یا بهاره) در ایران، بر خلاف سایر دانه های روغنی که در بهار کشت می شوند، توجیه پذیر به نظر می رسد. سازگاری کلزا با شرایط متفاوت اقلیمی و خاک به دلیل وجود تیپ های پاییزه و بهاره، عملکرد نسبتاً زیاد این گیاه در مقایسه با سایر محصولات زراعی و همچنین نیاز کشور به تولید دانه های روغنی و وابستگی زیاد به واردات دانه های روغنی علت اصلی روی آوردن به کشت کلزا بعنوان یکی از گیاهان روغنی با درصد بالای روغن است.

با توجه به اهمیت گیاه کلزا در برنامه خودکفایی کشور در زمینه استحصال روغن و همچنین رویکرد جوامع بین المللی به حفاظت از منابع طبیعی در راستای کاهش مصرف کودهای شیمیایی استفاده از کودهای زیستی از جمله کمپوست و ورمی کمپوست می تواند به عنوان ابزاری مفید و کارآمد در کشاورزی پایدار به شمار آید. از این رو هدف از این پژوهش مقایسه عملکرد دو کود کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست به عنوان کودهای زیستی در بهبود خصوصیات رشد و عملکرد گیاه کلزا در شرایط تنش خشکی بوده است.