تأثیر باکتری‌های محرک رشد و کود شیمیایی بر عملکرد و بازده تولید مالت در ارقام مختلف جو در شرایط دیم

مقدمه

گیاه جو (Hordeum vulgare L.) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین غلات و منابع تأمین غذایی انسان و دام است. این گیاه ماده اولیه تهیه مالت و بالطبع ماءالشعیر است که به دلیل وجـود ترکیـب شیمیایی خاص، تغییرات مطلوب طی جوانه‌زنی و وجود پوسته کـه نقش حفاظت از جوانه را طی حمل‌ونقل بـر عهـده دارد، از امتیاز بالایی نسبت بـه سایر غلات برخـوردار اسـت (Glatthar et al., 2005). سطح زیر کشت این گیاه در ایران 6/1 میلیون هکتار(Amar nameh., 2020) و در جهان، 56 میلیون هکتار با تولید سالیانه 157 میلیون تن در سال می­باشد .(Seiadat et al., 2013) جو به‌عنوان یک گیاه متحمل به خشکی در شرایط دیم، ضرورت توجه به گسترش سطح زیر کشت و افزایش عملکرد در واحد سطح این گیاه را در مناطق خشک و نیمه‌خشک امری اجتناب­نا‌پذیر می­سازد (سلیمانی، 1395).

کودهای شیمیایی به‌عنوان ابزاری برای افزایش تولید استفاده می‌شوند و تلاش می‌‌شود تا با رفع کمبود عناصر غذایی خاک و مدیریت صحیح، تولید محصولات را به حد بالقوه نزدیک سازند. (Roesi et al., 2006). بااین‌وجود مشکلات اقتصادی ناشی از افزایش هزینه کودهای شیمیایی و مسائل زیست‌محیطی، اهمیت استفاده از شیوه‌های زیستی برای تقویت محصولات را قوت بخشیده است (Kumuta et al., 2004). نیتروژن از مهم‌ترین عناصر غذایی موردنیاز گیاه بوده که بر شادابی، سبزمانی، نمو سریع، ازدیاد شاخ ‌و برگ و همچنین کیفیت محصول مانند رنگ، اندازه، ارزش تغذیه‌ای، میزان قند و اسیدهای آمینه تأثیر دارد؛ لذا عامل کلیدی دستیابی به عملکرد مطلوب در گیاهان زراعی می‌باشد؛ به‌طوری‌که کمبود آن بیش از سایر عناصر غذایی، عملکرد کمی و کیفی را محدود می‌کند (خوراشاهی، 1395). تلفات نیتروژن به روش‌های مختلفی ازجمله تصعید، نیترات‌زدایی و آبشویی باعث آلودگی آب‌های زیرزمینی و تحمیل زیان اقتصادی به کشاورزان می‌شود (Kapulnik et al., 2007). فسفر نیز به‌عنوان یکی از عناصر ضروری و پرمصرف، محدودکننده‌ترین عنصر بعد از نیتروژن برای گیاه به شمار می‌رود. این عنصر نقش‌های کلیدی از جمله شرکت در واکنش‌های انتقال انرژی، فتوسنتز، تبدیل قند به نشاسته و انتقال خصوصیات ژنتیکی در گیاه دارد (Wu et al., 2005). پتاسیم مانند نیتروژن و فسفر جزء عناصر پرمصرف گیاه است. پتاسیم علاوه بر دخالت در افزایش عملکرد و کیفیت دانه، در جذب عناصر دیگر به‌ویژه نیتروژن نقش مؤثری را ایفا می‌کند (نیایش‌پور و همکاران، 1396).

یکی از راهکارهای مهم برای نیل به توسعه کشاورزی پایدار، مصرف بهینه نهاده به‌صورت تلفیقی کودهای شیمیایی، زیستی و آلی می‌باشد که نتیجه آن کاهش آلودگی‌های محیطی و کاهش آبشویی می‌باشد. افزایش رشد گیاهان توسط باکتری‌های افزاینده رشد یک پدیده شناخته شده است و از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به باکتری‌های جنس باسیلوس (Bacillus) و سودوموناس (Pseudomonas) اشاره نمود (Zahir et al., 2009). این باکتری‌ها، رشد گیاه را به طور مستقیم به دلیل توانایی آن‌ها در تأمین مواد مغذی و یا تولید هورمون گیاهی تحت‌تأثیر قرار می‌دهند، همچنین با کاهش اثرات عوامل بیماری‌زا، تولید آنزیم‌های هیدرولتیک و تولید سیدروفر به‌صورت غیرمستقیم بر رشد گیاه مؤثر می‌باشند (Sturze et al., 2012). افزایش عملکرد توسط باکتری‌های محرک رشد در اکثر گیاهان زراعی متعلق به خانواده غلات نظیر جو (Neelam et al., 2020) و گندم (حسین‌انصاری و همکاران، 1396) در شرایط دیم گزارش شده است. خلج و همکاران (1398) گزارش کردند که عملکرد دانه جو به طور معنی‌داری تحت‌تأثیر سویه‌های باکتری محرک رشد و کود نیتروژن قرار گرفت. حکم‌علی‌پور و سیدشریفی (1394) گزارش کردند که کاربرد توأم باکتری محرک رشد همراه با کود نیتروژن و فسفر، موجب افزایش عملکرد و اجزای عملکرد جو شد. در آزمایشی دیگر جعفربای و همکاران (1396) اثرات باکتری‌ها به‌تنهایی و با هم بر رشد و عملکرد ارقام گندم را مثبت اعلام کردند. در تحقیقی دیگر در خصوص اثر تلفیق مقادیر مختلف کود فسفر و باکتری حل‌کننده فسفات بر صفات کمی و کیفی ارقام جو، مشخص گردید که این تیمارها روی ارتفاع بوته و درصد پروتئین اثری معنی‌دار داشته به‌طوری‌که مصرف کودهای شیمیایی همراه با تلقیح با باکتری‌ها باعث افزایش 14 درصدی پروتئین نسبت به تیمار شاهد گردید (احتشامی و همکاران، 1393). در آزمایشی دیگر در بررسی اثرات کودهای زیستی حاوی باکتری‌های تثبیت‌‌کننده غیر هم‌زیست نیتروژن و حل‌کننده فسفات بر روی صفات کمی و کیفی گندم در شرایط مزرعه‌ای، عملکرد دانه را 58 درصد و میزان پروتئین دانه 46 درصد افزایش داده است (مهتدی و همکاران، 1394). براین‌اساس باتوجه‌به گسترش استفاده از باکتری‌های محرک رشد همراه با مقادیر کاهش‌یافته کودهای شیمیایی در نظام‌های کشاورزی، هدف از این تحقیق بررسی تأثیر باکتری‌های محرک رشد و کود بر عملکرد و راندمان مالت‌سازی ارقام مختلف جو در شرایط کشت دیم بود.

مواد و روش‌ها

به‌منظور مطالعه نقش باکتری‌های محرک رشد بر عملکرد، اجزای عملکرد و راندمان مالت‌سازی ارقام مختلف جو در کشت دیم، آزمایشی در دو سال زراعی 1397-1396 و 1398-1397 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی شهرستان سیروان، در استان ایلام به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامـل تصادفی با 24 ترکیب تیماری و 4 تکرار اجرا گردید. موقعیت جغرافیایی محل اجرای آزمایش با طول 46 درجه و 29 دقیقه شرقی، عرض جغرافیایی 33 درجه و 44 دقیقه شمالی و ارتفاع 1380 متر از سـطح دریـا بود که خصوصیات هواشناسی در سال‌های آزمایش در جدول 1 آورده شد. فاکتورهای مورد بررسی ارقام جو در سه سطح شامل به‌رخ، گریس و سرارود1 به‌عنوان فاکتور اول و تلقیح بذر با سویه باکتری‌های محرک رشد و کودهای شیمیایی در 8 سطح شامل شاهد 1- شاهد (بذر بدون تلقیح باکتری و بدون کود)، 2-کود کامل (نیتروژن از منبع اوره 120 کیلوگرم در هکتار، فسفر به‌صورت سوپرفسفات‌تریپل 30 کیلوگرم در هکتار و پتاس به‌صورت سولفات‌پتاسیم 40 کیلوگرم در هکتار)، 3- تلقیح بذر با باکتری سودوموناس، 4- تلقیح بذر باکتری باسیلوس، 5- تلقیح بذر با باکتری سودوموناس + باسیلوس، 6- تلقیح بذر با باکتری سودوموناس + نصف کود (اوره 60 کیلوگرم، فسفات 15 کیلوگرم و پتاس 20 کیلوگرم)، 7- تلقیح بذر با باکتری باسیلوس + نصف کود و 8- تلقیح بذر با باکتری سودوموناس + باسیلوس + نصف کود به‌عنوان فاکتور دوم بودند.

عملیات آماده‌سازی زمین شامل شخم، دیسک و ماله به نحو مطلوب، قبل از کاشت صورت گرفت. سپس از عمق 30 سانتی‌متری خاک محل اجرای آزمایش، نمونه‌گیری مرکب انجام شد و میزان عناصر غذایی خاک، اندازه‌گیری شد.

هر کـرت آزمایشی شامل 8 ردیـف کاشت به طول سه و عرض 2 متر بود. فاصله کرت‌ها از هم 50 سانتی‌متر، تـراکم 250 بذر در مترمربع و عمق کاشت 6- 4 سانتی‌متر تعیین گردید. عملیات کاشت در هر دو سال زراعی در هفته آخر آذر انجام گرفت. باکتری‌هـای سودوموناس و باسیلوس مورداستفاده در این پژوهش بـومی خـاک‌هـای ایران می‌باشند که توسط محققین مؤسسه تحقیقات خاک و آب کشور در پژوهش‌های قبلی در مراحل آزمایشگاهی، گلخانه‌ای و مزرعه‌ای مختلف تهیه شدند. قبل از کاشت، برای تلقیح بذرها میزان هفـت گرم مایه تلقیح از هر باکتری که هر گرم آن از 107 عدد باکتری زنده و فعال بود، مورداستفاده قرار گرفت. به‌منظور تلقیح بـذر بـا بـاکتری‌هـا و ایجاد چسبندگی مناسب از محلـول صـمغ عربـی به نسبت 10 درصد وزنی - حجمی اسـتفاده شد. هم‌زمان با کاشت بذر، پنجاه‌درصد کود نیتروژن و تمام کودهای پتاسیم و فسفر بر مبنای آزمون خاک و مطابق با توصیه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی ایلام برای جو به‌صورت نواری به خاک داده شد. علاوه بر این، نیتروژن در یک نوبت دیگر به‌صورت سرک در اختیار گیاه قرار گرفت. کلیه عملیات زراعی از قبیل مبارزه با آفات و علف‌های هرز به‌طور هم‌زمان و به نحو مطلوب در کلیه کرت‌های آزمایشی انجام گرفت. جو رقم به‌رخ دو پر، دارای تیپ رشد بهاره، مناسب کشت در مناطق معتدل، متوسط رس و مقاوم به ورس و رقم سرارود1 دارای تیپ رشد زمستانه، دو پر، مناسب کشت در مناطق معتدله، نیمه زودرس، نیمه مقاوم به سرما و مقاوم به بیماری‌های لکه برگی می‌باشند که از مؤسسه بذر و نهال کشور تهیه گردیدند. از طرفی رقم گریس بومی آلمان بوده و دو پر، دارای تیپ رشد بهاره، مناسب کشت در مناطق معتدل و متوسط رس می‌باشد.

در این پژوهش تعداد سنبله در واحد سطح، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و بیولوژیک (زیست‌توده / کاه و دانه)، شاخص برداشت، ارتفاع بوته، پروتئین دانه، بازده تولید مالت و شاخص کلباج مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌منظور بررسی تعداد دانه در سنبله و ارتفاع بوته، تعداد 20 بوته به طور تصادفی برداشت و اندازه‌گیری شدند. جهت تعیین وزن هزار دانه، دو گروه ۵۰۰تایی بذر از هر کرت آزمایشی به‌صورت تصادفی شمارش و توسط ترازوی دیجیتالی محاسبه شد. جهت تعیین تعداد سنبله در واحد سطح و عملکرد دانه، پس از حذف حاشیه‌ها برداشت در سطحی معادل یک مترمربع انجام گرفت و صفات موردنظر تعیین شدند. جهت تعیین عملکرد بیولوژیک پس از برداشت بوته‌های هر کرت آزمایشی و قبل از جداکردن دانه‌ها، وزن کل بوته‌ها اندازه‌گیری و عملکرد بیولوژیک تعیین گردید. از تقسیم عملکرد دانه بر عملکرد بیولوژیکی شاخص برداشت محاسبه گردید.

بازده تولید مالت نیز با استفاده از ترازوی دیجیتال بادقت 01/0 و با استفاده از معادله (1) به دست آمد (Briggs et al., 1998):

جهت تعیین میزان پروتئین دانه جو، مقدار نیتروژن در دانه جو با استفاده از دستگاه کجلدال تمام‌اتوماتیک اندازه‌گیری شد که شامل سه مرحله هضم، تقطیر و تیتراسیون بود. پس از تیتراسیون مقدار نیتروژن در عدد 25/6 ضرب شد (براتی و غدیری، 1395). جهت تعیین شاخص کلباچ، پس از تعیین نیتروژن کل مالت و نیتروژن محلول کل عصاره به‌وسیله دستگاه کجلدال اتوماتیک، با استفاده از معادله زیر تعیین گردید (AOAC.2006).

تجزیه واریانس با استفاده از نرم‌افزار SAS و مقایسه میانگین‌ها به روش LSD در سطح اطمینان 95 درصد (سطح احتمال 5%) انجام شد. ازطرفی قبل از انجام تجزیه مرکب نتایج دو سال آزمایش، به‌منظور اطمینان از یکنواختی واریانس اشتباهات آزمایشی از آزمون بارتلت استفاده گردید و باتوجه‌به اینکه اختلاف بین واریانس‌های خطا معنی‌دار نبود، تجزیه واریانس مرکب دو سال آزمایش انجام گرفت. در این مطالعه سال و بلوک به­عنوان فاکتور تصادفی و رقم و کود به­عنوان فاکتورهای ثابت درنظر گرفته شد. 

نتایج و بحث

بر اساس تجزیه واریانس مرکب، اثر اصلی سال تنها بر تعداد دانه در سنبله و عملکرد دانه و اثر اصلی رقم و باکتری محرک رشد (به جز شاخص برداشت، بازده تولید مالت و شاخص کلباج) بر ارتفاع بوته، عملکرد بیولوژیک (زیست‌توده)، عملکرد دانه، اجزای عملکرد، و میزان پروتئین دانه، معنی­دار بودند. بر همکنش سال در رقم نیز تنها بر عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک و برهم‌کنش رقم در باکتری محرک رشد علاوه بر عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک و وزن هزار دانه، بر میزان پروتئین دانه و راندمان مالت­سازی اثرگذار بودند. اثر متقابل سال در رقم در باکتری

محرک رشد نیز بر تمام صفات به جز راندمان مالت­سازی دارای اثر معنی­‌‌دار بود (جدول 3).

ارتفاع بوته: نتایج مقایسه میانگین نشان داد که در دو سال موردمطالعه باکتری‌های محرک رشد در هر سه رقم سبب افزایش ارتفاع ساقه جو مالت شده و تغذیه گیاه در این شرایط نیز موجب افزایش تأثیرات این باکتری­ها شد. به‌طوری‌که بیشترین ارتفاع  ساقه در  سال اول  مربوط  به تیمار ترکیب باکتری‌ها + نصف کود با میانگین 1/103 سانتی‌متر در رقم به‌رخ بود که با تیمار باکتری باسیلوس + نصف کود اختلاف معنی‌داری نداشت و نسبت به تیمار شاهد به میزان 10 درصد ارتفاع بوته را افزایش داد.

جدول 1- پارامترهای هواشناسی در سال‌های اجرای آزمایش

جدول 2- برخی از ویژگی‏های فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش (عمق 30-0 سانتی‌متری)

کمترین میزان ارتفاع بوته نیز به تیمار شاهد در رقم گریس با میانگین 4/80 سانتی‌متر (ارتفاع پایین شاید به دلیل بومی نبودن رقم باشد) اختصاص یافت. در سال دوم همچنین بالاترین ارتفاع بوته در تیمار ترکیب باکتری‌ها + نصف کود (6/105 سانتی‌متر) در رقم به­رخ مشاهده شد که با تیمارهای باکتری سودوموناس و ترکیب باکتری‌ها در یک گروه آماری قرار گرفت و نسبت به کمترین میزان ارتفاع ساقه در تیمار شاهد در رقم گریس به میزان 30 درصد اختلاف داشت (جدول 4).

در خصوص اثر باکتری محرک رشد بر افزایش ارتفاع بوته باید گفت که این تأثیر احتمالاً ناشی از افزایش جذب عناصر غذایی، به‌ویژه فسفر و نیتروژن و تأثیر آن بر بهبود فتوسنتز و در نتیجه افزایش رشد بوته است. دهمردی و همکاران (1393) افزایش ارتفاع بوته جو در اثر ترکیب باکتری‌های جنس آزوسپریلیوم و ازتوباکتر را مشاهده کردند و همچنین گزارش کردند که دردسترس‌بودن آب و عناصر غذایی ضروری گیاه از طریق افزایش تعداد گره‌ها و طول میان‌گره‌ها ارتفاع گیاه را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند. بورد و همکاران (2000) اظهار داشتند که باکتری‌های محرک رشد می‌توانند ارتفاع بوته و قابلیت تولید را با سنتز فیتوکروم‌ها، افزایش فراهمی مواد غذایی در یک محل، آسان‌کردن جذب مواد غذایی، کاهش سمیت فلزات سنگین در گیاهان، جلوگیری از عوامل بیماری‌زا و القا مقاومت سیستماتیک با عوامل بیماری‌زا افزایش دهند. در آزمایش احتشامی و همکاران (1393) نیز افزایش رشد ساقه جو در اثر باکتری به تولید اکسین و جیبرلین تعمیم داده شد که بر رشد ساقه و ریشه تأثیرگذار می‌باشد.

اجزای عملکرد: نتایج اثر متقابل رقم در تیمار کودی در سال­های مختلف نشان داد که در هر سه رقم موردمطالعه، باکتری‌های محرک رشد همانند کودهای شیمیایی در اجزای عملکرد ازجمله تعداد سنبله در واحد سطح، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه تأثیر به سزایی داشتند به‌گونه‌ای که بالاترین تعداد سنبله در واحد سطح در سال اول در تیمار ترکیب باکتری‌ها + نصف کود (390 سنبله) در رقم گریس مشاهده شد که نسبت به تیمار کود کامل به میزان 32 درصد و نسبت به شاهد 42 درصد تعداد سنبله در واحد سطح را افزایش داد و با تیمار سودوموناس + نصف کود تفاوت معنی­داری نداشتند. در سال دوم نیز بالاترین میزان تعداد سنبله در واحد سطح به تیمار باکتری سودوموناس + نصف کود و ترکیب باکتری‌ها + نصف کود با میانگین 373 و 400 سنبله در رقم گریس اختصاص یافت که با همین تیمارها در رقم به­رخ تفاوت معنی‌داری نداشت و همچنین این تیمار نسبت به تیمار شاهد 30 و 40 درصد تعداد سنبله در واحد سطح را افزایش داد (جدول 4). بیشترین میزان تعداد دانه در سنبله نیز در سال اول در تیمارهای ترکیب باکتری‌ها + نصف کود و باکتری سودوموناس + نصف کود در رقم به‌رخ و رقم گریس با میانگین31 و 30 مشاهده شد و نسبت به کمترین میزان آن در تیمار شاهد در رقم سراورد 72 درصد تعداد دانه در سنبله را افزایش داد. همچنین در سال دوم بالاترین میزان این صفت به تیمار ترکیب باکتری‌ها + نصف کود در رقم گریس و به­رخ با میانگین 35 و 34 اختصاص یافت که نسبت به تیمار شاهد به میزان 34 و 47 درصد به ترتیب در رقم‌های گریس و به رخ اختلاف داشت (جدول 4). در ارتباط با وزن هزار دانه نیز در هر دو سال، تیمار کود کامل در رقم گریس، از بالاترین وزن هزار دانه (به  ترتیب  7/49  و 51  گرم) برخوردار

جدول 3- تجزیه واریانس مرکب عملکرد، اجزای عملکرد و خصوصیات مالت سازی ارقام مختلف جو تحت‌تأثیر تیمارهای کودی مختلف در کشت دیم در سال 1397 و 1398

ns               ، * و ** به‌تر تیب غیره معنی‌دار، معنی‌دار در سطح 5 و 1 درصد.

بود که نسبت به تیمار شاهد 12 و 10 درصد اختلاف داشتند. سیدشریفی و همکاران (1393) اثر مثبت کاربرد کودهای شیمیایی و تلقیح با باکتری محرک رشد را بر تعداد سنبله در  واحد  سطح،  تعداد  دانه  در سنبله و وزن هزار دانه جو گزارش کردند. دهمرده و همکاران (1393) اثر باکتری محرک رشد بر وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله و تعداد سنبله در گیاه جو معنی‌دار دانستند و بیان کردند که این باکتری‌ها با تولید هورمون‌های محرک رشد و تأمین عناصر غذایی، امکان تداوم بیشتر دوره پر شدن دانه و درنهایت افزایش اجزای عملکرد ازجمله وزن هزار دانه را فراهم ساخته‌اند. تعداد دانه در سنبله یکی از معیارهای تعیین‌‌کننده عملکرد دانه محسوب می‌شود؛ زیرا هرچه تعداد دانه بیشتر باشد، بزرگی مقصد فیزیولوژیک برای مواد فتوسنتزی افزایش عملکرد دانه خواهد داشت. در تیمارهایی که به گیاه اجازه طول دوره رشد بیشتری داده می‌شود، تولید ماده خشک بیشتر خواهد بود؛ بنابراین شاید فراهم بودن بهتر عناصر غذایی در خاک به دلیل برتری تعداد دانه در سنبله در تیمار کاربرد توأم باکتری محرک رشد و کاربرد کودهای شیمیایی نیتروژن، فسفر و پتاسیم نسبت به سایر تیمارها باشد. مقادیر مناسب کود نیتروژن از طریق بهبود فعالیت کودهای زیستی و نیز فراهم‌شدن جذب بیشتر مواد غذایی به افزایش تعداد سنبله و گلدهی می‌انجامد. افزایش تعداد سنبله در تیمار کودهای شیمیایی و باکتری محرک رشد احتمالاً به دلیل ایجاد چرخه مواد غذایی و قابل‌دسترس ساختن آن، افزایش حفظ سلامتی ریشه در طول دوره رشد در رقابت با پاتوژن‌های ریشه و افزایش جذب مواد غذایی می‌باشد که باعث رشد گیاه ازجمله افزایش این صفت می‌گردد (محسنیا و جلیلیان، 2012). همچنین افزایش وزن هزار دانه در اثر کاربرد تلفیقی کودهای شیمیایی و باکتری محرک رشد به‌واسطه نقش مثبت این ریزجانداران در افزایش احتمالی سطح و تراکم ریشه جهت جذب آب و عناصر غذایی به‌ویژه فسفر و پتاسیم غیر قابل جذب یا دور از دسترس گیاه و انتقال آن‌ها به سلول‌های گیاه میزبان بوده که سبب بهبود رشد و افزایش تولید آسیمیلات‌ها و انتقال شیره پرورده کافی به دانه و افزایش وزن دانه گردیده است (Lixin et al., 2014).

عملکرد دانه: مقایسه میانگین نشان داد که کاربرد توأم باکتری‌های محرک رشد و کودهای شیمیایی، باعث افزایش تصاعدی عملکرد دانه شده است به‌گونه‌ای که بیشترین میزان عملکرد دانه در هر دو سال از تیمار ترکیب باکتری‌ها+ نصف کود در رقم گریس با میانگین 5294 و 6222 کیلوگرم در هکتار به دست آمد که نسبت به تیمار شاهد 100 و 80 درصد اختلاف داشت. از طرفی کمترین عملکرد دانه به تیمار شاهد در رقم سرارود اختصاص یافت (جدول 4).

خلج و همکاران (1398) در بررسی تلقیح دوگانه میکروارگانیسم‌ها با بذر بر عملکرد دانه جو تحت سطوح مختلف نیتروژن گزارش کردند که بیشترین عملکرد دانه از تیمار ترکیب کود اوره و تلقیح با باکتری به دست آمد که نسبت به شاهد 27 درصد عملکرد دانه را افزایش داد. یوسفی‌پور و همکاران (1398) نشان دادند که توانایی ارقام مختلف جو در استخراج رطوبت و فسفر خاک و درنتیجه تولید عملکرد متفاوت می‌باشد به‌گونه‌ای که ارقام گریس و سرارود در بین ارقام جو مالت موردمطالعه بیشترین قدرت جذب رطوبت و به‌تناسب آن جذب فسفر و تولید عملکرد بالاتری در شرایط دیم داشتند. افزایش عملکرد ناشی از جمعیت‌های میکروبی در خاک یا ریزوسفر است که به‌وسیله ایجاد، چرخه مواد غذایی و قابل‌دسترس ساختن آن، افزایش حفظ سلامتی ریشه در طول دوره رشد در رقابت با پاتوژن‌های ریشه و افزایش جذب مواد غذایی موجب بهبود رشد گیاه و درنهایت افزایش عملکرد می‌شوند (سیدشریفی و نظرلی، 1392). روستی و همکاران (2006) علت افزایش عملکرد توسط باکتری‌های محرک رشد به همراه کود را به نقش مثبت باکتری محرک رشد در تنظیم و تولید هورمون‌های محرک رشد و توسعه بهتر ریشه گیاه نسبت دادند که با فراهم‌سازی امکان جذب بیشتر به بهبود عملکرد کمک می‌نماید.

عملکرد بیولوژیک (زیست‌توده): نتایج نشان داد که در هر سه رقم موردمطالعه کاربرد باکتری‌های محرک رشد به‌صورت تلفیقی با کودهای شیمیایی باعث افزایش عملکرد بیولوژیکی نسبت به تیمار باکتری به‌تنهایی شد، به‌طوری‌که بالاترین عملکرد بیولوژیکی در سال اول به ترکیب باکتری‌ها + نصف کود با میانگین 11678 کیلوگرم در هکتار در رقم به‌رخ اختصاص یافت که نسبت به تیمار شاهد 94 درصد اختلاف نشان داد. کمترین عملکرد بیولوژیکی (5159 کیلوگرم در هکتار) نیز در تیمار شاهد در رقم سراورد به دست آمد. همچنین تیمار ترکیب باکتری‌ها + نصف کود در رقم گریس در سال دوم از عملکرد بیولوژیکی بیشتری برخوردار بود (13376 کیلوگرم در هکتار) که نسبت تیمار کود کامل 23 درصد و نسبت به شاهد 55 درصد اختلاف داشت (جدول 4).

در آزمایش کنعانی‌الوار و همکاران (1392) گزارش گردید که بالاترین عملکرد بیولوژیکی جو در شرایط دیم از تیمار ترکیب باکتری‌های محرک رشد و کودهای شیمیایی حاصل شد که نسبت به تیمار شاهد 9 درصد بیشتر بود. در آزمایشی دیگر مرادی و همکاران (1394) نیز گزارش کردند که تیمار نیتروژن و باکتری محرک رشد در مقایسه با تیمار عدم تلقیح کود زیستی به‌دلیل افزایش ارتفاع گیاه و سطح برگ در اثر جذب عناصر غذایی بیشتر توسط گیاه و افزایش فعالیت بیوشیمیایی موجب افزایش عملکرد بیولوژیکی گندم گردید. در این مطالعه نیز بهبود ارتفاع بوته در اثر تلقیح و کود تأیید این مطلب می‌‌باشد. رهاسازی عناصر غذایی در اثر تجزیه مواد آلی به‌وسیله ریزجانداران خاک به همراه نیتروژن کافی باعث می‌شود گیاه با تغذیه بهتر، ماده خشک تجمع یافته در اندام‌های هوایی خود را افزایش دهد. این مواد از طریق بهبود فعالیت‌های فیزیکی و شیمیایی خاک نیز می‌توانند عملکرد بیولوژیکی را افزایش دهند. همچنین باتوجه‌به اثر مثبت نیتروژن و فسفر بر عملکرد بیولوژیکی و تشکیل گل و دانه‌بندی، می‌توان نتیجه گرفت که تأمین فسفر کافی برای گیاهان زراعی یکی از راهکارهای افزایش عملکرد بیولوژیکی محسوب شده و دلیل دیگر را به نقش بسیار مهم فسفر در تأمین انرژی در ساختار ATP دانست، زیرا برای تثبیت انرژی فراوانی موردنیاز است (Zturk et al., 2003).

شاخص برداشت: نتایج نشان داد که در دو سال موردمطالعه کاربرد باکتری‌های محرک رشد باعث افزایش شاخص برداشت گردید به‌گونه‌ای که بالاترین مقدار این شاخص (3/46 درصد) در سال اول به تیمار ترکیب باکتری‌ها+ نصف کود در رقم گریس اختصاص یافت که نسبت به تیمار شاهد 20 درصد و نسبت به تیمار کود کامل 13 درصد افزایش نشان داد. همچنین بیشترین شاخص برداشت (میانگین 9/48 درصد) در سال دوم در تیمار ترکیب باکتری‌ها در رقم به رخ مشاهده شد و نسبت به تیمار شاهد 27 درصد اختلاف داشت (جدول 4).

شاخص برداشت از معیارهای فیزیولوژیکی مهم در گیاهان است که نشان‌دهنده کارایی توزیع مواد فتوسنتزی در اندام‌های مختلف گیاه است. بررسی نتایج آزمایش مشخص می‌کند که تغذیه تلفیقی بیشترین تأثیر را بر تسهیم ماده خشک نسبت به مصرف تنهایی کود داشته‌اند. به‌طوری‌که افزایش تسهیم ماده خشک به بوته، برگ‌ها، ساقه و دانه، افزایش شاخص برداشت را در پی داشته است. در این آزمایش رقم گریس و به رخ دارای شاخص برداشت بیشتری نسبت به رقم سرارود بودند و دلیل آن بالاتر بودن میزان عملکرد دانه در دو سال اجرای آزمایش در این ارقام است. درواقع در رقم سرارود سهم کمتری از مواد پروده به دانه اختصاص‌یافته و قسمت بیشتری از مواد پرورده به سایر قسمت‌های هوایی گیاه رسیده است. می‌توان بیان داشت که باکتری‌های افزاینده رشد با تأثیر بر تسهیم ماده خشک و تخصیص ماده خشک بیشتر به دانه سبب افزایش شاخص برداشت شده است. نیلم و همکاران (2020) تفاوت معنی‌داری را بین باکتری‌های محرک رشد و تیمارهای کود شیمیایی از نظر شاخص برداشت در جو گزارش نموده‌اند. از طرفی گزارش شده است که باکتری‌های موجود در کودهای زیستی نیتروژنه و فسفاته دارای طیف وسیعی از صفات محرک رشد گیاهی مانند تولید هورمون اکسین، تولید آنزیم کیتیناز، تولید متابولیت‌های همچون سیدروفور و سیانیدهیدروژن می‌باشند که به طور مستقیم و غیرمستقیم باعث افزایش رشد گیاه در مراحل رویشی و زایشی می‌گردند و همین تأثیر معنی‌دار می‌تواند بر شاخص برداشت گیاهان زراعی نیز تأثیرگذار باشد (Suresh et al., 2010). دهمرده و همکاران (1393) نیز بیان کردند که کاربرد باکتری محرک رشد موجب افزایش 9 درصدی شاخص برداشت جو در مقایسه با شاهد شد.

میزان پروتئین دانه: کاربرد باکتری‌های محرک رشد که حاوی ریزموجودات باکتریایی می‌باشد، به‌تنهایی و یا تلفیق با کود در بهبود ویژگی‌های رشدی گیاه جو ازجمله میزان پروتئین دانه تأثیر مثبتی نشان داد. بالاترین میزان پروتئین دانه در سال اول به تیمار ترکیب باکتری‌ها + نصف کود در رقم سراورد با میانگین 6/14 درصد اختصاص یافت که نسبت به تیمار شاهد و تیمار باکتری باسیلوس به ترتیب 32 و 1 درصد میزان پروتئین دانه را افزایش داد. در سال دوم، بیشترین پروتئین دانه (3/14 درصد) در تیمار باکتری سودوموناس + نصف کود در رقم سراورد مشاهده شد (جدول 5).

کمری و سیدشریفی (1396) گزارش کردند با تلقیح بذر با باکتری‌های محرک رشد میزان پروتئین دانه افزایش یافت. نظرلی و سیدشریفی (1392) گزارش کردند که تلقیح بذر آفتابگردان توسط باکتری‌های آزوسپریلیوم، ازتوباکتر و سودوموناس باعث شد پروتئین دانه در مقایسه با شاهد افزایش یابد. این پژوهشگران همچنین بیشترین تأثیر بر پروتئین دانه را در تیمار تلقیح با ازتوباکتر گزارش نمودند که با نتایج محمدپرست و همکاران (1398) مطابقت دارد. به نظر می‌رسد علت این افزایش با توسعه سیستم ریشه‌‌ای گیاه، تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، تولید اسیدهای آمینه ضروری در سنتز پروتئین، تولید بوته‌‌های مقاوم به بیماری‌‌ها و افزایش سطح سبز مزرعه مرتبط باشد (Mur et al., 2017). در آزمایشی دیگر گزارش شد که تلقیح با سویه‌‌های مختلف باکتری آزوسپیریلوم موجب افزایش میزان پروتئین به دلیل نقش باکتری آزوسپیریلوم در تثبیت نیتروژن می­باشد (Kandowangko et al., 2009). بهبود پروتئین دانه در حالت تلقیح بذر با باکتری‌‌ها به تثبیت بیولوژیکی نیتروژن و فراهمی آن در زمان پرشدن دانه نسبت دادند (Gilick et al., 2001).

بازده تولید مالت: بر اساس نتایج مقایسه میانگین، کاربرد باکتری‌های محرک رشد در هر سه رقم باعث افزایش بازده تولید مالت گردید به‌گونه‌ای که بالاترین میزان بازده تولید مالت جو با میانگین 3/95 درصد به تیمار باکتری سودوموناس + نصف کود در رقم به‌رخ اختصاص یافت و نسبت به تیمار کود کامل 6/1 درصد اختلاف نشان داد. کمترین بازده تولید مالت از رقم سرارود در تیمار شاهد با میانگین 5/84 درصد به دست آمد که با رقم به رخ در این تیمار تفاوت معنی‌داری نداشت (جدول 5). فرایند مالت­سازی به جوانه­زدن کنترل شده دانه­ها در شرایط کنترل شده از نظر دما و رطوبت نسبی و به دست آوردن مالت سبز و در نهایت خشک‌کردن آن گفته می­شود (پیغمبردوست، 1388). قائمی و همکاران (1393) در آزمایشی در بررسی بازده تولید مالت در بین ارقام مختلف جو گزارش کردند که لاین D5 با میانگین 46/86 درصد از بازده تولید مالت بیشتری برخوردار بود که نسبت به کمترین میزان آن در رقم ماهور به‌میزان 3 درصد اختلاف داشت. ابرناک و همکاران (1396) گزارش کردند، بازده تولید مالت با عرض دانه، طول ریشک، وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله، وزن هکتولیتر (حجمی)، دوره پر شدن دانه، سرعت پرشدن دانه و روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی دارای همبستگی مثبت بود؛ همچنین وزن هزار دانه یک ویژگی کیفی مؤثر در انتخاب و طبقه­بندی دانه است و  زیاد بودن آن  به  معنای درشت بودن دانه­ها و کم‌بودن میزان پوسته می­باشد که بر بازدهی مالت مؤثر بوده موجب افزایش مقدار آن می­شود (فیضی‌پور و حسینی‌قابوس، 1389).

مهم‌ترین هدف مالت‌سازی ساخت آنزیم­های هیدرولیتیک و تجزیه دیواره سلولی، پروتئین و نشاسته آندوسپرم می­باشد که منجر به افزایش تردی و شکنندگی مطلوب دانه می­گردد (Celuse et al., 2006). بنابراین باکتری­های تثبیت‌کننده نیتروژن از طریق افزایش تغذیه گیاه به‌خصوص نیتروژن می‌تواند بر میزان نشاسته و آندوسپرم ذخیره شده در دانه‌ها تأثیرگذار باشد و بر ساخت آنزیم‌های هیدرولیتیک دخالت نموده و از این طریق فرایند مالت‌سازی را تحت‌تأثیر قرار دهد (Dos Santos et al., 2020).

شاخص کلباچ: نتایج مقایسه میانگین در ارتباط با  شاخص  کلباچ   نشان  داد  که  کاربرد  باکتری محرک رشد در دو سال باعث افزایش این شاخص گردیده است به‌طوری‌که در سال اول بالاترین این صفت به تیمار باکتری سودوموناس + نصف کود در رقم گریس با میانگین 41 درصد اختصاص یافت که نسبت به تیمار شاهد و کود کامل به ترتیب 5/8 و 6/4 درصد شاخص کلباچ را افزایش داد. در سال دوم همچنین تیمار باکتری سودوموناس + نصف کود در رقم گریس با میانگین 35 درصد از شاخص کلباچ بیشتری برخوردار بود که با تیمارهای باکتری باسیلوس + نصف کود و تیمار ترکیب باکتری‌ها تفاوت معنی‌داری نداشت و نسبت به کمترین میزان این صفت در تیمار شاهد در رقم سراورد 77 درصد شاخص کلباچ را افزایش داد (جدول 5).

نسبت میزان پروتئین محلول به میزان پروتئین کل، تحت عنـوان شاخص کلباچ یا شاخص تغییرات اصلاحی نیتروژن در طی فرایند تهیه مالت تعریف می‌‌گردد. میزان عصـاره بـا بهبـود خصوصـیات تغییرات اصلاحی افزایش می­یابد. به‌طورکلی باید یـک تـوازن ظریـف و حسـاس بـین پـروتئین کـل و محلول وجود داشـته باشـد (Osman., 2002). باتوجه‌به نتایج مشخص شد که باکتری­های محرک رشد با افزایش تثبیت نیتروژن موجب افزایش میزان پروتئین محلول و کل در گیاه شده است و باتوجه‌به افزایش شاخص کلباچ در اثر این تیمارها مشخص می­باشد که افزایش میزان نیتروژن مربوط به پروتئین محلول می‌باشد. تغییـرات اصـلاحی خـوب و مناسـب و عصاره آزاد شده این اجازه را به آنـزیم‌‌هـای موجـود مـی‌‌دهـد کـه خصوصـیات عملکــردی بیشــتری داشـته باشــند. نسـبت پـروتئین محلول به پروتئین کل واریته­ها باید در دامنه­ی 44-42 درصد باشد تا به میزان آلفا- آمیلاز و آمینو نیتروژن آزاد کافی برسند (Osman., 2002).

نتیجه‌گیری

باتوجه ‌به نتایج مشخص شد، کاربرد باکتری‌های محرک رشد دارای تأثیر مثبت بر عملکرد، اجزای عملکرد و صفات مورفوفیزیولوژیک جو مالت بود. بیشترین اجزای عملکرد، عملکرد دانه و شاخص برداشت در هر دو سال در رقم گریس و تیمار ترکیب باکتری‌ها+ نصف کود به دست آمد. بیشترین میزان راندمان مالت‌سازی به تیمار ترکیب باکتری‌ها در رقم به رخ اختصاص یافت. در حالت کلی استفاده از باکتری‌های محرک رشد به‌جای کودهای شیمیایی یا مصرف این کودها با مقادیر کم کودهای شیمیایی می‌تواند اثر مخرب زیست‌محیطی ناشی از مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی را کاهش داده و جذب مواد غذایی و عناصر موردنیاز گیاه از خاک و باروری خاک را افزایش دهد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد هرچند استفاده صددرصد از کودهای شیمیایی می‌تواند بر برخی از صفات موردمطالعه جو مالت اثر مثبت و معنی‌داری داشته باشد؛ ولی چنانچه باکتری‌های محرک رشد به‌صورت مخلوط با مقادیر کم کودهای شیمیایی مصرف شوند در درازمدت می‌توانند اثرات مثبت و خوبی در عملکرد گیاهان از طریق حفظ سلامتی محیط‌زیست و خاک داشته باشند.