تأثیر کودهای زیستی و شیمیایی بر عملکرد و کیفیت کاهو رقم ’نیورد فایر‘( Lactuca sativa cv. New Red Fire)

علوم باغبانی

مقاله 8، دوره 37، شماره 3 - شماره پیاپی 59، آبان 1402، صفحه 685-697   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2022.76893.1175

نویسندگان

پرستو مولائی¹؛ طاهر برزگر^{* 1}؛ محمد بابا اکبری ساری²؛ فاطمه نکونام¹؛ زهرا قهرمانی³

¹گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

²گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

³گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

این پژوهش به منظور یافتن کودهای جایگزین، سازگار با محیط‌زیست برای افزایش شاخص­های کیفی و کمی و کاهش اثرات منفی کودهای شیمیایی در گیاه کاهو گلخانه­ای رقم New Red Fire به صورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار به اجرا درآمد. تیمارهای مورد بررسی در این تحقیق 14 تیمار شامل شاهد (بدون مصرف کود و بدون تلقیح)، تلقیح با سه سطح از باکتری­های انحلال­کننده پتاسیم (باکتری­های سودوموناس کورینسیس، سودوموناس ونکورنسیس و ترکیب دو سویه باکتری­های سودوموناس کورینسیس و سودوموناس ونکورنسیس) + 100 درصد کود نیتروژن و فسفر، تلقیح با سه سطح از باکتری­های انحلال­کننده فسفر (باکتری­های سودوموناس پوتیدا، پانتوآگلومرانس و ترکیب دو سویه باکتری­های سودوموناس پوتیدا و پانتوآگلومرانس) + 100 درصد کود نیتروژن و پتاسیم، تلقیح با یک سطح از ترکیب باکتری­های انحلال­کننده پتاسیم و فسفر (باکتری­های سودوموناس کورینسیس، سودوموناس ونکورنسیس، سودوموناس پوتیدا و پانتوآگلومرانس) + 100 درصد کود نیتروژن، تلقیح با یک سطح قارچ مایکوریزا از ترکیب سه گونه قارچ گلوموس موسه­آ، گلوموس اتونیکاتوم و گلوموس اینترادیاسه + 100 درصد کود نیترون و پتاسیم، پنج سطح کود شیمیایی ترکیبی از عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم به صورت N100P100K100، N100P100K0، N100P0K100، N100P25K100 و N100P100K25 با توجه به آزمون خاک بود. نتایج مقایسه میانگین داده­ها نشان داد، با کاربرد ترکیب باکتری‌های انحلال­کننده پتاسیم و فسفر + 100 درصد کود نیتروژن حداکثر وزن تازه بوته (افزایش 3/42 درصد)، قطر تاج بوته (افزایش 4/41 درصد) نسبت به گیاهان شاهد و حداقل تجمع نیترات برگ (14/21 میکروگرم در گرم وزن خشک) بعد از گیاهان شاهد نسبت به سایر تیمارها حاصل شد. کاربرد باکتری سودوموناس کورینسیس + 100 درصد کود نیتروژن و فسفر موجب حداکثر محتوای آنتوسیانین (افزایش 2/62 درصد) و مواد جامد محلول (افزایش 5/82 درصد) نسبت به گیاهان شاهد گردید. بیشترین میزان ویتامین ث (39/32 میلی­گرم در 100 میلی­لیتر) با اعمال کود شیمیایی N100P100K100 حاصل شد. با کاربرد ترکیب باکتری‌های انحلال­کننده پتاسیم و فسفر + 100 درصد کود نیتروژن و باکتری سودوموناس ونکورنسیس + 100 درصد کود نیتروژن و فسفر، حداکثر اسید قابل تیتراسیون با افزایش 5/154 درصد نسبت به گیاهان شاهد بدست آمد. با توجه به نتایج آزمایش می­توان بیان کرد، تلقیح بذر با ترکیب باکتری‌های انحلال­کننده پتاسیم و فسفر + 100 درصد کود نیتروژن نقش موثری در بهبود خصوصیات رشدی و کیفیت گیاه کاهو دارد.

کلیدواژه‌ها

آنتوسیانین؛ باکتری‌های محرک رشد؛ تجمع نیترات؛ رشد رویشی

مراجع

1. Abd-alla, M.H., & Omer, S.A. (2001). Survival of Rhizobia bradirhizobia and aroch phospjate solubilizing fungus Asoergillus nigeron various carriers prom some agroinduster wastes and their effect on nodulation and growth of pahabean and soybean. Journal of Plant Nutrition, 24, 261-272. https://doi.org/1081/PLN-100001386
2. Abdollahi, S., Golchin, A., & Shahryari, F. (2020). Effects of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on organic acids production and concentration of lead and cadmium in cabbage. Journal of Water and Soil, 34(3), 737-754. (In Persian with English abstract). https://doi.org/22067/jsw.v34i3.85068
3. Ahmadi, N., Fatemi, H., Esmaielpour, B., & Ashraf Soultani-Tolarood, A. (2020). Effect of bio-priming with plant growth promoting bacteria on growth and biochemical characteristics, phenol, flavonoid, vitamin C and nitrate in lettuce (Lactuca sativa) rabicon cultivar in different growth substrates. Journalof Science and Technology of Greenhouse Culture, 11(2), 41-59. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.47176/jspi.11.2.18741
4. (2000). Official method of analysis of the association of official analytical chemists, Washington D.C, 12, 377-378.
5. Awasthi, R., Tewari, R., & Nayyar, H. (2011). Synergy between plants and P-solubilizing microbes in soils: Effects on growth and physiology of crops. International Research Journal of Microbiology, 2(12), 484-503.
6. Bahrami, N., Jalali, M., & Zare, A.K. (2020). The effect of various sources of iron on the nitrate accumulation in lettuce (Lactuca sativa). Iranian Journal of Soil and Water Research, 51(11), 2953-2963. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22059/ijswr.2020.306193.668669
7. Barickman, T.C., Horgan, T.E., Wheeler, J.R., & Sams, C.E. (2016). Elevated levels of potassium in greenhouse-grown red Romaine lettuce impacts mineral nutrient and soluble sugar concentrations. HortScience, 51(5), 504-509. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.51.5.504
8. Berruti, A., Lumini, E., Balestrini, R., & Bianciotto, V. (2016). Arbuscular mycorrhizal fungi as natural biofertilizers: Let’s benefit from past successes. Frontiers in Microbiology, 6, 1559. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01559
9. Bian, Z.H., Cheng, R.F., Yang, Q.C., Wang, J., & Lu, C.G. (2016). Continuous light from red, blue, and green light-emitting diodes reduces nitrate content and enhances phytochemical concentrations and antioxidant capacity in lettuce. Journal of American Society for Horticultural Science, 141, 186-195.
10. Bolhasani, Z., Ronaghi, A.M., Ghasemi, R., & Zarei, M. (2020). Influence of growth promoting rhizobacteria and organic matter on the concentration of micronutrients of spinach in a calcareous soil affected by salinity. Iranian Journal of Soil Research, 34(1), 81-94. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ijsr.2020.122143
11. Borlotti, A., Vigani, G., & Zocchi, G. (2012). Iron deficiency affects nitrogen metabolism in cucumber (Cucumis sativus) plants. BMC Plant Biology, 12, 189.
12. Brown, J.R., Christy, M., & Smith, G.S. (1993). Nitrate in soils and plants, In: Agricultural publication G9804, Missouri-Columbia.
13. Cataldo, D.A., Maroon, M., Schrader, L.E., & Youngs, V.L. (1975). Rapid colorimetric determination of nitrate in plant tissue by nitration of salicylic acid. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 6(1), 71-80. https://doi.org/10.1080/00103627509366547
14. Clark, B.L. (2004). Characterization of a catechol-type siderophore and the detection of a possible outer membrane receptor protein from Rhizobium leguminosarum strain IARI 312. Electronic Theses and Dissertations, 992.
15. Constán-Aguilar, C., Leyva, R., Romero, L., Soriano, T., Blasco, B., & Manuel Ruiz, J. (2015). The effect of potassium biofortifcation over yield and nutritional quality of cherry tomato fruits. American Journal of Advanced Food Science and Technology. https://doi.org/10.7726/ajafst.2015.1006
16. (2019). Lettuce and Chicory World Production. Available at http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.
17. Gupta, A., Gopal, M., Thomas, G.V., Manikandan, V., Gajewski, J., Thomas, G., Seshagiri, S., Schuster, S.C., Rajesh, P., & Gupta, R. (2014). Whole genome sequencing and analysis of plant growth promoting bacteria isolated from the rhizosphere of plantation crops coconut, cocoa and arecanut. PLOS One, 9(8). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0104259
18. Han, H.S., & Lee, K.D. (2005). Plant growth promoting rhizobacteria effect on antioxidant status, photosynthesis, mineral uptake and growth of lettuce under soil salinity. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 1(3), 210-215.
19. Hiratsuka, S., Onodera, H., Kawai, Y., Kubo, T., Itoh, H., & Wada, R. (2001). ABA and sugar effects on anthocyanin formation in grape berry cultured in vitro. Scientia Horticulturae, 90(1), 121-130. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(00)00264-8
20. Hosseini, F., Amiri, M.E., & Razavi, F. (2019). Improvement of anthocyanin and antioxidant properties of strawberry (cv. Amaros) by calcium lactate and potassium sorbate application. Journal of Plant Productions, 42(4), winter, 2019. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22055/ppd.2019.25261.1580
21. Kaur, G., & Reddy, M.S. (2014). Influence of P-solubilizing bacteria on crop yield and soil fertility at multilocational sites. European Journal of Soil Biology, 61, 35-40. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2013.12.009
22. Khalid, A.K., & Shedeed, M.R. (2015). Effect of NPK and foliar nutrition on growth, yield and chemical constituents in Nigella sativa Journal of Mater of Environmental of Science, 6(6), 1709-1714.
23. Kim, M.J., Moon, Y., Kopsell, D.A., Park, S., Tou, J.C., & Waterland, N.L. (2016). Nutritional value of Crisphead ‘Iceberg’ and Romaine lettuces (Lactuca sativa). Journal of Agricultural Science, 8(11), 2016 ISSN 1916-9752 E-ISSN 1916-9760. https://doi.org/10.5539/jas.v8n11p1
24. Kumar, V., Singh Solanki, A., & Sharma, S. (2011). AM Fungi and chroococcum affecting yield, nutrient uptake and cost efficacy of isabgoal (Plantago ovata) in Indian arid region. Thai Journal of Agricultural Science, 44(1), 53-60.
25. Lin, D., Hu, D., & Wang, Sh. (2004). Effects of potassium levels on fruit quality of muskmelon in soilless medium culture. Scientia Horticulturae, 102, 53-60. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2003.12.009
26. Macit, I., Koc, A., Guler, S., & Deligoz, I. (2007). Yield quality and nutritional status of organically and conventionally-grown strawberry cultivars. Asian Journal of Plant Sciences, 6(7), 1131-1136.
27. Mahmoudzadeh, M., Rasouli Sedghiyani, M.H., & Asgari Lejair, H. (2014). The effect of rhizospheric bacteria stimulating plant growth and arbuscular mycorrhizal fungi on the characteristics morphology and concentration of commonly used elements of peppermint medicinal plant (Mentha piperita) in greenhouse conditions. Journal of Science and Techniques of Greenhouse Crops, 24, 155- 167. (In Persian). http://dx.doi.org/10.18869/acadpub.ejgcst.6.4.155
28. Maqsood, M., Shehzad, M.A., Wahid, A., & Butt, A.A. (2013). Improving drought tolerance in maize (Zea mays) with potassium application in furrow irrigation systems. International Journalof Agriculture and Biology, 15, 1193-1198.
29. Mariotti, L., Scartazza, A., Curadi, M., Picciarelli, P., & Toffanin, A. (2021). Azospirillum baldaniorum Sp245 induces physiological responses to alleviate the adverse effects of drought stress in purple basil. Plants, 10, 1141. https://doi.org/10.3390/plants10061141
30. Mostofi, Y.,& Najafi, F. (2005). Laboratory methods of analysis in horticultural sciences, University of Tehran Press, Tehran.
31. Nava, G., Dechen, A.R., & Nachtigall, G.R. (2007). Nitrogen and potassium fertilization affect apple fruit quality in southern Brazil. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 39(1-2), 96-107. https://doi.org/10.1080/00103620701759038
32. Oloumi, H., Maleki, M., & Rostami, F. (2019). The comparison of growth parameter and pigments content of bean (Phaseolus vulgaris) plants inoculated with various Kerman indigenous rhizobacteria. Journal of Plant Process and Function, 8(29), 329-343. (In Persian with English abstract). http://dorl.net/dor/20.1001.1.23222727.1398.8.29.16.8
33. Ordookhani, K., Shahram Sharafzadeh, S., & Zare, M. (2011). Influence of PGPR on growth, essential oil and nutrients uptake of sweet basil. Advances in Environmental Biology, 5(4), 672-677.
34. Raval, A.A., & Desai, P.B. (2012). Rhizobacteria from rhizosphere of sunflower (Helianthus annuus) and their effect on plant growth. Research Journal of Recent Sciences, 1(6), 58-61.
35. Rubio, J.S., Garcia-Sanchez, F., Flores, P., Navarro, J.M., & Martinez, V. (2010). Yield and fruit quality of sweet pepper in response to fertilization with Ca²⁺ and K⁺. Spanish Journal of Agricultural Research, 8(1), 170-177. http://dx.doi.org/10.5424/sjar/2010081-1156
36. Sarkar, D., & Rakshit, A. (2021). Bio-priming in combination with mineral fertilizer improves nutritional quality and yield of red cabbage under Middle Gangetic Plains. India Scientia Horticulturae, 283, 110075. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110075
37. Schwarz, D., Oztekin, G.B., Tuzel, Y., Bruckner, B., & Krumbein, A. (2013). Rootstocks can enhance tomato growth and quality characteristics at low potassium supply. Scientia Horticulturae, 1490, 70-79. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2012.06.013
38. Seyed Sharifi, R., & Khavazi, K. (2011). Effect of seed inoculation with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on germination components and seedling growth of corn (Zea mays). Journal of Agroecology, 3(4), 506-513. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/gsc.v12i4.27654
39. Sharafzadeh, S. (2012). Effects of PGPR on growth and nutrients uptake of tomato. International Journal of Advanced Engineering Technology, 2, 27-31.
40. Sheykh Alipour, P., Bolandnazar, S., Sarikhani, M.R., & Irani F. (2016). Effect of some isolates of Pseudomonas vaccination on growth and nutrient uptake of tomato under field condition. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 26(1), 99-117. (In Persian with English abstract)
41. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plant Physiology (5^th), Sinauer Associates, Inc., Sunderland.
42. Trupiano, D., Cocozza, C., Baronti, S., Amendola, C., Vaccari, F.P., Lustrato, G., Lonardo, S.D., Fantasma, F., Tognetti, R., & Scippa, G.S. (2017). The effects of biochar and its combination with compost on lettuce (Lactuca sativa) growth, soil properties, and soil microbial activity and abundance. International Journal of Agronomy, 1-12. https://doi.org/10.1155/2017/3158207
43. Wagner, G.J. (1979). Content and vacuole/ extra vacuole distribution of neutral sugars, free amino acids and anthocyanins in protoplasts. Plant Physiology, 64, 88-93. https://doi.org/10.1104%2Fpp.64.1.88
44. Youssef, M.M.A., & Eissa, M.F.M. (2014). Biofertilizers and their role in management of plant parasitic nematodes-A review. Journal of Biotechnology and Pharmaceutical Research, 5(1), 1-6.
45. Zhang, S.Q., Li, J.F., Shi, S.L., Huo, P.H., Wen, W.W., Yin, J., Zhou, S., Liu, Q., & GAO, Y. (2013). Phosphate solubilizing microorganisms and phosphate solubilizing rhizobium. Applied Mechanics and Materials, 295, 2328-2332.