بررسي مصرف كود پوشش دار اوره-پلي فنل به عنوان كود دوستدار محيط زيست بر رشد، عملكرد و جذب نيتروژن در ذرت

Study on the effects of coated urea-polyphenol as an environmentally friendly fertilizer on growth, yield and N uptake of maize (Zea maize)

سابقه و هدف: يكي از راه­هاي چيره شدن بر چالش­هاي زيست محيطي ناشي از كاربرد كود اوره در كشاورزي پايدار، كند رها كردن كود اوره از طريق پوشش دادن آن با متابوليت هاي گياهي طبيعي است. تركيب­هاي فنلي نوعي از متابوليت هاي گياهي هستند كه مي توانند از فعاليت اوره آز و نيترات­ سازي (نيتريفيكاسيون) جلوگيري كنند. اين تركيب­ها مي توانند به طور مستقيم تجزيه و فعاليت آنزيم ها و تجزيه كننده ­هاي خاك را تحت تاثير قرار داده و روي سرعت تجزيه و چرخش عناصر غذايي تاثير بگذارند. گزارش دادند كه تركيب­هاي طبيعي مانند بقاياي گياهي نعنا (Mentha arvensis) و پودر دانه درخت چريش (Azadirachta indica) حاوي تركيبات فنلي است كه مي توانند به عنوان ممانعت كننده اوره آز و نيترات­ سازي عمل كنند. افزون بر اين، پلي فنل ها مي توانند با تشكيل كمپلكس پروتئين-پلي فنل باعث تغيير قابليت دسترسي نيتروژن شوند مواد و روش‌ها: براي رسيدن به هدف مورد اشاره كود اوره با استفاده از پودر بقاياي ميوه انار كه غني از پلي فنل است، پوششدار شده و اثرگذاري ­هاي آن بر ميزان جذب نيتروژن، رشد و عملكرد ذرت رقم سينگل كراس 704، در قالب آزمايش فاكتوريل با طرح پايه بلوك‌هاي كامل تصادفي در سه تكرار بررسي شد. آزمايش در سال­ 1392 در دانشكده علوم و فنون نوين دانشگاه تهران، به صورت گلداني (در محيط باز) و درون انكوباتور اجرا شد. تيمارهاي آزمايش شامل دو سطح كود نيتروژن (از منبع اوره) به ميزان­هاي 100 و200 ميلي گرم بر كيلوگرم خاك (به ترتيب 65 و 130 كيلوگرم بر هكتار) و چهار سطح پودر بقاياي ميوه انار (غني از پلي فنل) به ميزان­هاي 0(شاهد)، 35، 70 و 100 درصد وزن كود نيتروژن بود. اوره به روش هاي مرسوم با پودر بقاياي ميوه انار به ميزان هاي يادشده پوشش دار و مصرف شد. پس از رسيدگي كامل، گياهان برداشت و صفاتي مانند: عملكرد دانه، وزن ساقه، وزن برگ، وزن ريشه، زيست‌توده كل و جذب نيتروژن اندازه گيري شد.نتايج و بحث: نتايج نشان داد كه كاربرد كود اوره پوششدار شده به ويژه به ميزان 100 درصد وزني كود اوره، باعث كاهش نيترات‌سازي به ميزان 15% و 23 % به ترتيب در 21 و 35 روز و رهاسازي آن در 65 روز پس از آغاز آزمايش در اتاقك رشد (انكوباتوري) شد. اين امر باعث شد كه در شرايط گلداني، اين كود از طريق رهايش تدريجي تر نيترات، باعث افزايش معني دار عملكرد دانه و زيست توده كل به ميزان 3/13 و 3/17 گرم بر گياه شود. جذب نيتروژن كل نيز در اوره پوششدار شده (تيمار100%)، به ميزان 27% افزايش يافت.نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه پوششدار كردن كود اوره با پودر بقاياي ميوه انار غني از پلي فنل به ­ويژه به ميزان 100 درصد وزني كود اوره، باعث افزايش معني دار عملكرد دانه و زيست توده كل شد. كاربرد كود اوره پوششدار شده با پلي فنل همچنين به طور موثري توانست ميزان نيترات خاك را در مراحل اوليه كاني شدن اوره كاهش داده و بر عكس باعث افزايش دسترسي آن در مراحل نهايي آزمايش در اتاقك رشد شود.

One solution for decreasing the environmental problems of urea in sustainable agriculture is slowing the release of urea via coating with plant metabolites. Plant phenolic compounds are natural urease and nitrification inhibitors, which can directly affect the composition and activity of enzymes and decomposer communities, thus influencing the rates of decomposition and nutrient cycling. Kiran and Patra (2003) and Mohanty et al. (2008) have reported that natural materials such as menta plant materials and neem seed kernel powder containing phenolic compounds, can act as urease and nitrification inhibitors. In addition, polyphenols can alter N availability by forming complexes with proteins (Hättenschwiler and Vitousek, 2000). Materials and methods: For this study, urea was coated with pomegranate fruit powder and its effect on nitrogen uptake, growth and grain yield of maize (single cross var.) was studied in a factorial experiment as a randomized complete block design with three replications. The experiment was conducted in 2013 at the Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran as a pot and incubation experiment. The treatments were two levels of nitrogen fertilizer (from a urea source) include 100 and 200 mg kg of soil (65 and 130 kg ha-1 ) and four levels of pomegranate fruit powder including 0, 35, 70 and 100% w/w of urea. Urea was coated with pomegranate fruit powder using common methods and was applied. After maturity, the crops were harvested and traits such as grain yield, stem weight, leaf weight, root weight, biomass and N uptake were measured. Results and Discussion: The results showed that the use of coated urea, particularly at the amount of 100% w/w, inhibited nitrification to the level of 15% and 23%, respectively, at 21 and 35 days after incubation and released it at 65 days after incubation. This lead to a significant increase in grain yield and total biomass at the amount of 13.3 and 173 g plant-1 , respectively. Total nitrogen uptake also increased 23% with coated urea (in 100% w/w) compared to urea alone. Conclusion: The results indicated that applying the urea coated with pomegranate fruit powder (PFP) rich in polyphenol, especially at a 100% concentration rate w/w urea, significantly increased the grain yield and biomass of maize. Applying the coated urea with polyphenol also decreased nitrate concentration of the soil during early growth stages and increased its availability during advanced stages of growth