عنوان پایان‌نامه
فسفر کارایی در ارقام مختلف کلزا، خصوصیات مورفولوژیکی ریشه و اثرات آن بر شکلهای مختلف فسفر خاک
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7484;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7484
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۶
- دانشجو
- فریدون نورقلی پور
- استاد راهنما
- حسین میرسیدحسینی
- چکیده
- به‌منظور بررسی واکنش ارقام مختلف کلزا به شرایط کمبود و فراهمی فسفر، کارایی نسبی استفاده یا جذب فسفر هفت رقم کلزا با تیپ رشد زمستانه (طلایه، اکاپی، ال 72، گابریلا، کرج، بروتوس و الویس) و بهاره (دلگان، آرجی اس، زابل 10 ب، ظفر، هایولا 401، جولیوس و جری) در شرایط کمبود (صفر میلی‌گرم فسفر در کیلوگرم خاک) یا فراهمی فسفر (80 میلی‌گرم فسفر در کیلوگرم، افزوده‌شده به خاک از منبع KH2PO4)، آزمایش هایی اجرا گردید. مقدار فسفر قابل‌جذب اولیه خاک 6/4 میلی‌گرم در کیلوگرم بود. ارقام زمستانه و بهاره در آزمایش اول با تکنیک کشت محفظه ریشه (ریزوبگ) بر اساس شاخص‌های کارایی به چهار گروه کارا و واکنش‌پذیر، غیرکارا ولی واکنش‌پذیر، کارا ولی غیر واکنش‌پذیر و غیرکارا و غیر واکنش‌پذیر تقسیم شدند. در آزمایش دوم در ارقام منتخب زمستانه و بهاره از آزمایش اول، خصوصیات دیگر ریشه همانند میانگین قطر، سطح و طول کل ریشه به‌وسیله اسکنر ریشه، اندازه‌گیری گردید. در آزمایش سوم در دو رقم منتخب زمستانه با استفاده از تکنیک ریشه دان(Rhizobox) ، شکلهای مختلف فسفر دربرش های خاک، تهیه‌شده از فواصل ریشه، تعیین گردید. بر اساس نتایج مرحله اول کشت، ارقام ازلحاظ تولید زیتوده، غلظت، جذب فسفر، کارایی جذب، کارایی استفاده و شاخص‌های دیگر تنش فسفر، تفاوت معنی‌داری با یکدیگر داشتند. در ارقام با تیپ رشد زمستانه، رقم گابریلا و در ارقام با تیپ رشد بهاره، رقم دلگان که کارایی خوبی در جذب عنصر فسفر داشتند، در شرایط کمبود فسفر نیز، زیتوده خوبی تولید نمودند. در ارقام منطقه سرد، فسفر کارایی از 615/0 در رقم گابریلا تا 248/0 در رقم الویس متغیر بود. در ارقام منطقه گرم نیز فسفر کارایی از 518/0 در رقم دلگان تا 234/0 در رقم جری متغیر بود. در شرایط کمبود فسفر، مقدار pH در خاک ریزوسفری و غیر ریزوسفری تفاوت معنی‌دار نداشت ولی مصرف فسفر باعث افزایش آن در خاک ریزوسفری شد. در آزمایش دوم ازلحاظ خصوصیات مورفولوژیکی ریشه، بین دو رقم کارا و غیرکارا تفاوت آماری معنی‌دار بود. وزن خشک اندام هوایی همبستگی معنی‌داری (01/0 P<) با طول و سطح ریشه در شرایط تنش کمبود فسفر داشت. در آزمایش ریشه دان، در قسمت بالای آن در شرایط کمبود و فراهمی فسفر، مقدار فسفر اولسن در خاک دو رقم کلزا به‌صورت معنی‌داری کمتر از خاک تیمار شاهد بود و در قسمت پایین نیز با افزایش فاصله از سطح ریزوپلن افزایش یافت. در قسمت بالا در شرایط کمبود فسفر، مقدار فسفر محلول، نسبت به خاک شاهد افزایش یافت. در این بررسی ترتیب فراوانی شکلهای مختلف فسفر در حالت کمبود فسفر در قسمت بالایی خاک به‌صورت زیر بود: شکل آپاتیت > اکتا کلسیم فسفات > فسفات آلومینیوم > فسفات آهن > دی کلسیم فسفات. در قسمت پایین ریشه دان، درنتیجه فعالیت‌های گیاه، لایه خاک نزدیک به سطح ریزوپلن (لایه نزدیک ریشه) خیلی متفاوت از خاک شاهد بدون گیاه بود. وزن خشک کل اندام هوایی با شاخص‌های دی کلسیم فسفات، فسفر آپاتیت، فسفرمعدنی و کلسیم دارای همبستگی معنی‌دار و منفی بود ولی رابطه آن با فسفات آلومینیوم+ فسفات آهن، معنی‌دار و مثبت بود. رابطه جذب کل فسفر گیاه با فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی و جمعیت باکتری‌های حل‌کننده فسفات در قسمت بالای ریشه دان، مثبت بود. در قسمت بالای ریشه دان مابین دو رقم در قسمت فسفر آپاتیتی و فسفات آهن تفاوت معنی دار وجود داشت و گابریلا فسفر آپاتیتی و الویس فسفات آهن را کاهش داد. در قسمت پایین ریشه دان رقم گابریلا اکتاکلسیم فسفات و الویس فسفات آهن را کاهش داد. در ارقام زمستانه و بهاره به نظر می‌رسد که سازوکار مؤثر در کارایی فسفر ناشی از کارایی جذب بیشتر فسفر و کلسیم از طریق سیستم ریشه بزرگ‌تر در رقم فسفر کارا در شرایط تنش فسفر باشد. رقم دلگان از ارقام بهاره و رقم گابریلا از ارقام زمستانه در شرایط تنش، دارای شاخص‌های رشدی بهتری نسبت به ارقام دیگر بودند و نشان دادند که می‌توانند برای شرایط تنش فسفر، رقم مناسب‌تری باشند. ارقام کلزا توانایی تغییر شکلهای مختلف فسفرمعدنی را در شرایط کمبود فسفر دارا بودند. بنابراین استفاده از ارقام فسفر کارا می‌تواند به‌عنوان راهبرد سودمند در تولید پایدار محصولات کشاورزی در شرایط تنش کمبود فسفر و نیز حفظ محیط‌زیست در نظر گرفته شود.
- Abstract
- Three experiments were conducted to determine relative use or acquisition efficiency of seven winter (Talaye, Okapi, L72, Gabriela, Karaj, Brutus, Elvis) and seven spring rapeseed cultivars (Jerry, Julius, Zabol 10b, Dalgan, Hyola 401, RGS 003, Zafar) under deficiency (0 mg P kg-1add to soil with 4.6 mg Olsen P kg-1) and adequately supplied P condition (80 mg P kg-1add to soil as KH2PO4). In the first experiment (rhizobag planting), cultivars were classified into four groups based on efficiency indexes: efficient and responsive, non- efficient, but responsive, efficient but non- responsive and non-efficient and non- responsive. In the second experiment, other root properties such as root mean diameter, surface area and total length were measured by root scanner for four cultivars selected from the first part of the study (Gabriela as P-efficient and Elvis as P-inefficient for winter cultivars and Dalgan as P-efficient and Jerry as P-inefficient for spring cultivars). The third experiment was carried out in rhizobox system to measure rhizosphere characteristics in two winter cultivars. Based on the results of the first study, genotypes significantly differed in biomass production, P concentration, phosphorus absorption, absorption efficiency and other indexes of phosphorus stress tolerance. Cultivars such as Gabriela and Dalgan (winter and spring cultivars, respectively) with well P uptake efficiency produced acceptable biomass in phosphorus deficiency condition. Phosphorus efficiency ranged from 0.615 in Gabriela to 0.248 in Elvis and from 0.518 in Dalgan to 0.234 in Jerry. P uptake efficiency ranged from 0.469 in Gabriela to 0.157 in Elvis and from 0.3 in Dalgan to 0.137 in Jerry. In P stress condition pH of rhizosphere and non rhizosphere soil wasn’t significantly different but application of P increased soil pH in rhizosphere soil. In second experiment, difference between P efficient and inefficient cultivars was significant on root morphological characteristics. Shoot dry weight had significant correlation with root length and area. In rhizobox experiment, in upper box, amount of Olsen P in soils of two cultivars reduced compared to blank soil and in lower box it was increased with increase in distance from rhizo-plane layer. In upper box, water soluble P in Gabriela and Elvis was increased compared to blank soil. But in the lower box trend was similar to Olsen P. In upper box and deficiency condition, ranges of different forms were: apatite >Ca8-P >Al-P >Fe-P >Ca2-P. In lower box due to root activities, nearest layer of soil to root was different compared to blank soil. Total P uptake had positive and significant correlation with ALPA and PSB of upper box and PSFu in lower box but negative with upper box pH. It seems that P efficiency and biomass production in these cultivars is primarily due to their acquisition efficiency of P and Ca in P stress condition. Dalgan and Gabriela had good growth parameters compared to other cultivars in stress P condition. Canola cultivars had ability to change the soil mineral fractions. Therefore, P efficient cultivars will be useful in sustainable crop production and environmental protection in P stress condition.
