Document Type : Research Paper
Authors
1 Department of Agronomy, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran.
2 Department of Agronomy, FACULTY OF AGRICULTURE AND NATURAL RESOURCES, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
3 Assistant professor, Seed and plant improvement institute (SPII), Agricultural researcher, Education and extension organization (AREEO), Karaj, Iran
4 Assistant professor, Seed and plant improvement institute (SPII), Karaj, Iran
Abstract
Keywords
مقدمه
ذرت گیاهی از خانواده غلات است که می‌تواند نقشی اساسی در رژیم غذایی انسان و دام ایفا کند. بیشترین سطح زیر کشت ذرت در ایران به کشت دوم اختصاص دارد اما با مشکلاتی همچون کمبود آب و کافی نبودن طول فصل رشد مواجه شده است (خلیلی و همکاران 2010). کشت تأخیری ذرت منجر به تأخیر در جوانه‌زنی و رشد گیاه خواهد شد که در نهایت کاهش عملکرد دانه را به دنبال دارد (لانگ و همکاران 2017). نشاکاری یک استراتژی کشت است که می‌تواند کاهش عملکرد در کشت تأخیری را تا حدودی جبران و سبب ارتقاء عملکرد در گیاه ذرت شود و همچنین موجب استقرار بهتر گیاه به‌ویژه در زمانی که شرایط برای کاشت مستقیم فراهم نیست، می‌گردد (فانادزو و همکاران 2009). در مطالعه‌ای هاجونگ و همکاران (2017) مشاهده کردند که روش نشاکاری ذرت می‌تواند کاهش عملکرد این گیاه در کشت تأخیری را جبران کند و تقریباً 15% عملکرد دانه بیشتری نسبت به ذرت کشت‌شده به روش مستقیم حاصل نماید. روش نشاکاری در مقایسه با کشت مستقیم به‌طور معنی‌داری طول دوره رشد گیاه و زمان رسیدن به دوره گلدهی را کاهش و از طرفی وزن بلال، عملکرد دانه و طول بلال را افزایش داد (فانادزو و همکاران 2009). باسو و همکاران (2003) نشان دادند که گیاه ذرت کشت‌شده به روش نشاکاری 10-8 روز زودتر از گیاه کشت‌شده به روش مستقیم آماده برداشت می‌باشد. از طرفی سردار و همکاران (2020) بیان داشتند که روش نشاکاری به کشاورزان این فرصت را می‌دهد که بتوانند گیاه ذرت را با عملکرد بالاتری در کشت دوم تولید کنند. از دیگر مزایای نشاکاری می‌توان کنترل مؤثرتر آفات، بیماری‌های گیاهی، علف‌های هرز، کوتاه شدن طول دوره رشد و بهبود استفاده از نهاده‌هایی مانند بذر و کود در واحد سطح را عنوان کرد (فانادزو و همکاران 2009 و بیسواس و همکاران 2015). یکی دیگر از روش‌های کشت هیدروپرایمینگ بذر می‌باشد که این روش یک تکنولوژی آبدهی کنترل‌شده است و در آن بذر آب را جذب کرده و فرآیندهای بیولوژیکی لازم برای جوانه‌زنی را شروع می‌کند (محمودی و همکاران 2011). در هیدروپرایمینگ، بذور مرحله اول (جذب فیزیکی آب) و مرحله دوم (شروع فرآیندهای بیوشیمیایی و هیدرولیز قندها) جوانه‌زنی را پشت سر می‌گذارند ولی از ورود به مرحله سوم جوانه‌زنی (مصرف قند توسط جنین و رشد ریشه‌چه) باز می‌مانند (نظری و همکاران 2017). هیدروپرایمینگ سبب تقویت قابل‌ملاحظه بذرهای خشک می‌گردد و یکی از مهم‌ترین روش‌های فیزیولوژیکی به حساب می‌آید که افزایش‌دهنده قدرت و تسریع فرآیندهای جوانه‌زنی است (حسابی و همکاران 2014 و اور رحمان و همکاران 2015). موسوی و همکاران (2012) که بررسی اثرات پرایمینگ ذرت بر عملکرد این گیاه در استان همدان پرداختند مشاهده کردند که پرایمینگ ذرت در تاریخ کشت‌های مختلف باعث افزایش معنی‌دار عملکرد دانه گیاه ذرت در مقایسه با کشت مستقیم شده است. این محققین همچنین نشان داده‌اند که هیدروپرایمینگ بذر ذرت می‌تواند کاهش عملکرد ناشی از کشت تأخیری را نیز جبران کند. به‌منظور صرفه‌جویی در مصرف آب، افزایش عملکرد و کاهش خسارات ناشی از برداشت زودهنگام گیاه ذرت به‌عنوان کشت دوم، می‌توان نشاکاری و یا هیدروپرایمینگ را به کار گرفت (محمودی و همکاران 2011). همچنین در مطالعه‌ای دیگر شریفی و همکاران (2016) بیان داشتند که روش هیدروپرایمینگ سبب ارتقا عملکرد و بهرهوری آب آبیاری گیاه ذرت می‌شود. از دیگر مزایای روش کشت هیدروپرایمینگ می‌توان به تسریع جوانه‌زنی، استقرار بهتر گیاه، افزایش رشد ریشه، یکنواختی در جوانه‌زنی، گلدهی و رسیدگی زودهنگام، مقاومت به تنش‌های محیطی (از جمله خشکی و شوری)، افزایش سطح برگ و افزایش عملکرد دانه در بسیاری از گیاهان از جمله ذرت، گندم و برنج عنوان کرد (آریف 2005 و اور رحمان و همکاران 2015).
با توجه به ضرورت افزایش تولید گیاه ذرت به‌منظور تأمین نیازهای انسان و دام و از طرفی مهیا نبودن شرایط کافی جهت تولید این گیاه به‌منظور به دست آوردن عملکرد اقتصادی مناسب در کشت دوم، این مطالعه با هدف مقایسهی اثر روش کشت نشایی و هیدروپرایمینگ بذر با روش مرسوم در تاریخهای مختلف کاشت بر عملکرد و بهرهوری آب ارقام زودرس و دیررس ذرت انجام شد.
مواد و روش‌ها
مشخصات محل اجرای آزمایش و طرح آزمایشی
جدول 1- ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک محل اجرای آزمایش
|
فسفر |
پتاسیم |
اسیدیته |
مواد آلی |
نیتروژن |
رس |
لای |
شن |
بافت خاک |
|
(mg.kg-1) |
(%) |
|||||||
|
12 |
256 |
22/7 |
55/0 |
06/0 |
28 |
49 |
23 |
لومی ـ رسی |
جدول 2- دادههای هواشناسی ایستگاه سینوپتیک کرج در سال 1396
|
دوره زمانی |
میانگین دمای هوا |
حداقل دمای هوا |
حداکثر دمای هوا |
تبخیر |
بارش |
|
(oC) |
(mm) |
||||
|
11 خرداد-9 تیر |
16/34 |
60/17 |
08/26 |
6/338 |
00/0 |
|
10 تیر-9 مرداد |
41/36 |
29/20 |
88/28 |
8/367 |
41/0 |
|
10 مرداد-9 شهریور |
88/34 |
35/19 |
44/27 |
5/355 |
00/0 |
|
10 شهریور-8 مهر |
59/31 |
92/15 |
72/32 |
6/267 |
00/0 |
|
9 مهر-9 آبان |
87/23 |
59/10 |
02/17 |
5/175 |
80/4 |
|
10 آبان-9 آذر |
26/17 |
15/6 |
53/11 |
3/89 |
64/0 |
تاریخهای کاشت در سه سطح (10 تیر، 20 تیر، 1 مرداد) به‌عنوان عامل اصلی و فاکتوریلِ روش‌های کاشت (مستقیم بذر، بذر هیدروپرایم شده و نشایی) و ارقام ذرت (سینگل‌کراس 260 و 704) به‌عنوان عامل فرعی بود. هر کرت فرعی شامل سه ردیف کاشت با فاصله بین ردیف 75 سانتیمتر و به طول 6 متر بود. فاصله بوته‌ها پس از تنک کردن و فاصله نشاء‌ها برای رقم 704 حدود 18 سانتیمتر (تراکم کاشت حدود 5/7 بوته در مترمربع) و برای رقم 260 حدود 16 سانتیمتر (تراکم کاشت حدود 3/8 بوته در مترمربع) بود. عملیات تهیه بستر شامل شخم، روتیواتور، دیسک و تسطیح بهاره بود. بر اساس آزمون خاک ارائه‌شده در جدول 1 و نیاز غذایی رقم‌ها، کود فسفات آمونیوم به میزان 250 کیلوگرم در هکتار و کود اوره به میزان 200 کیلوگرم در هکتار در زمان کاشت به زمین اضافه شد. علاوه براین زمانی که بوته‌ها به مرحله 6 تا 8 برگی رسیدند مقدار 200 کیلوگرم کود اوره در هکتار به‌صورت سرک همراه با آبیاری مصرف شد(محمدی و همکاران 2015). برای کنترل علف‌های هرز از علف‌کش ارادیکان 6 لیتر در هکتار به‌صورت پیش‌کاشت و جهت کنترل علف‌های هرز پهن‌برگ از علف‌کش 2-4-D (5/1 لیتر در هکتار) در زمان 4 تا 6 برگی ذرت استفاده شد. برای مبارزه با آفات کارادرینا و اگروتیس ذرت در همین مرحله از حشره‌کش لاروین به میزان یک کیلوگرم در هکتار و برای کنترل شته ذرت از آفت‌کش کنفیدور (2 لیتر در هکتار) در مرحله 10 تا 12 برگی استفاده گردید.
سن نشا ذرت برای انتقال به زمین اصلی بیست روز معادل با مرحله دو تا سه برگی ذرت در نظر گرفته شد. نشاها در سینیهایی با ترکیب بستر 60 درصد خاک زراعی، 20 درصد کود حیوانی کاملاً پوسیده و 20 درصد ماسه‌بادی پرورش داده شدند. به‌منظور استقرار مناسب و افزایش سرعت رشد گیاهچه‌ها، محلولپاشی کود کامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم (با نسبت 20-20-20) همراه با اسید هیومیک در مرحله اصلی توسعه برگ و مرحله فرعی دو برگی (12BBCH=) انجام گردید و یک هفته بعد نیز این محلولپاشی با غلظت دو برابر تکرار شد (صادقی و ماهرخ 2020). بذور هیدروپرایم‌شده پس از 24 ساعت قرار گرفتن در آب مقطر به‌طوری‌که سطح آب دو سانتیمتر بالای سطح بذور باشد و پس از خشک شدن در دمای محیط در تاریخ کاشت‌های معین کشت گردید (رشید و همکاران 2006). با توجه به فراهم بودن شرایط آب و هوایی در مزرعه و به‌منظور کاهش تنش ناشی از انتقال، عملیات پرورش نشا در محیط مزرعه انجام شد. بلافاصله بعد از کاشت در مزرعه، اولین آبیاری و پس از 48 ساعت آبیاری دوم انجام گرفت تا شرایط خاک برای توسعه ریشه و استقرار گیاه از نظر دما و رطوبت تا جای ممکن مهیا باشد.
در این مطالعه از روش آبیاری قطرهای نواری (با نوارهای تیپ 16 میلیمتری و با فاصله قطره‌‌‌چکان 10 سانتیمتر) استفاده شد و اندازهگیری و کنترل مقدار آب آبیاری توسط کنتور حجمی و شیرهای قطع و وصل انجام گردید. حجم آب مصرفی در هر نوبت آبیاری بر اساس تبخیر و تعرق ذرت در مراحل مختلف رشد و بر اساس روش پنمن-مونتیث محاسبه شد (آلن و همکاران 1998). حجم آب مصرفی در هر تاریخ کاشت به تفکیک تیمارها در جدول 3 بیان شده است. لازم به ذکر است که برای محاسبه دقیق حجم آب مصرفی در تیمار نشاکاری، میزان آب مورداستفاده در مرحله تولید نشا با آب مصرفی در مزرعه جمع گردید. همچنین برای هر تیمار، فاصله زمانی بین کاشت تا برداشت در جدول 4 گزارش شده است.
جدول 3- مقدار آب مصرفی (مترمکعب در هکتار) در تیمارهای مختلف آزمایش
|
تاریخ کاشت |
رقم |
روش کاشت |
||
|
1 مرداد |
20 تیر |
10 تیر |
||
|
4826 |
5672 |
6459 |
260 |
مستقیم |
|
4826 |
5672 |
6459 |
704 |
|
|
05/4826 |
05/5672 |
5/6459 |
260 |
هیدروپرایم |
|
05/4826 |
05/5672 |
5/6459 |
704 |
|
|
4850 |
5694 |
6480 |
260 |
نشایی |
|
4850 |
5694 |
6480 |
704 |
|
جدول 4- فاصله زمانی بین کاشت تا برداشت در تیمارهای مختلف آزمایش
|
1 مرداد |
20 تیر |
10 تیر |
تیمارها |
||||
|
کاشت تا برداشت (روز) |
درجه روز رشد تجمعی |
کاشت تا برداشت (روز) |
درجه روز رشد تجمعی |
کاشت تا برداشت (روز) |
درجه روز رشد تجمعی |
رقم |
روش کاشت |
|
104 |
0/1234 |
108 |
3/1333 |
106 |
8/1407 |
260 |
مستقیم |
|
106 |
9/1246 |
119 |
6/1423 |
122 |
2/1442 |
704 |
|
|
104 |
0/1234 |
105 |
9/1306 |
113 |
6/1448 |
260 |
هیدروپرایم |
|
106 |
9/1246 |
119 |
6/1423 |
120 |
6/1511 |
704 |
|
|
91 |
3/1249 |
94 |
0/1241 |
86 |
3/1245 |
260 |
نشایی |
|
106 |
9/1246 |
112 |
3/1380 |
113 |
6/1448 |
704 |
|
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر اصلی تاریخ کاشت بر شاخص سطح برگ، وزن خشک برگ و تعداد برگ در بوته در سطح احتمال یک درصد، اثر اصلی روش کاشت بر وزن خشک برگ در سطح احتمال یک درصد و شاخص سطح برگ در سطح احتمال پنج درصد و اثر اصلی رقم کاشت بر شاخص سطح برگ، وزن خشک برگ، ارتفاع بوته و قطر ساقه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 5). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در بین تاریخهای کشت موردبررسی، بیشترین شاخص سطح برگ (74/4)، تعداد برگ در بوته (64/15) و وزن خشک برگ (2682 کیلوگرم در هکتار) در تاریخ کشت 10 تیر و کمترین آن‌ها به‌ترتیب 26/4، 14/14 و (2342 کیلوگرم در هکتار) در تاریخ کشت 1 مرداد حاصل شد (جدول 6).
تأخیر در کشت از 10 تیر به 20 تیر با وجود از دست رفتن 4/169 درجه روز رشد تجمعی در دسترس برای رشد گیاه، تفاوت معنی‌داری در شاخص سطح برگ و وزن خشک برگ ایجاد نشد؛ اما با بیشتر شدن این تأخیر از 10 تیر به 1 مرداد و هم‌زمان با از دست رفتن 2/345 درجه روز رشد تجمعی در دسترس برای رشد به‌ترتیب 2/10 و 7/12 درصدی کاهش در شاخص سطح برگ و وزن خشک برگ ایجاد گردید. از طرفی تعداد برگ در بوته با تأخیر در کشت از 10 تیر به 20 تیر و 1 مرداد کاهش 3/3 و 5/9 درصدی داشت (جدول‌های 4 و 6).
پوشش گیاهی رابطه مستقیمی با درصد جذب تشعشع دارد، با افزایش سطح برگ و تعداد برگ میزان نوری که از میان کانوپی گیاهی عبور کرده کاهش یافته و درصد جذب تشعشع افزایش می‌یابد ( فلچر و همکاران 2008) . با تاخیر در کاشت و جلو رفتن طول فصل رشد در تاریخهای مختلف کاشت، میزان تشعشع روندی نزولی را طی می‌کند که سبب هم‌زمانی رشد رویشی گیاه با کاهش تشعشع و شرایط نامناسب اقلیمی شده و در نتیجه کاهش سطح برگ، تعداد برگ و وزن خشک برگ را موجب می‌شود (غیاث‌آبادی و همکاران 2014 و ایلکایی و همکاران 2016). در مطالعه‌ای آقاعلیخانی و صفری (2013) در بررسی روند تغییرات شاخص‌های فیزیولوژیک رشد بیان داشتند که در کشت‌های دیرهنگام به دلیل پایین بودن نسبی دما و عدم تأمین درجه روز رشد گیاه نسبت به تاریخهای کشت پیش‌تر، سطح برگ و ماده خشک کمتری در واحد سطح تولید شد. همچنین رحیمی مقدم و همکاران (1395) دلیل افزایش شاخص سطح برگ در تاریخ کشت نخست (به هنگام) را، طولانی‌تر بودن دوره رشد و دمای مناسب در طول فصل رشد عنوان کردند. به نظر می‌رسد، کشت به‌موقع ذرت در تاریخ کشت اول، سبب هم‌زمانی مراحل رشد رویشی با دما مناسب و درنتیجه افزایش شاخص سطح برگ، تعداد برگ و وزن خشک برگ در گیاه می‌گردد.
نتایج مقایسه میانگین نشان داد در بین روش‌های کشت موردبررسی، بیشترین شاخص سطح برگ (69/4) و وزن خشک برگ (2681 کیلوگرم در هکتار) در روش کشت نشایی و کمترین آن‌ها به‌ترتیب 45/4 و (2430 کیلوگرم در هکتار) در روش کشت مستقیم حاصل شد (جدول 6). این نتایج نشان داد که روش کشت نشایی نسبت به هیدروپرایم و مستقیم بذر سبب افزایش به‌ترتیب 6/3 و 11/5 درصدی شاخص سطح برگ و 6 و 3/9 درصدی وزن خشک برگ گردید (جدول 6). هم‌راستا با مطالعه حاضر زارعی و همکاران (2018) نیز با بررسـی روش‌های کاشت ذرت دانه‌ای بیان داشتند که سطح برگ و شـاخص سطح برگ در کشت نشایی بیشتر از کشت مستقیم بود.
نتایج مقایسه میانگین اثر اصلی رقم کاشت نشان داد که بیشترین شاخص سطح برگ (04/5)، وزن خشک برگ (2710 کیلوگرم در هکتار)، ارتفاع بوته (8/185 سانتیمتر) و قطر ساقه (7/15 میلی‌متر) در رقم 704 به دست آمد (جدول 6). رقم 704 نسبت به 260 توانست به‌ترتیب 4/19، 2/12، 7/6 و 3/13 درصد عملکرد بالاتری در این صفات حاصل نماید (جدول 6). تفاوت‌ها در عملکرد صفات عمدتاً ناشی از تفاوت‌های ژنتیکی بین ارقام می‌باشد. بین ارقام مختلف از لحاظ ژنتیکی تفاوت‌هایی وجود دارد که این تفاوت‌ها ضمن تأثیرپذیری از محیط در فنوتیپ ظاهر میشوند، بنابراین تفاوت ارقام مختلف در برخی صفات می‌تواند به مقدار زیادی تحت تأثیر تفاوت‌های ژنتیکی باشد و ارقامی که بتوانند با شرایط منطقه موردمطالعه سازگاری داشته و از پتانسیل عملکرد بالایی برخوردار باشند می‌توانند به‌عنوان ارقام برتر معرفی شوند. محققین متعددی بیان نموده‌اند تفاوت ژنتیکی قابل‌ملاحظه‌ای که بین ارقام مختلف ذرت وجود دارد منجر به تفاوت‌های در عملکرد صفات مورفولوژیک گیاه می‌گردد (گرزسیاک 2001). طی آزمایشی مشابه صفت ارتفاع بوته تحت تأثیر عوامل ژنتیکی و محیطی قرار گرفت به‌طوری‌که رقم دیررس هم به علت خاصیت ژنتیکی و نیز طولانی بودن دوره رشد، ارتفاع بیشتری نسبت به رقم زودرس داشت (انوری و همکاران 2012).
جدول 5- تجزیه واریانس خصوصیات ریخت‌شناسی ذرت در واکنش به تیمارهای آزمایش
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
||||
|
شاخص سطح برگ |
تعداد برگ در بوته |
وزن خشک برگ |
ارتفاع بوته |
قطر ساقه |
||
|
تکرار |
2 |
06/0 ns |
34/1 ns |
93209 ns |
69/72 ns |
25/2 ns |
|
تاریخ کاشت |
2 |
18/1** |
46/10** |
1/574765** |
48/157 ns |
73/2 ns |
|
خطای اصلی |
4 |
02/0 ns |
23/0 ns |
7/42304 ns |
67/133 ns |
91/1 ns |
|
روش کاشت |
2 |
27/0* |
36/0 ns |
1/291407** |
05/13 ns |
003/3 ns |
|
تاریخ کاشت ×روش کاشت |
4 |
004/0 ns |
03/0 ns |
3/7007 ns |
88/2 ns |
17/0 ns |
|
رقم |
1 |
94/12** |
17/0 ns |
2/1484374** |
08/2152** |
22/56** |
|
تاریخ کاشت ×رقم |
2 |
01/0 ns |
99/0 ns |
9/62690 ns |
47/13 ns |
08/0 ns |
|
روش کاشت ×رقم |
2 |
02/0 ns |
23/0 ns |
3/6060 ns |
37/28 ns |
72/0 ns |
|
تاریخ کاشت×روش کاشت×رقم |
4 |
008/0 ns |
05/0 ns |
01/1260 ns |
63/0 ns |
03/0 ns |
|
خطای فرعی |
30 |
07/0 |
42/0 |
4/49671 |
58/69 |
02/1 |
|
ضریب تغییرات(%) |
|
01/6 |
3/4 |
7/8 |
6/4 |
8/6 |
* و ** به‌ترتیب وجود اختلاف معنی‌دار در سطح احتمال خطای پنج و یک درصد، ns عدم وجود اختلاف معنی‌دارمی باشد.
جدول 6- اثر تاریخ کاشت، روش کاشت و رقم بر خصوصیات ریخت‌شناسی ذرت
|
تیمار |
شاخص سطح برگ |
تعداد برگ در بوته |
وزن خشک برگ (kg.ha-1) |
ارتفاع ساقه (cm) |
قطر ساقه (mm) |
|
تاریخ کاشت |
|
|
|
|
|
|
10 تیر |
74/4a |
64/15a |
2682 a |
0/182 |
1/15 |
|
20 تیر |
66/4a |
13/15b |
2607 a |
4/180 |
7/14 |
|
1 مرداد |
26/4b |
14/14C |
2342 b |
2/176 |
3/14 |
|
روش کاشت |
|
|
|
|
|
|
کشت مستقیم بذر |
45/4 b |
81/14 |
2430 b |
6/178 |
7/14 ab |
|
کشت بذر هیدروپرایم‌شده |
52/4 ab |
04/15 |
2520 b |
8/179 |
1/15 a |
|
کشت نشایی |
69/4 a |
07/15 |
2681 a |
2/180 |
2/14 b |
|
رقم |
|
|
|
|
|
|
هیبرید 260 |
06/4 b |
91/14 |
2378 b |
2/173 b |
6/13 b |
|
هیبرید 704 |
04/5 a |
03/15 |
2710 a |
8/185 a |
7/15 a |
در هر ستون میانگین‌های دارای حروف مشترک فاقد تفاوت معنی‌دار هستند (آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد)
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر اصلی تاریخ کاشت، روش کاشت و برهمکنشهای دوگانه‌ی تاریخ کاشت×رقم بر عملکرد دانه و عملکرد ماده‌ی خشک و کارآیی مصرف آب آن‌ها و همچنین اثر اصلی رقم کاشت بر عملکرد ماده‌ی خشک و کارآیی مصرف آب آن در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 7). نتایج مقایسه میانگین نشان داد که در بین تاریخهای کاشت موردبررسی، بیشترین عملکرد دانه (8683 کیلوگرم در هکتار) و حداکثر ماده‌ی خشک (18106 کیلوگرم در هکتار) در تاریخ کاشت 10 تیرماه و کمترین عملکرد دانه (3420 کیلوگرم در هکتار) و ماده خشک (12945 کیلوگرم در هکتار) در تاریخ کاشت 1 مرداد حاصل شد (جدول 8). تأخیر در کاشت از 10 به 20 تیر و 1 مرداد که مطابق جدول 4 هم‌زمان بود با از دست رفتن به‌ترتیب 4/169 و 2/345 درجه روز رشد تجمعی در دسترس برای رشد، به‌ترتیب سبب کاهش 4/5 و 6/60 درصدی عملکرد دانه و 4/3 و 5/28 درصدی عملکرد ماده‌ی خشک گردید. تأخیر در کاشت از تاریخ 20 تیر به 1 مرداد هم‌زمان با کاهش 9/190 درجه روز رشد تجمعی سبب کاهش عملکرد دانه و ماده‌ی خشک به‌ترتیب به میزان 3/58 و 7/26 درصد گردید (جدول‌های 4 و 8).
سرعت رشد گیاه به میزان جذب نور توسط گیاه و کارآیی تبدیل نور جذب‌شده به ماده خشک بستگی دارد، ازاین‌رو بالا بودن عملکرد در تاریخ کشت اول می‌تواند به دلیل بهرهوری کارآمدتر گیاه از نور خورشید در ابتدای فصل رشد باشد (عزیز و همکاران 2007). تأخیر در کشت ذرت، به دلیل حساسیت دوره رشد رویشی و زایشی این گیاه به کاهش دما و افت میزان تشعشع فعال فتوسنتزی (IPAR)[3]، سبب کاهش فعالیت فتوسنتزی و کوتاه شدن طول مراحل بعدی رشد گیاه می‌شود. همچنین گیاه در کشت تأخیری زودتر به طول روز بحرانی می‌رسد که این موضوع سبب توقف رشد رویشی در آن شده و گیاهانی کوتاه‌تر با برگه‌ای کمتر و کوچک‌تر تولید می‌کند و در نهایت کاهش ماده خشک را منجر می‌شود (تسیمبا و همکاران 2013 و کاوو و همکاران 2019). شاه و همکاران (2017) دریافتند که با کشت تأخیری، فتوپریود به‌عنوان یک فاکتور اولیه محیطی که تا حد زیادی می‌تواند تعیین‌کننده زمان گلدهی و بلوغ محصولات سالانه مانند ذرت باشد، تحت تأثیر قرار می‌گیرد. از طرفی فیض‌بخش و همکاران (2010) و تسیمبا و همکاران (2013) بیان داشتند که در کشت تأخیری عملکرد دانه، تعداد دانه و طول بلال با توجه به کاهش طول دوره رویشی، کاهش تعداد روزهای فتوسنتز کننده و طول روز کاهش می‌یابد. همچنین در مطالعه کاوو و همکاران (2019) تأخیر در کشت به‌طور معنی‌داری منجر به کاهش طول دوره رویش (از جوانه‌زنی تا ظهور ابریشم) و دوره رشد کامل گیاه شد به‌طوری‌که دوره کامل رشد گیاه از 143 روز در کشت نرمال به 127 روز در کشت تأخیری رسید.
نتایج مقایسه میانگین صفات نشان داد که در بین تاریخهای کاشت موردبررسی، بیشترین کارایی مصرف آب برای تولید دانه (44/1 کیلوگرم بر مترمکعب آب) و کارایی مصرف آب برای تولید ماده خشک (08/3 کیلوگرم بر مترمکعب آب) در تاریخ کشت 20 تیرماه و کمترین میزان آن‌ها به‌ترتیب (71/0 کیلوگرم بر مترمکعب آب) و (67/2 کیلوگرم بر مترمکعب آب) در تاریخ کشت 1 مرداد حاصل شد (جدول 8).
نتایج مقایسه میانگین اثر اصلی روش‌های کاشت نشان داد که بیشترین عملکرد دانه (7382 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد ماده خشک (17281 کیلوگرم در هکتار) از روش کشت نشایی و کمترین میزان عملکرد دانه (6246 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد ماده خشک (15303 کیلوگرم در هکتار) از روش کشت مستقیم بذر حاصل شد (جدول 8). روش کشت نشایی نسبت به کشت بذر هیدروپرایم‌شده و مستقیم بذر به‌ترتیب سبب افزایش 3/9 و 3/15 درصدی عملکرد دانه و 6/7 و 5/11 درصدی عملکرد ماده خشک گردید (جدول 8). عملکرد در گیاه به افزایش مقدار تشعشع دریافت شده و تبدیل تشعشع دریافت شده به بیوماس در طول دوره رشد و شاخص سطح برگ وابسته است (سینکلر و همکاران 1999). مقدار جذب تشعشع به عواملی همچون گونه گیاهی، شرایط آب و هوایی، مدیریت زراعی و مرحله رشد گیاه بستگی دارد (سینکلر و همکاران 1999 و کانل و همکاران 2004). با توجه به اینکه یکی از فاکتورهای تعیین‌کننده میزان کارایی مصرف تشعشع، مرحله رشد گیاه می‌باشد و ازآنجایی‌که گیاه کشت‌شده به روش نشایی نسبت به روش بذر هیدروپرایم‌شده و کشت مستقیم بذر از نظر رشدی جلوتر بوده، به نظر می‌رسد این عامل سبب جذب بالاتر تشعشع فعال فتوسنتزی توسط گیاه کشت‌شده به روش نشایی شده و عملکرد بالاتری را ایجاد می‌کند. از طرفی کشت نشایی از طریق تسهیل استقرار گیاه و افزایش سرعت رشد سبب کاهش تعداد روز تا گلدهی و افزایش عملکرد ذرت می‌گردد (آگباجه و همکاران 2002). در مطالعه آندونووا و همکاران (2014)، هم‌راستا با مطالعه حاضر مشاهده شد که روش کشت نشایی به‌طور معناداری عملکرد ماده خشک ذرت را نسبت به روش کشت مستقیم بذر افزایش داد.
نتایج مقایسه میانگین صفات نشان داد که در بین روش‌های کاشت موردبررسی، بیشترین کارایی مصرف آب برای تولید دانه و ماده خشک به‌ترتیب 26/1 و 02/3 (کیلوگرم بر مترمکعب آب) در روش کشت نشایی و کمترین میزان آن‌ها به‌ترتیب 07/1 و 7/2 (کیلوگرم بر مترمکعب آب) در روش کشت مستقیم بذر حاصل شد (جدول 8). روش کشت نشایی توانست نسبت به روش کشت بذر هیدروپرایم‌شده و کشت مستقیم بذر به‌ترتیب 7/8 و 15 درصد کارایی مصرف آب برای تولید دانه و 6/6 و 5/10 درصد کارایی مصرف آب برای تولید ماده خشک را افزایش دهد (جدول 8). در روش کشت نشایی، گیاه جهت استقرار نیازمند آب اولیه کمتری می‌باشد (فانادزو و همکاران 2009). همچنین این روش سبب کوتاهی طول دوره رشد در گیاه می‌گردد، در نتیجه این موضوع باعث می‌شود که روش کشت نشایی نسبت به دو روش کشت بذر هیدروپرایم‌شده و کشت مستقیم بذر به‌طور معنی‌داری میزان کارایی مصرف آب برای تولید دانه و ماده خشک را افزایش دهد. در مطالعه‌ای هم‌راستا با مطالعه حاضر بیان شد که روش کشت نشایی تا 66% منجر به افزایش کارایی مصرف آب نسبت به روش کشت مستقیم گردید (چاوز و همکاران 1996).
جدول 7- تجزیه واریانس عملکرد دانه، ماده خشک و کارآیی مصرف آب آن‌ها در ذرت دانه‌ای در واکنش به تیمارهای آزمایش
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
|||
|
عملکرد |
عملکرد |
کارآیی مصرف آب برای |
کارآیی مصرف آب برای |
||
|
تکرار |
2 |
2/187683 ns |
7/611216 ns |
005/0 ns |
02/0 ns |
|
تاریخ کاشت |
2 |
152857613** |
2/143301290** |
88/2 ** |
77/0** |
|
خطای اصلی |
4 |
02/337535 |
9/931381 |
01/0 |
03/0 |
|
روش کاشت |
2 |
5/5891828 ** |
7/18225552 ** |
16/0 ** |
46/0 ** |
|
تاریخ کاشت ×روش کاشت |
4 |
752863 ns |
2/3396608 ns |
022/ ns |
08/0 ns |
|
رقم |
1 |
697 ns |
44916000 ** |
008/0 ns |
12/1 ** |
|
تاریخ کاشت ×رقم |
2 |
3/9115946 ** |
1/24687314 ** |
33/0 ** |
74/0 ** |
|
روش کاشت ×رقم |
2 |
2/235762 ns |
9/521325ns |
01/0 ns |
01/0 ns |
|
تاریخ کاشت×روش کاشت×رقم |
4 |
7/229140 ns |
9/423171ns |
009/0 ns |
01/0 ns |
|
خطای فرعی |
30 |
5/350000 |
9/2077346 |
01/0 |
05/0 |
|
ضریب تغییرات(%) |
- |
73/8 |
9/8 |
1/9 |
4/8 |
** وجود اختلاف معنی‌دار در سطح احتمال خطای یک درصد، ns عدم وجود اختلاف معنی‌دارمی باشد.
نتایج مقایسه میانگین اثر رقم کاشت نشان داد که بیشترین ماده خشک (17096 کیلوگرم در هکتار) و کارایی مصرف آب برای تولید ماده خشک (99/2 کیلوگرم بر مترمکعب آب) در رقم 704 بود و نسبت به رقم 260 توانست به‌ترتیب 6/10 و 4/9 درصد عملکرد ماده خشک و کارایی مصرف آب برای تولید ماده خشک بالاتری حاصل نماید (جدول 8). ژنوتیپ اثر معنی‌داری بر عملکرد ماده خشک دارد و بیشترین میزان ماده خشک از رقم دیررس و کمترین از رقم زودرس حاصل می‌شود (عزیز و همکاران 2007). در مطالعه‌ای حسن و همکاران (2020) بیان داشتند که ارقام میانرس و دیررس درصورتی‌که محدودیت نداشته باشند توانایی تولید بالاتری نسبت به ارقام زودرس دارند.
جدول 8- اثر تاریخ کاشت، روش کاشت و رقم بر عملکرد دانه، ماده خشک و کارآیی مصرف آب آن‌ها در ذرت دانه‌ای
|
تیمار |
عملکرد دانه |
عملکرد |
|
کارآیی مصرف آب برای |
کارآیی مصرف آب برای |
|
(kg.ha-1) |
|
(kg.m-3) |
|||
|
تاریخ کاشت |
|
|
|
|
|
|
10 تیر |
8683 a |
18106 a |
|
34/1 b |
79/2 b |
|
20 تیر |
8219 a |
17502 a |
|
44/1 a |
08/3 a |
|
1 مرداد |
3420 b |
12945 b |
|
71/0 C |
67/2 b |
|
روش کاشت |
|
|
|
|
|
|
کشت مستقیم بذر |
6246 C |
15303 b |
|
07/1 C |
70/2 b |
|
کشت بذر هیدروپرایم‌شده |
6695 b |
15969 b |
|
15/1 b |
82/2 b |
|
کشت نشایی |
7382 a |
17281 a |
|
26/1 a |
02/3 a |
|
رقم |
|
|
|
|
|
|
هیبرید 260 |
6778 |
15272 b |
|
17/1 |
71/2b |
|
هیبرید 704 |
6771 |
17096 a |
|
15/1 |
99/2 a |
در هر ستون میانگین‌های دارای حروف مشترک فاقد تفاوت معنی‌دار هستند (آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد)
نتایج مقایسه میانگین برهم‌کنش تاریخ کاشت×رقم نشان داد که بالاترین عملکرد دانه (2/9193 کیلوگرم در هکتار) و ماده خشک (19767 کیلوگرم در هکتار) از رقم 704 کشت‌شده در تاریخ کشت 10 تیرماه و کمترین عملکرد دانه (3/2604 کیلوگرم در هکتار) و ماده خشک (8/12507 کیلوگرم در هکتار) از همین رقم در تاریخ کشت 1 مرداد حاصل شد (شکل 1-2). رقم 704 با تأخیر در کاشت به‌طور معنی‌داری کاهش پیدا کرد، به‌گونه‌ای که تأخیر در کشت از 10 تیر به 20 تیر و 1 مرداد هم‌زمان با از دست رفتن به‌ترتیب 4/169 و 2/345 درجه روز رشد تجمعی در دسترس برای رشد سبب کاهش به‌ترتیب 3/7، 6/71 درصدی عملکرد دانه و 7/3، 7/36 درصدی عملکرد ماده خشک گردید (شکل 1-2، جدول 4). از طرفی در رقم 260 با تأخیر در کشت از 10 تیر به 20 تیر با وجود از دست رفتن 4/169 درجه روز رشد تجمعی در دسترس برای رشد تفاوت معنی‌داری در عملکرد دانه و ماده خشک حاصل نشد؛ اما در همین رقم با تأخیر در کشت از 20 تیر به 1 مرداد و هم‌زمان با از دست رفتن 9/190 درجه روز رشد تجمعی در دسترس برای رشد به‌ترتیب کاهش 54/46 و 3/16 درصدی عملکرد دانه و ماده خشک را به دنبال داشت (شکل 1- جدول 4).
نتایج مقایسه میانگین برهم‌کنش تاریخ کاشت×رقم نشان داد که بالاترین کارایی مصرف آب برای تولید دانه (49/1 کیلوگرم بر مترمکعب آب) و کارایی مصرف آب برای تولید ماده خشک (34/3 کیلوگرم بر مترمکعب آب) از رقم 704 کشت‌شده در تاریخ کشت 20 تیر و کمترین میزان آن‌ها به‌ترتیب (53/0 کیلوگرم بر مترمکعب آب) و (58/2 کیلوگرم بر مترمکعب آب) همین رقم در تاریخ کشت 1 مرداد حاصل شد (شکل 3 و 4).
دما و طول روز دو فاکتور مهم و تأثیرگذار بر عملکرد گیاه ذرت می‌باشند. با تأخیر در کشت میزان دما و طول روز تحت تأثیر قرارگرفته که این موضوع اثر مستقیمی بر عملکرد گیاه ذرت می‌گذارد. گیاه ذرت ذاتاً روزکوتاه است ولی به نظر می‌رسد ارقام زراعی آن نسبت به طول روز کمتر واکنش نشان می‌دهند و دما تأثیر بیشتری نسبت به طول روز بر عملکرد در این گیاه می‌گذارد (تسیمبا و همکاران 2013). با توجه به نتایج به‌دست‌آمده به نظر می‌رسد رقم 260 به‌عنوان یک رقم زودرس نسبت به رقم 704 که یک رقم دیررس است میزان درجه روز رشد تجمعی موردنیاز خود را در زمان کوتاه‌تری تأمین نمود. این موضوع سبب برتری رقم 260 نسبت به 704 در کشت تأخیری گردید. در تاریخ کشت 10 تیر رقم 260 به‌طور معنی‌داری عملکرد پایینتری نسبت به رقم 704 تولید کرد، اما هرچه طول فصل رشد کاهش یافت اثر منفی بیشتری بر عملکرد در رقم 704 نسبت به 260 مشاهده گردید (شکل 1-2). هرکدام از ارقام مختلف گیاه ذرت دارای تاریخ کشت ایدئال خود می‌باشند و هر چه میزان تاریخ کشت نسبت به تاریخ ایده‌آل تغییر کند (دیرهنگام)، باعث از دست دهی بیشتر عملکرد خواهد شد. هم‌راستا با مطالعه حاضر در مطالعه بیسواس و همکاران (2015) نیز اثر متقابل تاریخ کشت و رقم بر عملکرد دانه معنی‌دار شد. همچنین در مطالعه کوکا و همکاران (2014) از کشت رقم‌های مختلف ذرت در تاریخهای کشت مختلف، عملکرد متفاوتی حاصل شد. ارقام دیررس به‌طور ژنتیکی مدت‌زمان بیشتری برای تکمیل دوره رشد نیاز دارند، در نتیجه می‌توانند عملکرد بالاتری را نسبت به ارقام زودرس در زمان مناسب کشت تولید نمایند (بهاتارای و همکاران 2020). از طرفی ارقام دیررس علیرغم توانایی بالا در تولید سرعت رشد پایینتری دارند و با کوتاه شدن طول دوره رشد در عملکرد پایینتری وارد فاز زایشی میشوند که این موضوع خود دلیل اصلی کاهش عملکرد بیشتر این ارقام نسبت به ارقام زودرس در صورت کاهش طول دوره رشد می‌باشد (حسن و همکاران 2020).
نتیجه‌گیری
نتایج این مطالعه نشان داد که تأخیر در کشت باعث کاهش عملکرد دانه، ماده خشک، کارایی مصرف آب و برخی خصوصیات ریخت‌شناسی ذرت شد، به‌طوری‌که بالاترین عملکرد دانه و ماده خشک در تاریخ کشت 10 تیرماه و کمترین آن در تاریخ کشت 1 مرداد مشاهده شد. در بین روش‌های کاشت، روش کشت نشایی سودمندی خود را در افزایش تولید دانه، ماده خشک، کارایی مصرف آب، شاخص سطح برگ و وزن خشک برگ نشان داد و توانست عملکرد بالاتری را نسبت به روش کشت بذر هیدروپرایم‌شده و کشت مستقیم بذر حاصل نماید. از طرف دیگر رقم 704 برتری کلی خود را نسبت به رقم 260 در تولید ماده خشک، کارایی مصرف آب، شاخص سطح برگ، وزن خشک برگ، ارتفاع بوته و قطر ساقه نشان داد. در تاریخ کشت دهم و بیستم تیرماه رقم 704 نسبت به رقم 260 برتری قابل‌توجهی داشت و توانست عملکرد دانه و ماده خشک بالاتری را حاصل نماید؛ اما با کشت در ابتدای مردادماه و کاهش طول دوره رشد، رقم 260 برتری خود را نشان داد. به‌طوری‌که بالاترین عملکرد دانه و ماده خشک با کشت رقم 704 در دهم تیرماه و بیشترین کارایی مصرف آب برای تولید دانه و ماده خشک با کشت همین رقم در بیستم تیرماه حاصل شد، درحالی‌که در تاریخ کاشت یکم مردادماه رقم 260 عملکرد دانه و کارایی مصرف آب بیشتری نسبت به رقم 704 داشت. به‌طورکلی بر اساس نتایج این مطالعه به‌منظور دستیابی به حداکثر عملکرد دانه، ماده خشک و کارایی مصرف آب در منطقه کرج با آب‌وهوای نیمه‌خشک، کشت نشایی رقم 704 در تاریخ 10 تیرماه و در صورت کشت تأخیری در اوایل مردادماه کشت نشایی رقم 260 قابل‌توصیه خواهد بود.
|
(Kg.ha-1) |
(Kg.ha-1) |
||
|
شکل 1- مقایسه بر همکنش تاریخ کاشت×رقم بر عملکرد دانه |
شکل 2- مقایسه بر همکنش تاریخ کاشت×رقم بر عملکرد ماده خشک |
||
|
(Kg.m-3) |
(Kg.m-3) |
||
|
شکل 3- مقایسه بر همکنش تاریخ کاشت×رقم برکارایی مصرف آب برای تولید دانه
|
شکل 4- مقایسه بر همکنش تاریخ کاشت×رقم برکارایی مصرف آب برای تولید ماده خشک
|
||
سپاسگزاری
این مقاله برگرفته از پایان‌نامه دکتری است که با همکاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر (پروژه مصوب با کد 960188- 012- 03- 03- 0) و دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج انجام گردیده که بدین‌وسیله تشکر و قدردانی به عمل می‌آید.
[1] General Linear Model
[2] Least Significant Difference
[3] IPAR: Intercepted Photosynthetically Active Radiation
)
