تأثیر سرباره مس و مواد آلی بر شاخص‌های فیزیولوژیک کمبود آهن گیاه سورگوم (Sorghum bicolor)

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 گرگان

3 علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان،

10.22067/jsw.2021.14923.0

چکیده

حدود 8/53 درصد سرباره مس را اکسیدهای آهن به خود اختصاص می‌دهند، لذا در این مطالعه تأثیر سرباره مس به همراه ترکیبات آلی بر میزان آهن کل برگ، رنگدانه‌های فتوسنتزی، شاخص SPAD، فعالیت آنزیم‌های گیاهی (گایاکول پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیداز) و میزان آهن فعال در گیاه سورگوم (Sorghum bicolor) رقم اسپید فید به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار ارزیابی شد. تیمارهای آزمایشی شامل 5 سطح ماده آلی (پوست پسته و کود گاوی در دو سطح 2 و 4 درصد وزنی و نمونه شاهد بدون ماده آلی) و 11سطح آهن (شاهد یعنی بدون کاربرد مواد حاوی آهن (S)، سکوسترینFeEDDHA (Seq) به میزان 5 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک، سرباره مس به میزان 10 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک (S2) ، سرباره مس به میزان 20 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک (S4) ، سرباره مس به میزان 10 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک همراه با گوگرد (S2S°) ، سرباره مس به میزان 20 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک همراه با گوگرد (S4S°)، سرباره مس به به میزان 10 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک همراه با گوگرد و تیوباسیلوس(S2S°T) ، سرباره مس به میزان 20 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک همراه با گوگرد((S4S°T ، سرباره اسیدی شده مس به میزان 10 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک (S2a) ، سرباره اسیدی شده مس به میزان 20 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک (S4a)و محلول پاشی برگی آهن از منبع کود کلات (Fe-EDTA ) با غلظت 5 در هزار) بودند. نتایج نشان داد تیمار 4 درصد وزنی کود گاوی با سرباره به میزان 20 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک (C4S4) و تیمار 4 درصد وزنی کود گاوی با سرباره به میزان 20 میلی‌گرم آهن در کیلوگرم خاک همراه با گوگرد و تیوباسیلوس(C4S4S°T) بیش‌ترین تأثیر را در افزایش شاخص‌های مد نظر داشتند، به‌طوری‌که بیشترین میزان آهن فعال برگ‌های جوان توسعه یافته (54 میلی‌گرم در کیلوگرم) در تیمار (C4S4S°T) مشاهده شد که در مقایسه با تیمار شاهد (17 میلی‌گرم در کیلوگرم) افزایش معنا‌داری نشان داد. بررسی ضرایب همبستگی نشان داد که آهن فعال برگ‌های جوان توسعه یافته گیاه سورگوم در مقایسه با غلظت آهن کل برگ‌ها همبستگی بیشتری با شاخص‌های فیزیولوژیک گیاه سورگوم نشان داد. لذا می‌توان استفاده از غلظت آهن فعال برگ‌های جوان توسعه یافته گیاه به‌عنوان شاخص تشخیص کمبود آهن در گیاه به جای آهن کل گیاه را توصیه نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of Copper Slag and Organic Matters on Physiological Indices of Iron Deficiency in Sorghum (Sorghum bicolor)

نویسنده [English]

  • mojtaba barani 2
چکیده [English]

Introduction Iron deficiency is one of the most common nutritional problems of plants in arid and semi-arid soils especially in calcareous soils. Iron being essential to many cellular activities required for optimum growth and development, and, on the other hand, iron being insoluble in aerated soils at neutral or basic pH, occurrence of its deficiency is frequent. The problem is usually corrected by using iron synthetic chelates; however, these can be very expensive. There is, therefore, a need for cheaper and more effective alternatives to traditional Fe fertilizers. Several reports have shown that application of Fe factory by-product to soil tends to raise the availability of Fe and correct Fe deficiency in plants. Application of organic compounds to soil may improve the solubility of the minerals containing micronutrients and correct their deficiencies in alkaline and calcareous soils. A large amount of slag is produced annually at the Sarcheshmeh Copper Complex, Kerman Province, Iran. The copper slag, however, has not been tested as an Fe fertilizer in calcareous soils before. Since about 53.8% of slag obtained from melting of copper concentrate is composed of iron oxides, so in this study, we examined the effect of copper slag along with organic compounds on the level of upper leaf iron, photosynthetic pigments, SPAD index, the activity of plant enzymes and the level of active iron in the upper leaves of sorghum by performing a factorial experiment in a completely randomized design.

Materials and Methods In order to study the effect of slag of copper (one of by-products of melting copper concentrate in Sarcheshmeh Copper Complex, Kerman Province) and organic compounds (cow manure and pistachio skin) on total leaf iron content, photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll), antioxidant enzymes activity (Guiacol Peroxidase, Glutathione peroxidase) and concentration of active iron of young leaves developed of sorghum, a pot experiment was conducted in the greenhouse with three replicates per treatment. we applied experimental treatments including 5 levels of organic matter (pistachio skin, cow manure at 2 and 4 wt. % and control sample) and 11 levels of iron (copper slag, copper slag with sulfur, copper slag with sulfur and thiobacillus, acidic slag (each 2 levels), sequesterine, foliar application of EDTA, and control sample) to a soil sample with low iron content. At the end of incubation period, sorghum bicolor was cultured in the above treatments. Ten seeds were sown in each pot. Seedlings were thinned to 4 when they were about 10 cm high. During the growth period, pots were irrigated with distilled water as needed. Before harvesting, (SPAD) was measured. The concentration of photosynthetic pigments, level of active iron and activity of plant enzymes were measured in fresh plant samples. Also, the concentration of Fe in the leaves was measured. Analysis of variance was performed using software SAS and significant differences was determined based on LSD (Least Significant Difference Test) at P<0.05 level.

Results and Discussion The interaction between treatments of slag and organic compounds showed that treatments of 4 wt. % of cow manure with slag of 4 times of recommended soil test value (C4S4) and 4 wt. % of cow manure with slag of 4 times of recommended soil test value with sulfur and thiobacillus (C4S4S°T), had the significant effect on increasing photosynthetic pigments pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll), SPAD index, activity of plant enzymes (Guiacol peroxidase, Glutathione peroxidase) and active iron. So that the highest level of active iron in the young leaves developed (54.06 mg / kg) was observed in (C4S4S°T) treatment which showed a significant increase compared to the control treatment (17.14). The study results showed that the increased concentration of active iron due to application of treatments (slag, organic compounds and the interaction between treatments) in the young leaves developed of sorghum. Study of Pearson correlation coefficients showed that photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll), SPAD index and activity of plant enzymes (Guiacol peroxidase, Glutathione peroxidase) were more correlated with active iron in young leaves developed compared to total iron concentration in these leaves, so active iron can be used as an index to detect iron deficiency.

Conclusions Since the higher level of active iron in the young leaves developed was more related to physiological indices of sorghum in comparison with total Fe concentration in these leaves, this parameter can be used as an index to detect iron deficiency. In this study, increasing the level of slag consumed and consequently increasing the concentration of Fe in the leaf resulted in a significant increase in chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids and activation of the plant enzymes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • active iron
  • Copper Slag
  • Photosynthetic pigments
  • plant enzymes

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 08 آذر 1400
  • تاریخ دریافت: 05 آذر 1398
  • تاریخ بازنگری: 27 آبان 1400
  • تاریخ پذیرش: 08 آذر 1400