تأثیر بازدارنده نیترات‌سازی 3 و4 دی متیل پیرازول فسفات بر کارایی مصرف نیتروژن در اسفناج

آب و خاک

مقاله 7، دوره 35، شماره 2 - شماره پیاپی 76، خرداد و تیر 1400، صفحه 237-250   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2021.14929.0

نویسندگان

محبوبه قیطاسی؛ شهرام کیانی^* ؛ علیرضا حسین پور

گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

چکیده

مصرف زیاد کودهای نیتروژن­دار در کشت سبزی­ها برای دستیابی به عملکرد بهینه ضروری است. استفاده از بازدارنده­های نیترات­سازی می­تواند در افزایش کارایی مصرف نیتروژن و کاهش میزان کود مصرفی موثر باشد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر کاربرد بازدارنده نیترات­سازی 3 و4 دی متیل پیرازول فسفات (DMPP) بر کارایی مصرف نیتروژن در اسفناج (Spinacia oleracea L.) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه عامل نوع کود نیتروژن، نوع خاک و نوع واریته در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. کودهای نیتروژن شامل اوره، سولفات نیترات آمونیوم با و بدون بازدارنده نیترات­سازی DMPP بودند که به همراه تیمار شاهد (عدم کاربرد نیتروژن) در سه خاک با ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی متفاوت مورد استفاده قرار گفتند. همچنین واریته­های مورد استفاده شامل یک واریته برگ صاف (گیانت سانتوس) و یک واریته برگ چروک (وایکینگ) بودند. نتایج نشان داد کاربرد سولفات نیترات آمونیوم به همراه بازدارنده نیترات­سازی DMPP منجر به کاهش معنی­دار وزن خشک اندام هوایی اسفناج در خاک­های شماره 1 و 2 و همچنین کارایی زراعی و فیزیولوژیک نیتروژن در مقایسه با کاربرد سولفات نیترات آمونیوم شد. دلیل این مسئله را می­توان به کاهش رشد اسفناج به دلیل عدم همخوانی فراهمی نیترات خاک با نیاز اسفناج به نیتروژن در نتیجه تعویق روند اکسایش آمونیوم به نیترات نسبت داد. بیشترین کارایی مصرف نیتروژن در خاک شماره 2 (لوم) مشاهده شد و واریته گیانت سانتوس در مقایسه با وایکینگ کارایی بیشتری در استفاده ار نیتروژن داشت. براساس نتایج این پژوهش، استفاده از سولفات نیترات آمونیوم به همراه بازدارنده نیترات­سازی DMPP در کشت اسفناج در خاک­های مشابه شرایط این تحقیق قابل توصیه نیست، اگرچه کاربرد آن در بهبود ظاهر کیفی آن (رنگ سبز تیره) موثر است. همچنین با توجه به نبود تفاوت معنی­دار بین اوره و سولفات نیترات آمونیوم از نظر شاخص­های مورد بررسی، کاربرد هر دو کود برای تولید اسفناج در شرایط مشابه این پژوهش قابل توصیه است.

کلیدواژه‌ها

اوره؛ جذب نیتروژن؛ سولفات نیترات آمونیوم؛ کیفیت

مراجع

1-       Barth G., Tucher S.V., and Schmidhalter U. 2001. Influence of soil parameters on the effect of 3,4-dimethylpyrazole-phosphate as a nitrification inhibitor. Biology and Fertility of Soils 34: 98–102.

2-       Bullock D.G., and Anderson D.S. 1998. Evaluation of the Minolta SPAD-502 chlorophyll meter for nitrogen management in corn. Journal of Plant Nutrition 21: 741–755.

3-       Cameron K.C., Di H.J., and Moir J.L. 2013. Nitrogen losses from the soil/plant system: A review. Annals of Applied Biology 162: 145–173.

4-       Canali S., Diacono M., Ciaccia C., Masetti O., Tittarelli F., and Montemurro F. 2014. Alternative strategies for nitrogen fertilization of over winter processing spinach (Spinacia oleracea L.) in Southern Italy. European Journal of Agronomy 54: 47–53.

5-       Casar C., Munos-Guerra L.M., Ordiales E., and Lopez J. 2009. Ammonium fertilizers with nitrification inhibitors improve the nutritional quality of horticultural crops for industrial processing. p. 68–72. In C. Nunes (ed.) Proceedings of the International Conference “Environmentally friendly and safe technologies for quality of fruit and vegetables”, 14-16 Jan. 2009. Universidade do Algarve, Faro, Portugal.

6-       Crawford D.M., and Chalk P.M. 1993. Sources of N uptake by wheat (Triticum aestivum L.) and N transformations in soil treated with a nitrification inhibitor (nitrapyrin). Plant and Soil 149: 59–72.

7-       Di H.J., and Cameron K.C. 2002. Nitrate leaching in temperate agroecosystems: sources, factors and mitigating strategies. Nutrient Cycling in Agroecosystems 64: 237–256.

8-       Díez-López J.A., Hernaiz-Algarra P., Arauzo-Sánchez M., and Carrasco-Martín I. 2008. Effect of a nitrification inhibitor (DMPP) on nitrate leaching and maize yield during two growing seasons. Spanish Journal of Agricultural Research 6: 294–303.

9-       Douma A.C., Polychronaki E.A., Giourga C., and Loumou A. 2005. Effects of fertilizers with the nitrification inhibitor DMPP (3, 4-Dimethylpyrazole Phosphate) on yield and soil quality. Proceedings of the 9^th International Conference on Environmental Science and Technology, 1-3 Sept 2005.  Rhodes, Greece.

10-   Fangueiro D., Fernandes A., Coutinho J., Moreira N., and Trindade H. 2009. Influence of two nitrification inhibitors (DCD and DMPP) on annual ryegrass yield and soil mineral N dynamics after incorporation with cattle slurry. Communications in Soil Science and Plant Analysis 40: 3387–3398.

11-   Gee G.W., and Bauder J.W. 1986. Partical size analysis. p. 383-411. In: A. Klute (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 1. ASA and SSSA, Madison, WI.

12-   Gerendás J., and Sattelmacher B. 1995. Influence of ammonium supply on growth, mineral and polyamine content of young maize plants. Z. flanzenernaehr. Bodenk 158: 299–305.

13-   Hähndel R., and Zerulla W. 2001. Effects of ammonium stabilized N-fertilizers on yield and quality of vegetables. Acta Horticulture 563: 81–86.

14-   Huérfano X., Menéndez S., Bolaños-Benavides M.M., González-Moro M.B., Estavillo J.M., and González-Murua C. 2016. The nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole phosphate decreases leaf nitrate content in lettuce while maintaining yield and N₂O emissions in the Savanna of Bogotá. Plant and Soil Environment 62: 533–539.

15-   Irigoyen I., Lamsfus C., Aparicio-Tejo P., and Muro J. 2006. The influence of 3,4 dimethylpyrazole  phosphate and dicyandiamide on reducing nitrate accumulation in spinach under Mediterranean conditions. Journal of Agricultural Science 144: 555–562.

16-   Karla Y.P. 1998.  Handbook of Reference Methods for Plant Analysis. CRC Press, Taylor & Francis Group. London.

17-   Kiani S. 2012. Effects of nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole phosphate on the nitrogen uptake, yield components and yield of wheat in greenhouse conditions. Journal of Water and Soil 26: 1226–1235.

18-   Knudsen D., Peterson G.A., and Partt P.F. 1982. Lithium, sodium, and potassium. p. 225–246. In: A.L. Page et al (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. ASA and SSSA, Madison, WI.

19-   Kolota E., Adamczewska-Sowinska K., and Uklanska-Pusz C. 2013. Response of Japanese bunching onion (Allium fistulosum L.) to nitrogen fertilization. Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus 12: 51–56.

20-   Krężel J., and Kołota E. 2014. Source of nitrogen affects the yield and quality of spinach cultivars grown for autumn harvest. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B — Soil and Plant Science 64: 583–589.

21-   Ladha J.K., Pathak H., Krupnik T.J., Six J., and Kessel C.V. 2005. Efficiency of fertilizer nitrogen in cereal production: retrospects and prospects. Advanced in Agronomy 87: 85–156.

22-   Li H., Liang X., Chen Y., Lian Y., Tian G., and Ni W. 2008. Effect of nitrification inhibitor DMPP on nitrogen leaching, nitrifying organisms, and enzyme activities in a rice-oilseed rape cropping system. Journal of Environmental Sciences 20: 149–155.

23-   Lindsay W.L., and Norvell W.A. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese, and copper. Soil Science Society of America Journal 42: 421–428.

24-   Loeppert R.H., and Suarez D.L. 1996. Carbonate and gypsum. p. 437–474. In: D.L. Sparks et al (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 3. SSSA and ASA, Madison, WI.

25-   Malakouti M.J., Keshavarz P., and Karimian N. 2008. A Comprehensive Approach towards Identification of Nutrients Deficiencies and Optimal Fertilization for Sustainable Agriculture. Tarbiat Modares University Press, Tehran.

26-   Marschner P. 2012. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, London.

27-   Martíneza F., Palencia P., Alonso D., and Oliveira J.A. 2017. Advances in the study of nitrification inhibitor DMPP in strawberry. Scientia Horticulturae 226: 191–200.

28-   Martíneza F., Palencia P., Weiland C.M., Alonso D., and Oliveira J.A. 2015. Influence of nitrification inhibitor DMPP on yield, fruit quality and SPAD values of strawberry plants. Scientia Horticulturae 185: 233–239.

29-   Mulvaney R.L. 1996. Nitrogen–inorganic forms. p. 1123–1184. In: D.L. Sparks et al (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 3. SSSA and ASA, Madison, WI.

30-   Nelson D.W., and Sommers L.E. 1996. Total carbon, organic carbon, and organic matter. p. 961–1010. In: D.L. Sparks et al (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 3. SSSA and ASA, Madison, WI.

31-   Olsen S.R., and Sommers L.E. 1982. Phosphorus. p. 403–430. In: A.L. Page et al (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. ASA and SSSA, Madison, WI.

32-   Pasda G., Hahndel R., and Zerulla W. 2001. Effect of fertilizers with the new nitrification inhibitor DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate) on yield and quality of agricultural and horticultural crops. Biology and Fertility of Soils 34: 85–97.

33-   Pereira J., Fangueiro D., Chadwick D., Misselbrook T.H., Coutinho J., and Trindade H. 2010. Effect of cattle slurry pre-treatment by separation and addition of nitrification inhibitors on gaseous emissions and N dynamics: a laboratory study. Chemosphere 79: 620–627.

34-   Pionke H.G., Sharma M.L., and Hirschberg K.J. 1990. Impact of irrigated horticulture on nitrate concentrations in groundwater. Agriculture, Ecosystems and the Environment 32: 119–132.

35-   Quiñones A., Martínez-Alcàntra B., Chi-Bacab U., and Legaz F. 2009. Improvement of the N fertilization by using the nitrification inhibitor (DMPP) in drip-irrigated citrus trees. Spanish Journal of Agricultural Research 7: 190–199.

36-   Rhodes J.D. 1996. Salinity: electrical conductivity and total dissolved solids. p. 417-435. In: D.L. Sparks et al (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 3. SSSA and ASA, Madison, WI.

37-   Roco M.M., and Blu R.O. 2006. Evaluation of the nitrification inhibitor 3, 4-dimethylpyrazole phosphate in two Chilean soils. Journal of PlantNutrition 29: 521–534.

38-   Romic D., Romic M., Borosic J., and Poljak M. 2003. Mulching decreases nitrate leaching in bell pepper (Capsicum annuum L.) cultivation. Agricultural Water Management 60: 87–97.

39-   Sanchez C.A. 2000. Response of lettuce to water and nitrogen on sand and the potential for leaching of nitrate-N. HortScience 35: 73–77.

40-   Serna M., Balnus J., and Quinones A. 2000. Evaluation of 3,4-dimethylpyrazole phosphate as a nitrification inhibitor in citrus-cultivated soil. Biology and Fertility of Soils 32: 41–46.

41-   Sharma S.N., and Kumar R. 1998. Effects of dicyandiamide (DCD) blended with urea on growth, yield and nutrient uptake of wheat. Journal ofAgricultureScience 131: 389–394.

42-   Singh S.N., and Verma A. 2007. The potential of nitrification inhibitors to manage the pollution effect of nitrogen fertilizers in agricultural and other soils: a review. Environmental Practice 9: 266–279.

43-   Thomas G.W. 1996. Soil pH and soil acidity. p. 475-490. In: D.L. Sparks et al (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 3. SSSA and ASA, Madison, WI.

44-   Uzochukwu V. 2018. Exploring the use of environmentally friendly fertilizers for desert vegetable production. M.Sc. Thesis, The University of Arizona.

45-   Yang W.H., Weber K.A., and Silver W.L. 2012. Nitrogen loss from soil through anaerobic ammonium oxidation coupled to iron reduction. Nature Geoscience 5: 538–541.

46-   Zerulla W., Barth T., Dressel J., Von Locquenghien K.E.K.H., Pasda G., Radle M., and Wissemeier A.H. 2001. 3,4-Dimethylpyrazole phosphate (DMPP) –a new nitrification inhibitor for agriculture and horticulture. Biology and Fertility of Soils 34: 79–84.