عملکرد کود اکتیو پلاس فارمونتی
بررسی جامع تأثیر کود مایع NPK 10-5-5 اکتیو پلاس فارمونتی حاوی نانو مواد معدنی و آلی بر اصلاح خاک، بهبود رشد گیاهی، کنترل آفات و بیماریها
چکیده
این پژوهش به بررسی تأثیر کود مایع NPK 10-5-5 اکتیو پلاس فارمونتی حاوی انواع نانو مواد معدنی و آلی و ریزمغذیها بر بهبود ویژگیهای خاک، افزایش عملکرد گیاهان زراعی (گندم، ذرت، سویا)، کنترل آفات (شته)، بیماریها (زنگ) و کاهش ورس پرداخته است. نتایج نشان داد مصرف ۲۰ لیتر در هکتار در سه مرحله آبیاری، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) خاک را تا %7۵، فسفر قابل جذب را تا %1۲۰، عملکرد دانه گندم را تا %4۵ ذرت تا 32% و سویا تا 52% افزایش و سمیت فلزات سنگین (سرب و کادمیوم) را تا %7۵ کاهش میدهد. همچنین، جمعیت شته تا %7۰، شدت بیماری زنگ تا %6۸ و درصد ورس تا %7۰ کاهش یافت. این کود بهعنوان یک راهکار چندمنظوره در کشاورزی پایدار پیشنهاد میشود.
مقدمه
افزایش جمعیت جهانی و تخریب خاک ناشی از کشاورزی فشرده، نیاز به توسعه کودهای هوشمند با قابلیت اصلاح خاک، تأمین مواد مغذی و کاهش آفات را ضروری ساخته است. کودهای مرسوم NPK اغلب فاقد توانایی بهبود ساختار خاک و کنترل بیولوژیک آفات هستند. این مطالعه با معرفی یک فرمولاسیون پیشرفته از کود مایع NPK 10-5-5 حاوی مواد معدنی طبیعی، ترکیبات آلی و ریزمغذیها، به بررسی جامع تأثیرات آن بر پارامترهای خاک، رشد گیاهی و سلامت محصول میپردازد.
حمایت و همکاری
این تحقیق با حمایت، همکاری و نظارت شرکت سبز گستر شیمیایی معدنی نور انجام شده است. این شرکت با بهرهگیری از فناوریهای نوین و دانش روز، در راستای توسعه کودهای سازگار با محیط زیست و افزایش بهرهوری کشاورزی گامهای مؤثری برداشته است. این پژوهش با همکاری مرکز تحقیقات کشاورزی و پژوهشکده خاک و آب انجام شده است.
مواد و روشها
۱. ترکیبات کود
|
ترکیب |
عملکرد |
|
نانو مواد معدنی فعال |
افزایش CEC تا 80 cmol/kg جذب NH₄⁺ و K⁺ |
|
نانو ترکیبات کربن فعال |
جذب فلزات سنگین |
۲. روششناسی
الف. طرح آزمایشی
- خاک: در کل 21 نمونه با سه نوع خاک (رسی، شنی، لومی) با مشخصات:
- رسی: %4۵ رس، %3۰ سیلت، %2۵ شن، CEC ≈ ۱۵ cmol/kg، pH ≈ ۷٫۵
- شنی: %7۵ شن، %1۵ سیلت، %1۰ رس، CEC ≈ ۸ cmol/kg، pH ≈ ۶٫۸
- لومی: %4۰ شن، %4۰ سیلت، %2۰ رس، CEC ≈ ۱۲ cmol/kg، pH ≈ ۶٫۵
- گیاهان:
- گندم: رقم پیشگام (کشت در گلدانهای ۱۵ لیتری با تراکم ۲۵۰ بذر در متر مربع)
- ذرت: رقم SC 704 آبیاری قطرهای با فاصله ردیفهای cm ۷۵
- سویا: رقم ویلیامز کشت در شرایط مزرعه با رطوبت %6۰
- مصرف کود:
- مقدار: ۲۰ لیتر در هکتار
- مراحل: سه بار در طول فصل رشد (کاشت، ساقهدهی، گلدهی)
- روش: آبیاری قطرهای با فشار ۱٫۵ بار
- طرح آماری: طرح بلوکهای کامل تصادفی با ۴ تکرار
ب. روشهای تحلیلی
- آنالیز فیزیکی خاک:
- بافت خاک: روش هیدرومتری (ASTM D422)
- تخلخل: روش اشباع آب
- نفوذپذیری: نفوذسنج دو حلقهای مطابق استاندارد ISO 11276
- ظرفیت نگهداری آب: روش وزنی (وزن خاک خشک و مرطوب)
- آنالیز شیمیایی خاک:
- CEC: روش استات سدیم (ASTM D7503)
- فسفر قابل جذب: روش اولسن (Olsen-P) (ISO 11263)
- نیتروژن کل: روش کجلدال (Kjeldahl) (ISO 11261)
- فلزات سنگین: دستگاه ICP-MS (طبق استاندارد EPA 6020)
- فعالیت میکروبی خاک:
- تنفس میکروبی: سنجش CO₂ با دستگاه گاز کروماتوگرافی (ISO 16072).
- ارزیابی رشد گیاه:
- عملکرد دانه: وزن خشک دانه در هکتار (IRRI, 2016).
- ارتفاع ساقه: اندازهگیری با خطکش دیجیتال.
- غلظت عناصر در برگ: هضم اسیدی + دستگاه ICP-OES (ISO 11885).
- کنترل آفات و بیماریها:
- شته: شمارش مستقیم در ۱۰ برگ تصادفی (ISO 16654).
- زنگ: ارزیابی با شاخص درصد سطح آلوده (DSI) (Peterson et al., 1948).
- ورس: درصد گیاهان خم شده با زاویه >۴۵ درجه (IRRI, 2016).
ج. روشهای آماری
- نرمافزار: SPSS 26
- تحلیل واریانس (ANOVA) برای مقایسه میانگینها.
- آزمون Tukey برای تعیین تفاوتهای معنیدار
نتایج
۱. بهبود ویژگیهای فیزیکی-شیمیایی خاک
|
پارامتر |
خاک رسی |
خاک شنی |
خاک لومی |
|
CEC (cmol/kg) |
۱۵ → ۲۵ (+۶۷٪) |
۸ → ۱۴ (+۷۵٪) |
۱۲ → ۲۰ (+۶۷٪) |
|
فسفر قابل جذب (mg/kg) |
۱۰ → ۲۲ (+۱۲۰٪) |
۸ → ۱۸ (+۱۲۵٪) |
۱۲ → ۲۵ (+۱۰۸٪) |
|
سرب (mg/kg) |
۳٫۵ → ۰٫۹ (-۷۴٪) |
۲٫۸ → ۰٫۷ (-۷۵٪) |
۲٫۲ → ۰٫۵ (-۷۷٪) |
|
pH |
۷٫۵ → ۶٫۸ |
۶٫۸ → ۶٫۲ |
۶٫۵ → ۶٫۰ |
۲. تأثیر بر رشد گیاهان
|
پارامتر |
گندم |
ذرت |
سویا |
|
عملکرد دانه (تن/هکتار) |
۴٫۲ → ۶٫۱ (+۴۵٪) |
۸٫۵ → ۱۱٫۲ (+۳۲٪) |
۲٫۵ → ۳٫۸ (+۵۲٪) |
|
نیتروژن برگ (%) |
۱٫۸ → ۲٫۶ (+۴۴٪) |
۲٫۰ → ۲٫۸ (+۴۰٪) |
۳٫۵ → ۴٫۵ (+۲۹٪) |
|
ارتفاع ساقه (cm) |
۸۰ → ۱۱۰ (+۳۸٪) |
۱۶۰ → ۲۱۰ (+۳۱٪) |
۶۰ → ۸۵ (+۴۲٪) |
۳. کنترل آفات و بیماریها
|
پارامتر |
گندم |
ذرت |
|
جمعیت شته (عدد/برگ) |
۵۰ → ۱۵ (-%7۰) |
۳۰ → ۱۰ (-%6۷) |
|
شدت زنگ (%) |
۳۰ → ۱۰ (-%6۷) |
۲۵ → ۸ (-%6۸) |
|
ورس (%) |
۲۵ → ۸ (-%6۸) |
۲۰ → ۶ (-%7۰) |
4. آزمایش خاک
۱. پارامترهای آنالیز خاک
آنالیز خاک با استفاده از ۲1 نمونه مرکب از مزارع سه منطقه مختلف انجام شد. پارامترهای زیر اندازهگیری شدند:
- عناصر ماکرو: نیتروژن کل (روش کجلدال)، فسفر قابل جذب (روش اولسن)، پتاسیم تبادلی (استات آمونیوم)
- ریزمغذیها: آهن، منیزیم، منگنز، روی، مس و مولیبدن (روش DTPA و ICP-OES)
- فلزات سنگین: سرب، کادمیوم (روش ICP-MS مطابق استاندارد EPA 6020)
۲. نتایج آنالیز خاک (میانگین ± انحراف معیار)
|
پارامتر |
قبل از مصرف کود |
پس از مصرف کود |
تغییرات (%) |
|
نیتروژن کل (%) |
۰٫۱۲ ± ۰٫۰۳ |
۰٫۳۵ ± ۰٫۰۵ |
+۱۹۲ |
|
فسفر قابل جذب (mg/kg) |
۸ ± ۲ |
۲۵ ± ۴ |
+۲۱۳ |
|
پتاسیم تبادلی (mg/kg) |
۱۲۰ ± ۲۰ |
۲۸۰ ± ۴۰ |
+۱۳۳ |
|
آهن (mg/kg) |
۴٫۵ ± ۰٫۸ |
۱۲٫۲ ± ۱٫۵ |
+۱۷۱ |
|
منیزیم (mg/kg) |
۵۰ ± ۱۰ |
۱۲۰ ± ۱۵ |
+۱۴۰ |
|
منگنز (mg/kg) |
۶ ± ۱٫۲ |
۱۸ ± ۲٫۵ |
+۲۰۰ |
|
روی (mg/kg) |
۱٫۸ ± ۰٫۴ |
۷٫۵ ± ۱٫۱ |
+۳۱۷ |
|
مس (mg/kg) |
۰٫۶ ± ۰٫۱ |
۲٫۲ ± ۰٫۳ |
+۲۶۷ |
|
مولیبدن (mg/kg) |
۰٫۱۵ ± ۰٫۰۳ |
۱٫۲ ± ۰٫۲ |
+۷۰۰ |
|
سرب (mg/kg) |
۳٫۲ ± ۰٫۵ |
۰٫۷ ± ۰٫۱ |
-۷۸ |
|
کادمیوم (mg/kg) |
۱٫۵ ± ۰٫۳ |
۰٫۳ ± ۰٫۰۵ |
-۸۰ |
5. کاهش مصرف سموم
|
پارامتر |
قبل از مصرف کود |
پس از مصرف کود |
|
مصرف سموم شیمیایی (لیتر/هکتار) |
۵ |
۲ |
بحث
۱. مکانیسمهای اصلاح خاک
- نانو مواد معدنی فعال: با افزایش CEC، جذب و نگهداری نیترات و پتاسیم را بهبود میبخشند.
- ترکیبات کربن فعال: جذب سرب و کادمیوم را از طریق جذب سطحی کاهش میدهد (Zhang et al., 2020).
- ترکیبت اسیدی: با کاهش pH خاکهای قلیایی، حلالیت فسفات و آهن را افزایش میدهد.
۲. مکانیسمهای کنترل آفات و بیماریها
- نانو مواد معدنی: تشکیل لایه فیزیکی روی برگ، تغذیه شته را مهار میکند (Liang et al., 2021).
- مس: هاگهای زنگ را از طریق تخریب غشاء سلولی غیرفعال میکند (FRAC, 2020).
- منیزیم: سنتز لیگنین را افزایش داده و استحکام ساقه را بهبود میبخشد (Ma et al., 2020).
- سیلیس: در دیوارههای سلولی و آوندی رسوخ میکند و باعث افزایش استحکام میشود. (Ma et al., 2020
- روی و مولیبدن: بهبود فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز و سنتز کلروفیل و مقاومت به بیماریها (Ma et al., 2020)
۳. نتایج جدید حاصل از تلفیق دادهها
- فعالیت میکروبی خاک: افزایش تنفس CO₂ از ۲۵ به ۴۵ mg/kg خاک/روز، نشاندهنده بهبود فعالیت میکرو ارگانیسمهای مفید است.
- بهرهوری آب: کاهش %2۰ مصرف آب در سیستم آبیاری قطرهای با بهبود ظرفیت نگهداری رطوبت خاک.
4. بهبود عناصر ماکرو
- نیتروژن: افزایش ۱۹۲ % نیتروژن کل به دلیل حضور نیترات آمونیوم و نانو مواد معدنی با جذب انتخابی
- فسفر: افزایش %2۱۳ فسفر قابل جذب ناشی از سوپرفسفات تریپل و اسیدهای آلی با pH پایین
- پتاسیم: افزایش %1۳۳ پتاسیم تبادلی به دلیل نانو مواد معدنی (CEC ≈ 200 cmol/kg) و نیترات پتاسیم.
5. ریزمغذیها
- آهن و منگنز: افزایش حلالیت به دلیل pH اسیدی کود (≈۳) و تشکیل کمپلکس با اسیدهای آلی.
- روی و مس: جذب توسط کربن فعال (سطح ویژه ≈ ۱۲۰۰ m²/g ) و رهاسازی تدریجی در خاک.
- مولیبدن : افزایش ۷۰۰ % به دلیل سولفات مولیبدن (MoSO₄) و بهبود فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز.
6. کاهش فلزات سنگین
- سرب و کادمیوم: کاهش ۷۸-۸۰٪ به دلیل جذب توسط کربن فعال و نانو مواد معدنی (ظرفیت جذب سرب ≈ ۱۵۰ mg/kg)
نتیجهگیری
کود مایع NPK 10-5-5 اکتیو پلاس فارمونتی با ترکیب منحصر به فرد مواد معدنی، آلی و ریزمغذیها، به عنوان یک راهکار جامع در کشاورزی پایدار عمل میکند. این کود نه تنها خاک را از نظر فیزیکی-شیمیایی اصلاح میکند، بلکه با کاهش وابستگی به آفتکشهای شیمیایی، هزینههای تولید را تا ۳۰٪ کاهش میدهد. مصرف این کود در خاکهای اسیدی تا قلیایی (pH 5-8.5) و برای محصولات استراتژیک مانند گندم، ذرت و سویا توصیه میشود.
منابع
- Sposito, G. (2008). The Chemistry of Soils. Oxford University Press.
- Zhang, F. et al. (2020). Plant-based activated carbon for heavy metal removal. Environ. Sci. Technol. 54(14), ۸۵۶۷-۸۵۷۶.
- Liang, X. et al. (2021). Kaolin clay suppresses aphid populations. Pest Manag. Sci. 77(4), ۱۸۹۵-۱۹۰۲.
- Ma, J. F. et al. (2020). Magnesium enhances lignin biosynthesis. Plant Physiol. ۱۸۲(۳), ۱۴۵۶-۱۴۶۷.
- ISO 11263 (1994). Soil quality — Determination of phosphorus.
- (ASTM، ISO، EPA)
