تأثير منابع كودي (شيميايي، زيستي و تلفيقي) و رژيم ­هاي كم ­آبياري بر ويژگي­ هاي كيفي علوفه و ميزان تريگونلين در شنبليله (Trigonella foenum- graecum L.)

Effects of different fertilizing systems (chemical, biological and integrated) and irrigation regimes on the qualitative characteristics of forage and trigonelline content in fenugreek (Trigonella foenum- graecum L.)

سابقه و هدف: استفاده گسترده از كودهاي شيميايي در دهه هاي اخير و پيامدهاي منفي ناشي از كاربرد اين مواد، موضوعي است كه امروزه همچنان مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد. بدين منظور جايگزيني كودهاي زيستي و آلي با كودهاي شيميايي و يا تلفيقي مناسب از آن ها، به منظور افزايش حاصل­خيزي خاك در كشاورزي پايدار و همچنين تامين سلامت دام امري ضروري به نظر مي رسد. از سويي تنش خشكي، مهم ­ترين عامل غير زنده است كه رشد و توليد گياهان را به ويژه در مناطق خشك و نيمه خشك محدود مي سازد و با تاثير روي جذب مواد غذايي از طريق ريشه موجب كاهش كيفيت علوفه مي شود. به همين دليل شناسايي روشهاي نوين آبياري و كم آبياري مي تواند پيامدهاي ناشي از مشكل كم آبي را كاهش دهد. بنابراين استفاده از بهترين سطوح كودهاي زيستي و تلفيقي همراه با نظام كم آبياري، براي افزايش كيفيت علوفه و ميزان تريگونلين از هدف هاي مهم اين تحقيق به ­شمار مي رود. مواد و روش‌ها: آزمايشي به صورت كرت‌هاي خرد شده در قالب طرح پايه بلوك‌هاي كامل تصادفي در سه تكرار در سال زراعي 91-1390 در مزرعه تحقيقاتي پرديس كشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه تهران اجرا شد. كرت‌هاي اصلي شامل رژيم آبياري در سه سطح: آبياري كامل (تامين100%)، كم آبياري متوسط (تامين 75%) و كم آبياري شديد (تامين 50% نياز آبي گياه برحسب تبخير و تعرق هفتگي) و كرت‌هاي فرعي در بردارنده سطوح مختلف كودي ( بر پايه نتايج تجزيه خاك) در شش سطح (شاهد، 100%كود شيميايي، 100%كود زيستي، كود زيستي +100% كود شيميايي، كود زيستي +75% كود شيميايي و كود زيستي +50% كود شيميايي) بود.نتايج و بحث: با افزايش تنش خشكي، درصد پروتئين، كربوهيدرات­هاي محلول در آب، الياف نامحلول در شوينده هاي اسيدي و خنثي، درصد خاكستر و ميزان تريگونلين افزايش و ديگر صفات كاهش يافت. اين امر نشان داد كه با اعمال تنش خشكي كيفيت علوفه گياه شنبليله بدليل افزايش الياف نامحلول در شوينده هاي اسيدي و خنثي كاهش مي يابد كه اين موضوع با كاهش قابليت هضم علوفه همراه است. كاربرد كودهاي زيستي و تلفيقي موجب كاهش فيبرهاي نامحلول و افزايش قابليت هضم علوفه شد. اگرچه تنش خشكي سبب افزايش ميزان تريگونلين ‌شد اما از سوي ديگر تاثير منفي روي بسياري از عامل­ هاي موثر بر رشد گياه مانند ميزان ماده خشك قابل هضم، جذب عنصرهاي كاني (معدني) وحتي عملكرد ماده موثره داشت. بيشترين درصد ماده خشك قابل هضم، درصد عنصرهاي كاني و عملكرد تريگونلين از تيمار آبياري كامل و استفاده از كود تلفيقي (Bio75% و Bio50%) و بالاترين درصد پروتئين خام و درصد كربوهيدرات هاي محلول از تيمار كم آبياري شديد و استفاده از كود تلفيقي (Bio100%) به دست آمد.نتيجه ­گيري: بنابر نتايج اين تحقيق در همه شرايط و به ­ويژه در شرايط تنش، تاثيرگذاري كودهاي تلفيقي به مراتب بيشتر از كودهاي زيستي و شيميايي بود. استفاده از كودهاي تلفيقي ‌توانست تأثير زيانبار كم آبي را تا حدي خنثي و بالاترين كيفيت علوفه و متابوليت ثانويه را تأمين كند. اين امر مبين آن است كه باكتري هاي تثبيت كننده نيتروژن (ازتوباكتر) و باكتري هاي حل كنندة فسفات (سودامونانس) موجب افزايش كارايي يكديگر شدند و با كاربرد اين كودها عملكرد كمي و كيفي بيشتري در مقايسه با ديگر نظام ها كودي به دست آمد. سيستم كم آبياري متوسط در منطقه كرج به علت صرفه جويي در كاربرد آب و تاثير منفي كم، نتيجه شايان پذيرشي داشت، كه مي تواند براي افزايش پايداري نظام‌هاي كشاورزي در مناطق خشك و نيمه خشك مورد توجه قرار گيرد. به نظر مي رسد با توجه به تأثير مثبت استفاده از شنبليله براي دام، از اين گياه مي توان به عنوان يك علوفه دارو و مكمل غذايي در جيره غذايي دام استفاده شود.

Introduction: The widespread use of chemical fertilizers and their effects on agricultural products is an issue that is still being studied and discussed. An important subject for study is the replacing of biofertilizers and organic fertilizers with chemical fertilizers and the application of integrated fertilizers to increase soil fertility in sustainable agriculture and for livestock (Wu, et al., 2005). Integrated fertilizing systems are more reliable than conventional fertilizers in producing better quality and higher quantities of whole forage in arid environments with water stress or a water deficit irrigation system. (Jahanian, 2012). On the other hand, drought stress is the most important abiotic factor that limits growth and development of plants in arid and semi-arid areas. Water stress conditions can also effect the root’s ability to uptake nutrients and leads to decreased forage quality. Evaluating new methods of irrigation and deficit irrigation systems can reduce the adverse effect of drought stress (Keshavarz Afshar et al. 2012). Therefore, the study of different fertilizing systems along with irrigation regimes is the main goal of this research in order to improve forage quality and trigonelline content in fenugreek plants. Materials and methods: A field experiment using a split plot on a RCB design with three replications was conducted at the Research Farm of the College of Agriculture, University of Tehran, in Karaj, Iran during the 2012 growing season. Treatments consisted of three levels of irrigation protocols assigned to the main plots as follows: complete irrigation (providing 100%), moderate drought stress (providing 75%) and severe drought stress (providing 50% of weekly evaporation). Six levels of fertilizing systems assigned to the subplots consisted of: a control, chemical fertilizer, biological fertilizer (seeds inoculated by Pseudomonas and Azotobacter), and three different integrated fertilizers: bio+100% chemical, bio+75% chemical and bio+50% chemical. Results and discussion: By increasing the drought severity, the percentage of CP, WSC, NDF, ADF, ash and trigonelline concentrations increased while the percentage of DDM, mineral contents and trigonelline yield followed a decreasing trend. By increasing NDF and ADF, forage quality was reduced. This reduction also came with a decrease in DDM. Drought stress caused an increase in the trigonelline, while most of the growth parameters in the fenugreek plant decreased. The highest values for DDM, mineral contents and trigonelline yield were achieved with full irrigation treatment accompanied by integrated fertilizer (Bio75% and Bio50%). The highest percent of CP, WSC and trigonelline was measured in severe drought stress together with Bio100%. Conclusion: The results of this experiment indicated that the integrated fertilizers were more efficient than bioand chemical fertilizers. They could mitigate the adverse effect of drought stress and produced the highest forage quality and secondary metabolite. These characters along with less use of chemical fertilizers produced the highest yield in quality and quantity compared to the other fertilization systems. Under the conditions in Karaj, it seems that application of integrated fertilizers along with moderate deficit irrigation (providing 75% of weekly evaporation), due to less water consumption and less negative effect on yield and forage quality, can be suggested for a sustainable agricultural system in arid and semi-arid areas like Karaj, Iran. Fenugreek, due to its dual positive characteristics, can be suggested as a medicinal-forage crop for livestock.