Effects of Nutrients and Salinity on Yields, Growth, and Nutrients distribution of Faba Beans Grown in Hydroponics System
Date
2015
Authors
Anan Saleh Thaher Abahri
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Broad bean-Faba bean-(Vicia faba L.), one of the cultivated species of the family Fabaceae, is grown in nearly every part of Palestine. The importance of this study is to focus on important source of animal and human food beside it use new technique in agriculture which is the hydroponics system .The objective of this research was to evaluate the effect of two salinity levels (4.68ds/m-1 and 7.8 ds/m-1 NaCl) and three levels of Cooper nutrients solution ( 100% .25%. 300%) on the growth, yield and nutrient distribution in three Faba Beans cultivars (Baladi, Artasi, and Isbani), were grown in a hydroponics system, the experiment were divided into six group , two group had two salinity levels (4.68ds/m-1 and 7.8 ds/m-1 NaCl) , three group had three levels of Cooper nutrients solution ( 100% .25%. 300%) , and the last one contain water only (reference), each group contain three line, in each line one cultivars nutrients solution were supplied to the three cultivars freshly twice a day. Plants parts were desiccation and burning then turn it to solution in order to use it in analysis instrument. The results indicated that Increasing Cooper concentration ,increase plant height, leaves area, number of leaves, and number of pods, but decreased root length in the three cultivars .It was found that there is no significant different between (25% and 100%) cooper solution in vegetative growth, while in 300% cooper solution ,there is a significant decrease in vegetative growth in the three cultivars ,but the three cultivars didn’t produce pods, because plants died before reaching the flowering stage .Results show that application of Sodium chloride (4.68ds/m-1) causes reductions in plant height, number of leaves, leaves area, and number of pods, but increasing the root length .while application (7.8 ds/m-1) NaCl cause death in the flowering stage so that plants didn’t produce pods. However, there is a decrease in plant height, number of leaves, leaves area, but significantly decrease root length.
There is no significant difference found between (4.68ds/m-1 and 7.8 ds/m-1 NaCl) in vegetative growth except no of pods and roots length . The result indicates that increased significantly in fresh and dry weight of vegetative growth in the three cultivars ,compared to the control ,when handled with cooper solutions, where there is no significant difference between 25% and 100% cooper solution .Application4.68ds/m-1 NaCl increased both fresh and dry weights of the shoot, roots, leaves and pods compared to the control ,but this increase not significantly.
According to the flame photometer (FP), and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) analyses of three cultivars were it include four lines (line 1,2,3 and 5), line 1(100% cooper solution) recorded highest amount of NO3, SO4, PO4, K ,Zn, Mn ,Mo .compared to other lines. Line 2(25% cooper solution) show decrease in nutrients content, although there is no significant difference found in nutrients content between line 1 and 2,in line 3(4.68ds/m-1 NaCl) there is significant increase found in Na and Cl and increase not significant in some nutrients compared to control line(line 5) like Mn,Cu,SO4,NO3,PO4. Other nutrients like Cu, Mg didn’t show significant difference between lines .Ca increased in line 5 and 3 but decreased in line 1and 2, no significant difference between cultivars in the lines was found. According to nutrients distribution in Faba bean parts for the three cultivars the result shows increasing nutrients in the roots like SO4,Fe,Zn,Mn,Mo ,some nutrients show an increase in roots and leaves as: Mg ,Cu,NO3, while Na and Cl accumulates in the roots and shoots, PO4 accumulate in roots and pods, in addition to, Calcium(Ca) increased was found accumulate in leaves ,result show there is no significant different between nutrients in the three cultivars of Faba bean parts.
Its concluding that the effect of nutrients on Faba beans has been positive, where it increase vegetative growth and yield , but increase nutrients over a certain limit cause negative effects on vegetative growth and yield. And so vegetative growth and yields of Faba beans have been negatively affected by salinity . Also , it concludes that Baladi. and Isbani was slightly more resistance to salinity that might be a good choice to grow where the soils affected by NaCl at moderate stress levels .
Hydroponics systems are a new method of agriculture in many areas in the world ,so its need for application this systems on a large scale in Palestine, and Faba bean one of the plants that recommended to grow in it .
يعتبر نبات الفول احد المحاصيل المهمة التي تزرع في فلسطين, حيث ينتمي للعائلة البقولية, ويزرع تقريبا في كل جزء من فلسطين. تكمن أهمية هذا البحث من حيث تركيزه على مصدر مهم للغذاء للحيوان والنبات بالإضافة إلى استخدامه تقنية جديدة في الزراعة الا وهي الزراعة المائية. يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير مستويين من كلوريد الصوديوم (4.68 و 7,8 ديسي سيمنز/م) وثلاثة مستويات من محلول كوبر المغذي ( 25%, 100% , 300%) على نمو, إنتاج وتوزيع العناصر في ثلاثة أصناف من الفول ( البلدي, الأرطاسي, الاسباني) المزروعة في نظام للزراعة المائية( داخل الأنابيب). قسمت التجربة الى ست مجموعات, ثلاث مجموعات رويت بماء يحتوي ثلاثة مستويات من محلول كوبر المغذي ( 25%, 100%, 300%), مجموعتين رويت بمستويين من كلوريد الصوديوم (4.68 و 7,8 ديسي سيمنز/م), ومجموعة رويت بماء فقط حيث تعتبر المرجع .وكانت كل مجموعة تحتوي ثلاثة أنابيب في كل أنبوب احد انواع الفول الثلاثة. كانت المغذيات تزود للنباتات مرتين يوميا عن طريق نظام للري عبر مرشات ويتم إرجاع الفائض منها إلى داخل البراميل البلاستيكية. بعد أن أتم الفول دورة حياته واخرج الثمار, تم اخذ أجزاءه وجففت وحرقت وتم تحويلها إلى محاليل وتم إجراء التحاليل المناسبة بواسطة عدة أجهزة في المختبر, وأشارت النتائج إلى أن زيادة تركيز محلول كوبر أدى الى زيادة في طول النباتات, مساحة الأوراق, عدد الأوراق وعدد القرون. ولكن الزيادة في تركيز المحلول أدى إلى نقصان في طول الجذور في الثلاثة أصناف مقارنة بالمرجع. لقد وجد انه لايوجد فرق معنوي بين 25% و100% من محلول كوبر فيما يتعلق بالنمو الخضري في الثلاثة أصناف من الفول, بينما وجد نقص معنوي في النمو الخضري للثلاثة أصناف عند ريها بثلاثة أضعاف محلول كوبر المغذي,إضافة لذلك لم تنتج الأصناف الثلاثة قرون حيث ماتت جميع النباتات في مرحلة ما قبل الإزهار, ودلت النتائج على ان تزويد النباتات ب( 4.68 ديسي سيمنز/م ) من محلول كلوريد الصوديوم سبب نقصان في طول النباتات, عدد الأوراق ,مساحة الأوراق و عدد القرون, ولكنه أدى إلى زيادة طول الجذور, بينما ( 7.8 ديسي سيمنز/م ) من محلول كلوريد الصوديوم سبب موت النباتات في مرحلة الأزهار لذلك لم تنتج قرون, بالإضافة إلى ذلك وجد نقصان في طول النبات, عدد الأوراق,مساحة الأوراق, ونقص معنوي في طول الجذور. لم يوجد فرق معنوي بين (4,68 و7,8 ديسي سيمنز/م) من محلول ملح الطعام في النمو الخضري باستثناء عدد القرون وطول الجذور. من جهة أخرى أشارت النتائج إلى زيادة معنوية في الوزن الرطب والجاف للنمو الخضري للثلاثة أصناف مقارنة بالنبات المرجع ,عندما زودت بمحلول كوبر المغذي, حيث لوحظ عدم وجود فرق معنوي بين 25% و100% من محلول كوبر, بينما تطبيق 4.68 ديسي سيمنز/م أدى إلى زيادة غير معنوية في الوزن الرطب والجاف للنمو الخضري مقارنة مع الخط المرجع. تبعا لنتائج تحليل أجهزة التحليل الطيفي(FP) وجهاز التحليل الطيفي الكتلي (ICP-MS) للثلاثة أصناف من الفول, التحليل شمل أربعة خطوط فقط ,الخط الأول, الثاني, الثالث, بالإضافة إلى الخامس(المرجع), الخط الأول(100% كوبر) سجل أعلى قيمة ل NO3, SO4, PO4, K, Zn, Mn, Mo مقارنة بالخطوط الأخرى,الخط الثاني(25% كوبر) اظهر نقصان في محتوى المغذيات , بالرغم من ذلك لم يوجد فرق معنوي بين الخط الأول والثاني في محتوى المغذيات. في الخط الثالث ( 4.68 ديسي سيمنز /م NaCl) وجد زيادة معنوية في Na وCl وزيادة غير معنوية في بعض المغذيات مثل Mn,Cu,SO4,NO3,PO4 ,بعض المغذيات مثل Cu, Mg لم تظهر فرق معنوي بين الخطوط ,Ca ازداد في الخط الخامس والثالث ولكنه تناقص في الخط الاول والثاني, ولم توجد فروق معنوية بين الأصناف الثلاثة داخل الخطوط الأربعة. بالنسبة لتوزيع العناصر في أجزاء الثلاثة أصناف من نبات الفول, أظهرت النتائج زيادة في بعض العناصر في الجذور مثل : SO4,Fe,Zn,Mn,Mo,بعض العناصر تركزت في الجذور والأوراق مثل: Mg ,Cu,NO3بينما Na وCl تراكم في الجذور والسيقان, PO4 تراكم في الجذور والقرون, بالإضافة إلى ذلك تراكم Ca في الأوراق, أشارت النتائج إلى عدم وجود فرق معنوي بين المغذيات في أجزاء الثلاثة أصناف من الفول. نستنتج مما سبق ان الفول البلدي والاسباني أكثر مقاومة للملوحة من الارطاسي لذلك تعتبر خيارات جيدة للزراعة في المناطق التي تعاني من ملوحة متوسطة, تأثير المغذيات كان ايجابيا حيث أدى إلى زيادة في النمو الخضري والإنتاج, لكن زيادة المغذيات عن حد معين أدى إلى نتائج سلبية على النمو الخضري والإنتاج,كذلك تأثر النمو الخضري والإنتاج سلبيا بالملوحة. تعتبر الزراعة المائية طريقة جديدة وناجحة للزراعة في عدة مناطق من العالم وهناك حاجة لتطبيق هذا النظام على مساحة واسعة في فلسطين, والفول احد النباتات التي يمكن زراعتها داخل هذا النظام لكنه غير مجدي اقتصاديا بالنسبة للزراعة الفول لذلك يوصى بزراعة محاصيل اخرى مثل الفراولة. و تعتبر الزراعة المائية وسيلة جيدة للأبحاث الزراعية حيث يمكن التحكم بكافة الظروف المحيطة.
يعتبر نبات الفول احد المحاصيل المهمة التي تزرع في فلسطين, حيث ينتمي للعائلة البقولية, ويزرع تقريبا في كل جزء من فلسطين. تكمن أهمية هذا البحث من حيث تركيزه على مصدر مهم للغذاء للحيوان والنبات بالإضافة إلى استخدامه تقنية جديدة في الزراعة الا وهي الزراعة المائية. يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير مستويين من كلوريد الصوديوم (4.68 و 7,8 ديسي سيمنز/م) وثلاثة مستويات من محلول كوبر المغذي ( 25%, 100% , 300%) على نمو, إنتاج وتوزيع العناصر في ثلاثة أصناف من الفول ( البلدي, الأرطاسي, الاسباني) المزروعة في نظام للزراعة المائية( داخل الأنابيب). قسمت التجربة الى ست مجموعات, ثلاث مجموعات رويت بماء يحتوي ثلاثة مستويات من محلول كوبر المغذي ( 25%, 100%, 300%), مجموعتين رويت بمستويين من كلوريد الصوديوم (4.68 و 7,8 ديسي سيمنز/م), ومجموعة رويت بماء فقط حيث تعتبر المرجع .وكانت كل مجموعة تحتوي ثلاثة أنابيب في كل أنبوب احد انواع الفول الثلاثة. كانت المغذيات تزود للنباتات مرتين يوميا عن طريق نظام للري عبر مرشات ويتم إرجاع الفائض منها إلى داخل البراميل البلاستيكية. بعد أن أتم الفول دورة حياته واخرج الثمار, تم اخذ أجزاءه وجففت وحرقت وتم تحويلها إلى محاليل وتم إجراء التحاليل المناسبة بواسطة عدة أجهزة في المختبر, وأشارت النتائج إلى أن زيادة تركيز محلول كوبر أدى الى زيادة في طول النباتات, مساحة الأوراق, عدد الأوراق وعدد القرون. ولكن الزيادة في تركيز المحلول أدى إلى نقصان في طول الجذور في الثلاثة أصناف مقارنة بالمرجع. لقد وجد انه لايوجد فرق معنوي بين 25% و100% من محلول كوبر فيما يتعلق بالنمو الخضري في الثلاثة أصناف من الفول, بينما وجد نقص معنوي في النمو الخضري للثلاثة أصناف عند ريها بثلاثة أضعاف محلول كوبر المغذي,إضافة لذلك لم تنتج الأصناف الثلاثة قرون حيث ماتت جميع النباتات في مرحلة ما قبل الإزهار, ودلت النتائج على ان تزويد النباتات ب( 4.68 ديسي سيمنز/م ) من محلول كلوريد الصوديوم سبب نقصان في طول النباتات, عدد الأوراق ,مساحة الأوراق و عدد القرون, ولكنه أدى إلى زيادة طول الجذور, بينما ( 7.8 ديسي سيمنز/م ) من محلول كلوريد الصوديوم سبب موت النباتات في مرحلة الأزهار لذلك لم تنتج قرون, بالإضافة إلى ذلك وجد نقصان في طول النبات, عدد الأوراق,مساحة الأوراق, ونقص معنوي في طول الجذور. لم يوجد فرق معنوي بين (4,68 و7,8 ديسي سيمنز/م) من محلول ملح الطعام في النمو الخضري باستثناء عدد القرون وطول الجذور. من جهة أخرى أشارت النتائج إلى زيادة معنوية في الوزن الرطب والجاف للنمو الخضري للثلاثة أصناف مقارنة بالنبات المرجع ,عندما زودت بمحلول كوبر المغذي, حيث لوحظ عدم وجود فرق معنوي بين 25% و100% من محلول كوبر, بينما تطبيق 4.68 ديسي سيمنز/م أدى إلى زيادة غير معنوية في الوزن الرطب والجاف للنمو الخضري مقارنة مع الخط المرجع. تبعا لنتائج تحليل أجهزة التحليل الطيفي(FP) وجهاز التحليل الطيفي الكتلي (ICP-MS) للثلاثة أصناف من الفول, التحليل شمل أربعة خطوط فقط ,الخط الأول, الثاني, الثالث, بالإضافة إلى الخامس(المرجع), الخط الأول(100% كوبر) سجل أعلى قيمة ل NO3, SO4, PO4, K, Zn, Mn, Mo مقارنة بالخطوط الأخرى,الخط الثاني(25% كوبر) اظهر نقصان في محتوى المغذيات , بالرغم من ذلك لم يوجد فرق معنوي بين الخط الأول والثاني في محتوى المغذيات. في الخط الثالث ( 4.68 ديسي سيمنز /م NaCl) وجد زيادة معنوية في Na وCl وزيادة غير معنوية في بعض المغذيات مثل Mn,Cu,SO4,NO3,PO4 ,بعض المغذيات مثل Cu, Mg لم تظهر فرق معنوي بين الخطوط ,Ca ازداد في الخط الخامس والثالث ولكنه تناقص في الخط الاول والثاني, ولم توجد فروق معنوية بين الأصناف الثلاثة داخل الخطوط الأربعة. بالنسبة لتوزيع العناصر في أجزاء الثلاثة أصناف من نبات الفول, أظهرت النتائج زيادة في بعض العناصر في الجذور مثل : SO4,Fe,Zn,Mn,Mo,بعض العناصر تركزت في الجذور والأوراق مثل: Mg ,Cu,NO3بينما Na وCl تراكم في الجذور والسيقان, PO4 تراكم في الجذور والقرون, بالإضافة إلى ذلك تراكم Ca في الأوراق, أشارت النتائج إلى عدم وجود فرق معنوي بين المغذيات في أجزاء الثلاثة أصناف من الفول. نستنتج مما سبق ان الفول البلدي والاسباني أكثر مقاومة للملوحة من الارطاسي لذلك تعتبر خيارات جيدة للزراعة في المناطق التي تعاني من ملوحة متوسطة, تأثير المغذيات كان ايجابيا حيث أدى إلى زيادة في النمو الخضري والإنتاج, لكن زيادة المغذيات عن حد معين أدى إلى نتائج سلبية على النمو الخضري والإنتاج,كذلك تأثر النمو الخضري والإنتاج سلبيا بالملوحة. تعتبر الزراعة المائية طريقة جديدة وناجحة للزراعة في عدة مناطق من العالم وهناك حاجة لتطبيق هذا النظام على مساحة واسعة في فلسطين, والفول احد النباتات التي يمكن زراعتها داخل هذا النظام لكنه غير مجدي اقتصاديا بالنسبة للزراعة الفول لذلك يوصى بزراعة محاصيل اخرى مثل الفراولة. و تعتبر الزراعة المائية وسيلة جيدة للأبحاث الزراعية حيث يمكن التحكم بكافة الظروف المحيطة.