پديد آورندگان :
ابراهيمي، محبوبه دانشگاه پيام نور تهران - بخش علوم كشاورزي , دستان، سلمان پژوهشگاه بيوتكنولوژي كشاورزي ايران , يدي، رضا دانشگاه پيام نور تهران - بخش علوم كشاورزي
كليدواژه :
اشغال زمين , انتشار دي اكسيد كربن , بهره وري آب , كيفيت بوم نظام , تخليه منابع
چكيده فارسي :
سابقه و هدف
بر اساس مطالعه هاي انجام شده از جمله راهكارهاي اساسي براي حل مشكل كم آبي مصرف كودهاي سيليس و پتاسيم است كه مي تواند براي افزايش تحمل گياهان به تنش هاي زنده و غيرزنده بسيار سودمند باشد. در بسياري از پژوهش ها گزارش شده است كه مصرف سيليس و پتاسيم به دليل ايجاد مقاومت مكانيكي حالت عمودي را به برگ و ساقه مي دهد كه خود باعث افزايش نفوذ نور به درون تاج پوشش گياهان مي شود كه گياه مي تواند ميزان فتوسنتز بيشتري را انجام دهد. بنابراين، اين پژوهش با هدف ارزيابي چرخه حيات ردپاي اكولوژيك آب توليد گندم تحت اثر رژيم هاي آبياري با كاربرد نانوكود سيليس و نانوكلات پتاسيم انجام شد.
مواد و روش ها
آزمايش به صورت كرت هاي خرد شده در قالب طرح پايه بلوك هاي كامل تصادفي با سه تكرار در مزرعه تحقيقاتي واقع در بوشهر در سال زراعي 96-1395 اجرا شد. دور آبياري در چهار سطح شامل: 1- فاصله آبياري دو روز يكبار (بدون تنش)، 2- فاصله آبياري چهار روز يكبار، 3- فاصله آبياري شش روز يكبار، و 4- فاصله آبياري هشت روز يكبار به عنوان عامل اصلي و محلول پاشي كودهاي نانوسيليس و نانوكلات پتاسيم و عدم مصرف آن ها (شاهد) به عنوان عامل فرعي در نظر گرفته شدند. محلول پاشي نانوسيليس با غلظت 20 قسمت در ميليون در مراحل اواسط پنجه زني، اواخر پنجه زني و بعد از خروج كامل سنبله صورت گرفت. محلول پاشي نانوكلات پتاسيم نيز در دو مرحله اواسط پنجه زني و ظهور سنبله به مقدار دو در هزار انجام شد.
نتايج
يافته هاي پژوهش نشان داد كه با تاخير فاصله آبياري از دو روز به هشت روز يكبار درصد پتاسيم و پروتئين دانه به طور معني داري كاهش يافت. بيشترين عملكرد دانه (3572 كيلوگرم در هكتار) براي فاصله آبياري دو و چهار روز يكبار با مصرف نانوكلات پتاسيم به دست آمد كه به دليل افزايش طول سنبله، تعداد دانه در بوته و تعداد دانه در سنبله بود. عملكرد دانه با مصرف نانوسيليس براي فواصل آبياري دو و چهار روز يكبار نيز در رتبه هاي بعدي قرار گرفت. با تاخير در آبياري از دو روز به هشت روز يكبار ميزان آب مصرف شده معادل 7/35 درصد كاهش يافت. بالاترين كارايي مصرف آب (2/12 كيلوگرم بر متر مكعب) براي فاصله آبياري دو روز يكبار به دست آمد. در هر چهار رژيم آبياري بيشترين بهره وري آب با مصرف نانوسيليس و نانوكلات پتاسيم به دست آمد كه اثرات مثبت نانوكلات پتاسيم بيشتر بود. انتشار دي اكسيد كربن در فاصله آبياري دو روز يكبار معادل 5/47 درصد در مقايسه با فاصله آبياري هشت روز يكبار كاهش ولي شاخص اشغال زمين معادل 7/2 درصد افزايش يافت. با افزايش فواصل آبياري از دو روز به هشت روز يكبار مقادير شاخص هاي كيفيت بوم نظام، تخليه منابع، كمبود منابع آب و شاخص كمبود آب كشاورزي به ترتيب برابر 8/21، 8، 10/89 و 9/29، 9/91 درصد كاهش نشان داد. با مصرف نانوسيليس و نانوكلات پتاسيم شاخص هاي تخليه منابع، كمبود منابع آب كشاورزي، شاخص تخليه آب و شاخص كمبود آب كمتر از تيمار عدم مصرف نانوذرات بود. شاخص تخليه آب معادل 7/28 و 8/24 درصد و شاخص كمبود آب معادل 9/70 و 8/57 درصد با مصرف نانوسيليس و نانوكلات پتاسيم در مقايسه با تيمار عدم مصرف كاهش يافت.
نتيجه گيري
طبق يافته ها، بهترين رژيم آبياري از نظر بهبود عملكرد كمي و كيفي، افزايش كارايي و بهره وري آب و همچنين كاهش ردپاي اكولوژيك آب فواصل آبياري دو و چهار روز يكبار بود كه در يك سطح آماري قرار گرفتند. در هر چهار رژيم آبياري با مصرف نانوكلات پتاسيم و نانوسيليس عملكرد كمي و كيفي گندم افزايش و نياز آبي گياه كاهش يافت. بنابراين، مصرف نانوكلات پتاسيم و نانوسيليس منجر به افزايش بهره وري آب و عملكرد كمي و كيفي و تحمل گياه گندم به تنش كم آبي شد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: According to the previous studies, the basic solutions for solving the problem of water use of silicon and potassium fertilizers, which can be very useful for increasing the tolerance of plants to biotic and abiotic stresses. It has been reported in many studies that the use of silicon and potassium, due to mechanical resistance, translates the vertical position into leaves and stems, which in turn increases the light penetration into plant's canopy that the plant can do more photosynthesis. Therefore, this research was conducted with the aim of evaluating the ecological footprint life cycle of wheat production under the effect of irrigation regimes with the use of nano-silicon and nano-potassium chelate.
Material and methods: The experiment was conducted as split plots based on a randomized complete blocks design with three replications at a research farm located in Boushehr during 2016-17. Irrigation regimes in four levels were: 1) irrigation interval 2 days (without stress), 2) irrigation interval 4 days, 3) irrigation interval 6 days, and 4) irrigation interval 8 days as main plots and nano-particle in three levels including nano-silicon, nano-potassium chelate and control (non-consumption) were considered as a sub-plots. Nano-silicon spraying with a concentration of 20 ppm was carried out at middle of tillage, the end of tillering and heading stages. Foliar application of nano-potassium chelate was used in middle of tillering and heading stages.
Results: The results of this study revealed that the irrigation interval delayed from two days to eight days leading to significantly decrease of the grain potassium percentage and grain protein content. The highest grain yield (3572 kg.ha-1) was obtained for irrigation intervals of two and four days with nano-potassium chelate consumption, which was due to spike length, number of grain per plant and number of grain per spike. Grain yields with nano-silicon application for irrigation intervals of two to four days were also ranked next. Delayed irrigation reduced the amount of water consumed by 7.35% from two days to eight days. The highest water use efficiency (2.12 kg.m3) was obtained for irrigation intervals of two days. In all four irrigation regimes, the highest water productivity (WP) was obtained with the use of nano-silicon and nano-potassium chelate utilization, which nano-potassium chelate had a more positive effect on WP. Carbon dioxide emission increased by two-day irrigation intervals about 5.47 percent compared to the eight-day irrigation interval, but the land occupation increased about 7.2 percent. With increasing irrigation intervals from two days to eight days, the impact categories of ecosystem quality, resource depletion, agricultural water scarcity, water depletion index (WDI) and water scarcity index (WSI) were decreased about 8.21, 8, 10.89, 9.29 and 9.91 percent. Furthermore, with the consumption of nano-silicon and nano-potassium chelate, the resource depletion, agricultural water depletion, WDI and WSI were lower than control treatment. The WDI about 7.28% and 8.24%, and about 9.7% and 8.57% was decreased with consumption of nano-silicon and nano-potassium chelate compared to control treatment.
Conclusion: According to the findings, the best irrigation regimes in terms of improving quantitative and qualitative yield, increasing the water use efficiency and water productivity, as well as reducing the ecological footprints of water was intervals irrigation with two to four days, which were at a statistical level. In all the four irrigation regimes, the quantitative and qualitative yield of wheat increased with the use of nano-potassium chelate and nano-silicon, but the plant's water requirement decreased. Therefore, the consumption of nano-potassium chelate and nano-silicon resulted in increased water productivity, quantitative and qualitative yield and tolerance of wheat plant to water stress.
