SUPERVISOR
Amirhossein Khoshgoftarmanesh,Farshid Noorbakhsh,Mehran Shirvani,Majid Afyuni
امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد راهنما) فرشید نوربخش (استاد مشاور) مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما) مجید افیونی مبارکه (استاد مشاور)
STUDENT
Shabnam Soltanitehrani
شبنم سلطانی تهرانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Effect of Preceding-Crop and Crop Residue Management on Zinc Speciation in Soil Solution and Concentration of Amino Acids in Rhizosphere of Two Wheat Genotypes
Plant residue is an important source of micronutrients and its return to soil plays an important role in the nutrients cycle. In addition, decomposition of organic matters via changes in pH of soil and release of chelating compounds causes the changes of elements speciation in soil. Considering the fact that speciation of elements in soil plays an important role on phytoavailability in plants, this research was conducted with the aim of studying the effects of plant residue management and type of pre-crop plants on dissolved organic carbon and amino acid concentrations in rhizosphere of two wheat genotypes, zinc speciation in soil solution and zinc concentration in wheat grain in a farm setting. This study was conducted in Rudasht research station for two continues years. Pre-crop treatments consisted of four different plants species, Sunflower ( Heliantus annus L.), Sorghum ( Sorghum bicolour L.), Trifolium ( Trifolium pretense L.), Sofflower ( Carthamus tinctorirus L.) and without pre-crop plant treatments. Seventy days after plantation, pre-crop plants were harvested, air dried and applied to half of the each test plot with the rate of seven tons per hectare. After two weeks of plant residue application, two genotypes of wheat, Back Cross and Kavir were planted. After plant maturity, the plants were harvested and zinc concentration was measured in wheat grains. In evaluation of effect of residue management on zinc speciation in solution, soil sampling was performed in three stages: 1) After harvesting of preceding-crop plants and prior to addition of their residue to soil, 2) Wheat tillering, 3) Wheat harvesting and concentration of dissolved organic carbon was measured. Speciation of soil solution was determined using visual MINTEQ software. Concentrations of rhizosphere amino acids were measured at wheat harvesting stage. Results show that in two consecutive years of this study, application of plant residue in comparison with no plant residue treatment caused an increase in dissolved organic carbon and rhizosphere amino acids. Overall, more decomposition of Sunflower and Trifolium residues caused a significant increase in concentration of dissolved organic carbon in soil solution. Sorghum and Trifolium residues showed the highest and lowest effect on increased concentration on total soil amino acids respectively. Based on the results of this study, increased zinc speciatio in soil solution consists of Zn 2+ , Zn-DOC, ZnCl + , and ZnCO 3(aq) . Use of pre-crop residue in comparison with no residue application caused a significant decrease in percentage of ZnCl + , and Zn 2+ and an increase in Zn-DOC, and ZnCO 3(aq) .In essence, decomposition of plant residue in soil with production of chelating compounds caused the formation of organic zinc complexes and decrease in ZnCl + , and Zn 2+ . Concentration of dissolved organic carbon and amino acids in soils that Back Cross was planted was higher than Kavir. However, effect of wheat genotype on percentage of prevalent Zinc samples in soil solution, is dependent on year of plantation, type of plant residue, and timing of samples taken. Results of this study show that, the highest and lowest effect of residue usage in increased concentration on grain zinc concentration are on Sorghum and Sunflower and as such there was no significant difference noted between Trifolium and Sofflower. Key words: plant residue management, preceding-crop, dissolved organic carbon, amino acid, zinc speciation, wheat.
بقایای گیاهی منبع مهمی از عناصر کم نیاز می باشند که بازگرداندن آن ها به خاک، نقش مهمی در چرخه عناصر ایفا می کند. علاوه بر آن، تجزیه مواد آلی از طریق تغییر پ-هاش خاک و آزاد سازی ترکیبات کلاته کننده باعث تغییر گونه بندی عناصر در محلول خاک می گردد. با توجه به اینکه گونه بندی عناصر در خاک نقش بسیار مهمی در قابلیت جذب آنها توسط گیاه دارد، این پژوهش با هدف بررسی تأثیر نوع و مدیریت بقایای گیاهی بر غلظت های کربن آلی محلول و آمینواسیدهای ریزوسفر دو رقم گندم، گونه بندی روی محلول خاک و غلظت روی دانه گندم در شرایط مزرعه صورت گرفت. این آزمایش در دو سال پی در پی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی رودشت انجام شد. تیمارهای پیش-کشت شامل چهار گیاه آفتابگردان (L. Heliantus annus )، سورگوم ( Sorghum bicolor L.)، شبدر ( Trifolium pretense L.) و گلرنگ (L. Carthamus tinctorius ) و تیمار بدون گیاه (آیش) بودند. بعد از گذشت 70 روز از کشت، گیاهان پیش-کشت برداشت شدند و بعد از هوا خشک شدن، بقایای آنها خرد شده و به مقدار 7 تن در هکتار به نیمی از کرت های آزمایش اضافه شد. پس از گذشت دو هفته از اعمال تیمار مدیریت بقایا، دو رقم گندم بک کراس روشن بهاره (روی- کارا) و کویر (روی- ناکارا) کشت شدند. گندم در مرحله رسیدگی کامل دانه برداشت شد و غلظت روی دانه تعیین گردید. به منظور بررسی تأثیر مدیریت بقایا بر گونه بندی روی محلول، نمونه برداری خاک در سه مرحله شامل 1) پس از برداشت گیاهان پیش - کشت و قبل از افزودن بقایای آن ها به خاک، 2) پنجه زنی و 3) برداشت گندم انجام گردیده و غلظت کربن آلی محلول اندازه گیری شد. گونه بندی روی محلول خاک با استفاده از نرم افزارMINTEQ visual تعیین گردید. غلظت کل آمینواسیدهای ریزوسفر نیز در مرحله برداشت گندم اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، در هر دو سال کشت کاربرد بقایای گیاهی در مقایسه با تیمارهای بدون بقایا، موجب افزایش کربن آلی محلول خاک و غلظت کل آمینواسیدهای ریزوسفر شد. به طور کلی بقایای شبدر و آفتابگردان به دلیل تجزیه پذیری بیشتر، تأثیر چشمگیری بر افزایش کربن آلی محلول خاک داشتند. بقایای سورگوم و شبدر نیز به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر افزایش غلظت کل آمینواسیدهای خاک داشتند. بر اساس نتایج این مطالعه، گونه های غالب روی در محلول خاک شامل Zn 2+ ، Zn-DOC، ZnCl + و ZnCO 3(aq) بودند. کاربرد بقایای گیاهان پیش- کشت در مقایسه با تیمار بدون بقایا، موجب کاهش معنی دار درصد گونه های Zn 2+ و ZnCl + و افزایش درصد گونه های Zn-DOC و ZnCO 3(aq) گردید. در واقع تجزیه بقایای گیاهی در خاک با تولید ترکیبات کلاته کننده باعث تشکیل کمپلکس های آلی روی و کاهش درصد گونه Zn 2+ و ZnCl + شده است. غلظت های کربن آلی محلول و آمینواسیدها در خاک زیر کشت رقم بک کراس بیشتر از رقم کویر بود اما تأثیر رقم گندم بر درصد گونه های غالب روی در محلول خاک بسته به سال کشت، نوع بقایا و مرحله نمونه برداری متفاوت بود. نتایج این مطالعه نشان داد بیشترین و کمترین تأثیر کاربرد بقایا بر افزایش غلظت روی دانه به ترتیب مربوط به بقایای سورگوم و آفتابگردان بود و از این نظر اختلاف معنی داری بین کاربرد بقایای شبدر و گلرنگ مشاهده نشد. کلمات کلیدی: مدیریت بقایای گیاهی، پیش-کشت، کربن آلی محلول، آمینو اسید، گونه بندی روی، گندم.