تاثیر ورمی کمپوست و بیوچار بر رشد، ویژگی های بیوشیمیایی و غلظت عناصر برگی نهال ارس (Juniperus excelsa M. Bieb.) تحت رژیم های مختلف آبیاری

مقدمه و هدف: ارس (Juniperus excelsa M. Bieb) درختی دیرزی و مقاوم به شرایط سخت محیطی است که در ارتفاعات می روید. این گونه به دلیل ارزش های زیست محیطی، دارویی و صنعتی، نقش مهمی در بوم­سازگان های کوهستانی دارد. با این حال، کاهش بارندگی و تغییرات اقلیمی، بقای آن را تهدید کرده اند؛ از این ­رو، بهبود روش های مدیریتی و تغذیه ای برای افزایش مقاومت نهال های ارس در برابر خشکی ضروری است. بکارگیری اصلاح کننده هایی مانند بیوچار و ورمی کمپوست، روشی موثر برای کاهش اثرات تنش خشکی در گیاهان به شمار می رود. بیوچار و ورمی کمپوست با بهبود ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک، به کاهش اثرات تنش خشکی و تقویت رشد گیاه کمک می کنند. اگرچه اثرات جداگانه این مواد بر گیاهان مختلف بررسی شده، اما تاثیر همزمان آن ها بر گونه های مقاومی مانند ارس در مناطق خشک کمتر بررسی شده است. این پژوهش با هدف بررسی اثرات جداگانه و ترکیبی بیوچار و ورمی کمپوست بر رشد، ویژگی های بیوشیمیایی و غلظت عناصر برگی نهال های ارس تحت سطوح مختلف آبیاری انجام شد.مواد و روش ها: این پژوهش روی نهال های دوساله ارس به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی، در شرایط گلخانه ای دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران (کرج) انجام شد. نهال ها تحت سه سطح آبیاری شامل ۱۰۰ درصد (آبیاری کامل یا شاهد)، ۷۵ درصد (تنش ملایم خشکی) و ۵۰ درصد ظرفیت زراعی خاک (تنش شدید خشکی) قرار گرفتند. همچنین، تیمارهای اصلاح کننده خاک شامل بیوچار (پنج درصد حجم گلدان)، ورمی کمپوست (۱۵ درصد حجم گلدان)، ترکیب بیوچار (۵/۲ درصد) با ورمی کمپوست (۵/۷ درصد) و شاهد (بدون اصلاح کننده خاک) اعمال شد. صفات مورد بررسی شامل وزن گیاه، محتوای کلروفیل، پرولین، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و غلظت عناصر پرمصرف در برگ بود.یافته ها: نتایج این پژوهش نشان داد که در نبود بیوچار و ورمی کمپوست، تنش خشکی در سطح ۵۰ درصد ظرفیت زراعی خاک موجب کاهش معنی دار شاخص های رشدی و تغذیه ای نهال های ارس شد؛ به طوری که در نبود بیوچار و ورمی­کمپوست، وزن اندام هوایی ۲۶ درصد، وزن ریشه ۲۰ درصد، کلروفیل کل ۱۸ درصد، عملکرد اسانس ۲۴ درصد، نیتروژن برگ ۲۹ درصد، فسفر برگ ۲۵ درصد و پتاسیم برگ ۲۸ درصد کاهش نسبت به تیمار ۱۰۰ درصد ظرفیت زراعی یافت. در مقابل، این سطح از تنش خشکی موجب افزایش محتوای پرولین به مقدار ۲۴ درصد و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز به­ترتیب ۹۷ و ۱۰۵ درصد شد. همچنین، کاربرد ترکیبی ورمی کمپوست و بیوچار نسبت به کاربرد جداگانه هر یک، اثرات بهتری در بهبود شاخص های مورد بررسی داشت؛ به طوری که در تیمار تنش ۵۰ درصد ظرفیت زراعی، ترکیب این دو ماده موجب افزایش وزن اندام هوایی ۱۵ درصد، وزن ریشه ۱۴ درصد، کلروفیل کل ۱۳ درصد، پرولین ۱۲ درصد، درصد اسانس ۱۱ درصد، عملکرد اسانس ۲۵ درصد و غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم برگ به­ترتیب ۲۴، ۲۱ و ۲۲ درصد نسبت به شرایط عدم استفاده آنها شد.نتیجه گیری: هرچند تنش خشکی در سطح ۵۰ درصد ظرفیت زراعی سبب کاهش محسوس در رشد گیاه ارس شده و همچنین موجب کاهش جذب عناصر غذایی در برگ های آن می شود، اما نتایج نشان می دهد که استفاده همزمان از ورمی کمپوست و بیوچار تحت شرایط تنش خشکی شدیدتر، یعنی در سطح ۷۵ درصد ظرفیت زراعی، می تواند تاثیرات منفی خشکی را به­طور قابل­توجهی کاهش دهد. این ترکیب بهبود زیادی در شاخص­های رشد گیاه، افزایش جذب عناصر غذایی ضروری در برگ ها و همچنین بهبود عملکرد تولید اسانس در نهال های ارس ایجاد می کند. به­ واسطه این تاثیرات مثبت، بهره وری آب در این شرایط، که معمولا تحت­تنش قرار دارد، ارتقاء یافته و نشان می دهد که این روش، علاوه بر اینکه از نظر زیست محیطی پایدار است، روشی موثر و اقتصادی برای مدیریت تنش خشکی به­شمار می آید. این یافته ها نشان می­دهد که کاربرد همزمان ورمی کمپوست و بیوچار می تواند راهکاری عملی و قابل اطمینان برای حفظ سلامت و افزایش عملکرد نهال های ارس در مناطق خشک و نیمه خشک باشد و به­عنوان بخشی از برنامه های احیای جنگل و بهبود کاشت در شرایط محدودیت آبی توصیه شود.

کلیدواژه ها:

اصلاح کننده خاک ، تنش خشکی ، فعالیت آنزیمی ، عملکرد اسانس