بررسی تأثیر کاربرد همزمان مصرف خاکی و محلول‌پاشی کود سولفات روی بر عملکرد، مقدار پروتئین دانه و محتوای روی در اندام‌های گیاه برنج در مراحل مختلف رشد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار موسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران

2 کارشناسان آزمایشگاه شیمی خاک موسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران

چکیده

علی رغم مطالعات بسیار در خصوص تأثیر مصرف خاکی و محلول پاشی عنصر روی بطور جداگانه بر گیاه برنج، کارهای بسیار کمی در زمینه پراکنش روی دراندام­های مختلف برنج (Oryza sativa L) و کیفیت دانه (روی و پروتئین بیشتر) تحت تأثیر همزمان کاربرد پایه و محلول­پاشی روی انجام شده است. بنابراین پژوهش حاضر تأثیر مصرف خاکی و محلول­پاشی کود سولفات روی بر محتوای روی در اندام­های گیاه در مراحل مختلف رشد، مقدار روی و پروتئین دانه برنج رقم هاشمی را طی آزمایشی مزرعه­ایی به صورت فاکتوریل (با دو فاکتور شامل مصرف خاکی روی(سه سطح) و محلول‌پاشی روی(چهار سطح)) در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی و در سه تکرار مورد بررسی قرار داد. بیشترین میزان عملکرد (4283 کیلوگرم در هکتار) و با افزایشی در حدود 32 درصد نسبت به شاهد (2920 کیلوگرم در هکتار) (عدم مصرف خاکی و عدم محلول‌پاشی) مربوط به ترکیب تیماری 20 کیلوگرم روی در هکتار و محلول­پاشی در مرحله رسیدن دانه میباشد اگرچه به دلیل معنی­دار نبودن اختلاف بین تیمارهای 10 و 20 کیلوگرمی روی در هکتار، مصرف 10 کیلوگرم روی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است. بیشترین افزایش روی در برگ و ساقه در مرحله گلدهی (2 برابر) در تیمار ترکیبی 10 کیلوگرم در هکتار روی و محلول­پاشی در مرحله پنجه­زنی، در خوشه و دانه به ترتیب 5/2 و 2 برابر و محتوای پروتئین دانه (40%) با کاربرد 10 کیلوگرم در هکتار روی و محلول­پاشی در مرحله گلدهی بود. بیشترین ضریب همبستگی خطی بین محتوای روی دانه با محتوای روی در خوشه در مرحله رسیدن دانه (**58/0) به‌دست آمد. این در حالیست که محتوای پروتئین دانه به ترتیب با محتوای روی دانه (**68/0)، محتوای روی در خوشه در مرحله رسیدن دانه (*64/0) و محتوای روی در ساقه در مرحله رسیدن دانه (**64/0) همبستگی مثبت داشت. بیشترین ضریب همبستگی خطی به ترتیب بین محتوای روی در خوشه در مرحله رسیدن دانه با محتوای روی در برگ در همین مرحله (**69/0)، محتوای روی در ساقه و برگ در مرحله گلدهی (**65/0 ) و محتوای روی در ساقه در مرحله رسیدن دانه با محتوای روی در ریشه در مرحله گلدهی (**45/0) بود. همچنین مدل رگرسیونی چندمتغیره خطی گام به گام برازش داده شده بین محتوای پروتئین برنج سفید و سایر مقادیر روی در بافت­های گیاه برنج در مراحل مختلف رشد حاکی از این بود که متغیرهای محتوای روی در دانه، محتوای روی برگ و ریشه در مرحله پرشدن دانه رابطه معنی­داری با محتوای پروتئین دانه داشته و این سه متغیر بر پایه ضریب تبیین تعدیل شده 56 درصد از تغییرات محتوای پروتئین در برنج سفید را تشریح می­نمایند. بنابراین، کاربرد خاکی 20 کیلوگرم روی و محلول پاشی در مراحل گلدهی برای بهبود عملکرد و ارتقای کیفی دانه برنج بسیار کارایی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Soil and Foliar Application of Zinc Sulfate Fertilizer on Zn and Protein Content of Grain, and Zn Content of Rice Tissues at Different Growth Stages

نویسندگان [English]

  • Shahram Mahmoud Soltani 1
  • Mehrzad Allagholipoor 1
  • Maryam ShakouriKatigari 2
  • Maryam Paykan 2
  • Hamid Shabanzadeh 2
  • Afshin Attar 2
  • Ali Poor safar tabalvandi 2
  • F. Keshtekar 2
1 Assistant Professor, Rice Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and extension Organization, Rasht, Iran
2 Lab Staff, Rice Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and extension Organization, Rasht, Iran
چکیده [English]

Although there are numerous studies on the effect of soil and foliar application of Zn on rice yield, knowledge on Zn distribution in rice tissues through simultaneous soil and foliar application of Zn is limited. Therefore, The current experiment was conducted to explore the effect of soil and foliar application of zinc sulfate fertilizer on Zn and protein content of grain, and Zn content of rice (Oryza Sativa L.) tissues at different growth stages of Hashemi local cultivar. This filed experiment was carried out on two factors (soil application of Zn at three levels and foliar application of Zn at four levels) using complete randomized block design with three replications. The maximum grain yield (4283 kg ha-1) was recorded at simultaneous application of 20 kg Zn ha-1 (basal soil application) with foliar application of Zn solution at ripening stage, giving 32% increase compared to the control (2915 kgha-1). The highest increase in leaves and stems Zn content (2 times) was recorded at the combined treatments (10 kg Zn ha-1 and foliar spray at the maximum tillering stage). Also, the maximum increase in panicle and rice grain Zn (around 2.5 times) was obtained by application of 10 kg Zn ha-1 and foliar spray at the flowering stage. The highest linear correlation coefficient was found between grain and panicle Zn content (0.58**). Meanwhile, the grain protein content positively correlated with grain Zn content (0.68**), panicle Zn content (0.64**) and Zn content of stem (0.64**). Among the aerial parts, the highest linear correlation coefficient was found between Zn content of panicle and leaves at ripening stage (0.69**), Zn content of leaves and stems at flowering stage (0.65**), Zn content of stems at ripening stage and root Zn content at flowering stage (0.45**). The fitted stepwise multiple regression analysis  among protein content of rice grains and Zn content of all rice tissues at different rice growth stages indicated that grain Zn content, Zn content of leaves and stems at ripening stage had positive significant relationship with protein content of grains. According to adjusted coefficient of determination, these characters demonstrated 56% of protein content variations. It can be concluded that soil application of 20 kg Zn ha-1 in combination with Zn foliar application of  0.5% Zn sulfate at flowering stage of rice plant enhance grain yield and quality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oryza Sativa L
  • Rice grain protein
  • Rice yield
  • Grain quality

مراجع

  1. چاکرالحسینی، م.ر.،  ر. محتشمی و ح. اولیایی.1388. بررسی اثرات میزان، منبع و روش مصرف کود روی بر صفات کمی و کیفی برنج زراعی رقم چرام 1. مجله پژوهش در علوم کشاورزی 5 (1): 43-33.
  2. حسین زاده، س.ج.، ع.م. مهدوی دامغانی، ب. دلخوش و س. دستان. 1393. بررسی اثر سولفات روی بر برخی شاخص های کیفی و غلظت روی دانه برنج رقم شیرودی. یافته های نوین کشاورزی.8 (3): 227-219.
  3. رمضانی، ا.، ع. سروش زاده و م. صلحی.1395. اثر سیستم­های کشت و تغذیه برگی با کود روی بر عملکرد، اجزای عملکرد و آب مصرفی برنج. تحقیقات غلات.6(1):55-43.
  4. Alloway, B.J. 2009. Soil factors associated with zinc deficiency in crops and humans. Environmental Geochemistry and Health, 31(5), pp.537-548.
  5. Broadley, M.R., White, P.J., Hammond, J.P., Zelko, I. and A. Lux. 2007. Zinc in plants. New phytologist, 173(4), pp.677-702.
  6. Cakmak, I. 2008. Enrichment of cereal grains with zinc: agronomic or genetic biofortification?. Plant and soil, 302(1-2), pp.1-17.
  7. Chaudhary, S.K., and N.K. Sinha. 2007. Effect of levels of nitrogen and zinc on grain yield and their uptake in transplanted rice. Oryza, 44(1), p.44.
  8. Dobermann, A., and T.H. Fairhurst. 2000. Nutrient disorders and nutrient management. Potash and Phosphate Institute, Potash and Phosphate Institute of Canada and International Rice Research Institute: Singapore.
  9. F.A.O. 2018. Rice market monitor. Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations: Rome.
  10. Fageria, N.K., Baligar, V.C., and R.B. Clark. 2002. Micronutrients in crop production. In Advances in Agronomy (Vol. 77, pp. 185-268). Academic Press.
  11. Fageria, N.K., Santos, A.B., and T. Cobucci. 2011. Zinc nutrition of lowland rice. Communication in Soil Science and Plant nutrition, 42: 1719- 1727.
  12. Graham, R.D., Welch, R.M., Saunders, D.A., Ortiz‐Monasterio, I., Bouis, H.E., Bonierbale, M. De, Haan, S., Burgos, G., Thiele, G., and R. Liria. 2007. Nutritious subsistence food systems. Advanced Agronomy, 92: 1-74.
  13. Graham, R., Senadhira, D., Beebe, S., Iglesias, C. and L. Monasterio. 2001. Breeding for micronutrient density in edible portions of staple food crops: conventional approaches. Field crops research, 60 (1-2), pp.57-80.
  14. Graham, R. D., Welch, R. M., Saunders, D. A., Ortiz‐Monasterio, I., Bouis, H. E., Bonierbale, M., and Meisner, C. A. 2007. Nutritious subsistence food systems. Advances in Agronomy, 92, 1-74.
  15. Gupta, U.C., and Y.P. Kalra. 2006. Residual effect of copper and zinc from fertilizers on plant concentration, Phytotoxicity, and crop yield response. Communications in soil science and plant analysis, 37(15-20), pp.2505-2511.
  16. Hussain, S., Maqsood, M.A., Rengel, Z., and T. Aziz.  2012. Bio-fortification and estimated human bioavailability of zinc in wheat grains as influenced by methods of zinc application. Plant and Soil, 361(1-2), pp.279-290.
  17. Jiang, W., Struik, P.C., Van Keulen, H., Zhao, M., Jin, L.N., and T.J. Stomph. 2008. Does increased zinc uptake enhance grain zinc mass concentration in rice? Annals of Applied Biology, 153(1): 135-147.
  18. Jiang, W., Struik, P.C., Lingna, J., Van Keulen, H., Ming, Z., and T.J. Stomph. 2007. Uptake and distribution of root‐applied or foliar‐applied 65Zn after flowering in aerobic rice. Annals of Applied Biology, 150(3), pp.383-391.
  19. Johnson, S.E., Lauren, J.G., Welch, R.M., and J.M. Duxbury. 2005. A comparison of the effects of micronutrient seed priming and soil fertilization on the mineral nutrition of chickpea (Cicer arietinum), lentil (Lens culinaris), rice (Oryza sativa) and wheat (Triticum aestivum) in Nepal. Experimental Agriculture, 41(4), pp.427-448.
  20. Kabeya, M. J., and A. Shankar. 2013. Effect of different levels of zinc on growth and uptake ability in rice zinc contrast lines (Oryza Sativa L.). Asian J. Plant Sci. Res, 3(3), 112-116.
  21. Khan, M.U., Qasim, M., and M. Jamil. 2002. Response of rice to zinc fertilizer in calcareous soils of DI Khan. Asian J Plant Sci, 1, pp.1-2.
  22. Khayri, N., Ajamnowroozi, H., Torabi, B., and H.R. Mobser. 2017. The evaluation of nano- particle of Zinc and Silicon foliar and soil broad application on some physiological characters of rice (Oryza Sativa L.). Plant Environmental Physiology, (84)18-25.
  23. Khoshgoftarmanesh, A.H., Sadrarhami, A., Sharifi, H.R., Afiuni, D., and R. Schulin. 2009. Selecting zinc-efficient wheat genotypes with high grain yield using a stress tolerance index. Agronomy journal, 101(6), pp.1409-1416.
  24. Mahmoud Soltani S, Mohamed, M.H., Samsuri, A., Syed, M., and K. Sharifah. 2017. Lime and Zn application effects on soil and plant Zn status at different growth stages of rice in tropical acid sulphate paddy soil. Azarian Journal of Agriculture, 4(4), pp.127-138.
  25. Mahmoud Soltani, S. 2018. Zinc deficiency, causes, symptoms and solutions. Technical Bulletin. Rice research institute of Iran.31p.
  26. Mahmoud Soltani, S., Hanafi, M.M., Samsuri, A.W., Muhammed, S.K.S., and M.A. Hakim. 2016. Rice growth improvement and grains bio-fortification through lime and zinc application in zinc deficit tropical acid sulphate soils. Chemical Speciation & Bioavailability, 28(1-4), pp.152-162.
  27. Mahmoud Soltani, S., Mohamed, M.H., Abdul, W.S., and K. Sharifah. 2017. Lime and Zn interactions effects on yield, yield component, and quality of rice in Zn deficit tropical paddy soil. Azarian Journal of Agriculture, 4(5), pp.185-192.
  28. Mahmoud Soltani, S. 2019. Quantitative and qualitative improvement of rice grain in paddy field through macro and micronutrient management strategies (focus on phosphorus and zinc). Final project report. Rice research institute of Iran. Rasht. Iran.
  29. Mandal, B., Hazra, G.C. and L.N. Mandal. 2000. Soil management influences on zinc desorption for rice and maize nutrition. Soil Science Society of American Journal, 64: 1699-1705.
  30. Marschner, H. 2011. Marschner's mineral nutrition of higher plants. Academic press.
  31. Muthukumararaja, T.M., and M.V. Sriramachandrasekharan. 2012. Effect of zinc on yield, zinc nutrition and zinc use efficiency of lowland rice. Journal of Agricultural Technology, 8 (2): 551-561.
  32. Naik, S.K. and D.K. Das. 2007. Effect of split application of zinc on yield of rice (Oryza sativa L.) in an Inceptisol. Archives of Agronomy and Soil Science, 53(3), pp.305-313.
  33. Nathan, A.S., Gbur, E.E., Jr, C.E., Wilson, J. and R.J. Norman. 2005a. Rice response to granular zinc Sources Varying in Water-Soluble Zinc. Soil Sci. Soc. Am. J. 69: 2. 443-452.
  34. Nathan, A.S., Norman, R.J. and C.E. Wilson. 2005b. Effect of zinc source and application time on zinc uptake and grain yield of flood-irrigated rice. Agron. J. 97: 272-278.
  35. Palmgren, M.G., Clemens, S., Williams, L.E., Kramer, U., Borg, S., Schjørring, J. K. and D. Sanders. 2008.  Zinc bio-fortification of cereals: problems and solutions. Trends in Plant Sciences, 13: 464 – 473.
  36. Pfeiffer, W.H., and B. McClafferty. 2007. Harvest Plus: breeding crops for better nutrition. Crop Science, 47: 88-105.
  37. Phattarakul, N., Mongon, J., and B. Rerkasem. 2011. Variation in rice grain zinc and their response to zinc fertilizer. In 3rd International Zinc Symposium. pp. 10-14.
  38. Rahman, K.M., Chowdhury, M.A.K., Sharmeen, F., Sarkar, A., Hye, M.A. and G.C. Biswas. 2011. Effect of zinc and phosphorus on yield of Oryza sativa (cv. br-11). Bangladesh Res. Pub. J, 5(4), pp.315-358.
  39. Rehman, H.U., Aziz, T., Farooq, M., Wakeel, A. and Z. Rengel. 2012. Zinc nutrition in rice production systems: a review. Plant and soil, 361(1-2), pp.203-226.
  40. Stomph, T.J., Hoebe, N., Spaans, E., and P. Van der Putten. 2011. The relative contribution of post-flowering uptake of zinc to rice grain zinc density. 3rd International Zinc Symposium, Hyderabad, India.
  41. Stomph, T.J., Jiang,W., and P.C. Struik. 2009. Zinc bio-fortification of cereals: rice differs from
  42. Stomph, T., Jiang, W., Putten, P.V.D., and P.C. Struik. 2014. Zinc allocation and re-allocation in rice. Frontiers in plant science, 5, p.8.
  43. Tonini, A., and E. Cabrera. 2011. Opportunities for global rice research in a changing world (No. 2215-2019-1630).
  44. Welch, R.M., and R.D. Graham. 2000. A new paradigm for world agriculture: productive, sustainable, nutritious, healthful food systems. Food and Nutrition Bulletin, 21(4), pp.361-366.wheat and barley. Trends in Plant Sciences, 14(3): 123-124.
  45. White, P.J., and M.R. Broadley. 2009. Bio-fortification of crops with seven mineral elements often lacking in human diets-iron, zinc, copper, calcium, magnesium, selenium and iodine. New Phytology, 182: 49-84.
  46. Wu, C.Y., Lu, L.L., Yang, X.E., Feng, Y., Wei, Y.Y., Hao, H.L., Stoffella, P.J., and Z.L. He. 2010. Uptake, translocation, and remobilization of zinc absorbed at different growth stages by rice genotypes of different Zn densities. Journal of agricultural and food chemistry, 58(11), pp.6767-6773.
پژوهش های خاک
دوره 34، شماره 3
آذر 1399
صفحه 309-327

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار