تأثیر کیفیت آب آبیاری، کود زیستی و نانوذرات آهن بر عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیکی زعفران (Crocus sativus L.)

مقدمه: مدیریت تغذیه در کشت زعفران یکی از مسائل مهم در تولید این محصول ارزشمند است. مطالعات نشان داده است که استفاده از کودهای زیستی و نانوکودها می تواند در کاهش اثرات بازدارنده تنش خشکی و شوری موثر باشد. همچنین نانو کودها راندمان مصرف بالایی دارند و می توانند در نقطه مناسبی از ناحیه رشد ریشه، مواد مغذی خود را به طور بهینه آزاد کنند. تمایل زعفران به رشد در آب و هوای خشک باعث گسترش کشت این گیاه در اراضی شرقی کشور شده است. این در حالی است که اراضی شرق کشور به دلیل بارندگی کم و پراکنده اغلب با مشکل خشکسالی و شوری مواجه هستند. بنابراین، مطالعه حاضر به منظور بررسی اثرات سطوح شوری، کود زیستی و نانو کود آهن بر عملکرد و خصوصیات فیزیولوژیکی زعفران انجام شد. مواد و روش ها: مطالعه حاضر در مزرعه ای واقع در شهرستان تربت حیدریه در سال 98-1397 انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد و با روش تحلیل ترکیبی در مکان (شوری) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

کود زیستی در چهار سطح صفر، 500، 1000 و 1500 کیلوگرم در هکتار و نانو ذرات آهن در دو سطح بدون مصرف و چهار لیتر در هکتار اعمال شد. این عوامل در دو محل با شوری آبیاری متفاوت (29/2 و 49/4 دسی زیمنس بر متر) بررسی شدند. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که بیشترین مقدار وزن خشک کلاله در شرایط آبیاری با شوری 29/2 دسی زیمنس بر متر بود. در این صفت، در شرایط آبیاری با شوری 2.29 دسی زیمنس بر متر، تفاوت معنی داری بین سطوح کاربرد و عدم کاربرد نانو کود آهن مشاهده نشد. اما در شرایط آبیاری با شوری 4.49 دسی زیمنس بر متر، کاربرد نانو کود آهن نسبت به عدم کاربرد، باعث افزایش معنی‌دار 32.8 درصدی برای وزن خشک کلاله شد. مقایسه میانگین برای برهمکنش سه گانه نشان داد که در شرایط آبیاری با شوری 49/4 دسی زیمنس بر متر و در تمامی سطوح کود زیستی، کاربرد نانو کود آهن نسبت به شاهد باعث افزایش معنی دار میزان کلروفیل b و RWC شد. در هر دو سطح شوری 29/2 و 49/4 دسی زیمنس بر متر، با افزایش مقادیر کود زیستی، میزان کاروتنوئیدها به طور معنی‌داری افزایش یافت. همچنین در هر دو سطح شوری 29/2 و 49/4 دسی زیمنس بر متر و تمامی سطوح کود زیستی، کاربرد نانو کود آهن باعث افزایش معنی‌دار کاروتنوئیدها نسبت به شرایط عدم مصرف شد. در شرایط آبیاری با شوری 4.49 دسی زیمنس بر متر و در سطوح صفر و 500 کیلوگرم در هکتار کود زیستی، کاربرد نانو کود آهن به طور قابل توجهی از افزایش پرولین جلوگیری کرد و از بروز نشت الکترولیت بیشتر جلوگیری کرد.

نتیجه‌گیری: در تحقیق حاضر افزایش شوری از 29/2 به 49/4 دسی زعفران باعث کاهش معنی‌دار وزن خشک کلاله زعفران شد. اما در شرایط آبیاری با شوری 4.49 دسی زیمنس بر متر، کاربرد نانو کود آهن باعث افزایش معنی‌دار وزن خشک کلاله نسبت به عدم کاربرد آن شد. با افزایش مقادیر کود زیستی در هر دو شرایط آبیاری، میزان کلروفیل a نیز افزایش یافت. همچنین در شرایط آبیاری با شوری 4/49 دسی زیمنس بر مترمکعب و در تمامی سطوح کود زیستی، کاربرد نانو کود آهن باعث افزایش معنی‌دار میزان کلروفیل b و RWC نسبت به شرایط بدون کاربرد آن شد.

همچنین در شرایط آبیاری با شوری 4.49 دسی زیمنس بر متر و در سطوح صفر و 500 کیلوگرم در هکتار کود زیستی، کاربرد نانو کود آهن به طور قابل توجهی از افزایش پرولین جلوگیری کرد و در شرایط مشابه و در در تمام سطوح کود زیستی، از نشت بیشتر الکترولیت ها جلوگیری کرد. بر اساس این نتایج، برای دستیابی به عملکرد بالاتر در کشت زعفران، آبیاری با آب شور کمتر توصیه می شود و در صورت آبیاری با شوری بیش از 4.2 دسی زیمنس بر متر در کشت زعفران، استفاده از آهن و کودهای زیستی ضروری است. برای بهبود ویژگی های فیزیولوژیکی توصیه می شود.

Introduction: Nutrition management in saffron cultivation is one of the important issues in the production of this valuable product. Studies have shown that the use of bio-fertilizers and nano-fertilizers can be effective in reducing the inhibitory effects of drought and salinity stress. Also nano-fertilizers have high consumption efficiency and can optimally release their nutrients at a suitable point in the root growth area. The tendency of saffron to grow in a dry climate has caused the cultivation of this plant to expand in the eastern lands of the country. Meanwhile, the lands in the east of the country often face drought and salinity problems due to low and scattered rainfall. Thus, present study was performed to investigate the effects of salinity levels, bio-fertilizer and nano-fertilizer of Fe on yield and physiological characteristics of saffron.

Materials and Methods: Present study was performed in a farm that located in Torbat Heydarieh city, in 2018-2019. The experiment was conducted as factorial layout based on a randomized complete block design with three replications and analyzed by combined analysis in location (salinity). Bio-fertilizer was applied at four levels of zero, 500, 1000 and 1500 kg ha-1 and nano particles of Fe was applied at two levels of non-used and application of four liters per hectare. These factors were investigated in two locations with different irrigation salinity (2.29 and 4.49 dS m-1). Results and Discussion: The results showed that there was the highest value for dry weight of stigma in irrigation conditions with salinity of 2.29 dS m-1.

In this trait, under the conditions of irrigation with salinity of 2.29 dS m-1, there was no significant difference between the application and non-application levels of nano-fertilizer of Fe; However, in the conditions of irrigation with salinity of 4.49 dS m-1, the application of nano-fertilizer of Fe compared to non-application, caused a significant increase of 32.8% for dry weight of stigma. Comparison of mean for triple interaction showed that in irrigation conditions with salinity of 4.49 dS m-1 and in all levels of bio-fertilizer, the application of nano-fertilizer of Fe compared to control increased the amount of chlorophyll b and RWC, significantly. At both salinity levels of 2.29 and 4.49 dS m-1, by increasing amounts of bio-fertilizer, the amount of carotenoids significantly increased.

Also, at both salinity levels of 2.29 and 4.49 dS m-1 and all levels of bio-fertilizer, the application of Fe nano-fertilizer significantly increased carotenoids compared to conditions of non-application. In irrigation conditions with salinity of 4.49 dS m-1 and at levels of zero and 500 kg ha-1 of bio-fertilizer, the application of Fe nano-fertilizer prevented increasing of proline, significantly and prevented the occurrence of more electrolyte leakage. Conclusion: In the present research, increasing the salinity from 2.29 to 4.49 dS m-1 caused a significant decrease in dry weight of saffron stigma. However, in the conditions of applying irrigation with a salinity of 4.49 dS m-1, the application of iron nano-fertilizer caused a significant increase in dry weight of stigma compared to its non-application. With increasing amounts of bio-fertilizer in both irrigation conditions, the amount of chlorophyll a also increased. In addition, in irrigation conditions with a salinity of 49.4 dS m-1 and at all levels of bio-fertilizer, the application of iron nano-fertilizer significantly increased the amount of chlorophyll b and RWC, compared to the conditions without its application.

Also, in irrigation conditions with salinity of 4.49 dS m-1 and at the levels of zero and 500 kg ha-1 of bio-fertilizer, the application of iron nano-fertilizer significantly prevented the increase of proline and in the same conditions and at all levels of bio-fertilizer, it prevented to do more electrolytes leakage. Based on these results, in order to achieve higher yields in saffron cultivation, irrigation with less saline water is recommended and in case of irrigation with salinity of more than 4.2 dS m-1 in saffron cultivation, the use of iron and bio-fertilizers is recommended to improve the physiological characteristics.