پاسخ كلم بروكلي به كاربرد اصلاح‌كننده نانوبيوچار طبيعي، كم آبياري و كود آبياري نيتروژن

سابقه و هدف: در اثر عوامل متعدد از جمله گرمايش جهاني ايجاد شده توسط فعاليت‎‌هاي انساني، خشكسالي در بسياري از مناطق تحت كشت در حال افزايش است كه يكي از تهديدهاي اصلي امنيت غذايي جهاني محسوب مي‌شود. تنش‌هاي غيرزيستي مانند كمبود آب به‌شدت بهره‌وري محصول را كاهش مي‌دهد. كاربرد راهبردهاي استفاده از آبياري زيرسطحي با كپسول‌هاي رسي متخلخل و اصلاح‌كننده‌هاي خاك مي‌توانند در كاهش نهاده‌هاي آب و كود نيتروژن به خاك و همچنين كاهش آثار تنش‌هاي غير زيستي بر گياه نقش اساسي داشته باشند. افزودن بيوچار به خاك مي‌تواند خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك را بهبود بخشد. پس از كاربرد بيوچار رطوبت خاك در ناحيه ريشه تحت برنامه آبياري يكسان افزايش مي‌يابد. بيوچار مي‌تواند دسترسي گياه به مواد مغذي خاك را بهبود بخشد و در كاهش ورودي كود به خاك كشاورزي نقش اساسي داشته باشد. مواد و روش‌ها: دو آزمايش در محيط گلخانه (در سال‌هاي 1398 و 1399) بر روي كلم بروكلي كه در خاك‌هاي الك‌شده و الك‌نشده تيمار شده با نانوبيوچار طبيعي (0 و 10 درصد وزني نانوبيوچار طبيعي) تحت سه رژيم آبياري (100، 75 و 50 درصد آبياري كامل) و دو سطح كود نيتروژنه (300 و 225 كيلوگرم در هكتار) رشد كرده بودند، انجام شد. سيستم آبياري مورد استفاده در اين پژوهش، آبياري زيرسطحي با كپسول‌هاي رسي متخلخل بود. تيمارهاي آبياري كامل براي پر كردن مجدد فضاي منافذ در ناحيه ريشه تا حد ظرفيت مزرعه آبياري شدند، در حالي كه در تيمارهاي كم‌آبياري گياهان 50 و 75 درصد آبياري كامل را دريافت كردند. تيمارهاي كود دهي شامل دو سطح كود نيتروژن (يعني 225 كيلوگرم نيتروژن در هكتار و 300 كيلوگرم نيتروژن در هكتار) در مرحله نهال، رشد رويشي و سر سبز اعمال شد. ويژگي‌هاي مورفولوژيك و فيزيولوژيك كلم بروكلي شامل وزن تازه و خشك سرهاي جانبي، چگالي سرهاي جانبي، غلظت عناصر غذايي، كلروفيل كل و پرولين برگ مورد بررسي قرار گرفت.يافته‌ها: نتايج كاهش معني‌دار وزن تازه و خشك، چگالي و غلظت عناصر كلسيم و منيزيم در سرهاي جانبي و همچنين كلروفيل كل برگ گياه كلم بروكلي را در گياهاني كه در معرض كم‌آبياري و سطوح پايين كود نيتروژنه قرار گرفتند نشان داد، در حالي كه پرولين برگ به‌طور معني‌داري افزايش يافت. كاربرد نانوبيوچار طبيعي در خاك اثرات تنش‌هاي خشكي و تغذيه‌اي را بر صفات مورفولوژيكي كاهش داد. نتايج نشان داد كه كاربرد نانوبيوچار طبيعي در خاك‌هاي الك‌شده و الك‌نشده بر وزن تر و خشك سر، تراكم سر، كلروفيل كل و پرولين برگ براي هر دو فصل (2019 و 2020) قابل‌توجه بود. تركيب خاك الك‌شده و الك‌نشده با نانوبيوچار طبيعي باعث بهبود وزن تازه و خشك، چگالي، غلظت عناصر كلسيم و منيزيم، كلروفيل كل و پرولين شد. علاوه‌بر اين باعث كاهش معني دار غلظت پرولين برگ در گياهان در معرض كم‌آبياري و كمبود كود نيتروژنه گرديد. بيش‌ترين مقادير وزن تازه و خشك سرجانبي، چگالي سر جانبي، غلظت كلسيم، منيزيم و كلروفيل به‌ترتيب در تيمارهاي SNAS+NR2+FI، NNAS+NR2+FI، NUS+NR2+FI، SNAS+NR2+FI، SNAS+NR2+FI و NUS+NR2+FI به مقدار 99.26 گرم، 39.79 گرم، 0.92 گرم بر سانتي‌متر مكعب، 5.96 ميلي‌گرم بر گرم، 3.52 ميلي‌گرم بر گرم و 2.52 ميلي‌گرم بر گرم به‌دست آمد. همچنين كم‌ترين مقدار پرولين برگ 0.08 ميكرومول بر گرم و در تيمار NNAS+NR2+FI به‌دست آمد.نتيجه‌گيري: مطالعه ما برخي از اثرات مفيد نانوبيوچار طبيعي را به‌عنوان يك اصلاح‌كننده آلي براي ارتقاي بهره‌وري محصول نشان داد. از اين‌رو، ادغام افزودن نانوبيوچار طبيعي همراه با كم‌آبياري و شرايط كمبود كود نيتروژنه مي‌تواند به‌عنوان يك رويكرد مناسب و بهينه از نظر صرفه‌جويي در مصرف آب و كود، عملكرد و هزينه در نظر گرفته شود. بنابراين، تركيب اين روش و آبياري زيرسطحي با سيستم كپسول‌هاي رسي متخلخل به‌ويژه در مناطق خشكي كه اغلب از شرايط كم آبي رنج مي برند مفيد خواهد بود.