بهبود جذب عناصر غذایی پرمصرف و شاخص‌های کارایی نیتروژن کلزا (Brassica napus L.) با مصرف همزمان کود زیستی و شیمیایی نیتروژنه

نوع مقاله : مقاله کامل علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران،

2 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

3 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران،

4 دانشجوی دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

چکیده

سابقه و هدف: کلزا (Brassica napus L.) از جمله گیاهان روغنی است که به واسطه درصد بالای روغن با کیفیت، توسعه کشت آن مورد توجه می‌باشد. نیتروژن یکی از مهم‌ترین عناصر غذایی و عامل کلیدی دستیابی به عملکرد مطلوب در کشت کلزا است. با توجه به آبشویی نیتروژن در خاک و آلودگی محیط زیست حاصل از آن، استفاده از کودهای زیستی، به ویژه انواع باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن، نقش مهمی در افزایش جذب عناصر غذایی و کارایی مصرف و جذب نیتروژن دارد. لذا هدف از این تحقیق بررسی بهبود جذب عناصر پرمصرف و شاخص‌های کارایی نیتروژن تحت تأثیر مدیریت کود شیمیایی و زیستی نیتروژنه بود.
مواد و روش‌ها: آزمایشی مزرعه‌ای به‌صورت کرت‌های خرد شده بر پایه‌ی طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج واقع در منطقه دشتروم در سال 1399 انجام شد. عامل اصلی کود نیتروژنه در 6 سطح (صفر، 25، 50، 75، 100 و 125 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص از منبع اوره) و عامل فرعی کود زیستی حاوی باکتری‌های ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم در دو سطح (کاربرد و عدم کاربرد) بودند. جذب عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم در دانه و اندام هوایی اندازه‌گیری و شاخص‌های کارایی مصرف نیتروژن محاسبه گردید.
یافته‌ها: بیشترین درصد عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه از تیمار کاربرد تلفیقی کود شیمیایی نیتروژنه و زیستی حاصل گردید. کاربرد تلفیقی کود شیمیایی و زیستی نیتروژنه موجب افزایش معنی‌دار عملکرد دانه شد. بیشترین عملکرد دانه (60/8790 کیلوگرم در هکتار) در تیمار 125 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و کاربرد کود زیستی به‌دست آمد. کارآیی استفاده از نیتروژن با افزایش سطوح نیتروژن کاهش یافت و بیشترین آن (92/40 کیلوگرم بر کیلوگرم) از تیمار عدم کاربرد باکتری و عدم کاربرد نیتروژن حاصل گردید. کارایی جذب نیتروژن با مصرف کود نیتروژنه و کاربرد باکتری بطور معنی‌داری افزایش یافت. حداکثر انتقال مجدد نیتروژن (79/89 درصد) از تیمار کاربرد 125 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و عدم کاربرد کود زیستی و کمترین آن از تیمار عدم کاربرد نیتروژن و کاربرد کود زیستی (46/74 درصد) به‌دست آمد.
نتیجه‌گیری: با توجه به برتری سطح 125 کیلوگرم نیتروژن به‌همراه کود زیستی از لحـاظ عملکـرد دانـه و درصد عناصر جذب شده، چنین به نظر می‌رسد که این مقادیر کود نیتروژنه به همراه کاربرد کود زیستی بـرای حصول عملکرد مناسب در منطقه مورد آزمایش و مناطق مشابه قابل توصیه باشد. همچنین نتایج نشان داد با توجه به اکثر صفات مورد بررسی، کاربرد کود زیستی توانست با تأمین بخشی از نیتروژن مورد نیاز کلزا (حدود 50 کیلوگرم در هکتار)، مصرف کود شیمیایی نیتروژنه را کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Improving macro-nutrients uptake and nitrogen use efficiency in canola (Brassica napus L.) by co-application of bio and chemical nitrogen

نویسندگان [English]

  • Tahereh Sohrabi 1
  • Mohsen Movahhedi Dehnavi 2
  • Amin Salehi 3
  • Hamidreza Balouchi 2
  • Fatemeh Ebrahimi 4
1 Master's student, Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
2 Professor, Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran
3 Associate Professor, Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
4 PhD student, Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Canola (Brassica napus L.) is an oilseed crop, which due to the high percentage and quality oil, extending of its cultivation is of interest. Nitrogen is one of the most important nutrients and the key factor to achieve optimal yield in rapeseed. Considering nitrogen leaching in the soil and resulted environmental pollution, the use of biofertilizers, especially nitrogen-fixing bacteria, play an important role in enhancing nutrient uptake and nitrogen use and uptake efficiencies. Therefore, the aim of this research was to investigate the improvement of absorption of macronutrients and nitrogen efficiency indicators under the influence of chemical and biological nitrogen fertilizer management.
Materials and methods: A field experiment as split plots based on a randomized complete block design with three replications was conducted at the research station of the Faculty of Agriculture, Yasouj University located in Deshtrum in 2019. The main factor was nitrogen fertilizer at 6 levels (zero, 25, 50, 75, 100 and 125 kg ha-1 of pure nitrogen from the urea source) and the sub factor was biofertilizer containing Azotobacter and Azospirillium bacteria at two levels (application and non- application). The uptake of nitrogen, phosphorus and potassium nutrients in seeds and shoot was measured and the nitrogen efficiency indices were calculated.
Results: The highest seed nitrogen, phosphorus and potassium percentage obtained from the combined application of nitrogen fertilizer + bacteria. The combined application of chemical and biological nitrogen fertilizer increased grain yield. The highest seed yield (8790.60 kg ha-1) was obtained in the treatment of 125 kg ha-1 of nitrogen and the application of biofertilizer. The nitrogen use efficiency decreased with the increase of nitrogen levels, and the maximum (40.92 kg ha-1) was obtained from the treatment of no application of bacteria and also nitrogen. The nitrogen uptake efficiency increased significantly with the use of nitrogen fertilizer and the use of bacteria. The maximum nitrogen remobilization (89.79%) was obtained from the application of 125 kg ha-1 of nitrogen and no application of biofertilizer, and the lowest was obtained from the treatment of no application of nitrogen and application of biofertilizer (74.46%).
Conclusion: Considering the superiority of the 125 kg ha-1 of nitrogen along with biofertilizer in terms of seed yield and percentage of absorbed nutrients, it seems that these amounts of nitrogen fertilizer with the use of biofertilizer are recommendable to achieve proper yield in the examined and also similar areas. Also, the results showed that for most of the investigated traits, applying biofertilizer could reduce the consumption of chemical nitrogen fertilizer by supplying some part of the nitrogen (ca. 50 Kg/ha) needed by canola.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biofertilizer
  • Canola
  • Nitrogen
  • Remobilization
  • Yield
  1. 1.Jahandideh, M., Barani Mutlaq, M., Dardipour, A., & Ghorbani Nasrabadi, R. (2018). The effect of humic acid on the availability of phosphorus fertilizer and some physiological traits of rapeseed. Journal of Water and Soil (Agricultural Science and Technology), 23(6), 884-873.

    2.FAO. (2022). Food outlook, Biannual Report on Global Food Markets. Available in: https://openknowledge.fao.org/items/8631452d-c58c-4aa6-8bce-c5fe7bafa02c

    3.Iran Agricultural Statistics. (2021). Ministry of Agriculture-Jahad, Planning and Economic Deputy, Information and Communication Technology Center.

    1. Bakhsandeh, A. M., Hamdi Shangri, A., Qurina, M., & Fathi, Q. A. (2015). Investigating the effect of planting delay and nitrogen levels on seed yield, morphological traits and chlorophyll index of rapeseed (Brassica napus L.) in Ahvaz weather conditions. Iranian Journal of Plant Protection Science, 6, 69-75.
    2. Dabighi, Kh., Fateh, A., & Ayneband, A. (2016). Effect of different green manure crops and nitrogen sources on grain yield, oil content and some qualitative traits of canola (Brassica napus) var. 401. Agronomy Journal (Pajouhesh & Sazandegi), 29(2), 137-154.
    3. Fazli-Kakhki, S. F., Goldani, M., Soleimani Far, F., & Beykzadeh, N. (2022). Response of Two Rapeseed Cultivars (Brassica napus L.) in Terms of Growth Indices, Yield and Yield Components to Method of Nitrogen Fertilizer Application in Gonbad-e Qabus Plain. Journal of Crop Ecophysiology, 16(62), 255-270.
    4. Chakherloo, M., Basharat, S., & Reza Vardinjad, V. (2019). Effect of nitrogen and salinity on irrigation water yield and productivity at different soil moisture levels. Applied Soil Research, 8(4), 116-130.

    8.Li, J., Zhou, Y., Gu, H., Lu, Z., Cong, R., Li, X., & Lu, J. (2023). Synergistic effect of nitrogen and potassium on seed yield and nitrogen use efficiency in winter oilseed rape (Brassica napus L.). European Journal of Agronomy148, 126875.

    9.Zhan, N., Xu, K., Ji, G., Yan, G., Chen, B., Wu, X., & Cai, G. (2023). Research Progress in High-Efficiency Utilization of Nitrogen in Rapeseed. International Journal of Molecular Sciences24(9), 7752.

    10.Lou, H., Zhao, B., Peng, Y., El-Badri, A. M., Batool, M., Wang, C., & Zhou, G. (2023). Auxin plays a key role in nitrogen and plant density-modulated root growth and yield in different plant types of rapeseed. Field Crops Research302, 109066.

    1. Hosseini, S. M. A., Taslimi, A., Karmi, Y. A., & Dastfal, A. (2019). The Effect of Nitrogen Biofertilizers on Yield and Yield Components of Two Wheat Cultivars (Chamran and Shiroodi). Iranian Journal of Soil and Water Research, 50(8), 1927-1936.

    12.Ghanbari, M., Mokhtasi Bidgoli, A., Talebi Siah Saran, P., Pirani, H., & Karamniya, S. (2016). Evaluating the efficiency of Azotobacter in combination with Pseudomonas putida phosphate dissolving bacteria in soybean (Glycine max Merr.) under different irrigation regimes. Journal of Applied Research of Plant Ecophysiology, 13(52), 189-210.

    13.Safari, M. R., Dadashi, M. R., Faraji, A., & Armin, M. (2023). Effect of biofertilizer and drought stress on quantitative and qualitative traits in some winter rapeseed (Brassica napus L.) cultivars. Romanian Agricultural Research, 40, 1563-1578.

    14.Vejan, P., Abdullah, R., Khadiran, T., Ismail, S., & Nasrulhaq Boyce, A. (2016). Role of plant growth promoting rhizobacteria in agricultural sustainability - a review. Molocule, 21, 1-17.

    15.Gholami, M., Kuchakzadeh, A., & Siadat, S. A. (2022). Evaluation the nutrient content of different rapeseed (Brassica napus L.) cultivars under the effect of Azotobacter and irrigation. Iranian Journal of Field Crop Science, 53(1), 27-38.

    16.Novozamsky, I., Van Eck, R., Van Schouwenburg, J. C. H., & Walinga, I. (1974). Total nitrogen determination in plant material by means of the indophenol blue method. Netherlands Journal of Agricultural Science, 22, 3-5.

    17.Emami, A. (1996). Plant analysis methods. Publication of Research Organization, Agricultural Extension Training, No. 982. Publications of Soil and Water Research Institute. 1, 126 p.

    18.Peterson, J. R., Flanagan, J., & Shmact, K. T. (2002). PAM application method and electrolyte source effects on plot-scale runoff and erosion. Trans ASAE, 45(6), 1859-1867.

    19.Bingham, I. J., Karley, AJ., White, P. J., Thomas, W. T. B., & Russell, J. R. (2012) Analysis of improvements in nitrogen use efficiency associated with 75 years of spring barley breeding. European Journal of Agronomy, 42, 49-58.

    20.Kakabouki, I. P., Hela, D., Roussis, I., Papastylianou, P., Sentras, A. F., & Bilalis, D. J. (2018). Influence of fertilization and soil tillage on nitrogen uptake and utilization efficiency of quinoa crop (Chenopodium quinoa Wild.). Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 18, 220-235.

    21.Shakeri, A., Amini Dehaghi, M., Tabatabai, A., & Modares Sanavi, A. M. (2012). The effect of chemical and biological fertilizers on yield, yield components, oil percentage and protein content of sesame cultivars. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 22,71-82.

    22.Rastgo, B., Ebadi, A., & Permon, Q. (2013). Investigating the effect of nitrogen consumption on yield and composition of safflower seed reserves. Crop Physiology, 6(21), 85-102.

    23.Pedraza, R. O., Bellone, C. H., Bellone, S. C. D., Sorte, P. M. F. B., & Teixira, K. R. D. S. (2009). Azospirillium inoculation and nitrogen fertilization effect on grain yield and on the diversity of endophytic bacteria in the phyllosphere of rice rainfed crop. Eourpean Journal of Soil Biology, 45, 36-43.

    24.Sattarzadeh, E., Yarnia, M., Khalilvand Behrooznia, E., Mirshekari, B., & Rashidi, V. (2023). Investigation of the possibility of reducing the effects of low irrigation of lavender (Lavandula officinalis L.) using biofertilizers and phosphorus through changes in some morphological and biochemical characteristics. Environmental Stresses in Crop Sciences, 22, 44-52.

    25.Bakhtiari, M., Ganjali, H. R., Mehraban, A., & Ebrahimi, A. (2016). Investigating the effects of nitrogen and phosphorus application on quantitative and qualitative yield of safflower in Sistan region. New Findings in Agriculture, 10, 241-253.

    1. Pandiaraj, T., Selvaraj, S., & Ramu, N. (2015). Effects of crop residue management and nitrogen fertilizer on soil nitrogen and carbon content and productivity of wheat (Triticum aestivum L.) in two cropping systems. Journal of Agricultural Science and Technology, 17, 249-260.
    2. Tawhidi Moghadam, H.R., Ghoshaqi, F., Zakari, A., & Hadi, H. (2008). Evaluation of Azospirillum and Azotobacter with nitrogen chemical fertilizer utilization on yield of fodder maize (Zea mays L.). Dynamic Agriculture, 5, 355-349.
    3. Esitken, A., Yildiz, H. E., Ercisli, S., Donmez, M. F., Turan, M., & Gunes, A. (2010). Effect of plant growth promoting bacteria on yield, growth and nutrient content of organically grown strawberry. Scientia Horticulturae, 124, 62-66.
    4. Nasrollahzadeh, A., & Ahmad, Gh. (2018). The effect of application using nitragin and nitroxin biofertilizers on reduce the use of nitrogen chemical fertilizer in sunflower cultivation (Helianthus annuus L.). Environment Conservation Journal, 19, 39-46.
    5. Latifi, H., Khorram-Del, S., Nasiri-Mahlati, M., & Farzaneh Belgerdi, M. R. (2017). Effect of nitrogen fertilizer and plant density on seed yield and oil yield of sesame using a central composite design. Iranian Journal of Field Crops Research, 25(3), 125-140.

    31.Ameri, A.A., Nasiri-Mahlati, M., & Rizvani-Moghadam, P. (2016). The effect of different amounts of nitrogen and density on the efficiency of nitrogen use, flower yield and effective ingredients of marigold. Iranian Agricultural Research Journal, 5(2), 315-325.

    32.Schjoerring, J.K., Bock, J.G.H., Gammelvind, L., Jensen, C. R., & Mogensen, V.O. (1995). Nitrogen incorporation and remobilization in different shoot components of field-grown winter oilseed rape (Brassica napus L.) as affected by rate of nitrogen application and irrigation. Plant and Soil, 177, 255–264.