The Effect of Phosphorus Biofertilizers on Yield and Phosphorus Uptake in Potato

تأثیر کودهای زیستی فسفر بر عملکرد و جذب فسفردر سیب­زمینی

مصطفی قبادی^1*، شاهرخ جهانبین،² حمیدرضا اولیایی،³ رحیم مطلبی­فرد⁴ و خسرو پرویزی⁴

 تاریخ دریافت: 24/12/89  تاریخ پذیرش 24/08/91

^1-دانشجوی کارشناسی ارشد زراعت دانشگاه یاسوج

^2-استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج

^3-استادیار گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج

^4- اعضای هیئت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان

^*مسئول مکاتبه: Email: gobady1364@yahoo.com

چکیده

به منظور بررسی تأثیر کودهای زیستی فسفر بر فراهمی فسفر خاک، عملکرد و میزان فسفر جذب شده در سیب­زمینی (Solanum tuberosum L.) رقم ساوالان، آزمایشی در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1388 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان اجرا گردید. تیمارها شامل 1) بدون استفاده از کود شیمیایی و زیستی (شاهد)، 2) 100 کیلوگرم سوپرفسفات­تریپل (TSP)، 3) 200 کیلوگرم (TSP) در هکتار، 4) 300 کیلوگرم کود بیوفسفات­طلایی با 3600 گرم پودر باکتری تیوباسیلوس در هکتار، 5) 100 کیلوگرم (TSP) + تیمار چهارم، 6) 300 کیلوگرم کود بیوفسفات­طلایی به همراه 7200 گرم پودر باکتری تیوباسیلوس در هکتار، 7) 100 کیلوگرم (TSP) + تیمار ششم، 8) 5 لیتر در هکتار مایه تلقیح بیوفسفر، 9) 100 کیلوگرم (TSP) + تیمارهشتم، 10) 10 لیتر در هکتار مایه تلقیح بیوفسفر و 11) 100 کیلوگرم (TSP) + تیمار دهم بودند. نتایج نشان داد که بیشترین غلطت فسفر غده (284/0 %)، میزان فسفر قابل جذب گیاه در خاک (mg/kg 6/26)، حداکثر عمکرد (kgha^-1 67083) و کمترین pH خاک (8/7) در تیمار 100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار و بیشترین غلظت فسفر برگ (3/0 %)، ماده خشک غده (8/24%) و بلندترین ارتفاع ساقه (cm 82) نیز متعلق به تیمار 100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه 3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار بود. کمترین میزان عملکرد، فسفر غده و برگ، ارتفاع ساقه، فسفر قابل جذب گیاه در خاک و هم‌چنین بالاترین میزان pH (26/8) در تیمار شاهد ثبت گردید. بطور کلی برای رشد سیب­زمینی در خاکهای مشابه، مصرف 100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه 3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار می­تواند توصیه شود.   

واژه­های کلیدی: خاک، سیب­زمینی، عملکرد، فسفر، کود زیستی

The Effect of Phosphorus Biofertilizers on Yield and

Phosphorus Uptake in Potato

M Ghobady ^*1, S Jahanbin²,  HR Owliaie³ R Motalebifard⁴  and  K Parvizi⁴

Recived: 15 March 2011   Accepted: 14 November 2012

^1-M.Sc. Student of Agronomy, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Yasouj Univ. Iran.

^2-Assoc. Prof,. Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Yasouj Univ. Iran.

^3-Assoc. Prof., Dept of Soil Sci., Yasouj Univ. Iran.

^4-Faculty Members of Agricultural and Natual Resource Research Center of Hamedan. Iran.

^*Corresponding Author E-mail: gobady1364@yahoo.com

Abstract

To evaluate the effect of phosphorus biofertilizers on soil phosphorus availability, yield and phosphorus absorption of potato (Solanum tuberosum L.) cv. Savalan, a field experiment was conducted based on randomized complete blocks design with three replications in Agricultural Research Center of Hamedan during 2009. Treatments were included: (1) control; (2) 100 kg ha^-1 triple super phosphate (TSP), (3) 200 kg ha^-1 TSP; (4) 300 kg ha^-1 Golden Biophosphate + 3600 g ha^-1 of Thiobacillus; (5) 100 kg ha^-1 + treatment four; (6) 300 kg ha^-1 Golden Biophosphate and 7200 g ha^-1 Thiobacillus; (7) 100 kg ha^-1 TSP + treatment six; (8) 5 Lha^-1 Biophosphor inoculation (BIS) (Pseudomonas and Thiobacillus); (9) 5 Lha^-1 of BIS and 100 kg ha^-1 TSP; (10) 10 Lha^-1 of BIS and (11) 10 Lha^-1 of BIS and 100 kg ha^-1 TSP. The results showed that maximum P concentration in tuber (0.284%), available phosphorus of soil (26.6 mg/kg) and yield (67083 kg ha^-1) and minimum of soil pH (7.8) were obtained with 100kg ha-¹ TSP and 300 kg ha-1golden biophosphat and 7200 g ha-1 in Thiobacillus treatment. Also 100 kg ha^-1 TSP and 300 kg ha^-1 golden biophosphat plus 3600 g ha^-1 Thiobacillus treatment had highest P concentration of leaves (0.3 %), dry matter of tuber (24 %) and stem height (82 cm). Lowest amount of yield, tuber, leaves and soil phosphorus and stem height and highest rate of soil pH (8.26) was resulted in control treatment. In general, to achieve the optimum growth of potato in similar soils, application of 100 kg ha^-1 TSP and 300 kg ha^-1 golden biophosphat plus 3600 g ha^-1 Thiobacillus could be recommended.

Keywords: Bio­­fertilizer, Phosphorus, Potato, Soil, Yield

مقدمه

فسفر از جمله عناصر غذایی اصلی مورد نیاز گیاه است که در بسیاری از فرآیند­های بیوشیمیایی، ترکیبات انرژی‌زا، ساخت و انتقال انرژی، نقش مهمی دارد. کمبود این عنصر، فعل و انفعالات سوخت و ساز نظیر تبدیل قند به نشاسته را در گیاه متوقف ساخته و بر اثر اثر عدم تبدیل قند به نشاسته، آنتوسیانین (رنگ ارغوانی) در برگ تشکیل می‌شود (ملکوتی و نفیسی 1373). در صورت کمبود فسفر در سیب­زمینی، قسمت بالایی برگ­ها به رنگ سبز تیره متمایل می­شود و برگ­های پایین ساقه به رنگ ارغوانی درمی­آید.

فسفر در بیشتر خاک­ها با کلسیم و به ندرت با آهن و آلومینیوم تشکیل کمپلکس می­دهد. به دلیل ظرفیت بالای برخی خاک­ها برای تثبیت فسفر، تحرک آن در خاک در مقایسه با سایر عناصر بسیار کم است. در خاک­های آهکی رسوب فسفر به صورت فسفات کلسیم، عامل اصلی کاهش قابلیت جذب فسفر در خاک به شمار می­رود (کوار و باربر 1998). جلالی و کلاه­­چی (1380) نشان دادند زمانی که کود فسفر به خاک افزوده می­شود، بخشی از آن باعث افزایش فسفر محلول و مابقی رسوب می­نماید و با قدرت زیاد در خاک تثبیت می­شود که به آسانی با فسفر محلول به تعادل نمی­رسد. جاوید و روویل (2002) در مطالعه اثر خوابانیدن[1] بر قابلیت عصاره­گیری فسفر گزارش کردند که بعد از گذشت 45 تا 90 روز تا 80 درصد از فسفر مصرفی به صورت غیر قابل جذب درآمده و قابل عصاره­گیری به روش اولسن نیست . جلالی و کلاه­چی ( 1384) اعلام کردند که برای افزایش فسفر قابل جذب به میزان 10 میلی­گرم در هر کیلوگرم خاک باید 55-40 میلی­گرم فسفر در کیلوگرم خاک استفاده کرد. نتایج به دست آمده توسط این محققان نشان می­دهد که به طور متوسط 78 درصد کود فسفر مصرفی طی مدت سه هفته به شکل غیر قابل جذب تبدیل می‌شود.

دخالت ریزجانداران در افزایش حل­پذیری فسفات‌های معدنی، در دهه اول قرن بیستم شناخته شد و از آن زمان تاکنون مطالعات زیادی در این باره انجام شده است. باکتری‌های حل­کننده‌ ­فسفات از جنس‌‌های Pseudomonas، Bacillus به‌ ویژه Thiobacillus و همچنین چند نوع قارچ در انحلال فسفات نقش دارند. اکثر این ریز­جانداران در محلول سازی فسفر از کمپلکس‌های فسفات کلسیم نقش دارند و تنها بخش کوچکی از  فسفر را از ترکیبات فسفات آهن و فسفات آلومینیوم آزاد می‌سازند. از این رو ریزجانداران نقش مؤثرتری در خاک­های آهکی دارند که این­گونه خاک­ها حاوی مقادیر فراوانی فسفات کلسیم می‌باشند (حامیدا و همکاران 2006). دوبیو بیلور (1992) نشان دادند که اضافه کردن سنگ فسفات (آپاتیت) به همراه حل­کننده­های فسفات باعث افزایش عملکرد ذرت، بقولات، سیب­زمینی و دیگر محصولات می­شود. هم‌چنین آنها نشان دادند سنگ فسفات (آپاتیت) را می­توان به همراه حل­کننده‌های فسفات در خاک­های خنثی و آهکی استفاده نمود. در دهه­های اخیر تحقیقات زیادی در رابطه با استفاده از این باکتری­ها متمرکز بوده است. نتایج این تحقیقات نشان داده است که سازوکار­های زیادی مسئول افزایش رشد و عملکرد در گیاهان می­باشند. علاوه بر افزایش جذب عناصر غذایی، پیش ماده هورمون­های گیاهی به وسیله ریزجانداران در ریزوسفر گیاه، توان تولید [2]ACCA دآمیناز، کنترل پاتوژن­های گیاهی، قدرت حل­کنندگی فسفات و تولید سیدروفور از جمله مکانیسم­های افزایش رشد و عملکرد در گیاهان می­باشد (بانریچ و همکاران 2006). گلیک و همکاران (1995) اعلام نمودند که شواهدی دال بر افزایش فراهمی عناصر غذایی گیاه در ریزوسفر به دلیل فعالیت باکتری­های ریزوسفری محرک رشد وجود دارد. سازوکار عمل در این مورد شامل افزایش انحلال عناصر غذایی و یا تولید مواد کلات­کننده مانند سیدروفورها و اسیدهای آلی می­باشد. تولید اسیدهای آلی مثل گلوکونیک باعث اسیدی شدن محیط اطراف ریشه آزادسازی فسفر می­شود، سازوکارهای دیگری برای انحلال فسفر پیشنهاد شده­اند که عبارت از تولید مواد کلات کننده، تولید اسیدهای معدنی از قبیل اسیدسولفوریک، اسیدنیتریک و اسیدکربنیک به وسیله ریزجانداران خاک می­باشد (گیانشوار و همکاران 2002). در پژوهشی که فرزانا و رادیزه (2005) در مورد تأثیر باکتری­های ریزوسفری بر عملکرد سیب­زمینی انجام دادند، افزایش معنی­داری در وزن خشک ساقه و ریشه را در گیاهان تلقیح شده با باکتری گزارش کردند. جذب عناصر غذایی نیتروژن، پتاسیم و فسفر در گیاهان تلقیح شده با باکتری­های ریزوسفری افزایش معنی­داری نسبت به گیاهان تلقیح نشده داشتند. این محققان اظهار داشتند که افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی و آب، باعث افزایش رشد می­شود. ریشه رشد یافته در مجاور باکتری­های حل­کننده فسفات با افزایش تولید سیدرفور و آنتی بیوتیک و تقویت قدرت رقابت گیاه در مصرف مواد غذایی با پاتوژن­های بیماری‌زا در ریزوسفر، مانع رشد پاتوژن­های بیماری­زای گیاهی می­شود که در نهایت این عوامل باعث افزایش رشد گیاه تلقیح شده با باکتری­ها نسبت به گیاه کنترل (شاهد) می‌شود. اکسین تولید شده توسط این باکتری­ها با تحریک توسعه سلولی باعث افزایش رشد گیاه، ریشه­زایی و افزایش شاخه­زایی می­شود (فرانکنبرگر و ارشد 1995).

مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی یکی از چالش‌های مهم کشاورزی است. پیامد مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی فسفاته علاوه بر تجمع بیش از نیاز فسفر، باعث ایجاد رقابت در جذب عناصر ریز مغذی به ویژه روی (Zn)، اتلاف سرمایه، کاهش جمعیت قارچ میکوریزا و از همه مهم­تر تجمع بیش از حد کادمیم در محصولات کشاورزی می­شود. بنابراین با مصرف بیش از حد کودهای فسفاته عناصر سمی، مانند کادمیم توسط گیاهان جذب و وارد زنجیره غذایی انسان و حیوان می­گردد (بایبوردی و ملکوتی 1380). مصرف کودهای زیستی با کاهش مصرف کودهای شیمیایی و در پی آن کاهش هزینه‌های تولید و آلودگی­های زیست محیطی ناشی از مصرف کودهای شیمیایی یکی از راهبردهای مهم برای نیل به کشاورزی پایدار است.

سطح زیر کشت سیب­زمینی در ایران 176 هزار هکتار می‌باشد. سیب­زمینی به علت دارا بودن ریشه سطحی از نظر جذب فسفر ناکارا می­باشد. استان همدان با سطح زیر کشت25616 هکتار و متوسط عملکرد 38834 کیلوگرم در هکتار، با تولید900000 تن غده سیب‌زمینی در سال (بی­نام 1387) یکی از مهم­ترین استان­های تولیدکننده سیب‌زمینی در کشور است. مصرف بی­رویه کودهای شیمیایی در حدود یک تن در هکتار در زمین­های زیر کشت سیب­زمینی باعث ایجاد آلودگی­های زیستی شده است. استفاده ترکیبی از کودهای شیمیایی، آلی و زیستی به عنوان مکمل یا جایگزین کودهای شیمیایی، ضرورت پژوهش در این زمینه برای کاهش این معضلات را لازم می­سازد. بنابراین این مطالعه با اهداف کلی زیر صورت گرفت:

1- ارزیابی اثر کودهای زیستی فسفر به عنوان کود مکمل برای سیب­زمینی

2- بررسی امکان افزایش عملکرد سیب زمینی با استفاده از کودهای زیستی فسفر

3 - بررسی امکان جایگزینی کامل کودهای شیمیایی فسفر با کودهای زیستی فسفر و کودهای آلی

مواد و روش‌ها

به منظور تعیین تأثیر سطوح مختلف دو نوع کود زیستی فسفر تولید داخل کشور، کودهای بیوفسفر و بیو­فسفات طلایی به صورت مجزا و در ترکیب با کود شیمیایی سوپرفسفات تریپل بر رشد و عملکرد سیب­زمینی رقم ساوالان، آزمایشی در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان در سال 1388 اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل: تیمار اول: شاهد (بدون استفاده از کود زیستی و کود شیمیایی سوپر­فسفات تریپل (TSP0)، تیمار دوم: 100 کیلوگرم در هکتار سوپر­فسفات­تریپل (TSP100)، تیمار سوم:200 کیلوگرم در هکتار سوپر­فسفات­تریپل (TSP200)، تیمار چهارم: 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی با 3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار (GBP300+Thio3.6)، تیمار پنجم: 100 کیلوگرم سوپر­فسفات تریپل به همراه 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی و3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار (TSP100+GBP300+Thio3.6)،  تیمار ششم: 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی با7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار (GBP300+Thio7.2)، تیمار هفتم: 100 کیلوگرم سوپر­فسفات تریپل به همراه 300 کیلوگرم کود بیوفسفات طلایی با7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار (TSP100+ GBP300+Thio7.2)، تیمار هشتم : مایع تلقیح بیوفسفر به صورت بذرمال به میزان 5 لیتر در هکتار(BP5)، تیمار نهم: 100 کیلوگرم سوپر­فسفات تریپل به همراه مایع تلقیح بیو­فسفر به صورت بذرمال به میزان 5 لیتر در هکتار (TSP100+BP5)، تیمار دهم: مایع تلقیح بیو­فسفر به صورت بذرمال به میزان 10 لیتر در هکتار (BP10) و تیمار یازدهم: 100 کیلوگرم سوپر­فسفات تریپل به همراه مایع تلقیح بیو­فسفر به صورت بذرمال به میزان 10 لیتر در هکتار(TSP100+BP10) بود

ابعاد هر کرت مزرعه­ای 3 متر در10 متر، فاصله ردیف­های کشت 75 سانتی­متر و فاصله بوته بر روی ردیف­ها 25 سانتی­متر بود. کشت با استفاده از بذور غده­ای به وزن 45 تا 85 گرم و بدون برش انجام شد. بیوفسفات طلایی حاوی ترکیبی از ماده­آلی (25%)، گوگرد (20 %)، سولفات روی (15 %)، سنگ فسفات ( 40 % حاوی 17 % فسفر(P₂O₅)) و پودر حاوی باکتری  اکسیدکننده گوگرد ) ترکیبی از گونه­های تیوباسیلوس شامل T. thioparus، T. thiooxidans و T. ferrooxidans) این باکتری‌ها به منظور کسب انرژی لازم برای رشد و نمو و سایر فعالیت‌های خود ترکیباتی چون گوگرد عنصری (S)، سولفیت‌ها، تتراتیونات و تیوسولفات را اکسید می‌کنند. این باکتری‌ها از انواع باکتری‌های اتوتروف خاک بوده که انرژی خود را از اکسایش گوگرد تأمین می‌کنند (خاوازی و همکاران 1384). پودر باکتری تیوباسیلوس با میزان مشخص شده در تیمارها، با کود بیوفسفات طلایی ترکیب و قبل از کاشت به صورت نواری استفاده شد. کود بیوفسفر به صورت سوسپانسیون حاوی باکتری تیوباسیلوس (T. thioparus) و سودوموناس (P. fluorescence) به همراه مواد نگهدارنده می­باشد که قبل از کشت با نسبت­های مشخص رقیق شده (با استفاده ازآب مقطر) و محلول بدست آمده به میزان مشخص در تیمارها با بذور غده­ای تلقیح (محلول پاشی) شد. کودهای نیتروژن (اوره) و پتاسیم (سولفات پتاسیم) با توجه به نتیجه آزمون خاک به ترتیب 250 و 150 کیلوگرم در هکتار مصرف شد. کود نیتروژنه مورد استفاده در سه نوبت (یک نوبت قبل از کشت، نوبت دوم در مرحله چهار برگی بوته و نوبت سوم یک هفته قبل از گل­دهی) در کرت­ها به صورت دستی، پاشیده شد. فسفر قابل جذب گیاه در خاک مزرعه مورد نظر 6/7 میلی­گرم در کیلوگرم بود که این میزان کمتر از حد مطلوب مورد نیاز برای کشت سیب­زمینی می‌باشد. خاک مزرعه مورد نظر دارای pH بالا (2/8) بود که باعث افزایش تثبیت فسفر در خاک می­شد. لازم به ذکر است، سال قبل از آزمایش زمین مورد نظر به صورت آیش بوده است. تمامی کودهای مورد استفاده به صورت نواری با دست در عمق 5 سانتیمتر در زیر بذر ریخته شد. تمام عملیات کاشت، داشت و برداشت به صورت دستی انجام گرفت. ارتفاع ساقه در مرحله گلدهی اندازه‌گیری شد. نمونه‌برداری خاک جهت تعیین میزان فسفر قابل جذب گیاه در خاک و pH خاک، بعد از برداشت محصول انجام گرفت و نمونه خاکی به وزن 2 کیلوگرم برداشته و به آزمایشگاه منتقل شد. جهت تعیین غلظت فسفر برگ، در مرحله گلدهی از پهن­ترین برگ جوان بوته نمونه­گیری صورت گرفت. تعیین میزان فسفر قابل جذب گیاه در خاک با روش اولسن و اندازه­گیری میزان فسفر گیاه، هضم با خشک سوزانی و ترکیب با اسیدکلریدریک و رنگ­سنجی با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 470 نانومتر (امامی 1375)، تعیین میزان نیتروژن غده با روش کجلدال (امامی 1375) و تجزیه آماری داده ها با نرم افزار SAS صورت گرفت

جدول 1- نتایج تجزیه فیزیکوشیمیایی خاک مزرعه مورد آزمایش (عمق 30-0 سانتی­متر)

نتایج و بحث

میزان فسفر در برگ و غده

  اثر تیمارها براین شاخص­ها در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 2). بیشترین میزان فسفر غده (284/0 %) و همچنین بالاترین غلظت فسفر برگ (3/0 %) مربوط به تیمار ترکیبی 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار و کمترین آن­ها مربوط به تیمار شاهد بود (جدول 4). جذب عناصر غذایی توسط گیاه تابع دو عامل، رشد سیستم ریشه و فراهمی عناصر غذایی در خاک به خصوص در ریزوسفر می‌باشد. کودهای زیستی از طریق ترشح اسیدهای آلی و معدنی باعث افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی در ریزوسفر می‌شود. همچنین ریزجانداران موجود در کودهای زیستی با ترشح پیش ماده هورمون­های‌ تنظیم کننده رشد گیاه و کنترل پاتوژن‌های گیاهی باعث افزایش رشد ریشه گیاهان می‌شود (خالد و همکاران 2004).

نتایج گزارش شده توسط میتال و همکاران (2008) مبنی بر تأثیر مثبت کاربرد توأم کودهای زیستی و آلی فسفر بر غلظت فسفر اندام­های گیاه نخود با نتایج بدست آمده در این تحقیق مطابقت داشت. نتایج آزمایشات انجام گرفته توسط توکاکی و ماهلر (1990) نیز نشان داد که افزایش کوددهی فسفر باعث افزایش خطی غلظت فسفر گیاه شد. در یک پژوهش در همین راستا با تجزیه کل قسمت­های هوایی، غلظت فسفر با سطوح مختلف کود فسفر همبستگی مثبت و بالایی داشت (اکیلوف 2007). در آزمایش مشابه دیگری نیز غلظت فسفر در برگ در مرحله غده­زایی در تمامی سطوح فسفر نسبت به تیمار بدون استفاده از فسفر اختلاف معنی­داری داشت (روزن و همکاران 2010). در این تحقیق غلظت فسفر برگ و غده همبستگی مثبت و معنی­دار با میزان فسفرقابل جذب گیاه در خاک و ماده خشک داشت که احتمالاً این همبستگی به دلیل نقش مهم فسفر در سنتز کربوهیدرات به خصوص نشاسته می­باشد. همچنین pH خاک با غلظت فسفر غده، برگ و فسفر قابل جذب گیاه در خاک همبستگی منفی و معنی­داری داشت (جدول 6). این نتیجه توسط سایر محققان نیز گزارش شده است (اکیلوف 2007، توکاکی و ماهلر 1990، میتال و همکاران 2008).

نیتروژن غده

        اثر تیمارها بر نیتروزن غده در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 2). بیشترین درصد نیتروژن غده در تیمار 10 لیتر مایع تلقیح بیوفسفر در هکتار (85/1%) و کمترین میزان آن نیز در تیمار ترکیب 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار (92/0%) ثبت گردید (جدول 3). میزان نیتروژن غده با میزان فسفر غده رابطه معکوسی داشت که این مسئله احتمالاً به دلیل اثر رقت در غده ­بود، زیرا میزان کود نیتروژن به کار برده شده، ثابت، ولی میزان فسفر متفاوت بود. مصرف کود فسفر باعث افزایش عملکرد و کاهش درصد نیتروژن در غده شد. در تجزیه ضرایب همبستگی، بین صفات عملکرد و درصد نیتروژن غده همبستگی منفی و معنی­دار مشاهده شد (جدول 6).

فسفر قابل جذب گیاه در خاک

          یکی از راهکارهای تشخیص نیاز گیاه به فسفر اندازه­گیری فسفرقابل جذب گیاه در خاک است. اثر کاربرد سطوح مختلف کود فسفات در سطح احتمال یک درصد بر این صفت معنی­دار بود (جدول 2). بیشترین (6/26 میلی­گرم در کیلوگرم خاک) و کمترین (9/6 میلی­گرم در کیلوگرم خاک) میزان فسفر قابل جذب گیاه در خاک به ترتیب مربوط به تیمار ترکیب 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار و تیمار شاهد بود (جدول 4). استوانسون و کول (1999) گزارش کردند که گوگرد توسط باکتری‌های تیوباسیلوس اکسید شده و اسید سولفوریک حاصل از اکسیداسیون گوگرد با فسفر موجود در خاک واکنش داده و تولید مواد محلول‌تری مانند دی و مونوکلسیم فسفات می‌کند. ملکوتی و همکاران (2001) گزارش کردند استفاده از سنگ فسفات به همراه گوگرد و تیوباسیلوس اگر با مواد آلی همراه گردد، حتی می‌تواند ﻤؤثرتر از سوپر فسفات تریپل باشد. در تحقیق حاضر نیز چند نوع کود زیستی با کود شیمیایی فسفر در سطوح مختلف ترکیب شد تا باعث تسهیل در قابلیت دسترسی فسفر گردد. بررسی تجزیه ضرایب همبستگی نشان دهنده همبستگی منفی و معنی­دار فسفر قابل جذب گیاه در خاک با pH خاک بود که مؤید ارتباط معکوس pH با قابلیت جذب فسفر در خاک است (جدول 6).

pH           خاک

 اثر تیمارها بر pH خاک در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 2). کمترین pH خاک مربوط به تیمار ترکیب 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار به میزان 8/7 و بیشترین مقدار آن در تیمار شاهد معادل 26/8 مشاهده شد (جدول 4). حل­پذیری فسفر به صورت پیچیده­ای به ارتباط بین یون­ها و تأثیر pH بر این ارتباطات و مقدار فسفری که جذب ذرات رس شده­اند وابسته است. مناسب­ترین pH برای قابل استفاده بودن فسفر در خاک حدود 5/6 است. درpH  پایین‌تر از 5/6 فسفر با آهن و آلومینیوم و در pH بالاتر با کلسیم ترکیب و غیرفعال می­شود (کوایروبیس و همکاران 2005). ریز­جانداران حل کننده‌ی فسفات قادر به تولید اسیدهای آلی مختلفی هستند که از آن جمله می­توان به استات، لاکتات، اکسالات، تارتارات، گلیکولات، سوکسینات، سیترات، گلوتامات و کتوگلوکونات اشاره کرد (گیانیشوار و همکاران 2002). همچنین باکتری‌های جنس تیوباسیلوس از مهم‌ترین انواع باکتری‌های اکسیدکننده گوگرد در خاک می‌باشد که قادرند ترکیبات مختلف گوگرد را اکسید کنند (خاوازی و همکاران 1384). اسیدسولفوریک تولید شده توسط باکتری‌های تیوباسیلوس و اسیدهای آلی (گلوکونیک) و معدنی (اسید سولفوریک اسید نیتریک و اسید کربنیک) تولید شده توسط باکتری‌های سودموناس باعث اسیدی شدن ریزوسفر می‌شود. در پژوهشی که توسط محمدی­آریا و همکاران (2010) در ارتباط با pH خاک و حل­پذیری فسفر در شرایط آزمایشگاهی انجام شد، گزارش کردند که تغییرات pH خاک همبستگی منفی و معنی­داری با فسفر محلول داشت. بدین صورت که با کاهش pH خاک میزان فسفر قابل جذب گیاه در خاک افزایش پیدا کرد. بعضی از این ریزجانداران قادرند از طریق کاهش  pH محیط سبب حل­پذیری بیشتر فسفر خاک شوند. با این وجود به نظر نمی­رسد که همیشه اسیدی کردن محیط موجب افزایش حلالیت فسفر گردد زیرا در برخی از تحقیقات مشاهده شده است که میان توانایی کاهش pH محیط و میزان محلول شدن فسفر هیچ گونه همبستگی مثبتی وجود ندارد، چون کاهش pH به صورت موقت است و در اثر خاصیت تامپونی خاک به حالت اولیه برمی­گردد ولی تغییر موضعی آن سبب افزایش حلالیت فسفر می­شود (گیانشوار و همکاران 2002). pH خاک با میزان فسفر قابل جذب گیاه در خاک همبستگی منفی و معنی­دار داشت (جدول 6). رابطه معکوس pH خاک با فسفر قابل جذب گیاه در خاک باعث کاهش جذب این عنصر و در نتیجه کاهش غلظت فسفر در برگ و غده در زمین­های دارای pH بالا می­شود.

عملکرد غده

اثر تیمارها بر این شاخص در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 3). بیشترین و کمترین عملکرد غده معادل 08/ 67 و 16/19 تن در هکتار به ترتیب مربوط به تیمار ترکیب 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار و شاهد بود (جدول 5). با توجه به میزان pH بالای خاک (2/8) و فسفر قابل جذب کم (mg/kg 6/7) زمین زراعی مورد استفاده در این پژوهش، کاربرد ترکیبی کودهای شیمایی و بیوفسفات طلایی (حاوی ترکیبی از ماده­آلی (25%)، گوگرد (20 %)، سولفات روی (15 %)، سنگ فسفات ( 40 % که حاوی 17 % فسفر (P₂O₅)) و پودر باکتری تیوباسیلیوس) باعث کاهش pH خاک و افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی به خصوص فسفر گردید. در تیمارهای دیگر آزمایش بین سطوح مختلف کود بیولوژیک اختلاف معنی­داری مشاهده نشد. آزمایشات متعددی برای تعیین مقدار فسفر لازم برای رسیدن به رشد مطلوب سیب‌زمینی انجام شده است (اکیلوف 2007، اسماعیلی و همکاران 2009، آلوارز و همکاران 1999، روزن و همکاران 2010). نتایج این آزمایش­ها نشان داده است که عملکرد غده و رشد سیب‌زمینی به کاربرد کود فسفر واکنش فوق العاده­ای نشان داده است. استفاده از ترکیب کودهای زیستی، شیمیایی و آلی به عنوان جایگزین کودهای شیمیایی می­تواند با ایجاد تعادل بین عناصر خاک و بهبود شرایط ریزوسفر مانند کاهش pH خاک (محمدی­آریا و همکاران 2010) و افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی به خصوص فسفر باعث افزایش عملکرد غده سیب­زمینی گردد. آلوارز و همکاران (1999) نیز 13 سطح فسفر را در یک خاک دارای فسفر اولیه mg/kg 8/7 خاک بر روی سیب­زمینی آزمایش کردند. مقایسه میانگین­ها نشان داد که عملکرد غده سیب‌زمینی در سطوح مختلف فسفر در گروه آماری متفاوت نسبت به شاهد قرار گرفتند که نشان دهنده اهمیت فسفر در رشد ونمو گیاه سیب‌زمینی است. مولوبرهان (2004) گزارش کرد که کاربرد کودهای فسفر باعث تسریع در غده­زایی سیب‌زمینی می­شود. آزمایشی که توسط روزن و همکاران (2010) انجام شد نشان دهنده کاهش معنی­دار عملکرد کل غده سیب‌زمینی در نمونه شاهد نسبت به تیمارهای کودی فسفر بود. در این آزمایش بیشترین میزان عملکرد غده در pH برابر با 5 و مقدار فسفر قابل جذب گیاه در حدود mg/kg 18 در خاک حاصل شد. در حالت بدون استفاده از کود فسفر تعداد غده کاهش معنی­داری نسبت به کاربرد کود فسفر داشت. یافته‌های تحقیق مولوبرهان (2004) مبنی بر تأثیر مثبت کاهش pH خاک و افزایش فسفر قابل جذب گیاه در خاک پس از کاربرد کودهای بیولوژیک بر عملکرد سیب‌زمینی با نتایج تحقیق حاضر مطابقت دارد. همبستگی بین صفات مطالعه شده در تحقیق حاضر نشان داد که عملکرد غده با فسفر فابل جذب گیاه در خاک، درصد فسفر غده، فسفر برگ و تعداد غده همبستگی مثبت و معنی­دار دارد ولی با pH خاک و نیتروژن غده همبستگی منفی داشت (جدول 6). این نتایج نشان دهنده تاثیر مثبت تلفیق کودهای زیستی و شیمیایی در زراعت سیب­زمینی است.

متوسط وزن غده سیب‌زمینی

 اثر تیمارها براین شاخص در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 3). کمترین متوسط وزن غده (19/79 گرم) در تیمار 200 کیلوگرم کود شیمیایی فسفر در هکتار بود (جدول 5). کاربرد کودهای فسفر باعث افزایش تعداد غده در بوته شد (اکیلوف 2007). در اثر افزایش تعداد غده، وزن غده کاهش می­یابد به همین دلیل در تیمار کاربرد 200 کیلوگرم کود شیمیایی سوپرفسفات تریپل باعث افزایش تعداد غده و کاهش متوسط وزن غده در بین تیمارها شد

در کاربرد تلفیقی کودهای زیستی و شیمیایی با کاهش pH خاک (محمدی­آریا و همکاران 2010) علاوه بر افزایش قابلیت جذب فسفر، قابلیت جذب سایر عناصر غذایی نیز افزایش یافت (فرزانا و رادیزه 2005). کاهش pH خاک به وسیله باکتری­های تیوباسیلوس باعث افزایش قابلیت جذب آهن، گوگرد و بهبود تغذیه گیاه ­شد (بختیاری و همکاران 1380). به نظر می رسد تأمین نشدن نیاز فسفر گیاه در تیمار شاهد باعث کاهش تعداد غده و در نتیجه افزایش وزن تک غده شده باشد به طوری که بیشترین وزن غده در تیمار شاهد (38/105 گرم) مشاهده شد (جدول 5).

ارتفاع ساقه

          اثر تیمارها بر ارتفاع ساقه در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 3). بلندترین ارتفاع ساقه‌ مربوط به تیمار ترکیب 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار با 82 سانتی­متر و کوتاه­ترین ارتفاع ساقه نیز مربوط به تیمار شاهد (بدون استفاده از کودهای شیمیایی و زیستی فسفر) با 63 سانتی­متر بود (جدول 5). در یک تحقیق کاربرد کود فسفر در خاک­هایی که دارای کمبود فسفر بودند، باعث افزیش معنی­دار ارتفاع گیاه و شاخص سطح برگ شد (گریول و تریهان 1993). همچنین جینکینس و علی (1999) گزارش کردند که کاربرد فسفر باعث افزایش عملکرد در اثر افزایش دریافت نور توسط کانوپی و تا حدودی افزایش کارایی تبدیل نور می­شود. بررسی‌های پژوهشگران نشان داده‌ است که باکتری‌های حل­کننده فسفات از طریق تولید هورمون‌های تحریک کننده رشد گیاه به ویژه انواع اکسین، سیتوکینین و جیبرلین رشد و نمو گیاهان را تحت تأثیر قرار می‌دهند و باعث افزایش شاخص‌های رشدی و عملکرد در گیاهان مختلف می‌شود (زهیر و همکاران 2004، فرانکبرگر و ارشد 1991، میتال و همکاران 2008). کاربرد فسفر در خاک­های دارای کمبود فسفر باعث افزایش معنی­دار ارتفاع گیاه و شاخص سطح برگ شد (گریوال و تریهان 1993).

درصد ماده خشک غده سیب‌زمینی

           اثر تیمارها براین صفت در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود (جدول 3). بیشترین ماده خشک غده (8/24 درصد) مربوط به تیمار 100 کیلوگرم کودشیمیایی فسفر با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار بود که با تیمار 100 کیلوگرم کود شیمیایی با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار و تیمار200 کیلوگرم کود شیمیایی فسفر اختلاف معنی­داری نداشت. کمترین درصد ماده خشک غده سیب‌زمینی (19 درصد) در کرت­های مربوط به تیمار اول (بدون مصرف کودهای شیمیایی و زیستی فسفر) مشاهده گردید (جدول 5). ماده خشک غده سیب‌زمینی با غلظت فسفر برگ، غده و میزان فسفر قابل جذب گیاه در خاک همبستگی مثبت و معنی­داری داشت (جدول 6). با توجه به اینکه فسفر عنصری ضروری برای متابولیسم­ گیاهی به خصوص متابولیسم کربوهیدرات است، تأمین فسفر مورد نیاز گیاه باعث افزایش ذخیره کربوهیدرات­های غده می­شود. چون در غده سیب­زمینی کربوهیدرات عمدتا به صورت نشاسته است. این امر باعث افزایش ماده خشک غده سیب‌زمینی می­شود. در تحقیق صورت گرفته توسط اکیلوف (2007) نیز کاربرد کود فسفر همبستگی مثبتی با ماده خشک غده سیب­زمینی داشت و وی رابطه خطی بین غلظت فسفر و ماده خشک غده را در تمامی تیمارها گزارش کردو نتایج به دست آمده از این تحقیق­ها با نتایج تحقیق حاضر مطابقت داشت. درصد ماده خشک غده سیب‌زمینی با pH خاک همبستگی منفی و معنی­داری داشت (جدول 6). استفاده از ترکیب کود شیمیایی و زیستی فسفر فقط به تامین فسفر محدود نمی‌شود تمام مراحل چرخه گوگرد در خاک، شامل اکسید شدن، احیا، معدنی شدن یا آلی شدن ترکیب‌های گوگردی در خاک، توسط ریزجانداران خاک هدایت و تنظیم می‌شود. یون سولفات که مهمترین منبع تأمین نیاز گیاه به گوگرد است، توسط باکتری‌های اکسید کننده گوگرد (عمدتا تیوباسیلوس) در خاک تولید می‌شود. در ضمن اکسایش گوگرد توسط این باکتری‌ها که همراه با تولید یک اسید معدنی قوی (اسیدسولفوریک) است ، در انحلال کانی‌های مختلف و افزایش شکل قابل جذب عناصر غذایی مانند پتاسیم، منیزیم و کبالت نیز بسیار مؤثر است. همچنین سولفید بعضی از عناصر کم مصرف مانند آهن، مس، روی، کبالت و مولیبدن، پس از اکسایش و تبدیل شدن به سولفات توسط این ریزجانداران به حالت محلول و قابل استفاده برای گیاهان درمی‌آید (صالح راستین 1380). عوامل ذکر شده از اثرات کودهای بیولوژیک باعث افزایش رشد گیاه و سنتز مواد ذخیره‌ای (درمورد سیب‌زمینی کربوهیدرات به ویژه نشاسته می‌باشد) در غده سیب‌زمینی، در نتیجه افزایش ماده خشک غده سیب‌زمینی (اکیلوف 2007) می‌شود.

نتیجه­گیری کلی

مصرف کودهای زیستی در این تحقیق باعث بهبود ویژگی­های اندازه­گیری شده و خصوصیات کیفی سیب­زمینی گردید و بیشترین مقدار صفات مورد بررسی مانند عملکرد، ارتفاع ساقه، متوسط وزن غده در بوته، ماده خشک غده، فسفر جذب شده در غده و برگ و فسفر قابل جذب گیاه در خاک در تیمار ترکیب 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار و تیمار ترکیب 100 کیلوگرم کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 7200 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار مشاهده شد. این دو تیمار در صفات مذکور اختلاف معنی­داری باهم نداشتند ولی اختلاف این دو تیمار با سایر تیمارها معنی­دار بود. در نهایت می­توان مصرف 100 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل با 300 کیلوگرم بیوفسفات طلایی به همراه کاربرد 3600 گرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار را برای خاک­ها و شرایط آب و هوایی مشابه توصیه نمود.