پاسخ کلم بروکلی به کاربرد اصلاح‌کننده نانوبیوچار طبیعی، کم آبیاری و کود آبیاری نیتروژن

سابقه و هدف: در اثر عوامل متعدد از جمله گرمایش جهانی ایجاد شده توسط فعالیت‎‌های انسانی، خشکسالی در بسیاری از مناطق تحت کشت در حال افزایش است که یکی از تهدیدهای اصلی امنیت غذایی جهانی محسوب می‌شود. تنش‌های غیرزیستی مانند کمبود آب به‌شدت بهره‌وری محصول را کاهش می‌دهد. کاربرد راهبردهای استفاده از آبیاری زیرسطحی با کپسول‌های رسی متخلخل و اصلاح‌کننده‌های خاک می‌توانند در کاهش نهاده‌های آب و کود نیتروژن به خاک و همچنین کاهش آثار تنش‌های غیر زیستی بر گیاه نقش اساسی داشته باشند. افزودن بیوچار به خاک می‌تواند خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک را بهبود بخشد. پس از کاربرد بیوچار رطوبت خاک در ناحیه ریشه تحت برنامه آبیاری یکسان افزایش می‌یابد. بیوچار می‌تواند دسترسی گیاه به مواد مغذی خاک را بهبود بخشد و در کاهش ورودی کود به خاک کشاورزی نقش اساسی داشته باشد. مواد و روش‌ها: دو آزمایش در محیط گلخانه (در سال‌های 1398 و 1399) بر روی کلم بروکلی که در خاک‌های الک‌شده و الک‌نشده تیمار شده با نانوبیوچار طبیعی (0 و 10 درصد وزنی نانوبیوچار طبیعی) تحت سه رژیم آبیاری (100، 75 و 50 درصد آبیاری کامل) و دو سطح کود نیتروژنه (300 و 225 کیلوگرم در هکتار) رشد کرده بودند، انجام شد. سیستم آبیاری مورد استفاده در این پژوهش، آبیاری زیرسطحی با کپسول‌های رسی متخلخل بود. تیمارهای آبیاری کامل برای پر کردن مجدد فضای منافذ در ناحیه ریشه تا حد ظرفیت مزرعه آبیاری شدند، در حالی که در تیمارهای کم‌آبیاری گیاهان 50 و 75 درصد آبیاری کامل را دریافت کردند. تیمارهای کود دهی شامل دو سطح کود نیتروژن (یعنی 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) در مرحله نهال، رشد رویشی و سر سبز اعمال شد. ویژگی‌های مورفولوژیک و فیزیولوژیک کلم بروکلی شامل وزن تازه و خشک سرهای جانبی، چگالی سرهای جانبی، غلظت عناصر غذایی، کلروفیل کل و پرولین برگ مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج کاهش معنی‌دار وزن تازه و خشک، چگالی و غلظت عناصر کلسیم و منیزیم در سرهای جانبی و همچنین کلروفیل کل برگ گیاه کلم بروکلی را در گیاهانی که در معرض کم‌آبیاری و سطوح پایین کود نیتروژنه قرار گرفتند نشان داد، در حالی که پرولین برگ به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. کاربرد نانوبیوچار طبیعی در خاک اثرات تنش‌های خشکی و تغذیه‌ای را بر صفات مورفولوژیکی کاهش داد. نتایج نشان داد که کاربرد نانوبیوچار طبیعی در خاک‌های الک‌شده و الک‌نشده بر وزن تر و خشک سر، تراکم سر، کلروفیل کل و پرولین برگ برای هر دو فصل (2019 و 2020) قابل‌توجه بود. ترکیب خاک الک‌شده و الک‌نشده با نانوبیوچار طبیعی باعث بهبود وزن تازه و خشک، چگالی، غلظت عناصر کلسیم و منیزیم، کلروفیل کل و پرولین شد. علاوه‌بر این باعث کاهش معنی دار غلظت پرولین برگ در گیاهان در معرض کم‌آبیاری و کمبود کود نیتروژنه گردید. بیش‌ترین مقادیر وزن تازه و خشک سرجانبی، چگالی سر جانبی، غلظت کلسیم، منیزیم و کلروفیل به‌ترتیب در تیمارهای SNAS+NR2+FI، NNAS+NR2+FI، NUS+NR2+FI، SNAS+NR2+FI، SNAS+NR2+FI و NUS+NR2+FI به مقدار 26/99 گرم، 79/39 گرم، 92/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب، 96/5 میلی‌گرم بر گرم، 52/3 میلی‌گرم بر گرم و 52/2 میلی‌گرم بر گرم به‌دست آمد. همچنین کم‌ترین مقدار پرولین برگ 08/0 میکرومول بر گرم و در تیمار NNAS+NR2+FI به‌دست آمد.نتیجه‌گیری: مطالعه ما برخی از اثرات مفید نانوبیوچار طبیعی را به‌عنوان یک اصلاح‌کننده آلی برای ارتقای بهره‌وری محصول نشان داد. از این‌رو، ادغام افزودن نانوبیوچار طبیعی همراه با کم‌آبیاری و شرایط کمبود کود نیتروژنه می‌تواند به‌عنوان یک رویکرد مناسب و بهینه از نظر صرفه‌جویی در مصرف آب و کود، عملکرد و هزینه در نظر گرفته شود. بنابراین، ترکیب این روش و آبیاری زیرسطحی با سیستم کپسول‌های رسی متخلخل به‌ویژه در مناطق خشکی که اغلب از شرایط کم آبی رنج می برند مفید خواهد بود.