عنوان

تأثیر هیومیک اسید نیتروژن‎دارشده‎ بر رشد و ترکیب عنصری گیاهان ذرت و مرزه

شماره

پ۲۹۶۰۷

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تأثیر هیومیک اسید نیتروژن‎دارشده‎ بر رشد و ترکیب عنصری گیاهان ذرت و مرزه

نام نخستين پديدآور

منصور میرزایی ورویی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۲

نام خاص و کميت اثر

۱۴۱ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

علوم خاک گرایش شیمی و حاصلخیزی خاک

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۲/۰۵/۰۴

متن يادداشت

مصرف بی‎رویه کودهای شیمیایی نیتروژن مشکلات عدیده‎ای همچون آلودگی آب‎های زیرزمینی، غنی‌شدن آب‎های سطحی و تجمع نیترات در محصولات کشاورزی را به همراه دارد. یکی از راه‌های غلبه بر این مشکلات، استفاده از کودهای آلی نیتروژن است که با داشتن مزیت کندرهابودن، سبب فراهمی تدریجی نیتروژن در خاک می‌شوند. در این رابطه، کودهای بر پایه هیومیک اسید (HA) بسیار نویدبخش گزارش شده‎اند. بر این اساس، در پژوهش حاضر یک نوع هیومیک اسید نیتروژن‎دارشده (NHA) با استفاده از فرایند نیترودارکردن (اکسایش با نیتریک اسید) تهیه شد و کارایی آن بر رشد و ترکیب عنصری دو گیاه مختلف بررسی گردید. آزمایش‎های این پژوهش در دو بخش انجام شدند: در بخش اول، پس از تعیین شرایط بهینه نیترودارکردن، NHA از شش منبع آلی مختلف شامل کمپوست پسماند زباله شهری، لجن فاضلاب، زغال‎سنگ، لئوناردیت و بیوچار سیب و بیوچار راش با استفاده از دو روش مستقیم (نیترودارکردن HA پس از استخراج آن، NHAD) و غیرمستقیم (نیترودارکردن منبع آلی قبل از استخراج HA، NHAID) تهیه شد. سپس، با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) و تجزیه عنصری (CHNS)، برخی مشخصات شیمیایی NHAها تعیین شده و بهترین NHA از نظر ویژگی‎های عملکرد استخراج HA، محتوای نیتروژن و محتوای گروه‌های عاملی اسیدی انتخاب شد. پس از آن، در یک آزمایش انکوبه کردن، سرعت معدنی شدن نیتروژن برای NHA منتخب در یک خاک لوم شنی فقیر از نظر مواد آلی بررسی شد. در بخش دوم، اثر NHA منتخب بر ویژگی‎های فیزیولوژیک و مورفولوژیک دو گیاه ذرت (Zea mays L.) و مرزه (Satureja hortensis L.) بررسی شد. برای این کار، یک آزمایش گلخانه‎ای در قالب طرح کاملاً تصادفی با 16 تیمار شامل شاهد (بدون مصرف اوره، HA و NHA)، اوره (U1، U2 و U3)، هیومیک اسید (HA1، HA2 و HA3)، اوره-هیومیک اسید (U1HA1، U2HA2 و U3HA3)، نیتروهیومیک اسید (NHA1، NHA2 وNHA3) و اوره-نیتروهیومیک اسید (U1NHA1، U2NHA2 و U3NHA3) در سه تکرار انجام شد. سطوح اول، دوم و سوم تیمارها (به استثنای شاهد) به‎ترتیب شامل 50، 100 و 200 میلی‎گرم نیتروژن بر کیلوگرم خاک برای گیاه ذرت و 40، 80 و 120 میلی‎گرم نیتروژن بر کیلوگرم خاک برای گیاه مرزه تعیین شدند. در تیمارهای مخلوط، سهم برابری از نیتروژن برای اوره و ‏HA‏ یا ‏NHA‏ درنظر گرفته شد. در پایان دوره رشد رویشی، شاخص کلروفیل برگ‌ها اندازه‎گیری شد و بعد از برداشت گیاهان برخی ویژگی‎های مورفولوژیک (ارتفاع گیاه، سطح برگ، وزن تر و خشک ریشه و شاخساره، طول ریشه، قطر ساقه) و فیزیولوژیک (غلظت نیتروژن کل، نیترات، فسفر، پتاسیم و فعالیت آنزیم‎ نیترات ردوکتاز شاخساره و ریشه) اندازه‌گیری شده و همچنین مقادیر کارایی‌های جذب، زراعی و فیزیولوژیک نیتروژن محاسبه گردیدند. برای بررسی اثر تیمارها بر میزان آبشویی نیترات از خاک، گلدان‎‎ها در فواصل زمانی معین آبشویی و غلظت نیترات آبشویه‎ها تعیین شد. نتایج نشان داد که هر دو روش نیترودارکردن مستقیم و غیرمستقیم، سبب بارگذاری گروه‎های نیترو (-NO2) در ساختار HA و در نتیجه افزایش محتوای نیتروژن NHA نسبت به HA شد. با این وجود، شدت پیک گروه –NO2 بسته به منبع آلی متفاوت بوده و در زغال‌سنگ بیش‌ترین بود. به‎علاوه، نتایج تجزیه عنصری نشان داد که NHAهای تولیدشده در مقایسه با HAهای اولیه دارای محتوای کم‌تر کربن، هیدروژن و خاکستر و در عوض دارای محتوای بیش‌تر اکسیژن، نیتروژن و گروه‌های عاملی اسیدی بودند. در بین NHAهای تولید شده، NHA تولیدشده از لئوناردیت دارای بیش‎ترین میانگین محتوای اسیدیتی کل (meq g-1 45/16) و بیش‌ترین عملکرد استخراج HA (1/42 درصد برای NHAID و 1/26 درصد برای NHAD) با میانگین محتوای نیتروژن 35/3 درصد بود. با‌این‌حال، از نظر فراهمی نیتروژن معدنی در خاک، NHAD 4/1 برابر کارآمدتر از NHAID بود. نتایج بخش دوم این مطالعه نشان داد که بهبود اغلب صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک هر دو گیاه ذرت و مرزه در تیمارهای NHA به‎طور معناداری بیش‌تر از تیمارهای HA بود. به‎علاوه، تیمارهای U3 و U3NHA3 نقش تقریباً یکسانی در بهبود اغلب ویژگی‎های مورفولوژیک و فیزیولوژیک هر دو گیاه داشتند. با این تفاوت که بیش‌ترین میزان آبشویی نیترات در تیمار U3 مشاهده شد. با کاربرد تیمار ‏U3NHA3‎‏، این میزان در گیاهان ذرت و مرزه به‎ترتیب حدود 7/48 ‏و 5/40 درصد کاهش یافت. در هر دو گیاه ذرت و مرزه، کارایی‌های جذب و زراعی نیتروژن در تیمارهای NHA خیلی بیش‌تر از تیمارهای HA بود. همچنین، تیمارهای U، UNHA و NHA دارای بیش‌ترین کارایی‌های جذب، زراعی و فیزیولوژیک نیتروژن بودند. در نهایت، یافته‎های این پژوهش نشان داد‎‎ که کود تلفیقی ‏UNHA می‎تواند به‌عنوان یک کود آلی نیتروژن برای کشت گیاهان ذرت و مرزه مطرح باشد که به پژوهش‌های بیشتری نیاز دارد.

متن يادداشت

Excessive use of nitrogen (N) fertilizers brings up so many problems such as groundwater contamination, N enrichment of surface water bodies, and accumulation of nitrate in agricultural products. One of the ways to overcome these problems is the use of organic N fertilizers with the advantage of being slow-release can provide the gradual availability of nitrogen into the soil. In this case, humic acid (HA) based fertilizers have been reported to be very promising. Accordingly, in the present research, a type of nitrogenized humic acid (NHA) was produced using the nitration process (oxidation with nitric acid), and its effectiveness on the growth and elemental composition of two different plants was investigated. The experiments were conducted into two stages: In the first stage, after optimization of conditions for nitration process, NHA was produced from six different organic sources, including municipal waste compost, sewage sludge, coal, leonardite, apple biochar and beech biochar using two procedures of direct method (nitration of HA after its extraction, NHAD) and indirect method (nitration of the organic source before HA extraction, NHAID). Then, using the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and elemental analysis (CHNS), some chemical characteristics of the NHAs were determined, and the best of them was selected based on HA extraction yield, nitrogen content and acidic functional groups. Afterwards, using an incubation experiment, the N mineralization rate of the selected NHA in a Sandy loam soil poor in organic matter were investigated. In the second stage, effect of the selected NHA on the physiological and morphological characteristics of two plants maize (Zea mays L.) and savory (Satureja hortensis L.) was investigated. To do this, a greenhouse experiment in a completely randomized design (CRD) with three replications and 16 treatments including control (without urea, HA and NHA), urea (U1, U2 and U3), humic acid (HA1, HA2 and HA3), nitro humic acid (NHA1, NHA2 and NHA3), urea-humic acid (U1HA1, U2HA2 and U3HA3), and urea-nitro humic acid (U1NHA1, U2NHA2 and U3NHA3), was conducted. The first, second and third levels of the treatments (except for the control) were 50, 100, and 200 mg N kg-1 for maize, and 40, 80, and 120 mg N kg-1 for savory, respectively. For the combined treatments, an equal rate of nitrogen for urea, HA or NHA was applied. After the end of the experiment, some morphological (i.e. root length, leaf area, plant height, root volume, fresh and dry weights of shoot and root) and physiological characteristics (i.e. leaf chlorophyll index, concentrations of phosphorus, potassium, nitrogen, nitrate, and nitrate reductase enzyme in both root and shoot), were determined. In addition, uptake, agronomic and physiological N efficiencies were calculated. In order to investigate the effect of the treatments on the nitrate leaching level, the pots were leached on given days and the obtained leachates were analysed for the nitrate concentration. The results showed that both direct and indirect nitration methods caused the substitution of nitro groups (NO2) into the HA structure, resulting in increased the N content of NHA as compared to HA. However, the peak intensity of the NO2 group was different depending on the organic source, with the highest found in coal. Furthermore, the results of the elemental analysis showed that the produced NHAs had lower contents of carbon, hydrogen and ash, but higher contents of oxygen, nitrogen, and acidic functional groups compared to the initial HA. Among the produced NHAs, that one produced from leonardite showed the highest content of mean total acidity (16.45 meq g-1) and the highest HA yield (42.1% for NHAID and 26.1% for NHAD) with mean nitrogen content of 3.35%. However, soil nitrogen availability of NHAD was 1.4 times greater than NHAID. Results of the second part of the study showed that most of the morphological and physiological ‎traits of both maize and savory plants was better influenced by the NHA treatments than the HA treatments. In addition, the U3 treatment and the combined U3NHA3 treatment had approximately the same positive effect on the most of the morphological and physiological ‎traits of both plants, but with the difference that the highest level of nitrate leaching was observed in the U3 treatment. With application of U3NHA3 treatment, the nitrate leaching decreased by 48.7% and 40.5% for maize and savory plants, respectively. For both plants, the uptake and agronomic N efficiencies were much higher in NHA treatemnts than the HA treatments. Also, the highest uptake, agronomic and physiological N efficiencies were found in U, UNHA and NHA treatments. Finally, findings of this research reveal that the combined UNHA fertilizer can be a good candidate to become an organic N fertilizer in the cultivation of maize and savory crops, which needs further investigation.

عنوان گونه گون

Nitrogenized Humic Acid Effects on Growth and Elemental Composition of Maize and Savory

عنصر شناسه اي

‏میرزایی ورویی،

ساير عناصر نام

منصور

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

‏اوستان،

عنصر شناسه اي

ریحانی تبار،

عنصر شناسه اي

نجفی،

ساير عناصر نام

شاهین

ساير عناصر نام

عادل

ساير عناصر نام

نصرت اله

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏تبریز