تأثیر نسبت‌های مختلف اوره به نیترات محلول غذایی بر رشد و تجمع نیترات کاهوی فرانسوی قرمز در کشت بدون خاک

آب و خاک

مقاله 5، دوره 38، شماره 2 - شماره پیاپی 94، خرداد و تیر 1403، صفحه 239-252   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2024.86415.1372

نویسندگان

سحر ناصری؛ شهرام کیانی^* ؛ حمیدرضا متقیان

گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

اوره یکی از کودهای شیمیایی نیتروژن برای تولید سبزی­ها در خاک است که به ندرت در کشت­های هیدروپونیک مورد استفاده قرار می­گیرد. این پژوهش به‌منظور بررسی اثر نسبت­های مختلف اوره به نیترات محلول غذایی بر شاخص­های رشدی و تجمع نیترات در کاهوی فرانسوی قرمز رقم لولا رزا (Lactuca sativa L. cv. Lolla Rossa) انجام شد. این آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با هفت نسبت اوره به نیترات محلول غذایی در چهار تکرار به‌صورت کشت بدون خاک در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. نسبت­های اوره به نیترات محلول غذایی شامل صفر به 100، 10 به 90، 20 به 80، 30 به 70، 40 به 60، 50 به 50 و 60 به 40 بودند. نتایج نشان داد کاربرد نسبت­های مختلف اوره به نیترات در محلول غذایی تأثیر معنی­داری بر شاخص­های رشدی کاهو از قبیل قطر گیاه، طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ، شاخص سبزینگی برگ و میزان بریکس برگ در مقایسه با نسبت صفر به 100 اوره به نیترات نداشت. همچنین وزن تازه ریشه و شاخساره کاهو تحت تأثیر نسبت اوره به نیترات محلول غذایی قرار نگرفت. بیشترین وزن تازه شاخساره کاهو (141 گرم بر گیاه) با کاربرد نسبت 50 به 50 اوره به نیترات حاصل شد که با عدم کاربرد اوره (125 گرم بر گیاه) تفاوت معنی­داری نداشت. نتایج نشان داد غلظت نیتروژن شاخساره (به استثنای گیاهان تغذیه شده با نسبت 50 به 50 اوره به نیترات) تحت تأثیر افزایش نسبت اوره به نیترات محلول غذایی قرار نگرفت. با افزایش نسبت اوره به نیترات محلول غذایی غلظت نیترات در ریشه، برگ‌های بیرونی، درونی و کل کاهو به‌طور معنی­داری کاهش یافت. به‌طوری‌که بیشترین و کمترین غلظت نیترات در ریشه، برگ‌های بیرونی، درونی و کل کاهو به‌ترتیب در گیاهان تغذیه شده با نسبت‌های صفر به 100 و 50 به 50 اوره به نیترات در محلول غذایی حاصل شد. نتایج این پژوهش نشان داد کاربرد اوره در محلول غذایی منجر به تأمین نیتروژن کاهو شد. این نشان می­دهد گیاهان کاهو به‌طور مؤثری اوره را هیدرولیز کرده و به‌صورت کارا از آن به‌عنوان منبع نیتروژن استفاده کرده­اند. براساس وزن تازه شاخساره و غلظت نیترات در کل برگ­های کاهو، جایگزینی 50 درصد نیترات محلول غذایی با اوره برای تولید کاهوی فرانسوی قرمز در کشت هیدروپونیک در شرایط این پژوهش توصیه می­شود.

کلیدواژه‌ها

سبزی‌های برگی؛ شکل نیتروژن؛ متهموگلوبینیمیا؛ هیدروپونیک

مراجع

1. Abu-Rayyan, A., Khraiwesh, B., & Al-Ismail, K.M. (2004). Nitrate content in lettuce (Lactuca sativa ) heads in relation to plant spacing, nitrogen form and irrigation level. Journal of the Science of Food and Agriculture, 84(9), 931-936. https://doi.org/10.1002/jsfa.1733
2. Alberici, A., Quattrini, E., Penati, M., Martinetti, L., Marino-Gallina, P., & Ferrante, A. (2008). Effect of the reduction of nutrient solution concentration on leafy vegetables quality grown in floating system. Acta Horticulturae, 801, 1167-1176. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2008.801.142
3. Ali Ehyayi, M., & Behbehanizadeh, A.A. (1993). Methods of Soil Analysis. Soil and Water Research Institute Press, Tehran. (In Persian)
4. Bar-Yosef, B., Mattson, N.S., & Lieth, H.J. (2009). Effects of NH₄:NO₃: urea ratio on cut roses yield, leaf nutrients content and proton efflux by roots in closed hydroponic system. Scientia Horticulturae, 122(4), 610–619. https:// doi.org/10.1016/j.scienta.2009.06.019
5. Biemond, H., & Vos, J. (1992). Effects of nitrogen on the development and growth of the potato plant. 2: Thepartitioning of dry matter, nitrogen and nitrate. Annals of Botany, 70(1), 37-45.
6. Cataldo, D., 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:// org/10.1080/00103627509366547
7. Domingues, D.S., Takahashi, H.W., Camara, C.A.P., & Nixdorf, S.L. (2012). Automated system developed to control pH and concentration of nutrient solution evaluated in hydroponic lettuce production. Computers and Electronics in Agriculture, 84(1), 53-61. https://doi.org/10.1016/j.compag.2012.02.006
8. Gu, C.S., Song, A.P., Zhang, X.X., Wang, H.B., Li, T., Chen, Y., Jiang, J.F., Chen, F.D., & Chen, S.M. (2016). Cloning of chrysanthemum high-affinity nitrate transporter family CmNRT2) and characterization of CmNRT2.1. Scientific Reports, 6, 23462. https://doi.org/10.1038/srep23462
9. Gunes, A., Inal, A., & Mehmet, A. (1996). Reducing nitrate content of NFT grown winter onion plants (Allium cepa) by partial replacement of NO₃^- with amino acid in nutrient solution. Scientia Horticulturae, 65(2-3), 203-208. https://doi.org/10.1016/0304-4238(95)00864-0
10. Hosseini, F., Khoshgoftarmanesh, A.H., & Afyuni, M. (2012). Influence of nickel nutrition and nitrogen source on growth and yield of lettuce in hydroponic culture. Journal of Soil and Plant Interactions, 3(1), 53-62. (In Persian with English abstract)
11. Ikeda, H., & Tan, X. (1998). Urea as an organic nitrogen source for hydroponically grown tomatoes in comparison with inorganic nitrogen sources. Soil Science and Plant Nutrition, 44(4), 609-615. https://doi.org/10.1080/ 00380768.1998.10414484
12. Karla, Y.P. (1998). Handbook of Reference Methods for Plant Analysis. CRC Press, Taylor & Francis Group. London.
13. Khan, N.K., Watanabe, M., & Watanabe, Y. (1999). Effect of different concentrations of urea with or without nickel addition on spinach (Spinacia oleracea) growth under hydroponic culture. Soil Science and Plant Nutrition, 45(3), 569-575. https://doi.org/10.1080/00380768.1999.10415820
14. Khan, N.K., Watanabe, M., & Watanabe, Y. (2000). Effect of partial urea application on nutrient absorption by hydroponically grown spinach (Spinacia oleracea). Soil Science and Plant Nutrition, 46(1), 199-208. https://doi.org/10.1080/00380768.2000.10408775
15. Khoshgoftarmanesh, A.H., & Bahmanziari, H. (2012). Stimulating and toxicity effects of nickel on growth yield and fruit quality of cucumber supplied with different nitrogen sources. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 175(3), 474-481. https://doi.org/10.1002/jpln.201100241
16. Khoshgoftarmanesh, A.H., Hosseini, F., & Afyuni, M. (2011). Nickel supplementation effect on the growth, urease activity and urea and nitrate concentrations in lettuce supplied with different nitrogen sources. Scientia Horticulturae, 130(2), 381-385. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2011.07.009
17. Luo, J., Lian, Zh., & Yan, X. )1993(. Urea transformation and the adaptability of three leafy vegetables to urea as a source of nitrogen in hydroponic culture. Journal of Plant Nutrition, 16(5), 797-812. https://doi.org/10.1080/ 01904169309364575
18. Marschner, H. (1995). Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, London.
19. Marsic, N.K., & Osvald, J. (2002). Effects of different nitrogen levels on lettuce growth and nitrate accumulation in iceberg lettuce (Lactuca sativa Capitata) grown hydroponically under greenhouse conditions. Gartenbauwissenschaft, 67(4), 128-134.
20. Merigout, P., Gaudon, V., Quiller, I., Briand, X., & Daniel-Vedele, F. (2008a). Urea use efficiency of hydroponically grown maize and wheat. Journal of Plant Nutrition, 31(3), 427–443. https://doi.org/10.1080/01904160801894970
21. Merigout, P., Lelandais, M., Bitton, F., Renou, J.P., Briand, X., Meyer, C., & Daniel-Vedele, F. (2008b). Physiological and transcriptomic aspects of urea uptake and assimilation in arabidopsis plants. Plant Physiology, 147(3), 1225-1238. https://doi.org/10.1104/pp.108.119339
22. Risch, H.A., Jain, M., Choi, N.W., Fodor, J.G., Pfeiffer, C.J., Howe, G.R., Harrison, L.W., Craib, K.J.P., & Miller, A.B. (1985). Dietary factors and the incidence of cancer of the stomach. American Journal of Epidemiology, 122(6), 947-949. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a114199
23. Samarakoon, U.C., Weerasighe, P.A., & Weerakodi, A.P. (2006). Effect of electrical conductivity (EC) of thenutrient solution on nutrient uptake, growth and yield of leaf lettuce (Lactuca sativa) in stationary culture. Tropical Agricultural Research, 18(1), 13-21.
24. Santamaria, P. (2006). Nitrate in vegetables: toxicity content, intake and EC regulation. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86(1), 10-17. https://doi.org/10.1002/jsfa.2351
25. Savvas, D., Gianquinto, G.P., Tüzel, Y., & Gruda, N. (2013). Soilless Culture. p. 303-354. In: Baudoin, W., Nono-Womdim, R., Lutaladio, N., Hodder, A., Castilla, N., Leonardi, C., De Pascale, S., Qaryouti, M. (eds.) Good Agricultural Practices for Greenhouse Vegetable Crops. Principles for Mediterranean Climate Areas. FAO. Rome.
26. Silva, J., França, M., Gomide, F., & Magalhaes, J. (2013). Different nitrogen sources affect biomass partitioning and quality of potato production in a hydroponic system. American Journal of Potato Research, 90(2), 179-185. https://doi.org/10.1007/s12230-012-9297-5
27. Song, S.W., Li, G., Sun, G.W., Liu, H.C., & Chen, R.Y. (2016). Uptake kinetics of different nitrogen forms by Chinese Kale. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 47(11), 1372–78. https://doi.org/10.1080/ 00103624.2016.1178279
28. Tabatabaei, S.J. (2009). Supplements of nickel affect yield, quality, and nitrogen metabolism when urea or nitrate is the sole nitrogen source for cucumber. Journal of Plant Nutrition, 32(5), 713-724. https://doi.org/10.1080/01904160902787834
29. Tan, X.W., Ikeda, H., & Oda, M. (2000). Effects of nickel concentration in the nutrient solution on the nitrogen assimilation and growth of tomato seedlings in hydroponic culture supplied with urea or nitrate as the sole nitrogen source. Scientia Horticulturae, 84(3-4), 265–273. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(99)00107-7
30. Tsay, Y.F., Chiu, C.C., Tsai, C.B., Ho, C.H., & Hsu, P.K. (2007). Nitrate transporters and peptide transporters. FEBS Letters, 581(12), 2290–300. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2007.04.047.
31. Uathitirat, J., & Ruamrungsri, S. (2013). Effects of urea as a nitrogen source on growth of lettuce grown in hydroponic. P. 37-39. In International Graduate Research Conference. 20 December 2013. Chiang Mai University, Thailand.
32. Zanin, L., Zamboni, A., Monte, R., Tomasi, N., Varanini, Z., Cesco, S., & Pinton, R. (2015). Transcriptomic analysis highlights reciprocal interactions of urea and nitrate for nitrogen acquisition by maize roots. Plant and Cell Physiology, 56(3), 532-48. https://doi.org/10.1093/pcp/pcu202
33. Zhu, Y., Li, G., Liu, H., Sun, G., Chen, R., & Song, S. (2018). Effects of partial replacement of nitrate with different nitrogen forms on the yield, quality and nitrate content of Chinese kale. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 49(11), 1384-1393. https://doi.org/10.1080/00103624.2018.1464179
34. Zhu, Z., Gerendas, J., & Sattelmacher, B. (1997). Effects of Replacing of Nitrate with Urea or Chloride on the Growth and Nitrate Accumulation in Pak-Choi in the Hydroponics. 963-964. In: Ando, T., Fujita, K., Mae, T., Matsumoto, H., Mori, S., Sekiya, J. (eds.) Plant Nutrition for Sustainable Food Production and Environment. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. The Netherlands.