اثر فيلتركيك، بيوچار و باكتري هاي محرك رشد به عنوان كودهاي آلي و زيستي بر برخي شاخص هاي كيفي خاك و رشد گندم

Effects of application of filter cake, biochar and PGPR bacteria as organic- and bio-fertilizers on some soil quality indices and wheat growth

سابقه و هدف: با توجه به اثرات نامطلوب كاربرد كود‌هاي شيميايي در دراز مدت و نيز كمبود مواد آلي در خاك‌هاي ايران، استفاده از كود‌هاي آلي اجتناب ناپذير مي باشد. بسياري از بقاياي گياهي از جمله ضايعات نيشكر را مي‌توان به بيوچار تبديل كرد و به عنوان كود آلي در خاك استفاده نمود. همچنين فيلتركيك از محصولات جانبي تصفيه شكر است كه به عنوان ماده آلي قابل استفاده مي‌باشد. بنابراين پژوهش حاضر با هدف بررسي تاثير كود‌هاي آلي بر برخي خصوصيات خاك و عملكرد گندم و بررسي بهترين تركيب كود‌هاي آلي و باكتري‌هاي محرك بر رشد گندم انجام شد. مواد و روش‌ها: اين تحقيق در گلخانه در قالب طرح كاملاً تصادفي با آرايش فاكتوريل انجام شد. فاكتور‌هاي آزمايش شامل كود آلي در پنج سطح شاهد (Control)، فيلتركيك 20 تن در هكتار(F20)، فيلتركيك 40 تن در هكتار(F40)، بيوچار 36 تن در هكتار(B36)، بيوچار 72 تن در هكتار(B72) و باكتري در سه سطح (شاهد، Cloacae Enterobacter وPaenibacillus Lactis) صورت گرفت. پس از اعمال تيمار‌ها در گلدان‌هاي 5 كيلوگرمي، تعداد 10 بذر گندم رقم چمران در هر گلدان كشت شد. پس از پر شدن دانه، برداشت گياه صورت گرفت و پس از شست و شو خشك گرديد و وزن خشك دانه و غلظت فسفر در آن اندازه‌گيري شد. خصوصيات شيميايي و بيولوژيكي خاك نيز شامل تنفس پايه و برانگيخته ،كربن آلي خاك، كربن زيتوده ميكروبي، كربن قابل اكسيد شدن با پرمنگنات، كربن محلول در آب سرد و داغ، EC ، pH و فسفر اولسن اندازه‌گيري شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد مايه‌زني باكتري سبب كاهش مقدار هدايت الكتريكي و پ.هاش خاك نسبت به تيمار‌هاي بدون باكتري شده است بيشترين مقادير تنفس پايه (75/0 ميلي گرم بر كيلوگرم بر روز) ، فسفر خاك (35/7 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) و كربن آلي (1/13 درصد) در تيمار 40 تن در هكتار فيلتركيك مايه زني‌شده با باكتري باسيلوس ديده شد كه نسبت به تيمار شاهد افزايش قابل ملاحظه‌اي (به ترتيب 73/1 ، 108 و 118 درصد) داشته‌اند. بيشترين مقدار كربن زيتوده ميكروبي (78/2 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) را تيمار 40 تن در هكتار فيلتركيك مايه‌زني شده با باكتري انتروباكتر داشت كه نسبت به تيمار شاهد بيش از دو برابر افزايش نشان داد. همچنين بيشترين مقدار كربن محلول در آب سرد (2707 ميلي‌گرم در كيلوگرم)، كربن محلول در آب داغ (3596 ميلي‌گرم در كيلوگرم) و كربن قابل اكسيد شدن با پرمنگنات (173 ميلي‌گرم در كيلوگرم) مربوط به تيمار 72 تن در هكتار بيوچار مايه‌زني شده با باكتري انتروباكتر بود كه به ترتيب 39/3، 263 و 70/0 درصد نسبت به تيمار شاهد افزايش داشتند. و بيشترين مقدار وزن خشك دانه (5/23 گرم در گلدان) و غلظت فسفر دانه (1/04 درصد) مربوط به تيمار 40 تن در هكتار فيلتركيك مايه‌زني شده با باكتري باسيلوس بود كه به ترتيب 44/6 و 43/5 درصد نسبت به شاهد افزايش داشته است. نتيجه‌گيري: ويژگي‌هاي اندازه‌گيري شده به ويژه وزن خشك و عملكرد گياه بيانگر عملكرد بهتر فيلتركيك نسبت به بيوچار مي‌باشد. با وجود اينكه بيوچار در مقادير وزني بيشتري به كار برده شد، اما كاربرد فيلتركيك در افزايش فسفر اولسن خاك و كربن آلي خاك موثرتر بوده و براي بهبود شاخص‌هاي كيفي خاك توصيه مي‌شود. همچنين نتايج نشان مي‌دهد كه باكتري باسيلوس عملكرد بهتري نسبت به باكتري انتروباكتر از خود نشان داده است و جمع نتايج تيمار 40 تن در هكتار فيلتركيك و مايه‌زني با باكتري باسيلوس را توصيه مي‌‌نمايد.

Background and Objectives: Due to the undesirable effects of using long-term chemical fertilizers and the defection of organic matter in Iranian soils, it is necessary to use of organic fertilizers. Many of the plant remains, including sugar cane, can be transformed into biochars and used as organic fertilizers in the soil. Also, the filter cake is a component of the purification products of sugar that can be used as organic material. Therefore, the present study was conducted with the aim of investigate the effect of organic- and bio-fertilizers on some soil characteristics and wheat yield and to investigate the best combination of organic fertilizers and stimulating bacteria on wheat growth. Materials and Methods: This research was done in greenhouse in a completely randomized design with factorial arrangement. Factors including organic fertilizer (control, filter cake as 20 (F20) and 40 ton ha-1 (F40), and biochar as 36 (B36) and 72 ton ha-1(B72)) and bacteria (control, Enterobacter Cloacae and Paenibacillus Lactis). Five kg pots were prepared and 10 grains of Chamran variety were cultivated. Harvest was carried out after grain filling and some soil properties such as basal and substrate-induced respirations (BR and SIR respectively), soil organic carbon (SOC), microbial biomass carbon (MBC), permanganate oxidable carbon (POC), cold and hot water soluble carbon (CWC and HWC), Olsen phosphorus and also the dry biomass of the plant grains and the amount of P of them were measured. Results: The results showed that bacterial inoculation reduced the amount of electrical conductivity and pH in compared to non-inoculated treatments. The highest amount of BR (75.0 mg kg-1day-1), Olsen phosphorus (35.7 mg kg-1), and SOC (1.13%) were observed in the treatment of F40 inoculated with Bacillus and the highest amount of MBC (78.1 mg kg-1) was observed in soil treated with F40 inoculated with Enterobacter. Also, the highest amount of CWC (2706 mg kg-1), HWC (3596 mg kg-1) and POC (173 mg kg-1) were related to the treatment of B72 inoculated with Entrobacter. The highest amount of dry weight (5.23 g pot-1) and seed phosphorous amount (1.04 %) were related to F40 inoculated with Bacillus. Conclusion: However biochar was applied to soil in higher weight; but, regarding with plant dry weight, soil olsen phosphorus and SOC, filter cake was more efficient and more proper to improve soil quality indices. Also, the results show that Bacillus had better effects than Enterobacter and it is recommendable to use the F40 as organic fertilizer and inoculation the soil with Bacillus for better growth of wheat.