اثر نانو کلات پتاسیم و آسکوربیک اسید بر عملکرد و برخی خصوصیات کیفی دانه لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata L.) رقم کامران

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 1- دانشجوی کارشناسی ارشد گروه زراعت، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

2 2- استادیار گروه زراعت، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

3 3- استادیار گروه خاکشناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

چکیده

به منظور بررسی تاثیر نانو کلات پتاسیم و آسکوربیک اسید بر اسید بر عملکرد و برخی خصوصیات کیفی دانه لوبیا چشم بلبلی تحقیقی به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکراردرسال زراعی1396-1395 در مزرعه تحقیقاتی شهید سالمی شهرستان اهواز به اجرا در آمد. فاکتورهای آزمایش شامل مقادیر مختلف نانو کلات پتاسیم در سه سطح (صفر، دو و چهار لیتر در هکتار) و مقادیر مختلف آسکوربیک اسید در سه سطح (صفر، 15 و 30 میلی مولار) بود. نتایج آزمایش نشان داد که تفاوت بین سطوح مختلف نانو کلات پتاسیم و آسکوربیک اسید از نظر تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، درصد پروتئین و درصد پتاسیم از نظر آماری در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. از بین صفات اندازه گیری شده فقط برهمکنش نانو کلات پتاسیم و آسکوربیک اسید بر شاخص برداشت در سطح پنچ درصد معنی‌دار بود. بیشترین شاخص برداشت با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم و محلول‌پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با 68/39 درصد و کمترین شاخص برداشت در تیمار عدم محلول پاشی با 03/24 درصد حاصل شد. بیشترین عملکرد دانه در کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم و محلول‌پاشی با 30 میلی‌مولار آسکوربیک اسید به ترتیب با 3640 و 3183 کیلوگرم در هکتار بدست آمد و کمترین عملکرد دانه در تیمار عدم محلول پاشی حاصل شد. بیشترین درصد پروتئین دانه در محلول‌پاشی با جهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم و 30 میلی‌مولار آسکوربیک اسید به ترتیب با 02/22 و 57/23 درصد حاصل شد و کمترین درصد پروتئین دانه در تیمار عدم محلول پاشی بدست آمد. لذا با توجه به نتایج بدست آمده محلول پاشی چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم و 30 میلی‌مولار آسکوربیک اسید باعث افزایش عملکرد کمی و کیفیدانه لوبیا چشم بلبلی گردید.

کلیدواژه‌ها


مقدمه

در حال حاضر حدود 70 درصد پروتئین گیاهی مورد استفاده انسان توسط غلات و حبوبات تأمین می شود. پایین بودن میزان پروتئین غلات (12- 9 درصد) و بالا بودن آن در حبوبات (32- 18 درصد) توجه کشورهای درحال توسعه را به مصرف حبوبات به عنوان منبع مهم تأمین کننده پروتئین جلب نموده و حبوبات را به عنوان مکمل غذایی مناسب برای غلات مطرح کرده است (10). لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata L.) جزو تیره بقولات و زیر تیره پروانه‌آساها بوده و علاوه بر مصرف تغذیه‌ای برای انسان به عنوان علوفه برای دام نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد (24).

مدیریت کود‌دهی یکی از بخش‌های مهم مدیریت محصولات زراعی است. در بین عناصر غذایی ضروری گیاهان، پتاسیم علاوه بر افزایش تولید و بهبود کیفیت محصول، سبب افزایش مقاومت گیاهان به شوری، کم آبی، آفات و بیماری‌ها گردیده و کارایی مصرف آب و کود را افزایش می‌دهد (15). این عنصر جهت تشکیل و انتقال کربوهیدرات‌ها، انجام فتوسنتز و ساخت پروتئین در گیاه ضروری است. ایجاد استحکام ساقه و افزایش مقاومت در برابر خوابیدگی از دیگر مزایای آن به شمار می‌آید. گیاهانی که مقادیر زیادی نشاسته تولید و ذخیره می‌کنند، به میزان زیادی پتاسیم نیاز دارند. این عنصر سهم زیادی در ایجاد پتانسیل اسمزی سلول دارد (1).

آسکوربیک اسید (ویتامین C) یک مولکول کوچک قابل حل در آب است که دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بالایی بوده و به عنوان سوبسترای اولیه در مسیرهای چرخه ای، برای سمیت زدایی و خنثی کردن رادیکال‌های سوپر اکسید و اکسیژن منفرد نقش دارد. همچنین به عنوان یک آنتی اکسیدان ثانویه در باز چرخ آلفا توکوفرول و دیگر آنتی اکسیدان های چربی دوست نقش ایفا می‌کند. این مولکول آنتی اکسیدان همراه دیگر ترکیبات سیستم آنتی‌اکسیدانی، سلول‌های گیاهی را در برابر آسیب‌های اکسیداتیو ناشی از اختلال در متابولیسم‌های هوازی فتوسنتز و تنفس و حتی آلودگی‌ها حفظ می‌نماید (26). مشخص شده است که اسید آسکوربیک مجموعه ای از نقش‌ها را در رشد گیاهان مانند تقسیم و بزرگ شدن سلول، توسعه دیواره سلولی و دیگر فرآیندهای نموی بازی می‌کند. مهدوی‌خرمی و همکاران (16) نشان دادند که بیشترین تعداد کپسول در بوته در آبیاری تا 50 درصد دانه‌بندی و مصرف اوره به همراه محلول‌پاشی نانو کلات پتاسیم در گیاه کنجد به دست آمد. کمترین عملکرد دانه و همچنین عملکرد و درصد پروتئین در آبیاری تا 50 درصد دانه‌بندی در شرایط عدم استفاده از کود پتاسیم حاصل گردید. صدف و تاهیر (31) اظهار داشتند که اثر پتاسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد و صفات رشدی ماش معنی‌دار بود و کاربرد 45 کیلوگرم در هکتار پتاسیم باعث افزایش عملکرد دانه، پروتئین دانه، شاخص سطح برگ و سرعت فتوسنتز خالص شد. رحیمی و صالحی‌زاده (30) مشاهده نمودند کاربرد سولفات پتاسیم موجب بیشترین عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن هزار دانه در لوبیا شد. پیرزاد و همکاران (2) گزارش دادند که بیشترین درصد پروتئین دانه از تیمار 15 کیلوگرم در هکتار کاربرد نانو پتاسیم و آبیاری نرمال حاصل شد. العامری و محمد (20) گزارش دادند که آسکوربیک اسید به طور قابل توجهی باعث بهبود رشد گیاه و پارامترهای عملکرد، ارتفاع بوته، ماده خشک کل، وزن غلاف و تعداد غلاف در بوته در مقایسه با عدم محلول پاشی بر لوبیا شد. که علت آن را نقش آسکوربیک اسید در تحریک و رشد برگ و افزایش تقسیم سلولی دانسته اند. فرجام و همکاران (9) اعلام نمودند که مصرف اسید آسکوربیک سبب افزایش عملکرد بیوماس نسبت به عدم محلول پاشی (بدون محلول‌پاشی) در نخود گردید. مصطفوی‌ملکی و همکاران(14)گزارش دادند که پیش تیمار بذری با اسید آسکوربیک بالاترین عملکرد سبز را نسبت به تیمارهای اعمال شده در لوبیا نشان دادند. همچنین محلول پاشی با اسید آسکوربیک بالاترین میانگین تعداد غلاف در بوته را منجر شد.

با توجه به اهمیت پتاسیم و آسکوربیک اسید درعملکرد دانه و پروتئین، این آزمایش به منظور بررسی اثر نانو کلات پتاسیم و آسکوربیک اسید بر مولفه‌های کمی و کیفی لوبیا چشم بلبلی طراحی و اجرا شد.

 

مواد و روش‏ها

این تحقیق در اوایل تابستان 1396، در مزرعه شهید سالمی واقع در شمال اهواز اجراء گردید. مزرعه آزمایشی با عرض جغرافیایی 31 درجه و 20 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 48 درجه و 40 دقیقه شرقی با ارتفاع 12 متر از سطح دریا می باشد. با توجه به اهمیت وضعیت خاک، از خاک مزرعه مورد آزمایش از عمق 30-0 سانتیمتری نمونه‌گیری شد. نتایج خاک محل آزمایش در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش درعمق 30 سانتی متری خاک

ازت

فسفر

پتاسیم

کربن‌آلی

(درصد)

شوری

(دسی‌زیمنس بر متر)

واکنش‌خاک

ذرات تشکیل دهنده خاک

(درصد)

بافت‌خاک

(میلی‌گرم برکیلوگرم)

رس

لای

شن

32/0

2/5

123

45/0

6/3

51/7

38

35

27

رسی لومی

                     

 

این تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل مقادیر مختلف نانو کود کلات پتاسیم در سه سطح ( صفر، دو و چهار لیتر در هکتار ) و مقادیر مختلف آسکوربیک اسید در سه سطح (صفر، 15 و 30 میلی مولار) بود. کاربرد نانو کود پتاسیم و آسکوربیک اسید به صورت محلول‌پاشی و در دوره رویشی (35 روز پس از کاشت) و در هنگام صبح، قبل از شروع گرما انجام شد. نانو کود پتاسیم حاوی 27% پتاسیم کلات شده مربوط به شرکت خضراء ایران بود. قبل از کاشت لوبیا در اوایل تیرماه 1396، کود فسفر مورد نیاز از منبع سوپر فسفات به میزان 80 کیلوگرم در هکتار فسفر خالص بر مبنای توصیه‌های کودی و آزمون خاک همراه با دیسک در مزرعه پخش شد و کود نیتروژن خالص به میزان 50 کیلوگرم در هکتار از منبع اوره قبل از آبیاری اول به زمین داده شد. در این آزمایش، ازلوبیا چشم بلبلی رقم کامران رایج در منطقه استفاده شد. هر کرت آزمایشی شامل هفت خط کاشت به طول پنج متر و فاصله بین خطوط کاشت شصت و پنج صدم متربود. همچنین فاصله بین بوته‌ها روی ردیف 15 سانتی متر و فاصله دو تکرار از هم یک ونیم متر بود. فاصله بین دو کرت دو خط نکاشت بود. عملیات کاشت به‌ صورت جوی و پشته در تراکم 12 بوته در متر مربع انجام گردید. برداشت نهایی در پایان مرحله رسیدگی دانه زمانی که تمام برگ‌ها و غلاف‌ها تغییر رنگ داده و زرد شدند از هر کرت به مساحتی معادل دو متر مربع پس از حذف حاشیه‌ها جهت اندازه‌گیری عملکرد به صورت دستی انجام شد.

برای تعیین تعداد غلاف در بوته، از کل بوته‌های برداشت شده در واحد سطح، تعداد غلاف های آنها شمارش شد و میانگین آنها به عنوان تعداد غلاف در بوته در نظر گرفته شد. برای تعیین تعداد دانه در غلاف، از کل غلاف های برداشت شده در واحد سطح، تعداد دانه‌های آنها شمارش شد و میانگین آنها به عنوان تعداد دانه در غلاف در نظر گرفته شد. برای تعیین وزن هزار دانه در هر سطح تیمار 500 دانه تصادفی از عملکرد دانه آن تیمار شمارش و به دقت توزین گردید و با ضرب وزن بدست آمده در عدد دو، وزن هزار دانه برای هر یک از تیمارها تعیین شد. به منظور تعیین عملکرد بیولوژیکی و دانه، در هنگام برداشت پس از حذف کامل حاشیه‌ها، تمامی بوته‌های موجود در سطح برداشت دو متر مربع از سطح خاک، توسط داس برداشت و به طور جداگانه بسته بندی و توزین شد. شاخص برداشت برای هر کرت آزمایشی از طریق تقسیم عملکرد دانه آن کرت به عملکرد بیولوژیکی آن و ضرب در عدد صد تعیین شد (16).

HI = (EY / BY) × 100

برای تعیین درصد پروتئین دانه ابتدا درصد نیتروژن به وسیله دستگاه کجدال که شامل مرحله هضم، تقطیر و تیتراسیون می‌باشد اندازه‌گیری شد و سپس برای اندازه‌گیری درصد پروتئین دانه نیز با ضرب کردن درصد نیتروژن دانه در ضریب 25/6 درصد پروتئین دانه نیز به دست آمد(23) . برای تعیین درصد پتاسیم، ابتدا یک گرم از هر نمونة خشک شده از هر تیمار، کوبیده شده و الک شدة دانه لوبیا را به کوره ریخته و سپس در داخل کورة الکتریکی با دمای 550 درجة سانتی‌گراد به مدت دو ساعت قرار داده شد تا اینکه به کلی مواد آلی، سوخته شده و مواد گیاهی به خاکستر تبدیل شود. بعد از خنک شدن کروزه، مقدار 10 میلی‌لیتر اسید کلردریک دو نرمال برای هر نمونه اضافه گردید و با حرارت دادن ملایم کروزه، مواد خاکستر شده در اسید، حل شد. سپس محلول تهیه شده، از قیف و کاغذ صافی عبور داده شد و صاف گردید و عصاره در بالن ژوژة 100 میلی‌لیتر، جمع آوری شد. جهت شستشوی مواد باقیمانده در قیف، مقداری آب مقطر گرم به کاغذ صافی اضافه شد و عصاره مجدداً به بالن ژوژه منتقل گردید. هر کدام از عصارة جمع شده در بالن ژوژه با آب مقطر به حجم 100 سی‌سی رسانده شد. سپس دستگاه فلیم فتومتر برای هریک از محلول‌های استاندارد، کالیبره شدند و غلظت هر یک از نمونه‌های عصاره‌گیری شده با آن دستگاه اندازه‌گیری گردید (11).

تجزیه و تحلیل داده‌ها و روش محاسبه نتایج با استفاده از برنامه آماری Minitab و مقایسه میانگین تیمارها به روش دانکن در سطح احتمال پنج درصد انجام شد

 

نتایج و بحث

تعداد غلاف در بوته

نتایج تجزیه واریانس تیمارها نشان داد که اثر نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر تعداد غلاف در بوته در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود (جدول 2).

جدول2- تجزیه واریانس اثر نانوکلات پتاسیم و آسکوربیک اسید
بر عملکرد دانه و برخی خصوصیات کیفی دانه لوبیا چشم بلبلی

 

منابع تغییرات

درجه

آزادی

تعداد غلاف در بوته

تعداد دانه در غلاف

وزن هزار دانه

عملکرد دانه

عملکرد بیولوژیکی

شاخص برداشت

درصد پروتئین دانه

درصد پتاسیم دانه

تکرار

2

0/2681n.s

0/9348n.s

674/7**

2515**

12584*

3/429n.s

5989/4**

0/001070 *

نانوکلات پتاسیم

2

19/2015**

21/7793**

3872/9**

84010**

280159**

220/024**

1878/2**

0/090093**

آسکوربیک اسید

2

13/2637**

12/0948**

559/4**

34222**

114767**

102/898**

1207/32**

0/000904**

نانوکلات پتاسیم × آسکوربیک اسید

4

0/3659n.s

0/2015n.s

3/3n.s

627n.s

5069n.s

9/891*

0576/0n.s

0/000059n.s

خطای آزمایش

16

0/3898

0/2815

1/17

345

2056

2/089

2075/0

0/000108

ضریب تغییرات

-

96/12

23/17

7/10

17/29

32/24

59/15

2/8

21/13

ns ، * و**: به ترتیب غیر معنی‏دار و معنی‏دار در سطح احتمال پنج و یک درصد آماری

بیشترین تعداد غلاف در بوته لوبیا با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم با تعداد 33/14 غلاف در بوته بدست آمد و کمترین تعداد غلاف در بوته با 42/11 غلاف در بوته در شرایط بدون کاربرد نانو کلات پتاسیم مشاهده شد (جدول 3). بیشترین تعداد غلاف در بوته در محلول پاشی با 30 و 15 میلی‌مولار اسید آسکوربیک به ترتیب با تعداد 88/13 و  37/13 غلاف در بوته مشاهده شد و کمترین تعداد غلاف در بوته در عدم کاربرد اسید آسکوربیک با 57/11 غلاف در بوته حاصل شد (جدول 3). سینگ و سینگ (33) با کاربرد مقادیر مختلف کود پتاسیم روی ارقام سویا افزایش تعداد غلاف‌های گیاه را نتیجه گرفت که با نتیجة بدست آمده بر روی لوبیا چشم بلبلی مطابقت داشت. اسید آسکوربیک به عنوان یک آنتی اکسیدان با توانایی تعدیل تنش‌های محیطی قادر است با افزایش تعداد غلاف در بوته موجبات بهبود عملکرد را فراهم سازد(36).

جدول 3- مقایسه میانگین عملکرد دانه، اجزای عملکرد و برخی صفات کیفی دانه لوبیا چشم بلبلی
تحت تاثیر تیمارهای آزمایش

 

تیمارها

میانگین صفات

 

نانو کلات پتاسیم

تعداد غلاف در بوته

تعداد دانه در غلاف

وزن هزار دانه

(گرم)

عملکرد دانه

(کیلوگرم در هکتار)

عملکرد بیولوژیک

(کیلوگرم در هکتار)

شاخص برداشت

(درصد)

پروتئین

(درصد)

درصد پتاسیم

(درصد)

صفر (عدم محلول‌پاشی)

11/42 c

8/28 c

169/83 c

1716 c

5881/3 c

28/77 c

21/04 c

0/54 c

2 لیتر در هکتار

13/08 b

9/86 b

183/17 b

2525/3 b

7272/1 b

34/22 b

21/61 b

0/63 b

چهار لیتر در هکتار

14/33 a

11/40 a

210/52 a

2/3640 a

9385/2 a

64/38 a

22/02 a

0/74 a

آسکوربیک اسید

 

 

 

 

 

 

 

 

صفر (عدم محلول‌پاشی)

11/57 b

8/57 b

180/76 bc

1964/3 c

6311/6 c

30/12 c

19/82 c

0/63 c

15 میلی مولار

13/37 a

10/13 a

186/43 b

2733/5 b

4/7674 b

34/84 b

28/21 b

0/64 b

30 میلی مولار

13/88 a

10/84 a

196/33 a

8/3183 a

7/8552 a

67/36 a

57/23 a

0/65 a

                   

میانگین تیمارهایی که در هر صفت دارای حروف مشابهی هستند، بر اساس آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد آماری اختلاف معنی داری با همدیگر ندارند.

 

تعداد دانه در غلاف

نتایج نشان داد اثر نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر تعداد دانه در غلاف لوبیای چشم بلبلی در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود (جدول 2). بیشترین تعداد دانه در غلاف با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم با تعداد 4/11 دانه در غلاف بدست آمد و کمترین تعداد دانه در غلاف با 28/8 دانه در غلاف در شرایط بدون کاربرد نانو کلات پتاسیم مشاهده شد (جدول 3). بیشترین تعداد دانه در غلاف در محلول پاشی با 30 و 15 میلی‌مولار اسید آسکوربیک به ترتیب با تعداد 84/10 و 13/10 دانه در غلاف مشاهده شد و کمترین تعداد دانه در غلاف در عدم کاربرد اسید آسکوربیک با 57/8 دانه در غلاف حاصل شد (جدول 3). به نظر می‌رسد که با افزایش نانو پتاسیم، گیاه با در اختیار داشتن ذخیره مناسب پتاسیم، توانسته با لقاح مناسب دارای تعداد دانه در غلاف بیشتری گردد و با طولانی شدن تعداد روز تا رسیدگی دانه‌ها زمان لازم برای جذب مواد فتوسنتزی را داشته و بدین ترتیب بیشترین تعداد دانه در غلاف از این تیمار حاصل شد. البته وجود پتاسیم کافی نیز سبب حفظ فتوسنتز و تولید مواد فتوسنتزی می شود. بدین ترتیب با توجه به نقش پتاسیم در انتقال مواد فتوسنتزی، افزایش تعداد دانه در سویا با کاربرد پتاسیم قابل توجیه است (5). افزایش تعداد دانه با مصرف پتاسیم را می توان با توجه به نقش پتاسیم در افزایش تولید کربوهیدارت و انتقال سریع آن به دانه‌ها توجیه نمود. محمدی (11) گزارش داد که بیشترین تعداد دانه در غلاف سویا در اثر محلول پاشی 25 میلی مولار اسید آسکوربیک و کمترین آن درتیمار عدم محلول پاشی مشاهده شد و اعلام نمود با افزایش غلظت اسید آسکوربیک، تعداد دانه در غلاف افزایش پیدا کرد. اسیدآسکوربیک نیز از طریق نقش های آنتی اکسیدانی، تقسیم و بزرگ شدن سلول، تحریک فعالیت آنزیم ها و هورمون های گیاهی بر افزایش تعداد دانه در غلاف اثر مثبت دارد(36).

وزن هزار دانه

نتایج نشان داد که اثر نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر وزن هزار دانه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود (جدول 2). بیشترین وزن هزار دانه با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم با وزن 52/210 گرم بدست آمد و کمترین وزن هزار دانه با 83/169 گرم در شرایط بدون کاربرد نانو پتاسیم مشاهده شد (جدول 3). بیشترین وزن هزار دانه در محلول پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با وزن 33/196 گرم مشاهده شد و کمترین وزن هزار دانه در عدم کاربرد اسید آسکوربیک با 76/180 گرم حاصل شد (جدول 3). ماهلر و همکاران (28) با کاربرد کود پتاسیم افزایش معنی‌دار وزن صد دانه در سویا را مشاهده نمودند که نتیجة آنها با یافته‌های این آزمایش همسویی دارد. با توجه به نقش پتاسیم در افزایش تقسیم و رشد سلولی و افزایش در فرآیند فتوسنتز و انتقال مواد فتوسنتزی، محدودیت مخزن تا حدودی از بین رفته و انتقال مواد فتوسنتزی به دانه‌ها باعث پر شدن دانه شده و وزن هزار دانه افزایش می‌یابد. لی و کادر (27) بیان نمودند که آسکوربات با کاهش اثر تنش های محیطی و حفاطت از برخی آنزیم‌های مهم نقش موثری در افزایش اجزاء عملکرد به ویژه وزن هزار دانه دارد. علت این امر را می‌توان مرتبط با مختلف بودن مسیرهای بیوسنتزی اثرگذاری اسید آسکوربیک در رشد و نمو گیاهان دانست (36). مرادی‌توچایی و همکاران (13) گزارش دادند با مصرف اسید آسکوربیک، وزن صد دانه در بادام زمینی افزایش معنی‌داری یافت. محمدی (11) اظهار داشت بیشترین وزن هزار دانه در سویا با محلول‌پاشی 25 میلی‌مولار اسید آسکوربیک بدست آمد و موجب افزایش 18 درصدی در وزن هزار دانه نسبت به شرایط گردید.

عملکرد دانه

نتایج نشان داد که اثر نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود (جدول 2). بیشترین عملکرد دانه با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم با عملکرد 3640 کیلوگرم در هکتار بدست آمد و کمترین عملکرد دانه با 1716 کیلوگرم در هکتار در شرایط بدون کاربرد نانو کلات پتاسیم مشاهدهشد (جدول 3). بیشترین عملکرد دانه در محلول‌پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با عملکرد 3183 کیلوگرم در هکتار مشاهدهشد و کمترین عملکرد دانه در عدم کاربرد اسید آسکوربیک با 1964 کیلوگرم در هکتار حاصل شد (جدول 3). براساس نتایج بدست آمده، افزایش عملکرد دانه تحت تاثیر اجزای عملکرد دانه (تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن هزار دانه) با کاربرد شش دهم درصد نانو پتاسیم و 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک حاصل شد. میان‌آب و همکاران (17) نشان دادند که استفاده از کود پتاسیم در مقایسه با سطوح پایین تر اثر مثبت بیشتری بر روی عملکرد دانه دارد و دلیل آن را افزایش در اجزای عملکرد بیان داشتند. پتاسیم با کاهش آثارتنش اسمزی و جذب بهتر آب در سلول گیاه اثرات تنش وارده به گیاه را کاهش داد و سبب افزایش عملکرد دانه گردید. اسیدآسکوربیک نیز از طریق افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی، تقسیم و بزرگ شدن سلول بر افزایش عملکرد اثر مثبت دارد (36). مصطفوی‌ملکی و همکاران (14) گزارش دادند محلول پاشی با اسید آسکوربیک بالاترین میانگین تعداد غلاف در بوته، تعداد بذر در غلاف و وزن صد دانه را در لوبیا سبز به خود اختصاص داد و در نهایت کاربرد ویتامین‌ها از جمله اسید فولیک و اسید آسکوربیک منجر به افزایش عملکرد در واحد سطح گردید. سعیدی‌سار (7) اظهار کرد که اسید آسکوربیک با تاثیر بر کاهش اثرات سمی کلرید سدیم در شرایط تنش و افزایش پتاسیم در ریشه گیاه باعث بهبود رشد و عملکرد لوبیا در شرایط تنش شد. اسید آسکوربیک در شرایطی که گیاه در تنش به سر می‌برد می‌تواند با تعدیل اثر منفی تنش موجبات افزایش عملکرد و اجزای عملکرد را فراهم نماید. تاثیر مثبت آسکوربات بر عملکرد گیاهان در تحقیق فویر و همکاران (25) نیز تایید شده است. اسید آسکوربیک در تنظیم انتقال الکترون فتوسنتزی بسیار موثر است. به علاوه به عنوان یک پیش‌ماده برای سنتز اگزالات و تاتارات به کار می رود، این آنزیم ها با انجام فعالیت هایی به افزایش تولید مواد غذایی مورد نیاز گیاه کمک می‌کنند و در نتیجه باعث بهبود عملکرد می‌شوند.

عملکرد بیولوژیک

نتایج نشان داد که اثر نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر عملکرد بیولوژیک در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود (جدول 2). بیشترین عملکرد بیولوژیک با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم با 9385 کیلوگرم در هکتار بدست آمد و کمترین عملکرد بیولوژیک با 5881 کیلوگرم در هکتار در شرایط بدون کاربرد نانو کلات پتاسیم مشاهده شد (جدول 3). بیشترین عملکرد بیولوژیک در محلول پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با 8552 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد و کمترین عملکرد بیولوژیک در عدم کاربرد اسید آسکوربیک با 6311 کیلوگرم در هکتار حاصل شده بود (جدول 3). به نظر می‌رسد کاربرد شش دهم درصد نانو پتاسیم و محلول پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با تاثیر بر افزایش اجزای عملکرد دانه بر افزایش عملکرد بیولوژیک تاثیر گذار بوده است. حسام پور (4) گزارش نمود با کاربرد تنظیم کننده‌های اسمزی بر عملکرد بیولوژیک سنجد تاثیر معنی‌داری داشتند و بیشترین عملکرد بیولوژیک در کاربرد آسکوربیک اسید و کود سولفات پتاسیم بر گیاه سنجد مشاهده شد. غفوری و همکاران (8) با مطالعه گیاه سورگوم بیان داشتند که با افزایش مصرف کود سولفات پتاسیم عملکرد بیولوژیک به طور معنی‌داری افزایش یافت. ولد‌آبادی و علی‌آبادی فراهانی (19) گزارش کردند که مصرف پتاسیم به طور معنی‌داری بر روی عمق نفوذ ریشه سورگوم و ارزن اثر دارد. پتاسیم نفوذ ریشه را افزایش می‌دهد و از این طریق بر تداوم جذب عناصر غذایی و آب اثر می‌گذارد که نتیجه آن افزایش عملکرد بیولوژیکی و دانه خواهد بود. اگر چه پتاسیم در تشکیل هیچ یک از ترکیبات مهم گیاهی مانند پروتوپلاسم، چربی‌ها و سلولز شرکت ندارد ولی از آنجا که به عنوان یک کاتالیزور عمل می‌کند، دارای نقش اساسی است. این عنصر مجموعه آنزیمی را در فرآیند بیوشیمیایی فعال ساخته و نقش مهمی در فعال کردن آنزیم‌های احیا کننده گاز کربنیک ایفاء می‌کند. اسید آسکوربیک در فیزیولوژی رشد و نمو نقش مهمی دارد و در پالایش گونه‌های فعال اکسیژن به عنوان یک آنتی اکسیدان کلیدی عمل می‌کند، اثر مثبت این ویتامین با تعدیل شرایط رشد باعث افزایش عملکرد بیولوژیک گیاه می‌شود (22).

شاخص برداشت

نتایج نشان داد که برهمکنش نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید از لحاظ آماری در سطح احتمال پنچ درصد معنی‌دار بود (جدول 2). بیشترین شاخص برداشت با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم و محلول‌پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با 68/39 درصد و کمترین شاخص برداشت در تیمار عدم محلول پاشی با 03/24 درصد حاصل شد (شکل 1). نتایج برهمکنش تیمارها نشان داد که تمام سطوح آسکوربیک در کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم افزایش معنی‌داری یافت و شاخص برداشت در محلول پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک در تمام سطوح نانو پتاسیم برتر بود (شکل 1). شاهید (32) افزایش و بهبود عملکرد و شاخص برداشت را با مصرف بالاتر پتاسیم تحت شرایط رطوبتی در خردل و سورگوم گزارش کرد. واعظی راد و همکاران (18) بیان نمودند که بالا بودن شاخص برداشت ناشی از اختصاص بیشتر مواد فتوسنتزی گیاه به تولید دانه و در نتیجه عملکرد اقتصادی بوده است. محلول‌پاشی با اسید آسکوربیک توانست از راه افزایش عملکرد اقتصادی سبب افزایش شاخص برداشت شود.

 

شکل 1- برهمکنش نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر میانگین شاخص برداشت دردانه لوبیا چشم بلبلی

 

درصد پروتئین دانه

نتایج نشان داد که اثر نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر درصد پروتئین در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود (جدول 2). بیشترین درصد پروتئین دانه با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم با 02/22 درصد بدست آمد و کمترین درصد پروتئین با 04/21 درصد در شرایط بدون کاربرد کلات نانو پتاسیم مشاهده شد (جدول 3). بیشترین درصد پروتئین در محلول پاشی با 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با 57/23 درصد مشاهدهشد و کمترین درصد پروتئین در عدم کاربرد اسید آسکوربیک با 82/19 درصد حاصل شده بود (جدول 3). توان و همکاران (3) گزارش نمودند با کاربرد 6/0 و 3/0 درصد نانو پتاسیم، بیشترین درصد پروتئین در اندام‌های مختلف گندم بدست آمد. بنابراین با افزایش مصرف پتاسیم، مواد فتوسنتزی بیشتری جهت سنتز پروتئین اختصاص یافته و هدایت و انتقال هیدروکربن‌ها کاهش خواهد یافت (35). تحقیقات نشان داده است پتاسیم در ساخت ترکیبات پلیمری در گیاه نقش اساسی دارد. در گیاهانی که دچار کمبود پتاسیم می‌باشند. قندهای ساده، ترکیبات نیتروژنی محلول و اسیدهای آمینه انباشته شده و از مقدار نشاسته و پروتئین برگ‌ها کاسته می‌شود (29). در آزمایشی که توسط دولت‌آبادیان و همکاران(6) انجام شد گزارش شد که محلولپاشی اسیدآسکوربیک با غلظت 150 میکرومولار موجب افزایش میزان پروتئین در گیاه گردید و از تخریب ساختار پروتئین‌ها جلوگیری کرد. در آزمایشی که اثر محلول پاشی اسید آسکوربیک بر میزان عناصر غذایی بررسی شد، نتایج نشان داد که درصد میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم با افزایش غلظت اسید آسکوربیک تا 100 میلی گرم در لیتر افزایش پیدا کرد. تجمع نیترات به وسیله محلول‌پاشی اسید آسکوربیک ممکن است به خاطر اثر مثبت اسید آسکوربیک بر رشد ریشه گیاه باشد که به نوبه خود سبب افزایش جذب نیترات می‌شود (34).

درصد پتاسیم

نتایج نشان داد که اثر نانو پتاسیم و آسکوربیک اسید بر درصد پتاسیم در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود (جدول 2). بیشترین درصد پتاسیم دانه با کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم با 74/0 درصد بدست آمد و کمترین درصد پتاسیم با 54/0 درصد در شرایط بدون کاربرد کلات نانو پتاسیم مشاهدهشد (جدول 3). بیشترین درصد پتاسیم در تیمار محلول‌پاشی 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با 65/0 درصد مشاهده شد و کمترین درصد پتاسیم در عدم کاربرد اسید آسکوربیک با 63/0 درصد بدست آمده بود (جدول 3). با مصرف کود پتاسیم، محتوای پتاسیم دانه بهبود یافت و افزایش محتوی پتاسیم دانه همراه با افزایش سطوح تیماری پتاسیم می‌تواند به دلیل قابلیت افزایش رشد و توسعه سیستم ریشه‌ای گیاه در اثر مصرف پتاسیم باشد که باعث افزایش سطح جذب و افزایش جذب عناصر می‌شود (21). در آزمایشی که اثر محلول پاشی اسید آسکوربیک بر میزان عناصر غذایی گیاه فلفل شیرین بررسی شد، نتایج نشان داد که درصد میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم با افزایش غلظت اسید آسکوربیک تا 100 میلی‌گرم در لیتر افزایش پیدا کرد (34).

 

نتیجه‏گیری نهایی

در این تحقیق بجز شاخص برداشت هیچ برهمکنشی بین نانو کلات پتاسیم و آسکوربیک اسید در سایر صفات اندازه گیری شده مشاهده نگردید اما با افزایش مقادیر نانو کلات پتاسیم و آسکوربیک اسید، عملکرد کمی و کیفی لوبیا چشم بلبلی افزایش معنی‌داری یافتند. بطوری که کاربرد چهار لیتر در هکتار نانو کلات پتاسیم و محلول‌پاشی 30 میلی‌مولار اسید آسکوربیک با تاثیر بر اجزای عملکرد، بیشترین اثر را در افزایش عملکرد کمی و کیفی دانه لوبیا چشم بلبلی داشت.. لذا با توجه به کمبود پتاسیم محلول در خاک‌های زراعی به نظر می‌رسد استفاده از نانو کلات پتاسیم به شکل محلول‌پاشی و استفاده از آسکوربیک اسید راهکاری مناسب در جهت افزایش شاخص برداشت و میزان پتاسیم پروتیین دانه با توجه به کاهش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از کاربرد کودها در خاک باشد.

 

منابع

1-     اکبری، غ.، جوانمردی، ز. و خجسته کیا، م. 1388. مقایسه اثر فرم‌های مختلف کود پتاسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه گندم در شرایط کم آبیاری. مجموعه مقالات همایش ملی بحران آب در کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر ری. 

2-    پیرزاد، ع، ر.، قنبری آذر، س. و بستامی، ا. 1395. تأثیر مقادیر و روش‌های مختلف کاربرد نانوکلات پتاسیم بر جذب عناصر غذایی و پروتئین دانه سویا تحت تنش کم آبی. مجموعه مقالات ششمین همایش ملی حبوبات ایران، خرم آباد، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان.

3-    توان، ط.، نیاکان، م. و نوری نیا، ع. 1393. اثر کود نانو پتاسیم بر فاکتورهای رشد، سیستم فتوسنتزی و میزان پروتئین گیاه گندم. نشریه پژوهش‌های اکوفیزیولوژی گیاهی ایران، 9 (3): 71-61. 

4-    حسام پور، م. 1394. اثرات کود پتاسیم و اسید آسکوربیک بر عملکرد کمی و کیفی کنجد تحت سطوح مختلف تنش خشکی. پایان نامه کارشناسی ارشد زراعت دانشگاه زابل،115 صفحه.

5-    دانشیان، ج.، مجیدی، الف.، نورمحمدی، ق. و جنوبی، پ. 1385. بررسی تاثیر خشکی و کاربرد مقادیر مختلف پتاسیم بر روی سویا. مجموعه مقالات نهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران، .تهران، ایران.

6-    دولت آبادیان، ا.، مدرس ثانوی، س. ع. و شریفی، م. 1388. اثر تغذیه برگ با آسکوربیک اسید بر فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدان، تجمع پرولین و لیپید پراکسیداسیون کلزا در شرایط تنش شوری. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 47: 13-10.

7-    سعیدی سار، س. 1396. پاسخ‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه لوبیا به آسکوربیک اسید و جیبرلین در شرایط تنش شوری. مجموعه مقالات چهارمین کنفرانس بین المللی پژوهش‌های کاربردی در علوم شیمی و زیست‌شناسی، تهران، موسسه آموزش عالی مقدس اردبیلی.

8-    غفوری، آ.، مجدم، م.، شکوه فر، ع. و بابایینژاد، ت. 1392. تاثیر تنش خشکی و مقادیر کود سولفات پتاسیم بر مولفه‌های رشد عملکرد و اجزای عملکرد دانه سورگوم دانه‌ای در شرایط آب و هوایی شهرستان اهواز. پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد واحد اهواز، 105 صفحه.

9-    فرجام، س.، سی و سه مرده، ع.، کاظمی اربط، ح. و یارنیا، م. 1395. اثرتنش خشکی و محلول پاشی اسید سالیسیلیک و اسید آسکوربیک بر رشد، عملکرد، پرولین و خسارت به غشای سلول در دو رقم نخود (Cicer arietinum.L)، مجموعه مقالات ششمین همایش ملی حبوبات ایران، خرم آباد، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان.

10-  کیخا، م.، نوری، م. و کشته گر، ع. 1395. بررسی اثر سالیسیلیک اسید و جیبرلین بر عملکرد و اجزای عملکرد ماش (Vigna radiata). نشریة پژوهش‌های حبوبات ایران، 7 (2):151-138.

11-  محسنی محمد جانلو، ع، ر.، توبه، ا.، قلی پوری، ع. و مصطفایی، ح. 1391. بررسی اثر مصرف پتاسیم بر جذب و تخصیص نیتروژن و پروتئین دانه در دو رقم عدس دیم. نشریة پژوهش‌های حبوبات ایران، 3(1):40-31. 

12- محمدی، ی. 1391. تاثیر محلول پاشی اسید آسکوربیک بر خصوصیات فیزیولوژیک و مرفولوژیک سویا تحت شرایط کم آبیاری. پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه دانشگاه صنعتی شاهرود، 141 صفحه.  

13- مرادی توچایی، م.، سیف زاده، س.، ذاکرین، ح، ر. و ولدآبادی، س، ع، ر. 1396. بررسی اثر محلول‌پاشی متانول و اسید آسکوربیک بر رشد و عملکرد بادام زمینی در شرایط دیم. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی، 9(36): 82-65.

14- مصطفوی ملکی، ف.، اسفندیاری، ع.، برادران فیروز آبادی، م. و پارسیان، م. 1392. تاثیر پیش تیمار بذری و محلول پاشی اسید فولیک و اسید آسکوربیک بر عملکرد و اجزای عملکرد در لوبیا سبز (Phaseolus Vulgaris). مجموعه مقالات اولین همایش ملی توسعه پایدار کشاورزی با کاربرد الگوی زراعی، همدان، گروه توسعه پایدار کشاورزی.  

15- ملکوتی، م، ج. و طهرانی، م، م. 1378. نقش ریز مغذی‌ها در افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی، عناصر خرد با تأثیر کلان، چاپ اول، انتشارات دانشگاه تربیت مدرس تهران، 328 صفحه.

16-  مهدوی خرمی، ا.، مسعود سینکی، ج.، امینی دهقی، م.، رضوان، ش. و دماوندی، ع. 1397. اثر کودهای نانو، شیمیایی و بیولوژیک بر عملکرد و کیفیت دانه کنجد در رژیم‌های متفاوت آبیاری. مجله به زراعی کشاورزی، 20(1):281-263.

17- میان آب، م.، مجدم، م.و شکوه فر، ع. 1391. اثر متقابل کود سولفات پتاسیم و تراکم بذر بر خصوصیات مورفولوژیک و عملکرد جو در خاک‌های شور امیدیه. پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد واحد اهواز، 81 صفحه.

18- واعظی راد، س.، شکاری، ف.، شیرانی راد، ا. ح. و زنگانی، ا. 1387. اثر تنش کم آبی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه در ارقام لوبیا قرمز. دانش نوین کشاورزی،4(10): 94-86.  

19- ولدآبادی، س. ع و علی آبادی فراهانی، ح. 1387. اثر کاربرد پتاسیم بر خواص کمی و توسعه ریشه در ذرت، سورگوم و ارزن در ترایط تنش خشکی. مجله زراعت و اصلاح نباتات ایران، 4 (2): 48-37.

20-  AL-Amery, N. J. and Mohammed, M. M. 2017. Influence of adding ascorbic acid and yeast on growth and yield and rhizobium of snap bean (Phaseolus vulgaris L.) under irrigation with saline water. Journal of Agriculture and Veterinary Science, 10(10): 23-28.

21-   Coal, F. J. and Grove, J. H. 1991. Potassium utilization by no-till full-season and double-crop soybean. Agronomy Jorunal, 83: 190-194.

22-  Conklin, P. L. 2001. Recent advances in the role and biosynthesis of ascorbic acid in plants. Plant, Cell and Environment, 24 (4): 383–394.

23-   Cox, W.j., Kalonge, S. Cherney, D.J.R. and Reid, W.S. 1993. Growth yield and quality of forage maize under different nitrogen management practices. Agronomy Journal, 85:341-347

24-  Diouf, D. 2011. Recent advances in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) Omics research for genetic improvement. African Journal of Biotechnology, 10(15): 2803-2810.

25-  Foyer, C. H., Lelandais, M. and Kunert, K. J. 1994. Photooxidative stress in plants. Plant Physiolojy, 92: 696-717.

26-  Kheyri, M. 2006. Plant response to environmental stress. Turkish Journal of Agriculture and Physiology, 92: 696-717.

27-   Lee, S. K. and Kader, A. A. 2000. Preharvest and post harvest factors influencing vitamin C content of horticultural crops. Post Harvest Biological Technology, 20: 207-220.

28-  Mahler, R. J., Sabbe, W., Mapples, R. L. and Hornby, Q. R. 1985. Effect on soybean yield of late soil potassium fertilizer application. Arkansas Farm Research, 34: 1-11.

29-  Maynard, A.D. 2007. Research needs and priorties yelated to the environmental, Health and safety aspects of the engineered nanoscale materials. Published by project on emerging nanotechnologies, Woodrow Wilson International Center for Scholars. Washington, DC.

30-   Rahimi, M., Salahizadeh, A. 2015. Effect of different levels of irrigation and potassium on qualitative and quantitative characteristics of the beans in Yasooj, Iran. European Online Journal of Natural and Social Sciences, 4 (1): 50-56.

31-  Sadaf, A., and Tahir, M. 2017. Effect of potassium on growth, yield and quality of mungbean under different irrigation regimes. Bulletin of Biological and Allied Sciences Research, 2(4):1-10.

32-  Shahid, U. 2006. Alleviating adverse effects of water stress on yield of sorghum, mustard and groundnut by potassium application. Pakistan Journal of Botany, 38(5): 1373-1380.

33-  Singh, D. and Singh, V. 1995. Effect of potassium, zinc and sulphur on growth characters, yield attributes and yield of soybean. Indian Journal of Agronomy, 40: 223- 227.

34-  Talaat N. B. 2003. Physiological studies on the effect of salinity, ascorbic acid and putrescine of sweet pepper plant. Ph.D. thesis, Faculity of Agriculture, Cairo University, Egypt.

35-  Zaman Khan, H., Asghar Malik, M., Farrukh Saleem, M. and Imran, A. 2004. Effect of different potassium fertilization levels on growth, seed yield and oil contents of canola (Brassica napus L.). Journal of Agriculture and Biology, 6(3):557-559.

36-  Zhang, Y. 2013. Ascorbic acid in plants (biosynthesis, regulation and enhancement). Springer Briefs in Plant Science, pp. 123.