تاثيرمقادیر مختلف محلول غذايي و رقم در کشت هایدروپونیک کاهو

تاثيرمقادیر مختلف محلول غذايي و رقم در کشت هایدروپونیک کاهو

سید علی امامی

چكيده:

در اين مطالعه اثرات فاكتورهاي رشد بر روي عملكرد (تعداد برگ قابل مصرف،تعداد برگ غير قابل مصرف، وزن تر كل، وزن خشك كل و ميزان كلروفيل) دو رقم كاهو Lollorossaو Rachel در دو محلول غذايي متفاوت در يك طرح فاكتوريل (2*2) و در كشت بدون خاك به روش NFT در گلخانه شيشه‌اي دانشگاه گيلان مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان داد كه اثر رقم بر روي وزن خشك كل، وزن برگ غير قابل مصرف و وزن تر كل معني‌دار نبود ولي اثر رقم بر روي ميزان كلروفيل در سطح 1% و اثر رقم بر روي تعداد برگ مصرفي در سطح 5% معني‌دار بود. همچنين اثر محلول غذايي بر روي وزن خشك كل ، ميزان كلروفيل و تعداد برگ غير قابل مصرف معني‌دار نبود ولي بر روي تعداد برگ قابل مصرف در سطح 5% و بر روي وزن تر كل در سطح 1% معني‌دار بود. همچنين اثرات متقابل رقم ومحلول غذايي بر روي تمام صفات مورد سنجش معني دار نبود. در مجموع محلول پيشنهادي، اثر بيشتري را بر روي پارامترهاي رشد سبب گرديد و اين اثر در رقم راشل شديدتر بود.

واژه هاي كليدي: كاهو، عملكرد،NFT، محلول غذايي، رقم

مقدمه:

در طي سالهاي گذشته، استفاده از کشت‌هاي بدون خاک، براي توليد سبزي‌ها افزايش يافته است. زيرا با استفاده از اين روش مي‌توان از مساحت و حجم گلخانه به نحو بهتر استفاده نمود، همچنين بر مسائل ناشي از خاک غلبه کرد[9،10 ]. تاکنون تحقيقات زيادي بر روي محصولات مختلف اعم از خيار، گوجه فرنگي، کاهو و غيره در سيستم‌هاي كشت بدون خاك انجام گرفته است. کاهو و بسياري از محصولات برگي در بسياري از کشورها به صورت تجاري با استفاده از روش NFT توليد مي‌شوند [5،10،13،14]. اين تکنيک روش موثري در کنترل آب و اطمينان از کيفيت کاهوي توليد شده است[2،13].
روش NFT[1] چرخش ساده محلول غذائي بر روي ريشه‌هاي لخت گياهان، به جهت فراهم نمودن مواد غذائي کافي و تهويه براي گياهان است. گياهان معمولا در لوله‌هاي شيب‌دارقرار داده مي‌شوند، و محلول غذائي به ابتداي لوله وارد مي‌شود. در انتهاي لوله نيز محلول غذائي اضافي از طريق کانال ديگري جمع‌آوري شده و در داخل تانک ريخته مي‌شود و دوباره به داخل لوله‌هاي محلول پمپ مي‌شود. pHو EC محلول غذائي در تانک اندازه‌گيري، و تنظيم مي‌شود. در اين تكنيك تجزيه آب مورد استفاده لازم بوده و بدين ترتيب ميزان سختي آب، ميزان اسيديته، هدايت الکتريکي و همچنين ميزان کل املاح محلول را اندازه‌گيري مي‌نمايند، سپس بر اساس اين تجزيه، محلول غذائي مورد نياز تهيه مي‌گردد[10،15،21].

مواد و روش‌ها:

در اين آزمايش اثر دو سطح متفاوت محلول غذايي بر روي فاکتورهاي رشد و عملکرد محصول در دو رقم کاهوي Lollorossa و Rachel در دي ماه 1381 و در گلخانه شيشه‌اي دانشكده كشاورزي دانشگاه گيلان مورد بررسي قرار گرفت. در اين آزمايش تيماراول شامل رقم Lollorossa (B1)و رقم Rachel (B2) و تيمار دوم شامل محلول غذايي يك (A1) و محلول غذايي دو (A2)بود.در ابتدا بستر و سيني‌هاي کاشت به مدت 4 ساعت و در آب 100 درجه ضد عفوني گرديد. بستر کاشت شامل اسفنج‌هايي به ابعاد 5х5х5 سانتي‌متر بود که در وسط آن سوراخي به عمق 3-4 سانتي‌متر ايجاد گرديد. بذر دو رقم کاهو پس از ضد عفوني با بنوميل دو در هزار در داخل اسفنج‌هايي که از قبل با بخارآب ضد عفوني شده بودند قرار گرفتند. سپس اسفنج‌ها در داخل سيني‌هايي به ابعاد 40х60 سانتي‌متر چيده شده و در داخل اتاقک رشد قرار داده شدند[11،16،26]. تا روز پنجم يعني زماني که کوتيليدون ظاهر شود بذور فقط با آب خالص آبياري گرديدند و پس از آن نشاها با محلول رقيق شده غذايي هر 48 ساعت يکبار آبياري گرديدند[16،20]. پس از طي 17 روز نشاها در مرحله سه برگي حقيقي به سيستم NFT گلخانه شيشه‌اي منتقل گرديدند[6،5]. در اين تكنيك از كشت بدون خاك تعداد 16 عدد ريل به ابعاد 4/.х 6/х 75/5 متر بر روي سکوهايي به ارتفاع 120 سانتي‌متر و با شيب 1% نصب گرديد[10،12،16]. تعداد 15 گياه در هر يك از بسترها کشت گرديد و فواصل بين آنها جهت جلوگيري از تابش نور خورشيد، و رشد جلبک با ورقه‌هاي پلي‌اتيلني سياه رنگ پوشانيده شد[2،4،8،10].
با توجه به اينکه آب مصرفي در اين روش از آب شهري بوده و ميزان عناصر غذايي آن در طول سال تغيير مي‌يافت جهت جلوگيري از ايجاد هر گونه سميت يا کمبود اقدام به تجزيه آب گرديد. بوسيله اين تجزيه ميزانpH، EC ، سختي آب، ميزان منيزيم و کلسيم تعيين گرديد[5،10]. در اين تحقيق از دو فرمول غذايي استفاده گرديد. فرمول شماره يک فرمول van zinderen Bakkerدر مورد کاهو بوده است[1،10]. فرمول شماره دو فرمولي پيشنهادي بوده که تعدادي از عناصرآن تعديل يافته است.
اين فرمول‌ها با توجه به آناليز آب و به صورت غليظ شده تهيه گرديدند. pH و ECمحلول غذائي هر دو روز يک بار کنترل، و در صورت لزوم با اضافه نمودن اسيد سولفوريک، اسيد نيتريک و هيدروکسيد پتاسيم، دوباره در حد معمول تنظيم مي‌شد[3،9،24]. هر هفته محلول غذائي قديمي تخليه و محلول غذائي تازه اضافه مي‌گرديد[24،15]. درجه حرارت و رطوبت نسبي، به صورت روزانه اندازه‌گيري و ثبت گرديد[5].مقدار كلروفيل بافتها با استفاده از كلروفيل متر مدل Minolta SPAD 502اندازه‌گيري گرديد [5،18] ميزان رطوبت بافتها نيز از خشک کردن نمونه در دماي 70 درجه به مدت 72 ساعت در آون اندازه‌گيري گرديد. بوته‌ها پس از گذشت حدود هشت هفته جهت انجام اندازه‌گيري نهائي برداشت و به آزمايشگاه منتقل گرديدند[5،23]. در اولين روز انتقال نشاء‌ها به سيستم، همچنين در روز بيستم، روز چهلم و يک روز قبل از برداشت، صفات کمي از قبيل، ميزان كلروفيل، وزن تر كل، وزن خشك كل، تعداد برگ قابل مصرف و تعداد برگ غير قابل مصرف اندازه‌گيري گرديد. [24،17،15،5].داده‌ها توسط نرم افزار SASدر سطح 05/0 تجزيه و تحليل گرديدند.

نتايج:

1- بررسي اثرات رقم و محلول غذايي بر روي ميزان كلروفيل: اثر محلول غذايي بر روي شاخص ميزان كلروفيل و اثر متقابل محلول غذايي و رقم بر روي ميزان كلروفيل در سطح احتمال 5% معني‌دار نبوده ولي اثر رقم بر روي ميزان كلروفيل در سطح احتمال 1% معني دار بوده است. با توجه به نتايج مقايسه ميانگين بيشترين ميزان كلروفيل (33) مربوط به تيمار A2B2 مي‌باشد، كه با تيمار A1B2 در سطح 5% اختلاف معني‌داري نداشته و هر دو در سطح (a) قرار مي‌گيرند. در صورتي‌كه كمترين ميزان كلروفيل (9/18) مربوط به تيمار A1B1 است، كه با تيمار A2B1در سطح 5% اختلاف معني‌داري ندارد. بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت كه ارقام مختلف ميزان كلروفيل‌هاي متفاوتي را دارا مي‌باشند. و در اين آزمايش رقم Rachelچه در محلول غذايي يك وچه در محلول غذايي دو داراي بيشترين ميزان كلروفيل است.
2- بررسي اثرات رقم و محلول غذايي بر روي وزن تر كل: نتايج داده ها نشان داد كه اثر رقم بر روي وزن تر كل در سطح 5% اختلاف معني داري نبود، ولي اثر محلول غذايي بر روي وزن تر كل در سطح 1% اختلاف معني‌داري بود. بدين‌صورت كه محلول غذايي يك كمترين ميزان وزن تر كل را داشته(52/144) و در سطح (b) قرار گرفته و محلول غذايي دو بيشترين وزن تر كل (07/253) را باعث گرديده و داراي سطح (a) مي‌باشد. همچنين اثرات متقابل رقم ومحلول غذايي بر روي وزن تر كل در سطح 5% معني دار نبود. با توجه به مقايسه ميانگين‌ها در استفاده از آزمون دانكن در سطح احتمال 5% مشاهده گرديد كه ميانگين اين تيمارها اختلاف معني‌داري داشته بدين‌صورت كه تيمار A2B2 بيشترين مقدار وزن تر كل (49/272) را دارا بوده و با تيمار A2B1 اختلاف معني‌داري در سطح 5% نداشته هر دو در سطح (a) قرار مي‌گيرند.همچنين كمترين مقدار وزن تركل (64/128) از تيمار A1B2بود وبا تيمارA1B1 در سطح 5% اختلاف معني‌داري نداشته و درسطح (b) قرار مي‌گيرند. با توجه به اعداد مقايسه ميانگين مي‌توان چنين نتيجه گرفت كه محلول غذايي بر روي وزن تركل تاثير معني‌داري داشته و اين اثر در Rachel شديدتر است.

3- بررسي اثرات رقم و محلول غذايي بر روي وزن خشك كل:نتايج تجزيه واريانس نشان داد كهاثرات رقم و محلول غذايي بر روي شاخص وزن خشك كل در سطح احتمال 5% معني دار نبوده و اختلافي بين اثر اين تيمارها مشاهده نگرديد. همچنين با توجه به نتايج مقايسه ميانگين‌ها با استفاده از آزمون دانكن در سطح احتمال 5% مشاهده مي‌شود كه وزن خشك كل به ميزان حداكثر 14/23 در تيمار A2B1 وجود داشته كه اختلاف معني‌داري با تيمارهاي A2B2 و A1B1در سطح احتمال 5% وجود ندارد. همچنين كمترين مقدار وزن خشك كل از تيمار A1B2بدست آمد كه در سطح احتمال 5% اختلاف معني‌داري با ساير تيمارها نشان نمي‌دهد. بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت كه رقم (Lollorossa)بيشترين مقدار وزن خشك كل را با تيمار محلول غذايي يكسان نسبت به رقم Rashel)دارا مي‌باشد.
4- بررسي اثرات رقم و محلول غذايي بر روي تعداد برگ قابل مصرف:نتايج تجزيه واريانس مربوط به صفت تعداد برگ قابل مصرف نشان مي‌دهد كه اثر محلول غذايي و رقم بر روي شاخص تعداد برگ قابل مصرف در سطح احتمال 5% معني‌دار بوده و در بين تيمارها اختلاف معني‌داري وجود دارد ولي اثرات متقابل رقم ومحلول غذايي بر روي شاخص تعداد برگ قابل مصرف در سطح احتمال 5% معني‌دار نبود. همچنين با توجه به نتايج مقايسه ميانگين‌ها با استفاده از آزمون دانكن در سطح احتمال 5% اختلاف معني‌داري بين تيمارها وجود دارد به اين صورت كه بيشترين تعداد برگ قابل مصرف (26) مربوط به تيمار A2B2 بوده كه اختلاف معني‌داري با بقيه تيمارها داشته و در سطح (a) قرار مي‌گيرد. همچنين كمترين تعداد برگ قابل مصرف مربوط به تيمار A1B1 بوده (75/17) كه اختلاف معني‌داري با تيمارهاي A1B2 و A2B1 نداشته و در سطح (b) قرار دارند. همچنين اين داده ها نشان مي‌دهند كه محلول غذايي بر روي تعداد برگ تاثير معني‌داري را در افزايش تعداد برگ قابل مصرف نشان مي‌دهد.
5- بررسي اثرات رقم و محلول غذايي بر روي تعداد برگ غير قابل مصرف:نتايج تجزيه واريانس مربوط به صفت تعداد برگ غير قابل مصرف نشان داد كه اثر محلول غذايي و رقم بر روي شاخص تعداد برگ غير قابل مصرف در سطح احتمال 5% معني‌دار نبوده و در بين تيمارها اختلاف معني‌داري وجود ندارد همچنين با توجه به نتايج مقايسه ميانگين‌ها با استفاده از آزمون دانكن در سطح احتمال 5% اختلاف معني‌داري بين تيمارها وجود نداشت وهمه تيمارها در سطح (a) قرار مي‌گيرند اين نتايج نشان مي‌دهند كه محلول غذايي بر روي تعداد برگ تاثير معني‌داري را در افزايش تعداد برگ قابل مصرف نشان نمي‌دهد.

بحث:
نتايج مندرج در بالا نشان مي دهد كه ميزان رشد ارقام كاهو در محلول هاي مختلف متفاوت بوده و بيشترين ميزان رشد در محلول دو (پيشنهادي) و در رقم (Rachel) مشاهده مي‌شود. همچنين كمترين ميزان رشد مربوط به رقم (Rachel) تغذيه شده با محلول غذايي يك است. از طرفي pH مناسب جهت رشد كاهو برابر با 8/5 (pH محلول پيشنهادي) مي باشدكه با نتايج نايت و ميچل مطابقت دارد[7،17].EC محلول غذايي در اين آزمايش با وزن تر كل و وزن خشك رابطه مستقيم داشتند، يعني با افزايشEC
مي توان افزايش عملكرد را انتظار داشت كه اين با نتايج وندربون و بنويت مطابقت دارد[25]. همچنين كاهش كلسيم در محلول غذايي سبب افزايش تنفس بافت‌ها مي‌گردد و اين افزايش تنفس سبب كاهش وزن تر و خشك بوته ها مي‌گردد. در محلول غذايي يك ميزان كلسيم كمتر بوده (mg/l 190)، بنابراين دليل كمتر بودن عملكرد در محلول يك، كاهش كلسيم در محلول غذايي است كه اين حالت مطابق با يافته‌هاي سائور مي باشد[22]. هر چه ميزان كلروفيل در برگها بيشتر باشد فتوسنتز در برگها افزايش يافته و ميزان عملكرد بالا مي‌رود، در رقم (Rachel) به دليل وضعيت مناسب برگها و بالاتر بودن ميزان كلروفيل عملكرد بهتري بدست آمده است[19]. همچنين محلول يك به دليل دارا بودن فسفر كمتر (mg/l 46) نسبت به محلول دو سبب كاهش سطح برگ گرديده كه اين كاهش سبب فتوسنتز كمتر و در نتيجه كاهش محصول گرديده است[3،1]. نتيجه كلي اينكه با افزايش مقدار كلسيم و نيتروژن (مخصوصا آمونيم) در محلول غذايي يك در اين ارقام مي‌توان به عملكرد بهتري دست يافت.

منابع:
1- كافي محمد، 1380. فيزيولوژي گياهي. ترجمه. انتشارات جهاد دانشگاهي مشهد. 125-172 .
2- دهقاني‌پور محمد، 1382. تاثير واکنشهاي عناصر مختلف در محلول‌هاي غذايي کشت‌هاي هيدروپونيک. سمينار کارشناسي ارشد دانشگاه گيلان.
3- لساني حسين، مجتهدي مسعود، 1374. فيزيولوژي گياهي. ترجمه. انتشارات دانشگاه تهران. 72-115 .
4- روستايي علي، 1381. کشت گياهان بيرون از خاک. ترجمه. انتشارات موسسه نشر جهاد. 35-215 .
5- کريمائي محمد صادق، 1373. بررسي اثرات سه محلول غذايي بر روي فاکتورهاي رشد و جذب عناصر چهار رقم کاهو در سيستم هيدروپونيک. پايان نامه کارشناسي ارشد دانشگاه تبريز.
6- Benton. J. 1999. Hydroponics, A Practical guide for the soilless grower.
7- Bres. W., L.A. Weston. 1992. Nutrient accumulation and tip burn in NFT grown lettuce at several potassium and pH level. Hort Science. 27(7). 790-792.
8- Burrage. S.W., M.G. Varley. 1981. Water relation of lettuce grown in nutrient film culture. Acta Horticulturae. 98: 78-102.
9- Chanseetis. C., Y. Shinohara, M. Kakagaki, T. Maruo, M. Hohjo and T. Ito. 2001.Application of capillary hydroponic system to the lettuce growing under tropical climate conditions. Acta Horticulturae. 548: 401-407.
10- Chris. J.G. 1989. Horticulture review. 5: 1-35.
11- Economakis. C.D., R. Koleilat, K.S. Chartzoulakis. 1997. Effect of nitrogen concentration on the growth, water, and nutrient uptake of lettuce plants in solution culture. Acta Horticulturae. 449: 223-228.
12- El-Behairy. U.A., M.Z. El-Shinawy, M.A. Medany, A.F .Abou-Hadid. 2001. Utilization of A shape system of nutrient film technique (NFT) asia method for producing some vegetable crop intensively. Acta Horticulturae. 548: 581-586.
13- Furlani. P.R., A. Papadopoulos. 1999. Hydroponic vegetable production in Brazil Acta Horticulturae. 481: 777-778.
14- Giacomelli. G.A., Z.X. Yuan. 1995. The influence of hydroponic system on the growth of lettuce in the summer season. Plasticulture. 106.
15- Gunse. A., M. Aktas, W.H.K. Post. 1995. Effect of partial replacement of nitrate by NH4-N and urea-N and amino acid-N in nutrient solution on nitrate accumulation in lettuce( Lactuca sativa L.). Agrochimica. 39(5-6). 326-333.
16- Mortley. D.G., J.H. Hill, D.R. Hileman, C.K. Bonsi and W.A. Hill. 2001. Light andCO2 interaction on peanut Grown in nutrient film technique. Acta Horticulturae. 548: 327-330.
17- Knight. S.l., C.A. Mitchell. 1983. Enhancement of lettuce yield by manipulation of light and nitrogen nutrition. Hort Science. 108-129.
18- Mi-Hee. P., Y.B. Lee. 2001. Effect of CO2 concentration light intensityand nutrient level on growth of leaf lettuce in a plant factory. Acta Horticulturae. 548: 377-383.
19- Mitchel. C.A., T. Leakakos and T.L. Ford. 1991. Modification of yield and chlorophyll content in leaf lettuce by HPS radiation and nitrogen treatment. Hort Science. 26(11): 1371-1374.
20- Rodrigues-Deifin. A., M. Chang and M. Hoyos. 2001. Lettuce production in a Peruvian Modified DFT system. Acta Horticulturae. 554: 273-278.
21- Sady. W., S. Myczkowski. 1995. Effect of different form of nitrogen on the quality of lettuce yield. Acta Horticulturae. 401: 115-121.
22- Saure. M.C. 1998. Causes of the tip burn disorder in leaves of vegetables. Scientia Horticulturae. 76: 131-147.
23- Schroeder. F.G., H. Bero. 2001. Nitrate uptake of lactuca sativa L. depending on varieties and nutrient solution in hydroponic system PPH. 548: 551-555.
24- Urrestarazu. M., A. Postigo, M. Salas, A. Sanchez, G. Carrasco. 1998. Nitrate accumulation reduction using chloride in the nutrient solution on lettuce growing by NFT in semiarid climate condition. Journal of Plant Nutrition. 21(8). 1705-1714.
25- Vandor boon. J., J.W. Steenhulzen, and G. Steingrover. 1990. Growth andnitrate concentration of lettuce as affected by total nitrogen and chloride concentration, NH4/NO3 ratio and temperature of the recirculating nutrient solution. Journal of Horticultural Science. 65(3): 309-321.
26- Young. R., H. Eunjoo, L. Yong Beom, Y. Cho, E. Hahn, Y.B. Lee, J.M. Lee, K.C. Gross, A.E. Watada, S.K. Lee. 1997. Effect of nutrient control on the growth of lettuce in nutrient film technique. Acta Horticulturae. 483: 161-165.




[1]Nutrient Film Technique