نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان،
2 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Background and Objective: Low yield and total land productivity are the main challenges related to agriculture in developing countries. Crop diversification can help reduce these challenges by introducing legumes in intercropping. Therefore, evaluation of the effects of green bean intercropping with potato (Agria cultivar) on physiological indices, yield and total land output (TLO), were important objectives of this study.
Materials and Methods: Experiment was conducted at the Agricultural Research Station, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University in 2016 growing season. Experiment was laid out as a factorial based on randomized complete block design with three replications. Four planting patterns including sole cropping of potato (M1), cropping green bean between rows of potato (M2), cropping green bean on rows of potato (M3) and cropping green bean between and on rows of potato (M4) were applied in combination with three levels of nitrogen fertilizer (N0, N80 and N160: 0, 80 and 160 kg N.ha-1, respectively).
Results: The results showed that the highest above ground dry matter accumulation (529 g.m-2) and leaf area index (4.86) were obtained at M1×N160 tretment. The highest crop growth rate (21.72 g.m-2.day-1) was achieved at M2 treatment. Maximum tuber dry matter accumulation (877 g.m-2), tuber growth rate (24.50 g.m-2.day-1), and tuber yield (42.48 t.ha-1) were obtained at M2×N160 treatment. In green bean, the highest dry matter accumulation, LAI, CGR and number of green pods per plant were obtained from M2×N80 treatment. At the canopy level, the highest accumulation of dry matter, LAI, LER and TLO were observed at M2×N80 treatment. Treatment of M2×N80 in comparison with M1×N0 treatment (sole cropping of potato without nitrogen consumption), increased TLO up to 43 percentage.
Conclusion: The cultivation of green beans between rows of potato and the application of 80 kg of nitrogen per hectare, in addition to creating biodiversity and ecosystem stability, causes maximum land productivity.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
در سالهای اخیر شکاف بین تقاضا و تولید مواد غذای ناشی از افزایش جمعیت و کاهش اراضی قابل کشت در کره زمین به دلیل شهرنشینی افزایش یافته است. بنابراین، افزایش تولید محصولات زراعی با حداقل خسارت زیست محیطی امری ضروری میباشد (زاو و همکاران 2018). افزایش تولیدات کشاورزی در طی قرن بیستم حاصل فنّاوری و مصرف زیاد نهادهها است، ولی این کشاورزی فشرده موجب برخی اثرات جانبی نظیر فرسایش خاک، آلودگی محیطی توسط مواد شیمیایی کشاورزی و مصرف بیرویه کودها و ظهور جمعیتهای علفهرز و آفات مقاوم به سموم شیمیایی گردیده است (قاسمی و همکاران 2016). لذا تنوع سیستمهای زراعی به عنوان راه‌حل مناسبی جهت رفع برخی از مشکلات کشاورزی مدرن پیشنهاد و مطرح شده است یکی از راهکارهای افزایش تنوع، استفاده از کشت مخلوط میباشد (رازدوزمان و جنز 2017). این سیستم علاوه بر حفظ تعادل اکولوژیک و ثبات سیستم (دانشنیا و همکاران 2015)، اهدافی نظیر بهرهبرداری حداکثری از منابع محیطی نظیر آب، خاک، مواد غذایی، افزایش کمی و کیفی عملکرد (لاتاتی و همکاران 2017)، کاهش خسارات ناشی از آفات، بیماریها و علفهای هرز و بالاخره بهبود شرایط اجتماعی نظیر ثبات بیشتر اقتصادی و تغذیه مناسب انسان را دنبال میکند (یانگ و همکاران 2014 ).امروزه روند مصرف بیرویه کودهای شیمیایی و سایر نهادهها منجر به بروز مشکلاتی مثل آلودگی منابع آب، خاک و محیط زیست شده است. کشت مخلوط یک روش اقتصادی جهت تولید بالاتر با سطوح کمتر نهادههای خارجی و کاهش مشکلات زیست محیطی مناسب است (مونتای و همکاران 2016). در میان ترکیبات کشت مخلوط، انتخاب لگوم و غیر لگوم یکی از معمول‌ترین الگوهای مخلوط میباشد. گیاهان لگوم علاوه بر تثبیت نیتروژن به کاهش مصرف نیتروژن نیز کمک میکنند (نونچانزتر و همکاران 2015). در کنار این خصوصیات، انتخاب گیاهانی با صفات فیزیولوژی و مورفولوژی متفاوت باعث کاهش رقابت برای جذب منابع میشود و هر یک از گیاهان از منابع محیطی کارامدتر استفاده میکنند (کوچکی و همکاران 2015). در نتیجه افزایش عملکرد و سودمندی کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص حاصل میگردد (کرما و همکاران 2017). در کشت مخلوط سویا و ذرت در شرایط کم نهاده، برتری کشت مخلوط در استفاده بهینه از نیتروژن و در نتیجه آن برتری عملکرد در کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص گزارش شده است (چن و همکاران 2017). حمزهئی و سیدی(2012) طی آزمایشی در کشت مخلوط نخود و جو بهاره، افزایش عملکرد محصول را گزارش کردند. رقابت گیاهی در کشت مخلوط سیبزمینی و ذرت کمتر از تک کشتی آنها بود. این دو گیاه به دلیل همیاری دو جانبه از منابع محیطی بهتر استفاده کردند و در نتیجه عملکرد نهایی آنها بیشتر از تک کشتی بود (حسین پناهی و همکاران 2012). کشت مخلوط سیبزمینی با لگومها از جمله لوبیا از روشهای رایج کشت مخلوط در اغلب نواحی گرمسیری و نیمه گرمسیری آمریکای لاتین و آسیا است (مونتی و همکاران 2016). مبصر و همکاران (2018) در بررسی کشت مخلوط ذرت با سیبزمینی، دوا و همکاران )2005) در کشت مخلوط سیبزمینی با لوبیا سبز و برمکی (2001) در کشت مخلوط سیبزمینی با نخود فرنگی، مقدار نسبت برابری زمین در کلیه حالات مخلوط را بیشتر از یک گزارش کردند و نیز افزایش عملکرد در واحد سطح را تأیید کردند. همچنین در کشت مخلوط جایگزینی سیبزمینی با لوبیا سبز، عملکرد غده در بوته سیبزمینی بیشتر از کشت خالص گزارش گردید که این امر از کاهش رقابت بین گونهای نسبت به رقابت درون گونهای در کشت مخلوط جایگزینی و تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز ناشی میشود (دوا و همکاران 2005). علاوه بر نسبت برابری زمین، شاخص بهرهوری کشت مخلوط نیز از نظر خروجی کل زمین (TLO) ارزیابی میشود. بطوریکه تیمار دارای TLOبالاتر عملکرد بالاتر را نیز نشان میدهد. تجندرا و همکاران (2018) در کشت مخلوط ذرت با لوبیا چشم بلبلی نسبت به کشت خالص، افزایش کل خروجی زمین را گزارش کردند. کشاورزی رایج با نگرش بر تولید حداکثر به واسطه استفاده حداکثر از کودهای شیمیایی، پیامدهای منفی زیادی داشته است. بنابراین، استفاده از روشهای سازگار با طبیعت مانند کشت مخلوط اهمیت بسیاری دارد. از این رو، افزایش تنوع زیستی از طریق کشت مخلوط یکی از مهمترین راهکارهای پایدار افزایش کارایی مصرف نهادهها از جمله نیتروژن محسوب میشود. با توجه به اهمیت حفظ منابع تولید به ویژه خاک در طول مراحل تولید پایدار محصول، به کارگیری کشت مخلوط و کاهش مقادیر کود نیتروژن ضروری میباشد. امروزه کاشت گیاه سیبزمینی با تکیه بر استفاده بی رویه از کود نیتروژن صورت میگیرد. بطوریکه علاوه بر مخاطرات زیست محیطی، سلامت انسان را تهدید میکند. بنابراین کشت سیبزمینی در کنار حبوباتی مانند لوبیا سبز به واسطه حضور گیاهان متفاوت، احتمالاً از کارایی بالای برخوردار باشد و در استفده از کود نیتروژن صرفه جویی شود. به همین منظور این آزمایش، با هدف بررسی شاخصهای رشد و سودمندی عملکرد سیبزمینی در حضور لوبیا سبز انجام شد.
مواد و روش
این آزمایش در سال زراعی 1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا واقع در روستای دستجرد اجرا شد. نتایج آنالیز خاک محل آزمایش و ویژگی‌های آب و هوایی محل اجرای آزمایش در جدول 1 و 2 ارایه شده است.
جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در سال زراعی 1395
|
کربنات کلسیم (%) |
هدایت الکتریکی )dS.m-1( |
PH |
کربن آلی (%) |
نیتروژن کل (%) |
پتاسیم قابل جذب )ppm( |
فسفر قابل‌جذب )ppm( |
بافت خاک |
شن (%) |
سیلت (%) |
رس (%) |
|
8/8 |
76/0 |
5/7 |
9/0 |
10/0 |
210 |
6/10 |
لومی |
29 |
46 |
25 |
جدول 2- خصوصیات آب و هوایی محل اجرای آزمایش در طول فصل رشد در سال 1395
|
|
فروردین |
اردیبهشت |
خرداد |
تیر |
مرداد |
شهریور |
||
|
حداقل دما (درجه سانتیگراد) |
0/2 |
6/6 |
8/8 |
3/15 |
7/14 |
3/11 |
||
|
حداکثر دما (درجه سانتیگراد) |
9/14 |
7/23 |
5/28 |
1/35 |
1/35 |
1/32 |
||
|
رطوبت نسبی (درصد) |
4/60 |
0/54 |
4/33 |
6/20 |
6/20 |
4/22 |
||
|
بارندگی (میلی‌متر) |
2/3 |
7/0 |
4/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
||
آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی در 3 تکرار اجرا شد. عامل اول الگوهای مختلف کاشت در چهار سطح، کشت خالص سیبزمینی (M1)، کشت مخلوط افزایشی لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی (M2)، کشت مخلوط افزایشی لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی (M3) و کشت مخلوط افزایشی لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی (M4) و عامل دوم کود نیتروژن در سه سطح صفر (N0)، (N80) و (N160) کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بودند. در تیمارهای کشت خالص و مخلوط سیبزمینی، نیتروژن مورد نظر در هر واحد آزمایشی به صورت سرک در دو نوبت (نیمی از آن را بعد از کاشت و نیمی دیگر 60 روز بعد از کاشت) به خاک اضافه شد. همچنین جهت محاسبه شاخصهای ارزیابی سودمندی کشت مخلوط، لوبیا سبز نیز بهصورت خالص در سه تکرار کشت شد. برای کشت خالص لوبیا سبز نیز 45 کیلوگرم کود اوره در هکتار به صورت سرک هنگام کاشت استفاده شد. کرت‌های آزمایشی هر کدام به طول 6 متر و عرض 3 متر (18 مترمربع) و فاصله بین کرت‌ها در هر بلوک و فاصله بین بلوکها 5/1 متر در نظر گرفته شد. در هر کرت 5 ردیف سیبزمینی با فاصله بین ردیف60 سانتی‌متر و فاصله بین بوتهها روی ردیف 28 سانتی‌متر (تراکم 6 بوته در مترمربع) کشت شد. تراکم لوبیا سبز در کشت خالص 24 بوته در مترمربع در نظر گرفته شد و در تیمارهای کشت مخلوط، 50 درصد آن (12 بوته در مترمربع) به کشت خالص سیبزمینی اضافه شد. قبل از کشت، بذور لوبیا سبز با باکتری ریزوبیوم (Rhizobium phaseoli) که از موسسه تحقیقات آب و خاک کرج تهیه شده بود، تلقیح شدند. در هر گرم از مایه تلقیح تعداد 108×2 باکتری وجود داشت. آلوده سازی بذور به باکتری، در تاریکی و با استفاده از محلول 10 درصد شکر صورت گرفت و بلافاصله کشت انجام شد. رقم سیبزمینی آگریا بود که رقمی میانرس و مناسب برای شرایط آب هوایی منطقه و برای لوبیا سبز از بذر تجاری وارداتی (بذر آمریکایی و دارای تیپ رشدی ایستاده) استفاده شد.
عملیات کاشت سیبزمینی و لوبیا سبز به طور هم‌زمان در مورخ 30 اردیبهشت سال 1395 به صورت دستی انجام شد و بلافاصله آبیاری بهصورت بارانی و هر شش روز یکبار تا پایان دوره رشد صورت گرفت. در طول دوره رشد سه بار به صورت دستی علفهای هرز وجین شدند. به منظور اندازهگیری شاخصهای رشد، 40 روز بعد از سبز شدن به فاصله هر 10 روز یک بار نمونه‌برداری انجام شد. در هرنمونه‌برداری سه بوته در هر کرت برداشت شد و وزن خشک برگ و ساقه، سطح برگ، سرعت رشد محصول، سرعت جذب خالص، سرعت رشد نسبی، اندازهگیری شد. برای بدست آوردن وزن خشک، نمونهها به مدت 48 ساعت در آون با دمای 75 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. در طول دوره رشد، نیام‌های سبز لوبیا زمانی که بذر در داخل نیام نارس تشکیل شد و نیام‌ها سبز، جوان، آبدار، ترد و شکننده بودند در سه مرحله برداشت شد و مجموع آنها به عنوان عملکرد لوبیا سبز در هر کرت لحاظ شد. عملکرد سیبزمینی نیز در آخر دوره رشد مصادف با اواخر مهر ماه با برداشت 2 مترمربع از هر واحد آزمایشی محاسبه گردید. برای اندازهگیری و تجزیه و تحلیل شاخصهای رشد از معادلات ذیل استفاده شد (هوازین و همکاران 2007؛ تجندرا و همکاران 2018).
|
(رابطه 1) |
شاخص سطح برگ |
|
|
|
(رابطه 2) |
سرعت رشدمحصول |
T1) CGR=(1/GA)×(W2-W1)/(T2- |
|
|
(رابطه 3) |
سرعت جذب خالص |
NAR=((W2-W1)/(T2-T1))×((LnLA2–LnLA1)/(LA2-LA1) |
|
|
(رابطه 4) |
سرعت رشد نسبی |
RGR=(LnW2–LnW1)/(T2-T1) |
|
|
(رابطه 5) |
عملکرد کل خروجی
|
TLO (t ha−1)=Crop 1yield (non-legume or main crop, t ha−1) + Crop 2 yield (legume or intercrop, t ha−1) |
|
|
(رابطه 6) |
نسبت برابری زمین |
LER= (Yab / Yaa) + (Yba / Ybb) |
در این معادلههاL سطح برگ، GA سطح زمین اشغال شده توسط گیاه، W وزن خشک اندام هوایی بر حسب گرم، WT وزن خشک غده سیبزمینی بر حسب گرم و T زمان بر حسب روزT ، Yab و Yaa به ترتیب عملکرد گونه a درکشت مخلوط و خالص است. Yba و Ybb به ترتیب عملکرد گونه b درکشت مخلوط و کشت خالص میباشد. تجزیه واریانس داده‌ها توسط نرم‌افزاآماری SAS صورت گرفت و برای مقایسه میانگین داده‌ها از آزمون LSD در سطح آماری 5% استفاده شد. رسم نمودارها نیز با نرم‌افزار اکسل انجام شد.
نتایج و بحث
روند تجمع ماده خشک اندامهای هوایی در تمام تیمارهای سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی به صورت سیگموئیدی بود. در ابتدای فصل رشد به علت توسعه کمتر شاخ و برگ این روند از سرعت کمتری برخوردار بود و به تدریج سرعت تجمع ماده خشک بیشتر شد. در اواخر دوره رشد به علت ریزش برگهای هر دو گونه گیاهی و وجود رقابت با غده در سیبزمینی برای جذب مواد غذایی کاهش یافت (شکل 1). در گیاه سیب زمینی تیمارهایی که نیتروژن دریافت نکردند، در همه الگوهای کشت در نمونه‌برداری 70 روز بعد از کشت حداکثر تجمع ماده خشک را دارا بودند ولی تیمارهایی که نیتروژن دریافت کرده بودند، ماده خشک سیبزمینی نه تنها در سطح بالایی بود بلکه حداکثر آن نیز در 80 روز بعد از کاشت به دست آمد. درواقع، مصرف نیتروژن تجمع ماده خشک را در سیبزمینی افزایش داد. ارشدی و همکاران (2014) بیان کردند بوتههای سیبزمینی که نیتروژن بالایی دریافت کردند نسبت به بوته‌هایی که نیتروژن کمتری دریافت کردند از سرعت رشد و تجمع ماده خشک بیشتری برخوردار بودند. در گیاه لوبیا سبز تیمارهایی که 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار دریافت کردند در مقایسه با سایر تیمارها، در ابتدای دوره سرعت تجمع ماده خشک در اندامهای هوایی لوبیا سبز بیشتر بود ولی در نمونه‌برداری 60 روز بعد از کاشت این سرعت تجمع کمتر از سایر تیمارها شد. دلیل این امر جذب بیشتر نیتروژن توسط سیبزمینی بود که منجر به توسعه بیشتر شاخ و برگ و سایه‌اندازی بیشتر بر روی لوبیا سبز شد و به دلیل دسترسی کمتر به نور سرعت تجمع ماده خشک لوبیا سبز کاهش یافت (ارشدی و همکاران 2014). تیمارهای با مصرف80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بالاترین روند تجمع ماده خشک را در سه الگوی کشت مخلوط داشتند که احتمالاً دلیل آن توسعه متعادل‌تر شاخ و برگ سیبزمینی و رقابت کمتر برای جذب نور نسبت به تیمارهایی که 160 کیلوگرم نیتروژن دریافت کرده بودند و همچنین عدم رقابت برای نیتروژن نسبت به تیمارهای عدم مصرف نیتروژن بود. همینطور حداکثر ماده خشک در کانوپی در تیمارهایی که نیتروژن دریافت نکردند در مقایسه با تیمارهایی که نیتروژن دریافت کردند پایینتر بود. در کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص با سطوح نیتروژن یکسان حداکثر تجمع ماده خشک بالاتر بود که علت آن استفاده و جذب بیشتر منابع و بالا بودن کارایی مصرف منابع در کشت مخلوط میباشد. لاربی و همکاران (2011) اظهار کردند لگومها N2 اتمسفری را تثبیت نموده و ضمن کاهش مصرف نیتروژن، باعث افزایش عملکرد نیز میشوند.
تجمع ماده خشک اندامهای هوایی سیبزمینی، لوبیاسبز و کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنیدار شد. بطوریکه بیشترین ماده خشک اندام هوایی (529 گرم در مترمربع) در تیمار M1×N160 و کمترین ماده خشک (258 گرم در مترمربع) در تیمار M1×N0 مشاهده شد. در بررسی الگوهای کشت مخلوط، تیمارهای M2×N80 و M2×N160 با تجمع حداکثر ماده خشک به ترتیب 462 و480 گرم در متر مربع، بالاترین سطح را داشتند و بین این دو تیمار اختلاف معنیداری وجود نداشت. به نظر میرسد تیمار M2×N80 که یکدوم تیمار M2×N160، نیتروژن دریافت کرده بود به علت تثبیت نیتروژن توسط لوبیاسبز تا اندازهایی رقابت را برای مواد غذایی کاهش داده و توانسته ماده خشک را افزایش دهد.بیشترین تجمع ماده خشک در سطح کانوپی (716 گرم در مترمربع) مربوط به تیمار M2×N80 بود و کمترین تجمع ماده خشک (258 گرم در مترمربع) به تیمار M1×N0 تعلق گرفت. درواقع، کشت لوبیاسبز بین ردیفهای سیبزمینی منجر به توزیع بهتر بوتههای دو گونه با حداکثر فاصله از همدیگر شده و در نتیجه رقابت برای دسترسی به نور و مواد غذایی را کاهش داد. از طرفی، بهنظر میرسد تثبیت N2 توسط لوبیاسبز کمبود نیتروژن را تا حدی جبران کرده و به عملکرد بیشتر منجر شده است ( جدول 3).
شکل1- روند تجمع ماده خشک اندامهای هوایی سیبزمینی، لوبیاسبز و کانوپی در چهار الگوی کشت خالص سیبزمینی (M1)، کشت لوبیا سبز بین ردیف سیبزمینی (M2)، کشت لوبیا سبز روی ردیف سیبزمینی (M3)و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیف سیبزمینی (M4) در سه سطح کود نیتروژن (N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار).
|
جدول3- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری الگوی کشت در نیتروژن برای تجمع ماده خشک اندام هوایی سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی |
|||
|
|
وزن خشک اندام هوایی (g.m-2) |
||
|
تیمار |
سیبزمینی |
لوبیا سبز |
کانوپی |
|
M1×N0 |
e258 |
- |
g258 |
|
M1×N80 |
cd360 |
- |
f360 |
|
M1×N160 |
a529 |
- |
de529 |
|
M2×N0 |
d334 |
b213 |
dc547 |
|
M2×N80 |
ab462 |
a254 |
a716 |
|
M2×N160 |
ab480 |
cd170 |
ab650 |
|
M3×N0 |
e260 |
d154 |
f414 |
|
M3×N80 |
dc356 |
d7/158 |
de514 |
|
M3×N160 |
b438 |
e7/124 |
cd562 |
|
M4×N0 |
d328 |
d161 |
e489 |
|
M4×N80 |
bc414 |
bc7/189 |
bc604 |
|
M4×N160 |
ab471 |
d162 |
b633 |
M1، M2، M3 و M4: به ترتیب کشت خالص سیبزمینی، کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، کشت لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی و N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار. در هر ستون میانگینهایی که حداقل یک حرف مشترک دارند، اختلاف معنیداری معنیدار ندارند.
شاخص سطح برگ
روند شاخص سطح برگ سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در ابتدای دوره رشد با گذشت زمان به کندی افزایش یافت ولی در ادامه روند خطی پیدا کرد و در اواخر دوره به دلیل ریزش برگ‌ها و وجود رقابت بین غده سیبزمینی با اندامهای هوایی برای مواد پرورده این روند کاهشی شد (شکل 2). در گیاه سیب زمینی حداکثر شاخص سطح برگ در تیمارهای بدون دریافت نیتروژن در نمونه برداری 70 روز بعد از کاشت به دست آمد ولی در تیمارهایی که نیتروژن دریافت کردند در نمونه برداری 80 روز بعد از کاشت به دست آمد. در واقع، فقدان نیتروژن باعث کاهش توسعه سطح برگ شد. پاولا و همکاران (2017) بیان کردند نیتروژن باعث افزایش شاخص سطح برگ در سیبزمینی شد و حداکثر شاخص سطح برگ دیرتر از تیمار شاهد (عدم دریافت نیتروژن) اتفاق افتاد (شکل 2). حداکثر شاخص سطح برگ سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنی دار شد. بطوریکه، بیشترین شاخص سطح برگ (86/4) در تیمار M1×N160حاصل شد. قابل ذکر است که تیمارهای M2×N160 و M2×N80 با تیمار M1×N160 تفاوت معنیداری نداشتند. تیمار M3×N0 با شاخص سطح برگ 4/2 در پایینترین سطح قرار گرفت. پایین بودن شاخص سطح برگ در تیمار M3×N0 نسبت به تیمار M1×N0 به دلیل وجود تراکم بالاتر بر روی ردیفهای کشت سیبزمینی بود که احتمالاً باعث ایجاد رقابت و محدودیت در دسترسی به منابع غذایی شد (بورگی و همکاران 2013). در الگوی کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، فاصله بوتهها از همدیگر بیشتر و تراکم و توزیع یکنواخت بوتهها در واحد سطح نسبت به الگوی کشت لوبیا سبز روی ردیفها بهتر بود که این یکنواختی بوتهها باعث دسترسی بهتر به نور و رقابت کمتر برای مواد غذایی شد و گیاه لوبیا سبز توانست تا حدی سطح برگ خود را توسعه دهد. به طوری که در دو تیمار M2×N80 و M2×N0 به نظر میرسد که رقابت بین گونهای برای نور و مواد غذایی کمتر شده است و از طرفی تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز کمبود نیتروژن در تیمار M2×N0 را جبران کرده و در نتیجه سطح برگ آن افزایش یافته است. سطح برگ لوبیا سبز در تیمارهایی که 160 کیلوگرم نیتروژن دریافت کرده بودند به دلیل توسعه بیشتر سطح برگ سیبزمینی و سایه اندازی بیشتر بر بوته لوبیا سبز کمتر از تیمارهایی بود که 80 کیلوگرم نیتروژن دریافت کرده بودند. مونتای و همکاران (2016) طی تحقیقات خود گزارش کردند در کشت مخلوط لگومها با گراسها به دلیل رشد سریع و سایه اندازی گراسها شاخص سطح برگ لگومها و رشد آنها محدود میگردد. شاخص سطح برگ کانوپی در تیمار M2×N80 در مقایسه با تیمار M1×N0، 99 درصد افزایش یافت. به نظر میرسد تراکم و پراکنش مناسبتر بوتهها در الگوی کشت مخلوط لوبیاسبز بین ردیفهای سیبزمینی نسبت به سه الگوی کشت دیگر منجر به رشد و توسعه بهتر سطح برگ در دو گونه شده است و تیمار M2×N80 با دریافت 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و توسعه مطلوب سطح برگ هر دو گونه گیاهی سیبزمینی و لوبیا سبز بیشترین سطح برگ کانوپی را داشت (شکل 2). زعفریان و همکاران (2009) در کشت مخلوط سویا با گاوزبان اروپایی و ریحان گزارش دادند تراکم مناسب باعث افزایش سطح برگ در کشت مخلوط شد و در نتیجه عملکرد افزایش یافت.
|
جدول4- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری الگوی کشت در نیتروژن برای بیشینه شاخص سطح برگ سیب زمینی، لوبیاسبز و کانوپی |
|||
|
|
بیشینه شاخص سطح برگ (LAI) |
||
|
تیمار |
سیب زمینی |
لوبیا سبز |
کانوپی |
|
M1×N0 |
de00/3 |
- |
d00/3 |
|
M1×N80 |
bc96/3 |
- |
c96/3 |
|
M1×N160 |
a86/4 |
- |
b86/4 |
|
M2×N0 |
cd50/3 |
a70/1 |
ab20/5 |
|
M2×N80 |
ab23/4 |
a73/1 |
a97/5 |
|
M2×N160 |
ab37/4 |
bc35/1 |
ab42/5 |
|
M3×N0 |
e40/2 |
f93/0 |
cd34/3 |
|
M3×N80 |
d50/3 |
cd23/1 |
b74/4 |
|
M3×N160 |
bc88/3 |
ef97/0 |
b84/4 |
|
M4×N0 |
c63/3 |
d17/1 |
b80/4 |
|
M4×N80 |
bc89/3 |
b46/1 |
ab35/5 |
|
M4×N160 |
bc05/4 |
de13/1 |
b19/5 |
M1، M2، M3 و M4: به ترتیب کشت خالص سیبزمینی، کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، کشت لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی و N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160کیلوگرم نیتروژن در هکتار. در هر ستون میانگینهایی که حداقل یک حرف مشترک دارند، اختلاف معنیداری ندارند.
سرعت رشد محصول
روند تغییرات سرعت رشد سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در تمامی تیمارها ابتدا به دلیل کمتر بودن اندامهای فتوسنتزی کم بود و با رشد و توسعه کانوپی سرعت رشد بیشتر شد و پس از به حداکثر رسیدن به علت پیری اندامهای فتوسنتز کننده، سایه‌اندازی و وجود رقابت بوتهها، کاهش یافت و در انتهای فصل رشد منفی شد (شکل 3). نتایج این آزمایش با یافته‌های سیدی و حمزهئی (2015) مطابقت دارد. همه الگوهای کشت مخلوط نسبت به کشت خالص از سرعت رشد بیشتری برخوردار بودند و لذا کشت مخلوط اثر مثبت بر سرعت رشد کانوپی داشت. در سه الگوی کشت مخلوط با مصرف 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حداکثر سرعت رشد لوبیا سبز در نمونه برداری 50 روز بعد از کاشت بهدست آمد ولی در سطح 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و سطح بدون مصرف نیتروژن حداکثر سرعت رشد در نمونه‌برداری 60 روز بعد از کاشت بدست آمد. علت کاهش سرعت رشد محصول در سطح 160 کیلوگرم نیتروژن، رشد بیشتر شاخ و برگ سیبزمینی به دلیل فراهمی نیتروژن بود و باعث سایه‌اندازی بیشتر بر لوبیا سبز شد. علیزاده و همکاران (2010) نیز در بررسی کشت مخلوط ریحان و لوبیا، علت کاهش سرعت رشد ریحان را به سایه‌اندازی لوبیا نسبت دادند. اختلاف سرعت رشد اندامهای هوایی سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت و نیتروژن معنیدار شد ولی اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر سرعت رشد محصول معنیدار نشد. بیشترین سرعت رشد محصول سیبزمینی تحت تأثیر الگوی کشت (72/21 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M2 و کمترین (17/18 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M1 حاصل شد. الگوی کشت M2 نسبت به الگوی کشت M1، افزایش سرعت رشد 20 درصدی داشت. بیشترین سرعت رشد محصول تحت تأثیر نیتروژن (43/23 گرم بر مترمربع در روز) به مصرف 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (N160) و کمترین (74/17 گرم بر مترمربع در روز) به عدم مصرف نیتروژن (N0) تعلق گرفت. مصرف 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در مقایسه با عدم مصرف کود نیتروژن سرعت رشد محصول را 32 درصد افزایش داد. بیشترین سرعت رشد محصول لوبیا سبز تحت تأثیر الگوی کشت (1/8 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M2 و کمترین آن (27/4 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M3 به دست آمد. بیشترین سرعت رشد محصول لوبیا سبز تحت تأثیر نیتروژن (68/6 گرم بر مترمربع در روز) در سطح مصرف 80 کیلوگرم نیتروژن (N80) و کمترین آن (5/5 گرم بر مترمربع در روز) در عدم مصرف نیتروژن به دست آمد. مقایسه میانگین الگوهای مختلف کشت مؤید این بود که بیشترین سرعت رشد کانوپی (82/29 گرم بر مترمربع در روز) به M2 و کمترین سرعت رشد کانوپی (17/18 گرم بر مترمربع در روز) به M0 تعلق گرفت. تیمار M2 در مقایسه با تیمار M1 حداکثر سرعت رشد را 64 درصد افزایش داد. در بین سطوح کود نیتروژن نیز بیشترین سرعت رشد کانوپی (66/29 گرم بر مترمربع در روز) به تیمار N160 تعلق گرفت که با تیمار N80 اختلاف معنیداری نداشت. کمترین سرعت رشد کانوپی (28/23 گرم بر مترمربع در روز) نیز به تیمار N0 تعلق گرفت. تیمار N0 در مقایسه با تیمار N160، سرعت رشد کانوپی را 22 درصد کاهش داد.
روند سرعت جذب خالص سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در تمامی تیمارها در اوایل دوره رشد با شیب ملایمی صعودی بود و تقریباً در نمونه‌برداری 50 روز بعد از کاشت به حداکثر رسید و در ادامه دوره رشد به دلیل افزایش شاخ و برگ‌ها، برگهای بیشتری در سایه قرار گرفتند و سرعت جذب خالص کاهش یافت (شکل 4). در گیاه لوبیا سبز در تیمار N160 سرعت جذب خالص بالاتر از دو تیمار کودی دیگر در کشتهای مخلوط شد و روند کاهشی آن نیز با شیب تندتری اتفاق افتاد. در واقع، در ابتدای دوره رشد در این تیمارها به دلیل دریافت نیتروژن بیشتر و عدم سایه‌اندازی و جوان بودن اندامهای فتوسنتزی، سرعت جذب خالص در لوبیا سبز بیشتر شده اما در ادامه دوره رشد به دلیل رشد و توسعه بیشتر سیبزمینی در اثر فراهمی نیتروژن، سایه‌اندازی و غلبه بر لوبیا سبز بیشتر شد و لذا سرعت جذب خالص لوبیا سبز با سرعت بیشتری کاهش یافت. ولی در تیمار کودی 80 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، به نظر میرسد به علت مصرف بهینه کود نیتروژنه و نیز فراهمی تدریجی آن توسط لوبیا سبز، توسعه شاخ و برگ سیبزمینی متعادل‌تر صورت گرفته و در نتیجه سرعت جذب خالص لوبیا سبز با شیب کمتری کاهش یافت. در سیب زمینی اثر نیتروژن بر این صفت در سطح احتمال یک درصد معنیدار شد، ولی اثر الگوی کشت و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر سرعت جذب خالص معنیدار نشد. بیشترین سرعت
جذب خالص (09/12 گرم در مترمربع در روز) به تیمار N160 و کمترین آن (29/10 گرم در مترمربع در روز) به تیمار N0 تعلق داشت. قابل ذکر است که تیمار N160 با تیمار N80 از نظر سرعت جذب خالص سیبزمینی تفاوت نداشتند. سرعت جذب خالص در تیمار N0 نسبت به تیمار N160، 15 درصد کاهش یافت. سرعت جذب خالص لوبیا سبز در کشت مخلوط در سطح احتمال پنج درصد تحت تأثیر الگوی کشت و در سطح یک درصد تحت تأثیر نیتروژن قرار گرفت ولی اثر متقابل آنها بر سرعت جذب خالص معنیدار نشد. در الگوی کشت بیشترین سرعت جذب خالص (96/12 گرم در مترمربع در روز) به تیمار M2 و کمترین سرعت جذب خالص (85/10 گرم در متر مربع در روز) به تیمار M3 تعلق گرفت. بیشترین سرعت جذب خالص تحت تأثیر نیتروژن (50/13 گرم بر متر مربع در روز) به تیمار N160 و کمترین (18/11 گرم بر متر مربع ) به تیمار N0 تعلق گرفت. به نظر میرسد تراکم بیشتر روی ردیفها در تیمار M3 منجر به سایه اندازی بیشتر روی لوبیا سبز شده و منجر به کاهش کارایی فتوسنتز شده است. یانگ و همکارن (2014 ) گزارش کردند در کشت
|
مخلوط لگومها با گراسها، به دلیل رشد سریع و سایه اندازی گراسها جذب نور و کارایی فتوسنتز و سرعت جذب خالص کاهش مییابد. سرعت جذب خالص در کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت قرار نگرفت ولی تحت تأثیر تیمار نیتروژن قرار گرفت و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن نیز بر سرعت جذب خالص کانوپی معنیدار نشد. بیشترین سرعت جذب خالص کانوپی تحت تأثیر نیتروژن (13/12 گرم در مترمربع در روز) در تیمار N160 و کمترین آن (29/10 گرم در مترمربع در روز) در تیمار N0 حاصل شد. تیمار N160 در مقایسه با تیمار N0 از افزایش 18 درصدی سرعت جذب خالص برخوردار بود. منصوریفر و همکاران (2010) دلیل افزایش عملکرد به موازات مصرف نیتروژن را افزایش میزان کلروفیل در برگ گیاهان ذکر کردند که منجر به تولید ماده خشک بیشتر در برگ در واحد زمان میگردد.
روند سرعت رشد نسبی سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در این آزمایش از ابتدا تا آخر فصل رشد کاهشی بود. درواقع، به دلیل در سایه قرار گرفتن برگهای پایین بوتهها، کاهش توان فتوسنتزی برگ‌ها و افزایش اندامهای غیر فتوسنتزی، سرعت رشد نسبی روند کاهشی داشت (شکل 4). این روند در اواخر فصل رشد به دلیل ریزش برگ‌ها منفی شد. جراند و همکاران (2017) در کشت مخلوط کلزا با لگوم ها نیز علت روند کاهشی سرعت رشد نسبی را به وجود آمدن رقابت برای منابع محیطی، در سایه قرار گرفتن برگهای پایین بوتهها، بالا رفتن سن برگ‌ها و کاهش کارایی فتوسنتزی آنها بیان کردند. اثر الگوی کشت بر سرعت رشد نسبی سیبزمینی معنیدار شد ولی اثر نیتروژن و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر این صفت معنیدار نشد. مقایسه میانگین الگوهای کشت حاکی از این بود که بیشترین سرعت رشد نسبی سیبزمینی (117/0 گرم بر گرم در روز) از تیمار M1 و کمترین میزان آن (0897/0 گرم بر گرم در روز) از تیمار M2 حاصل شد. تیمارهای M3 و M4 تفاوت معنیداری با تیمار M2 نداشتند. در واقع، اختلاف معنیداری بین الگوهای کشت مخلوط از نظر سرعت رشد نسبی سیبزمینی مشاهده نشد. سرعت رشد نسبی لوبیا سبز نیز تحت تأثیر الگوی کشت قرار نگرفت، ولی تحت تأثیر نیتروژن قرار گرفت. سطح 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار با سرعت رشد نسبی 0975/0 گرم برگرم در روز بیشترین شد و با سطح 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار اختلاف معنیداری نداشت و تیمار بدون مصرف نیتروژن با 0874/0 گرم بر گرم در روز کمترین سرعت رشد نسبی را داشت. اثر اصلی الگوی کشت بر سرعت رشد نسبی کانوپی معنیدار شد، ولی اثر نیتروژن و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر سرعت رشد نسبی کانوپی معنیدار نشد. سرعت رشد نسبی کانوپی در کشتهای مخلوط در مقایسه با کشت خالص کمتر بود. به‌طوری‌که، سرعت رشد نسبی کانوپی در تیمار M2 در مقایسه با کشت خالص سیبزمینی 26 درصد کاهش یافت. علت کاهش سرعت رشد نسبی در کشت مخلوط نسبت به کشت خالص را در سایه قرار گرفتن برگ های پایین بوته و کاهش کارایی فتوسنتز آنها میباشد.
شکل5- روند تغییرات رشد نسبی (RGR) سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در چهار الگوی کشت خالص سیبزمینی (M1)، کشت لوبیا سبز بین ردیف سیبزمینی (M2)، کشت لوبیا سبز روی ردیف سیبزمینی (M3) و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیف سیبزمینی (M4) در سه سطح کود نیتروژن (N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160کیلوگرم نیتروژن در هکتار)
رشد غده حدوداً 40 روز بعد از سبز شدن شروع شد و روند افزایش ماده خشک در غده سیبزمینی در تمامی تیمارها در ابتدا به دلیل رشد و توسعه کمتر اندامهای هوایی به آرامی شروع شد و هم زمان با توسعه اندامهای هوایی افزایش ماده خشک در غده سیبزمینی سرعت بیشتری گرفت و اواخر دوره به دلیل از بین رفتن اندامهای هوایی متوقف شد. حتی آخر دوره به دلیل وجود تنفس که فرایندی انرژی بر میباشد این روند، مقداری کاهشی شد. در سطح کودی 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (N160) در همه الگوهای کشت روند تجمع ماده خشک غده در ابتدای دوره سرعت کمتری نسبت به دو سطح کودی N0 و N80 داشت. علت آن نقش نیتروژن در توسعه اندامهای رویشی بود که باعث افزایش رقابت با غده برای مواد پرورده شده و لذا منجر به کاهش سرعت تجمع ماده خشک غده شد ولی در ادامه سرعت تجمع ماده خشک غده در این سطح کودی به دلیل توسعه بیشتر اندامهای فتوسنتزی به غیر از تیمارN160×M3 افزایش یافت. چاپگین (2016) به نقش نیتروژن در توسعه اندامهای هوایی و تاخیر در غدهبندی اشاره کرده است. روند تجمع ماده خشک غده همبستگی مثبتی با روند تجمع ماده خشک اندامهای هوایی داشت. اثر الگوی کشت، نیتروژن و اثر متقابل آنها بر تجمع ماده خشک در غده سیبزمینی معنیدار بود. در جدول 3 تیمار M2×N160 در مقایسه با تیمار M1×N0 از افزایش 80 درصدی در تولید ماده خشک غده برخوردار بود. در الگوهای کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص، تجمع ماده خشک بیشتر بود و در الگوی کشت M2 این روند بیشتر از سایر الگوهای مخلوط بود. درواقع، نقش مساعدتی لوبیا سبز به دلیل تثبیت نیتروژن، رقابت کمتر برای مواد غذایی به دلیل توزیع و تراکم مناسبتر بوتهها و از طرفی پوشش فضاهای خالی بین ردیفهای سیبزمینی در این الگوی کشت نیز منجر به کاهش تبخیر شد و در نهایت مجموع این عوامل منجر به افزایش تجمع ماده خشک در غده سیبزمینی شد. راعی و همکاران (2010) نیز در کشت مخلوط لوبیا سبز و سیبزمینی بیان کردند، افزایش عملکرد به دلیل انتخاب الگوی کشت مناسب که منجر به توزیع یکنواخت بوتهها در ردیفهای کشت مخلوط و پوشش مناسبتر بستر کشت بود که باعث استفاده مؤثرتر از منابع و کاهش رقابت و کاهش تبخیر شد.
سرعت رشد غده سیبزمینی
روند سرعت رشد غده سیبزمینی در تیمارهای مختلف در ابتدای شروع دوره غدهزایی به دلیل رشد اندامهای هوایی و وجود رقابت با غده از سرعت کمتری برخوردار بود که به تدریج با به حداکثر رسیدن اندامهای هوایی سرعت رشد غده نیز افزایش یافت و در انتهای دوره رشد به دلیل از بین رفتن اندامهای هوایی روندی کاهشی داشت. حداکثر سرعت رشد غده در تیمارهایی که نیتروژن دریافت نکرده بودند به دلیل رشد و توسعه کمتر اندامهای هوایی در نمونه‌برداری 70 روز بعد از کاشت، به دست آمد ولی در تیمارهای کودی روند افزایش سرعت رشد غده ادامه داشته و در نمونه‌برداری 80 روز بعد از کاشت به دست آمد. مقایسه سرعت رشد اندامهای هوایی با غده نشان داد زمانی که سرعت رشد غده در تیمارها به حداکثر رسید، سرعت رشد اندامهای هوایی روندی کاهشی داشت که احتمالاً به علت وجود رقابت برای مواد پرورده باشد. چنین رابطهای بین سرعت رشد اندامهای هوایی و غده توسط دارابی و افتخاری (2014) در سیبزمینی گزارش شده است. سرعت رشد غده سیبزمینی تحت تاثیر الگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنیدار شد. بیشترین سرعت رشد غده (50/24 گرم بر مترمربع در روز) به تیمار M2×N160 تعلق گرفت و کمترین آن (31/13 گرم بر مترمربع در روز) به تیمار M1×N0 تعلق گرفت (جدول 5).
عملکرد غده سیبزمینی تحت تاثیرالگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنیدار شد. بیشترین عملکرد غده سیبزمینی (5/42 تن در هکتار) از تیمار M2×N160 بهدست آمد، ولی عملکرد غده سیبزمینی در این تیمار با تیمارهای M4×N160 و تیمار M2×N80 که به ترتیب دارای عملکرد غده 27/41 و 5/41 تن در هکتار بودند تفاوت معنیدار نداشت. احتمال میرود حداکثر فاصله بوتههای دو گونه در کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی و همچنین تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز در تیمار M2×N80 توانسته تا حدودی رقابت برای منابع را کمتر کند لذا عملکرد در این تیمار افزایش یافته است. از طرفی در این دو الگوی کشت، لوبیا سبز توانست حدفاصل بین ردیفهای سیبزمینی را پوشش داده و فضایهای خالی را پر کند و در نتیجه، منجر به بهبود شرایط میکروکلیمایی و کاهش تبخیر رطوبت از سطح خاک شده. افشارمنش (2011) در کشتهای مخلوط ذرت و سیبزمینی بالاترین عملکرد غده سیبزمینی را در الگوی کشت مخلوط سه ردیف
|
جدول 5- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری الگوی کشت در نیتروژن برای تجمع ماده خشک، سرعت رشد غده سیبزمینی، نسبت برابری زمین، عملکرد و کل خروجی زمین |
||||||
|
تیمار |
تجمع ماده خشک غده سیبزمینی (g.m-2) |
سرعت رشد غده سیبزمینی (g.m-2.d-1) |
عملکرد غده (t.ha-1) |
عملکرد نیام سبز (g.m-2) |
کل خروجی زمین TLO (t.ha-1) |
نسبت برابری زمین (LER) |
|
M1×N0 |
487 g |
f31/13 |
f67/23 |
- |
- |
- |
|
M1×N80 |
ef642 |
cd67/20 |
c52/33 |
- |
- |
- |
|
M1×N160 |
cd720 |
70 /19 |
b67/37 |
- |
- |
- |
|
M2×N0 |
def636 |
d00/19 |
cd02/31 |
b432 |
06/31 |
18/1 |
|
M2×N80 |
a874 |
ab83/23 |
a51/41 |
a 515 |
56/41 |
53/1 |
|
M2×N160 |
a877 |
a50/24 |
a48/42 |
cd345 |
51/42 |
42/1 |
|
M3×N0 |
f579 |
e67/14 |
e33/27 |
d316 |
36/27 |
99/0 |
|
M3×N80 |
bc735 |
bcd03/21 |
c17/34 |
d328 |
20/34 |
18/1 |
|
M3×N160 |
cd647 |
bcd17/21 |
c72/33 |
e260 |
74/33 |
09/1 |
|
M4×N0 |
ef609 |
e16/15 |
de53/28 |
d331 |
56/28 |
03/1 |
|
M4×N80 |
b763 |
bcd00/21 |
b48/37 |
bc390 |
51/37 |
32/1 |
|
M4×N160 |
a876 |
a25/24 |
a67/41 |
d333 |
70/41 |
38/1 |
M1، M2، M3 و M4: به ترتیب کشت خالص سیبزمینی، کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، کشت لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی و N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160کیلوگرم نیتروژن در هکتار. در هر ستون میانگینهایی که حداقل یک حرف مشترک دارند، اختلاف معنیداری ندارند.
سیبزمینی با یک ردیف ذرت به دست آوردند و دلیل آن را وجود شرایط میکروکلیمای مناسبتر توسط این الگوی کشت بیان کردند که منجر به کاهش تبخیر و کاهش دما شد. کمترین عملکرد غده سیبزمینی (67/23 تن در هکتار) نیز به تیمار( (M1×N0 تعلق گرفت تیمارM2×N160 در مقایسه با تیمار شاهد M1×N0 عملکرد غده سیبزمینی را 6/79 درصد افزایش داد. در همه الگوهای کشت مخلوط بدون مصرف کود نیتروژن، عملکرد غده سیبزمینی به طور معنیداری نسبت به کشت خالص آن و بدون مصرف نیتروژن بیشتر بود. حتی در تیمارهایی که نیتروژن نیز دریافت کرده بودند، عملکرد غده سیبزمینی در کشتهای مخلوط بیشتر از تیمار شاهد (M1×N0) بود. دلیل این افزایش عملکرد در مخلوط، تعلق دو گونه سیبزمینی و لوبیا سبز به دو خانواده مختلف و وجود همیاری و همزیستی مکملی به همراه تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز بود. در تیمار M2×N80 در مقایسه با دو تیمار M2×N160 و M4×N160 مقدار مصرف نیتروژن نصف شد. در واقع، این تیمار توانست مصرف نیتروژن را 50 درصد کاهش دهد. به نظر میرسد تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز توانسته کمبود نیتروژن را در تیمار M2×N80 جبران کند و مانع از افت عملکرد در این تیمار شود. نتیجه به‌دست‌آمده با یافته‌های نصیری محلاتی و همکاران (2015) مطابقت دارد. آنها در تحقیقات خود علت برتری عملکرد گیاهان در مخلوط با لگومها را تثبیت نیتروژن توسط لگوم بیان کردند. رولمن و اشتیمک (2015) نیز بیان کردند سهم زیادی از نیتروژن گیاهان گرامینه در کشت مخلوط از لگومها تأمین میشود. بنابراین، وجود لوبیا سبز در سیستم با تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، رقابت را برای نیتروژن کمتر کرده و نیتروژن بیشتری در اختیار سیبزمینی قرار گرفت و عملکرد بیشتر شد.
عملکرد نیام لوبیا سبز
عملکرد نیام لوبیا سبز تحت تاثیر الگوی کشت و کود نیتروژن و اثر متقابل آنها قرار گرفت. در تیمارهای کشت مخلوط بیشترین عملکرد نیام لوبیا سبز (515 گرم در مترمربع) از تیمار M2×N80 بهدست آمد و کمترین عملکرد لوبیا سبز (260 گرم در مترمربع) به تیمار M3×N160 تعلق گرفت. تیمار M2×N80 نسبت به تیمار M3×N160 از افزایش 98 درصدی برخوردار بود (جدول 5). به نطر می رسد علت افزایش عملکرد نیام در این تیمار استفاده کارآمد از منابع محیطی در مقایسه با سایر تیمارها میباشد (چن و همکاران 2017). محققین در بررسی کشت مخلوط گوجه فرنگی و لوبیا سبز به نتایج مشابه دست یافته‌اند (کوچکی و همکاران 2019).
کل خروجی زمین
در تیمارهای کشت مخلوط بیشترین خروجی زمین (51/42 تن در هکتار) از تیمار M2×N160 بهدست آمد و کمترین خروجی (36/27 تن در هکتار) به تیمار M3×N0 تعلق گرفت (جدول 3). شایان ذکر است که تیمار M2×N80 با TLO برابر 56/41 تن در هکتار با تیمار M2×N160 تفاوتی نداشت. تیمار M2×N80در مقایسه با تیمار M1×N0 (کشت خالص سیب زمینی بدون دریافت نیتروژن) مقدار TLO را 05/43 درصد افزایش داد. چاپگین و ریسمان (2015) کل عملکرد خروجی زمین در کشت مخلوط گندم با لوبیا را (4/4 تن در هکتار) و در کشت مخلوط جو با نخود را (9/5 تن در هکتار) بدست آوردند که نسبت به تککشتی هر یک از گیاهان بالاتر بود. لی و همکاران (2014) نیز علت افزایش TLO در کشت مخلوط را استفاده بهتر از منابع ذکر شده.
نسبت برابری زمین
نسبت برابری زمین در کلیه تیمارهای کشت مخلوط به غیر از تیمار M3×N0 بیشتر از یک شد (جدول 3). بیشترین LER (53/1) به تیمار M2×N80 و کمترین آن (99/0) به تیمار M3×N0 تعلق گرفت. در تیمار M2×N80 که بالاترین LER را داشت عملکرد نسبی سیبزمینی 10/1 و عملکرد نسبی لوبیا سبز 43/0 بود. در واقع، سودمندی استفاده از زمین در این تیمار 53 درصد بیشتر از کشت خالص آنها شد. در این تیمار لوبیا سبز باعث افزایش عملکرد نسبی سیبزمینی شد. فان و همکاران (2016) در بررسی کشت مخلوط ذرت و سیب زمینی، نسبت برابری زمین را در الگوهای مخلوط بیشتر از یک گزارش کردند. وجود و نقش اختلافات مورفولوژی، فیزیولوژیکی، سیستم تثبیت و جذب نیتروژن و بالاتر بودن نسبت برابری زمین توسط نصراله زاده اصل و همکاران (2012) درکشت مخلوط سیبزمینی و لوبیاچیتی،بادلی و همکاران (2015) در کشت مخلوط سیبزمینی و لوبیا سبز و حمزه یی و سیدی (2017) در کشت مخلوط آفتابگردان و لوبیا گزارش شده است.
نتیجه گیری
در مجموع کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی به علت حداکثر فاصله بوتهها نسبت به یکدیگر به همراه تیمار کودی 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار دارای بالاترین عملکرد غده سیبزمینی و نیام لوبیا سبز بود که این امر از بهبود شاخصهای رشدی هر دو گونه در این تیمار آزمایشی ناشی میشود. در واقع، وجود تفاوت‌های فیزیولوژیک و مورفولوژی بین دو گونه منجر به اشغال آشیان‌های اکولوژیک متفاوت شده و بنابراین رقابت بین گونهای کمتر و کارایی استفاده از منابع مانند آب، نور، مواد غذایی و زمین افزایش یافته است. لوبیا سبز توانایی تثبیت و استفاده نیتروژن اتمسفری (N2) را دارد، در نتیجه علاوه بر تأمین نیتروژن مورد نیاز خود، مصرف نیتروژن در سیب زمینی را کاهش داد. بنابراین، الگوی کشت لوبیا سبز در بین ردیفهای سیبزمینی، علاوه بر ایجاد تنوع زیستی و پایداری اکوسیستم باعث حداکثر بهرهوری از زمین نیز میشود.
سپاسگزاری
از سرپرست و کارکنـــان مزرعه آموزشی- پژوهشی دانشگاه بوعلی سینا کـه در اجرای این طرح نهایت همکاری را با ما داشـتند، صمیمانه تشکر و قدردانی میشود.
مقدمه
در سالهای اخیر شکاف بین تقاضا و تولید مواد غذای ناشی از افزایش جمعیت و کاهش اراضی قابل کشت در کره زمین به دلیل شهرنشینی افزایش یافته است. بنابراین، افزایش تولید محصولات زراعی با حداقل خسارت زیست محیطی امری ضروری میباشد (زاو و همکاران 2018).افزایشتولیداتکشاورزیدرطیقرنبیستم حاصلفنّاوری و مصرفزیادنهادهها است،ولیاین کشاورزی فشردهموجببرخیاثراتجانبینظیرفرسایشخاک، آلودگیمحیطیتوسطموادشیمیاییکشاورزیو مصرفبی‌رویهکودهاوظهورجمعیتهایعلفهرزو آفاتمقاومبهسمومشیمیاییگردیدهاست(قاسمی و همکاران 2016).لذا تنوعسیستمهایزراعی به عنوانراه‌حل مناسبیجهترفعبرخیازمشکلاتکشاورزیمدرن پیشنهاد و مطرح‌شده است یکی از راهکارهای افزایش تنوع، استفاده از کشت مخلوط میباشد(رازدوزمان و جنز 2017). اینسیستمعلاوهبر حفظتعادلاکولوژیکوثباتسیستم (دانشنیا و همکاران 2015)،اهدافینظیربهرهبرداریحداکثریازمنابعمحیطینظیرآب،خاک،مواد غذایی،افزایشکمیوکیفیعملکرد (لاتاتی و همکاران 2017)، کاهشخسارات ناشیازآفات،بیماریهاوعلفهایهرزوبالاخره بهبودشرایطاجتماعینظیرثباتبیشتراقتصادیو تغذیهمناسبانسانرادنبالمیکند(یانگ و همکاران 2014 ).امروزه روند مصرف بیرویه کودهای شیمیایی و سایر نهادهها منجر به بروز مشکلاتی مثل آلودگی منابع آب، خاک و محیط زیست شده است. کشت مخلوط یک روش اقتصادی جهت تولید بالاتر با سطوح کمتر نهادههای خارجی و کاهش مشکلات زیست محیطی مناسب است (مونتای و همکاران 2016). در میان ترکیبات کشت مخلوط، انتخاب لگوم و غیر لگوم یکی از معمول‌ترین الگوهای مخلوط میباشد. گیاهان لگوم علاوه بر تثبیت نیتروژن به کاهش مصرف نیتروژن نیز کمک میکنند (نونچانزتر و همکاران 2015). در کنار این خصوصیات، انتخاب گیاهانی با صفات فیزیولوژی و مورفولوژی متفاوت باعث کاهش رقابت برای جذب منابع میشود و هر یک از گیاهان از منابع محیطی کارامدتر استفاده میکنند (کوچکی و همکاران 2015). در نتیجه افزایش عملکرد و سودمندی کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص حاصل میگردد (کرما و همکاران 2017). در کشت مخلوط سویا و ذرت در شرایط کم نهاده، برتری کشت مخلوط در استفاده بهینه از نیتروژن و در نتیجه آن برتری عملکرد در کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص گزارش شده است (چن و همکاران 2017). حمزهئی و سیدی(2012) طی آزمایشی در کشت مخلوط نخود و جو بهاره، افزایش عملکرد محصول را گزارش کردند.رقابت گیاهی در کشت مخلوط سیبزمینی و ذرت کمتر از تک کشتی آنها بود. این دو گیاه به دلیل همیاری دو جانبه از منابع محیطی بهتر استفاده کردند و در نتیجه عملکرد نهایی آنها بیشتر از تک کشتی بود (حسین پناهی و همکاران 2012). کشت مخلوط سیبزمینی با لگومها از جمله لوبیا از روشهای رایج کشت مخلوط در اغلب نواحی گرمسیری و نیمه گرمسیری آمریکای لاتین و آسیا است (مونتی و همکاران 2016). مبصر و همکاران (2018) در بررسی کشت مخلوط ذرت با سیبزمینی، دوا و همکاران )2005) در کشت مخلوط سیبزمینی با لوبیا سبز و برمکی (2001) در کشت مخلوط سیبزمینی با نخود فرنگی، مقدار نسبت برابری زمین در کلیه حالات مخلوط را بیشتر از یک گزارش کردند و نیز افزایش عملکرد در واحد سطح را تأیید کردند. همچنین در کشت مخلوط جایگزینی سیبزمینی با لوبیا سبز، عملکرد غده در بوته سیبزمینی بیشتر از کشت خالص گزارش گردید که این امر از کاهش رقابت بین گونهای نسبت به رقابت درون گونهای در کشت مخلوط جایگزینی و تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز ناشی میشود (دوا و همکاران 2005). علاوه بر نسبت برابری زمین، شاخص بهرهوری کشت مخلوط نیز از نظر خروجی کل زمین (TLO) ارزیابی میشود. بطوریکه تیمار دارای TLOبالاتر عملکرد بالاتر را نیز نشان میدهد. تجندرا و همکاران (2018) در کشت مخلوط ذرت با لوبیا چشم بلبلی نسبت به کشت خالص، افزایش کل خروجی زمین را گزارش کردند. کشاورزی رایج با نگرش بر تولید حداکثر به واسطه استفاده حداکثر از کودهای شیمیایی، پیامدهای منفی زیادی داشته است. بنابراین، استفاده از روشهای سازگار با طبیعت مانند کشت مخلوط اهمیت بسیاری دارد. از این رو، افزایش تنوع زیستی از طریق کشت مخلوط یکی از مهمترین راهکارهای پایدار افزایش کارایی مصرف نهادهها از جمله نیتروژن محسوب میشود. با توجه به اهمیت حفظ منابع تولید به ویژه خاک در طول مراحل تولید پایدار محصول، به کارگیری کشت مخلوط و کاهش مقادیر کود نیتروژن ضروری میباشد. امروزه کاشت گیاه سیبزمینی با تکیه بر استفاده بی رویه از کود نیتروژن صورت میگیرد. بطوریکه علاوه بر مخاطرات زیست محیطی، سلامت انسان را تهدید میکند. بنابراین کشت سیبزمینی در کنار حبوباتی مانند لوبیا سبز به واسطه حضور گیاهان متفاوت، احتمالاً از کارایی بالای برخوردار باشد و در استفده از کود نیتروژن صرفه جویی شود. به همین منظور این آزمایش، با هدف بررسی شاخصهای رشد و سودمندی عملکرد سیبزمینی در حضور لوبیا سبز انجام شد.
مواد و روش
این آزمایش در سال زراعی 1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا واقع در روستای دستجرد اجرا شد. نتایج آنالیز خاک محل آزمایش و ویژگی‌های آب و هوایی محل اجرای آزمایش در جدول 1 و 2 ارایه شده است.
جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در سال زراعی 1395
|
کربنات کلسیم (%) |
هدایت الکتریکی )dS.m-1( |
PH |
کربن آلی (%) |
نیتروژن کل (%) |
پتاسیم قابل‌جذب )ppm( |
فسفر قابل‌جذب )ppm( |
بافت خاک |
شن (%) |
سیلت (%) |
رس (%) |
|
8/8 |
76/0 |
5/7 |
9/0 |
10/0 |
210 |
6/10 |
لومی |
29 |
46 |
25 |
جدول 2- خصوصیات آب و هوایی محل اجرای آزمایش در طول فصل رشد در سال 1395
|
|
فروردین |
اردیبهشت |
خرداد |
تیر |
مرداد |
شهریور |
||
|
حداقل دما (درجه سانتیگراد) |
0/2 |
6/6 |
8/8 |
3/15 |
7/14 |
3/11 |
||
|
حداکثر دما (درجه سانتیگراد) |
9/14 |
7/23 |
5/28 |
1/35 |
1/35 |
1/32 |
||
|
رطوبت نسبی (درصد) |
4/60 |
0/54 |
4/33 |
6/20 |
6/20 |
4/22 |
||
|
بارندگی (میلی‌متر) |
2/3 |
7/0 |
4/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
||
آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی در 3 تکرار اجرا شد. عامل اول الگوهای مختلف کاشت در چهار سطح، کشت خالص سیبزمینی (M1)، کشت مخلوط افزایشی لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی (M2)، کشت مخلوط افزایشی لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی (M3) و کشت مخلوط افزایشی لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی (M4) و عامل دوم کود نیتروژن در سه سطح صفر (N0)، (N80) و (N160) کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بودند. در تیمارهای کشت خالص و مخلوط سیبزمینی، نیتروژن مورد نظر در هر واحد آزمایشی به صورت سرک در دو نوبت (نیمی از آن را بعد از کاشت و نیمی دیگر 60 روز بعد از کاشت) به خاک اضافه شد. همچنین جهت محاسبه شاخصهای ارزیابی سودمندی کشت مخلوط، لوبیا سبز نیز بهصورت خالص در سه تکرار کشت شد. برای کشت خالص لوبیا سبز نیز 45 کیلوگرم کود اوره در هکتار به صورت سرک هنگام کاشت استفاده شد. کرت‌های آزمایشی هر کدام به طول 6 متر و عرض 3 متر (18 مترمربع) و فاصله بین کرت‌ها در هر بلوک و فاصله بین بلوکها 5/1 متر در نظر گرفته شد. در هر کرت 5 ردیف سیبزمینی با فاصله بین ردیف60 سانتی‌متر و فاصله بین بوتهها روی ردیف 28 سانتی‌متر (تراکم 6 بوته در مترمربع) کشت شد. تراکم لوبیا سبز در کشت خالص 24 بوته در مترمربع در نظر گرفته شد و در تیمارهای کشت مخلوط، 50 درصد آن (12 بوته در مترمربع) به کشت خالص سیبزمینی اضافه شد. قبل از کشت، بذور لوبیا سبز با باکتری ریزوبیوم (Rhizobiumphaseoli)که از موسسه تحقیقات آب و خاک کرج تهیه شده بود، تلقیح شدند.در هر گرم از مایه تلقیح تعداد 108×2 باکتری وجود داشت. آلوده سازی بذور به باکتری، در تاریکی و با استفاده از محلول 10 درصد شکر صورت گرفت و بلافاصله کشت انجام شد. رقم سیبزمینی آگریا بود که رقمی میانرس و مناسب برای شرایط آب هوایی منطقه و برای لوبیا سبز از بذر تجاری وارداتی (بذر آمریکایی و دارای تیپ رشدی ایستاده) استفاده شد.
عملیات کاشت سیبزمینی و لوبیا سبز به طور هم‌زمان در مورخ 30 اردیبهشت سال 1395 به صورت دستی انجام شد و بلافاصله آبیاری بهصورت بارانی و هر شش روز یکبار تا پایان دوره رشد صورت گرفت. در طول دوره رشد سه بار به صورت دستی علفهای هرز وجین شدند. به منظور اندازهگیری شاخصهای رشد، 40 روز بعد از سبز شدن به فاصله هر 10 روز یک بار نمونه‌برداری انجام شد. در هرنمونه‌برداری سه بوته در هر کرت برداشت شد و وزن خشک برگ و ساقه، سطح برگ، سرعت رشد محصول، سرعت جذب خالص، سرعت رشد نسبی، اندازهگیری شد. برای بدست آوردن وزن خشک، نمونهها به مدت 48 ساعت در آون با دمای 75 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. در طول دوره رشد، نیام‌های سبز لوبیا زمانی که بذر در داخل نیام نارس تشکیل شد و نیام‌ها سبز، جوان، آبدار، ترد و شکننده بودند در سه مرحله برداشت شد و مجموع آنها به عنوان عملکرد لوبیا سبز در هر کرت لحاظ شد. عملکرد سیبزمینی نیز در آخر دوره رشد مصادف با اواخر مهر ماه با برداشت 2 مترمربع از هر واحد آزمایشی محاسبه گردید.برای اندازهگیری و تجزیه و تحلیل شاخصهای رشد از معادلات ذیل استفاده شد (هوازین و همکاران 2007؛ تجندرا و همکاران 2018).
|
(رابطه 1) |
شاخص سطح برگ |
|
|
|
(رابطه 2) |
سرعت رشدمحصول |
T1)CGR=(1/GA)×(W2-W1)/(T2- |
|
|
(رابطه 3) |
سرعت جذب خالص |
NAR=((W2-W1)/(T2-T1))×((LnLA2–LnLA1)/(LA2-LA1) |
|
|
(رابطه 4) |
سرعت رشد نسبی |
RGR=(LnW2–LnW1)/(T2-T1) |
|
|
(رابطه 5) |
عملکرد کل خروجی
|
TLO (t ha−1)=Crop 1yield (non-legume or main crop, t ha−1) + Crop 2 yield (legume or intercrop, t ha−1) |
|
|
(رابطه 6) |
نسبت برابری زمین |
LER= (Yab / Yaa) + (Yba / Ybb) |
در این معادلههاL سطح برگ، GA سطح زمین اشغال شده توسط گیاه، W وزن خشک اندام هوایی بر حسب گرم، WT وزن خشک غده سیبزمینی بر حسب گرم و T زمان بر حسب روزT ، Yab و Yaa به ترتیب عملکرد گونه a درکشت مخلوط و خالص است. Yba و Ybb به ترتیب عملکرد گونه b درکشت مخلوط و کشت خالص میباشد. تجزیه واریانس داده‌ها توسط نرم‌افزاآماری SAS صورت گرفت و برای مقایسه میانگین داده‌ها از آزمون LSD در سطح آماری 5% استفاده شد. رسم نمودارها نیز با نرم‌افزار اکسل انجام شد.
نتایج و بحث
روند تجمع ماده خشک اندامهای هوایی در تمام تیمارهای سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی به صورت سیگموئیدی بود. در ابتدای فصل رشد به علت توسعه کمتر شاخ و برگ این روند از سرعت کمتری برخوردار بود و به تدریج سرعت تجمع ماده خشک بیشتر شد. در اواخر دوره رشد به علت ریزش برگهای هر دو گونه گیاهی و وجود رقابت با غده در سیبزمینی برای جذب مواد غذایی کاهش یافت (شکل 1). در گیاه سیب زمینی تیمارهایی که نیتروژن دریافت نکردند، در همه الگوهای کشت در نمونه‌برداری 70 روز بعد از کشت حداکثر تجمع ماده خشک را دارا بودند ولی تیمارهایی که نیتروژن دریافت کرده بودند، ماده خشک سیبزمینی نه تنها در سطح بالایی بود بلکه حداکثر آن نیز در 80 روز بعد از کاشت به دست آمد. درواقع، مصرف نیتروژن تجمع ماده خشک را در سیبزمینی افزایش داد. ارشدی و همکاران (2014) بیان کردند بوتههای سیبزمینی که نیتروژن بالایی دریافت کردند نسبت به بوته‌هایی که نیتروژن کمتری دریافت کردند از سرعت رشد و تجمع ماده خشک بیشتری برخوردار بودند.در گیاه لوبیا سبزتیمارهایی که 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار دریافت کردند در مقایسه با سایر تیمارها، در ابتدای دوره سرعت تجمع ماده خشک در اندامهای هوایی لوبیا سبز بیشتر بود ولی در نمونه‌برداری 60 روز بعد از کاشت این سرعت تجمع کمتر از سایر تیمارها شد. دلیل این امر جذب بیشتر نیتروژن توسط سیبزمینی بود که منجر به توسعه بیشتر شاخ و برگ و سایه‌اندازی بیشتر بر روی لوبیا سبز شد و به دلیل دسترسی کمتر به نور سرعت تجمع ماده خشک لوبیا سبز کاهش یافت (ارشدی و همکاران 2014). تیمارهای با مصرف80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بالاترین روند تجمع ماده خشک را در سه الگوی کشت مخلوط داشتند که احتمالاً دلیل آن توسعه متعادل‌تر شاخ و برگ سیبزمینی و رقابت کمتر برای جذب نور نسبت به تیمارهایی که 160 کیلوگرم نیتروژن دریافت کرده بودند و همچنین عدم رقابت برای نیتروژن نسبت به تیمارهای عدم مصرف نیتروژن بود. همینطور حداکثر ماده خشک در کانوپی در تیمارهایی که نیتروژن دریافت نکردند در مقایسه با تیمارهایی که نیتروژن دریافت کردند پایینتر بود. در کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص با سطوح نیتروژن یکسان حداکثر تجمع ماده خشک بالاتر بود که علت آن استفاده و جذب بیشتر منابع و بالا بودن کارایی مصرف منابع در کشت مخلوط میباشد. لاربی و همکاران (2011) اظهار کردند لگومها N2اتمسفری را تثبیت نموده و ضمن کاهش مصرف نیتروژن، باعث افزایش عملکرد نیز میشوند.
تجمع ماده خشک اندامهای هوایی سیبزمینی، لوبیاسبز و کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنیدار شد. بطوریکه بیشترین ماده خشک اندام هوایی (529 گرم در مترمربع) در تیمار M1×N160 و کمترین ماده خشک (258 گرم در مترمربع) در تیمار M1×N0 مشاهده شد. در بررسی الگوهای کشت مخلوط، تیمارهای M2×N80 و M2×N160 با تجمع حداکثر ماده خشک به ترتیب 462 و480 گرم در متر مربع، بالاترین سطح را داشتند و بین این دو تیمار اختلاف معنیداری وجود نداشت. به نظر میرسد تیمار M2×N80 که یکدوم تیمار M2×N160، نیتروژن دریافت کرده بود به علت تثبیت نیتروژن توسط لوبیاسبز تا اندازهایی رقابت را برای مواد غذایی کاهش داده و توانسته ماده خشک را افزایش دهد.بیشترین تجمع ماده خشک در سطح کانوپی (716 گرم در مترمربع) مربوط به تیمار M2×N80 بود و کمترین تجمع ماده خشک (258 گرم در مترمربع) به تیمار M1×N0 تعلق گرفت. درواقع، کشت لوبیاسبز بین ردیفهای سیبزمینی منجر به توزیع بهتر بوتههای دو گونه با حداکثر فاصله از همدیگر شده و در نتیجه رقابت برای دسترسی به نور و مواد غذایی را کاهش داد. از طرفی، بهنظر میرسد تثبیت N2توسط لوبیاسبز کمبود نیتروژن را تا حدی جبران کرده و به عملکرد بیشتر منجر شده است ( جدول 3).
شکل1- روند تجمع ماده خشک اندامهای هوایی سیبزمینی، لوبیاسبز و کانوپی در چهار الگوی کشت خالص سیبزمینی (M1)، کشت لوبیا سبز بین ردیف سیبزمینی (M2)، کشت لوبیا سبز روی ردیف سیبزمینی (M3)و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیف سیبزمینی (M4) در سه سطح کود نیتروژن (N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار).
M1، M2، M3 و M4: به ترتیب کشت خالص سیبزمینی، کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، کشت لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی و N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار. در هر ستون میانگینهایی که حداقل یک حرف مشترک دارند، اختلاف معنیداری معنیدار ندارند.
شاخص سطح برگ
روند شاخص سطح برگ سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در ابتدای دوره رشد با گذشت زمان به کندی افزایش یافت ولی در ادامه روند خطی پیدا کرد و در اواخر دوره به دلیل ریزش برگ‌ها و وجود رقابت بین غده سیبزمینی با اندامهای هوایی برای موادپرورده این روند کاهشی شد (شکل 2). در گیاه سیب زمینی حداکثر شاخص سطح برگ در تیمارهای بدون دریافت نیتروژن در نمونه برداری 70 روز بعد از کاشت به دست آمد ولی در تیمارهایی که نیتروژن دریافت کردند در نمونه برداری 80 روز بعد از کاشت به دست آمد. در واقع، فقدان نیتروژن باعث کاهش توسعه سطح برگ شد. پاولا و همکاران (2017) بیان کردندنیتروژن باعث افزایش شاخص سطح برگ در سیبزمینی شد و حداکثر شاخص سطح برگ دیرتر از تیمار شاهد (عدم دریافت نیتروژن) اتفاق افتاد (شکل 2). حداکثر شاخص سطح برگ سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنی دار شد. بطوریکه، بیشترین شاخص سطح برگ (86/4) در تیمار M1×N160حاصل شد. قابل ذکر است که تیمارهای M2×N160 و M2×N80 با تیمار M1×N160 تفاوت معنیداری نداشتند. تیمار M3×N0 با شاخص سطح برگ 4/2 در پایینترین سطح قرار گرفت. پایین بودن شاخص سطح برگ در تیمار M3×N0 نسبت به تیمار M1×N0 به دلیل وجود تراکم بالاتر بر روی ردیفهای کشت سیبزمینی بود که احتمالاً باعث ایجاد رقابت و محدودیت در دسترسی به منابع غذایی شد (بورگی و همکاران 2013).در الگوی کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، فاصله بوتهها از همدیگر بیشتر و تراکم و توزیع یکنواخت بوتهها در واحد سطح نسبت به الگوی کشت لوبیا سبز روی ردیفها بهتر بود که این یکنواختی بوتهها باعث دسترسی بهتر به نور و رقابت کمتر برای مواد غذایی شد و گیاه لوبیا سبز توانست تا حدی سطح برگ خود را توسعه دهد. به طوری که در دو تیمار M2×N80 و M2×N0 به نظر میرسد که رقابت بین گونهای برای نور و مواد غذایی کمتر شده است و از طرفی تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز کمبود نیتروژن در تیمار M2×N0 را جبران کرده و در نتیجه سطح برگ آن افزایش یافته است.سطح برگ لوبیا سبز در تیمارهایی که 160 کیلوگرم نیتروژن دریافت کرده بودند به دلیل توسعه بیشتر سطح برگ سیبزمینی و سایه اندازی بیشتر بر بوته لوبیا سبزکمتر از تیمارهایی بود که 80 کیلوگرم نیتروژن دریافت کرده بودند. مونتای و همکاران (2016) طی تحقیقات خود گزارش کردند در کشت مخلوط لگومها با گراسها به دلیل رشد سریع و سایه اندازی گراسها شاخص سطح برگ لگومها و رشد آنها محدود میگردد. شاخص سطح برگ کانوپی در تیمار M2×N80 در مقایسه با تیمار M1×N0، 99 درصد افزایش یافت. به نظر میرسد تراکم و پراکنش مناسبتر بوتهها در الگوی کشت مخلوط لوبیاسبز بین ردیفهای سیبزمینی نسبت به سه الگوی کشت دیگر منجر به رشد و توسعه بهتر سطح برگ در دو گونه شده است و تیمار M2×N80 با دریافت 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و توسعه مطلوب سطح برگ هر دو گونه گیاهی سیبزمینی و لوبیا سبز بیشترین سطح برگ کانوپی را داشت (شکل 2). زعفریان و همکاران (2009) در کشت مخلوط سویا با گاوزبان اروپایی و ریحان گزارش دادند تراکم مناسب باعث افزایش سطح برگ در کشت مخلوط شد و در نتیجه عملکرد افزایش یافت.
|
جدول4- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری الگوی کشت در نیتروژن برای بیشینه شاخص سطح برگ سیب زمینی، لوبیاسبز و کانوپی |
|||
|
|
بیشینه شاخص سطح برگ (LAI) |
||
|
تیمار |
سیب زمینی |
لوبیا سبز |
کانوپی |
|
M1×N0 |
de00/3 |
- |
d00/3 |
|
M1×N80 |
bc96/3 |
- |
c96/3 |
|
M1×N160 |
a86/4 |
- |
b86/4 |
|
M2×N0 |
cd50/3 |
a70/1 |
ab20/5 |
|
M2×N80 |
ab23/4 |
a73/1 |
a97/5 |
|
M2×N160 |
ab37/4 |
bc35/1 |
ab42/5 |
|
M3×N0 |
e40/2 |
f93/0 |
cd34/3 |
|
M3×N80 |
d50/3 |
cd23/1 |
b74/4 |
|
M3×N160 |
bc88/3 |
ef97/0 |
b84/4 |
|
M4×N0 |
c63/3 |
d17/1 |
b80/4 |
|
M4×N80 |
bc89/3 |
b46/1 |
ab35/5 |
|
M4×N160 |
bc05/4 |
de13/1 |
b19/5 |
M1، M2، M3 و M4: به ترتیب کشت خالص سیبزمینی، کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، کشت لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی و N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160کیلوگرم نیتروژن در هکتار. در هر ستون میانگینهایی که حداقل یک حرف مشترک دارند، اختلاف معنیداری ندارند.
روند تغییرات سرعت رشد سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در تمامی تیمارها ابتدا به دلیل کمتر بودن اندامهای فتوسنتزی کم بود و با رشد و توسعه کانوپی سرعت رشد بیشتر شد و پس از به حداکثر رسیدن به علت پیری اندامهای فتوسنتز کننده، سایه‌اندازی و وجود رقابت بوتهها، کاهش یافت و در انتهای فصل رشد منفی شد (شکل 3). نتایج این آزمایش با یافته‌های سیدی و حمزهئی (2015) مطابقت دارد. همه الگوهای کشت مخلوط نسبت به کشت خالص از سرعت رشد بیشتری برخوردار بودند و لذا کشت مخلوط اثر مثبت بر سرعت رشد کانوپی داشت. در سه الگوی کشت مخلوط با مصرف 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حداکثر سرعت رشد لوبیا سبز در نمونه برداری 50 روز بعد از کاشت بهدست آمد ولی در سطح 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و سطح بدون مصرف نیتروژن حداکثر سرعت رشد در نمونه‌برداری 60 روز بعد از کاشت بدست آمد. علت کاهش سرعت رشد محصول در سطح 160 کیلوگرم نیتروژن، رشد بیشتر شاخ و برگ سیبزمینی به دلیل فراهمی نیتروژن بود و باعث سایه‌اندازی بیشتر بر لوبیا سبز شد. علیزاده و همکاران (2010) نیز در بررسی کشت مخلوط ریحان و لوبیا، علت کاهش سرعت رشد ریحان را به سایه‌اندازی لوبیا نسبت دادند. اختلاف سرعت رشد اندامهای هوایی سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت و نیتروژن معنیدار شد ولی اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر سرعت رشد محصول معنیدار نشد. بیشترین سرعت رشد محصول سیبزمینی تحت تأثیر الگوی کشت (72/21 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M2 و کمترین (17/18 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M1 حاصل شد. الگوی کشت M2 نسبت به الگوی کشت M1، افزایش سرعت رشد 20 درصدی داشت. بیشترین سرعت رشد محصول تحت تأثیر نیتروژن (43/23 گرم بر مترمربع در روز) به مصرف 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (N160) و کمترین (74/17 گرم بر مترمربع در روز) به عدم مصرف نیتروژن (N0) تعلق گرفت. مصرف 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در مقایسه با عدم مصرف کود نیتروژن سرعت رشد محصول را 32 درصد افزایش داد. بیشترین سرعت رشد محصول لوبیا سبز تحت تأثیر الگوی کشت (1/8 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M2 و کمترین آن (27/4 گرم بر مترمربع در روز) در تیمار M3 به دست آمد. بیشترین سرعت رشد محصول لوبیا سبز تحت تأثیر نیتروژن (68/6 گرم بر مترمربع در روز) در سطح مصرف 80 کیلوگرم نیتروژن (N80) و کمترین آن (5/5 گرم بر مترمربع در روز) در عدم مصرف نیتروژن به دست آمد. مقایسه میانگین الگوهای مختلف کشت مؤید این بود که بیشترین سرعت رشد کانوپی (82/29 گرم بر مترمربع در روز) به M2 و کمترین سرعت رشد کانوپی (17/18 گرم بر مترمربع در روز) به M0 تعلق گرفت. تیمار M2 در مقایسه با تیمار M1 حداکثر سرعت رشد را 64 درصد افزایش داد. در بین سطوح کود نیتروژن نیز بیشترین سرعت رشد کانوپی (66/29 گرم بر مترمربع در روز) به تیمار N160 تعلق گرفت که با تیمار N80 اختلاف معنیداری نداشت. کمترین سرعت رشد کانوپی (28/23 گرم بر مترمربع در روز) نیز به تیمار N0 تعلق گرفت. تیمار N0 در مقایسه با تیمار N160، سرعت رشد کانوپی را 22 درصد کاهش داد.
روند سرعت جذب خالص سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در تمامی تیمارها در اوایل دوره رشد با شیب ملایمی صعودی بود و تقریباً در نمونه‌برداری 50 روز بعد از کاشت به حداکثر رسید و در ادامه دوره رشد به دلیل افزایش شاخ و برگ‌ها، برگهای بیشتری در سایه قرار گرفتند و سرعت جذب خالص کاهش یافت (شکل 4). در گیاه لوبیا سبز در تیمار N160 سرعت جذب خالص بالاتر از دو تیمار کودی دیگر در کشتهای مخلوط شد و روند کاهشی آن نیز با شیب تندتری اتفاق افتاد. در واقع، در ابتدای دوره رشد در این تیمارها به دلیل دریافت نیتروژن بیشتر و عدم سایه‌اندازی و جوان بودن اندامهای فتوسنتزی، سرعت جذب خالص در لوبیا سبز بیشتر شده اما در ادامه دوره رشد به دلیل رشد و توسعه بیشتر سیبزمینی در اثر فراهمی نیتروژن، سایه‌اندازی و غلبه بر لوبیا سبز بیشتر شد و لذا سرعت جذب خالص لوبیا سبز با سرعت بیشتری کاهش یافت. ولی در تیمار کودی 80 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، به نظر میرسد به علت مصرف بهینه کود نیتروژنه و نیز فراهمی تدریجی آن توسط لوبیا سبز، توسعه شاخ و برگ سیبزمینی متعادل‌تر صورت گرفته و در نتیجه سرعت جذب خالص لوبیا سبز با شیب کمتری کاهش یافت. در سیب زمینی اثر نیتروژن بر این صفت در سطح احتمال یک درصد معنیدار شد، ولی اثر الگوی کشت و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر سرعت جذب خالص معنیدار نشد. بیشترین سرعت
جذب خالص (09/12 گرم در مترمربع در روز) به تیمار N160 و کمترین آن (29/10 گرم در مترمربع در روز) به تیمار N0 تعلق داشت. قابل ذکر است که تیمار N160 با تیمار N80 از نظر سرعت جذب خالص سیبزمینی تفاوت نداشتند. سرعت جذب خالص در تیمار N0 نسبت به تیمار N160، 15 درصد کاهش یافت. سرعت جذب خالص لوبیا سبز در کشت مخلوط در سطح احتمال پنج درصد تحت تأثیر الگوی کشت و در سطح یک درصد تحت تأثیر نیتروژن قرار گرفت ولی اثر متقابل آنها بر سرعت جذب خالص معنیدار نشد. در الگوی کشت بیشترین سرعت جذب خالص (96/12 گرم در مترمربع در روز) به تیمار M2 و کمترین سرعت جذب خالص (85/10 گرم در متر مربع در روز) به تیمار M3 تعلق گرفت. بیشترین سرعت جذب خالص تحت تأثیر نیتروژن (50/13 گرم بر متر مربع در روز) به تیمار N160 و کمترین (18/11 گرم بر متر مربع ) به تیمار N0 تعلق گرفت. به نظر میرسد تراکم بیشتر روی ردیفها در تیمار M3 منجر به سایه اندازی بیشتر روی لوبیا سبز شده و منجر به کاهش کارایی فتوسنتز شده است. یانگ و همکارن (2014 ) گزارش کردند در کشت
|
مخلوط لگومها با گراسها، به دلیل رشد سریع و سایه اندازی گراسها جذب نور و کارایی فتوسنتز و سرعت جذب خالص کاهش مییابد. سرعت جذب خالص در کانوپی تحت تأثیر الگوی کشت قرار نگرفت ولی تحت تأثیر تیمار نیتروژن قرار گرفت و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن نیز بر سرعت جذب خالص کانوپی معنیدار نشد. بیشترین سرعت جذب خالص کانوپی تحت تأثیر نیتروژن (13/12 گرم در مترمربع در روز) در تیمار N160 و کمترین آن (29/10 گرم در مترمربع در روز) در تیمار N0 حاصل شد. تیمار N160 در مقایسه با تیمار N0 از افزایش 18 درصدی سرعت جذب خالص برخوردار بود. منصوریفر و همکاران (2010) دلیل افزایش عملکرد به موازات مصرف نیتروژن را افزایش میزان کلروفیل در برگ گیاهان ذکر کردند که منجر به تولید ماده خشک بیشتر در برگ در واحد زمان میگردد.
روند سرعت رشد نسبی سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در این آزمایش از ابتدا تا آخر فصل رشد کاهشی بود. درواقع، به دلیل در سایه قرار گرفتن برگهای پایین بوتهها، کاهش توان فتوسنتزی برگ‌ها و افزایش اندامهای غیر فتوسنتزی، سرعت رشد نسبی روند کاهشی داشت (شکل 4). این روند در اواخر فصل رشد به دلیل ریزش برگ‌ها منفی شد. جراند و همکاران (2017) در کشت مخلوط کلزا با لگوم ها نیز علت روند کاهشی سرعت رشد نسبی را به وجود آمدن رقابت برای منابع محیطی، در سایه قرار گرفتن برگهای پایین بوتهها، بالا رفتن سن برگ‌ها و کاهش کارایی فتوسنتزی آنها بیان کردند. اثر الگوی کشت بر سرعت رشد نسبی سیبزمینی معنیدار شد ولی اثر نیتروژن و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر این صفت معنیدار نشد. مقایسه میانگین الگوهای کشت حاکی از این بود که بیشترین سرعت رشد نسبی سیبزمینی (117/0 گرم بر گرم در روز) از تیمار M1 و کمترین میزان آن (0897/0 گرم بر گرم در روز) از تیمار M2 حاصل شد. تیمارهای M3 و M4 تفاوت معنیداری با تیمار M2 نداشتند. در واقع، اختلاف معنیداری بین الگوهای کشت مخلوط از نظر سرعت رشد نسبی سیبزمینی مشاهده نشد. سرعت رشد نسبی لوبیا سبز نیز تحت تأثیر الگوی کشت قرار نگرفت، ولی تحت تأثیر نیتروژن قرار گرفت. سطح 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار با سرعت رشد نسبی 0975/0 گرم برگرم در روز بیشترین شد و با سطح 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار اختلاف معنیداری نداشت و تیمار بدون مصرف نیتروژن با 0874/0 گرم بر گرم در روز کمترین سرعت رشد نسبی را داشت. اثر اصلی الگوی کشت بر سرعت رشد نسبی کانوپی معنیدار شد، ولی اثر نیتروژن و اثر متقابل الگوی کشت در نیتروژن بر سرعت رشد نسبی کانوپی معنیدار نشد. سرعت رشد نسبی کانوپی در کشتهای مخلوط در مقایسه با کشت خالص کمتر بود. به‌طوری‌که، سرعت رشد نسبی کانوپی در تیمار M2 در مقایسه با کشت خالص سیبزمینی 26 درصد کاهش یافت. علت کاهش سرعت رشد نسبی در کشت مخلوط نسبت به کشت خالص را در سایه قرار گرفتن برگ های پایین بوته و کاهش کارایی فتوسنتز آنها میباشد.
شکل5- روند تغییرات رشد نسبی (RGR) سیبزمینی، لوبیا سبز و کانوپی در چهار الگوی کشت خالص سیبزمینی (M1)، کشت لوبیا سبز بین ردیف سیبزمینی (M2)، کشت لوبیا سبز روی ردیف سیبزمینی (M3) و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیف سیبزمینی (M4) در سه سطح کود نیتروژن (N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160کیلوگرم نیتروژن در هکتار)
رشد غده حدوداً 40 روز بعد از سبز شدن شروع شد و روند افزایش ماده خشک در غده سیبزمینی در تمامی تیمارها در ابتدا به دلیل رشد و توسعه کمتر اندامهای هوایی به آرامی شروع شد و هم زمان با توسعه اندامهای هوایی افزایش ماده خشک در غده سیبزمینی سرعت بیشتری گرفت و اواخر دوره به دلیل از بین رفتن اندامهای هوایی متوقف شد. حتی آخر دوره به دلیل وجود تنفس که فرایندی انرژی بر میباشد این روند، مقداری کاهشی شد. در سطح کودی 160 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (N160) در همه الگوهای کشت روند تجمع ماده خشک غده در ابتدای دوره سرعت کمتری نسبت به دو سطح کودی N0 و N80 داشت. علت آن نقش نیتروژن در توسعه اندامهای رویشی بود که باعث افزایش رقابت با غده برای مواد پرورده شده و لذا منجر به کاهش سرعت تجمع ماده خشک غده شد ولی در ادامه سرعت تجمع ماده خشک غده در این سطح کودی به دلیل توسعه بیشتر اندامهای فتوسنتزی به غیر از تیمارN160×M3 افزایش یافت. چاپگین (2016) به نقش نیتروژن در توسعه اندامهای هوایی و تاخیر در غدهبندی اشاره کرده است. روند تجمع ماده خشک غده همبستگی مثبتی با روند تجمع ماده خشک اندامهای هوایی داشت. اثر الگوی کشت، نیتروژن و اثر متقابل آنها بر تجمع ماده خشک در غده سیبزمینی معنیدار بود. در جدول 3 تیمار M2×N160 در مقایسه با تیمار M1×N0 از افزایش 80 درصدی در تولید ماده خشک غده برخوردار بود. در الگوهای کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص، تجمع ماده خشک بیشتر بود و در الگوی کشت M2 این روند بیشتر از سایر الگوهای مخلوط بود. درواقع، نقش مساعدتی لوبیا سبز به دلیل تثبیت نیتروژن، رقابت کمتر برای مواد غذایی به دلیل توزیع و تراکم مناسبتر بوتهها و از طرفی پوشش فضاهای خالی بین ردیفهای سیبزمینی در این الگوی کشت نیز منجر به کاهش تبخیر شد و در نهایت مجموع این عوامل منجر به افزایش تجمع ماده خشک در غده سیبزمینی شد. راعی و همکاران (2010) نیز در کشت مخلوط لوبیا سبز و سیبزمینی بیان کردند، افزایش عملکرد به دلیل انتخاب الگوی کشت مناسب که منجر به توزیع یکنواخت بوتهها در ردیفهای کشت مخلوط و پوشش مناسبتر بستر کشت بود که باعث استفاده مؤثرتر از منابع و کاهش رقابت و کاهش تبخیر شد.
سرعت رشد غده سیبزمینی
روند سرعت رشد غده سیبزمینی در تیمارهای مختلف در ابتدای شروع دوره غدهزایی به دلیل رشد اندامهای هوایی و وجود رقابت با غده از سرعت کمتری برخوردار بود که به تدریج با به حداکثر رسیدن اندامهای هوایی سرعت رشد غده نیز افزایش یافت و در انتهای دوره رشد به دلیل از بین رفتن اندامهای هوایی روندی کاهشی داشت. حداکثر سرعت رشد غده در تیمارهایی که نیتروژن دریافت نکرده بودند به دلیل رشد و توسعه کمتر اندامهای هوایی در نمونه‌برداری 70 روز بعد از کاشت، به دست آمد ولی در تیمارهای کودی روند افزایش سرعت رشد غده ادامه داشته و در نمونه‌برداری 80 روز بعد از کاشت به دست آمد. مقایسه سرعت رشد اندامهای هوایی با غده نشان داد زمانی که سرعت رشد غده در تیمارها به حداکثر رسید، سرعت رشد اندامهای هوایی روندی کاهشی داشت که احتمالاً به علت وجود رقابت برای مواد پرورده باشد. چنین رابطهای بین سرعت رشد اندامهای هوایی و غده توسط دارابی و افتخاری (2014) در سیبزمینی گزارش شده است. سرعت رشد غده سیبزمینی تحت تاثیر الگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنیدار شد. بیشترین سرعت رشد غده (50/24 گرم بر مترمربع در روز) به تیمار M2×N160 تعلق گرفت و کمترین آن (31/13 گرم بر مترمربع در روز) به تیمار M1×N0 تعلق گرفت (جدول 5).
عملکرد غده سیبزمینی تحت تاثیرالگوی کشت و نیتروژن و اثر متقابل آنها معنیدار شد. بیشترین عملکرد غده سیبزمینی (5/42 تن در هکتار) از تیمار M2×N160 بهدست آمد، ولی عملکرد غده سیبزمینی در این تیمار با تیمارهای M4×N160 و تیمار M2×N80 که به ترتیب دارای عملکرد غده 27/41 و 5/41 تن در هکتار بودند تفاوت معنیدار نداشت. احتمال میرود حداکثر فاصله بوتههای دو گونه در کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی و همچنین تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز در تیمار M2×N80 توانسته تا حدودی رقابت برای منابع را کمتر کند لذا عملکرد در این تیمار افزایش یافته است. از طرفی در این دو الگوی کشت، لوبیا سبز توانست حدفاصل بین ردیفهای سیبزمینی را پوشش داده و فضایهای خالی را پر کند و در نتیجه، منجر به بهبود شرایط میکروکلیمایی و کاهش تبخیر رطوبت از سطح خاک شده. افشارمنش (2011) در کشتهای مخلوط ذرت و سیبزمینی بالاترین عملکرد غده سیبزمینی را در الگوی کشت مخلوط سه ردیف
|
جدول 5- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری الگوی کشت در نیتروژن برای تجمع ماده خشک، سرعت رشد غده سیبزمینی، نسبت برابری زمین، عملکرد و کل خروجی زمین |
||||||
|
تیمار |
تجمع ماده خشک غده سیبزمینی (g.m-2) |
سرعت رشد غده سیبزمینی (g.m-2.d-1) |
عملکرد غده (t.ha-1) |
عملکرد نیام سبز (g.m-2) |
کل خروجی زمین TLO (t.ha-1) |
نسبت برابری زمین (LER) |
|
M1×N0 |
487 g |
f31/13 |
f67/23 |
- |
- |
- |
|
M1×N80 |
ef642 |
cd67/20 |
c52/33 |
- |
- |
- |
|
M1×N160 |
cd720 |
70 /19 |
b67/37 |
- |
- |
- |
|
M2×N0 |
def636 |
d00/19 |
cd02/31 |
b432 |
06/31 |
18/1 |
|
M2×N80 |
a874 |
ab83/23 |
a51/41 |
a 515 |
56/41 |
53/1 |
|
M2×N160 |
a877 |
a50/24 |
a48/42 |
cd345 |
51/42 |
42/1 |
|
M3×N0 |
f579 |
e67/14 |
e33/27 |
d316 |
36/27 |
99/0 |
|
M3×N80 |
bc735 |
bcd03/21 |
c17/34 |
d328 |
20/34 |
18/1 |
|
M3×N160 |
cd647 |
bcd17/21 |
c72/33 |
e260 |
74/33 |
09/1 |
|
M4×N0 |
ef609 |
e16/15 |
de53/28 |
d331 |
56/28 |
03/1 |
|
M4×N80 |
b763 |
bcd00/21 |
b48/37 |
bc390 |
51/37 |
32/1 |
|
M4×N160 |
a876 |
a25/24 |
a67/41 |
d333 |
70/41 |
38/1 |
M1، M2، M3 و M4: به ترتیب کشت خالص سیبزمینی، کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی، کشت لوبیا سبز روی ردیفهای سیبزمینی و کشت لوبیا سبز بین و روی ردیفهای سیبزمینی و N0، N80 و N160: به ترتیب صفر، 80 و 160کیلوگرم نیتروژن در هکتار. در هر ستون میانگینهایی که حداقل یک حرف مشترک دارند، اختلاف معنیداری ندارند.
سیبزمینی با یک ردیف ذرت به دست آوردند و دلیل آنرا وجود شرایط میکروکلیمای مناسبتر توسط این الگوی کشت بیان کردند که منجر به کاهش تبخیر و کاهش دما شد. کمترین عملکرد غده سیبزمینی (67/23 تن در هکتار) نیز به تیمار( (M1×N0 تعلق گرفت تیمارM2×N160 در مقایسه با تیمار شاهد M1×N0 عملکرد غده سیبزمینی را 6/79 درصد افزایش داد. در همه الگوهای کشت مخلوط بدون مصرف کود نیتروژن، عملکرد غده سیبزمینی به طور معنیداری نسبت به کشت خالص آن و بدون مصرف نیتروژن بیشتر بود. حتی در تیمارهایی که نیتروژن نیز دریافت کرده بودند، عملکرد غده سیبزمینی در کشتهای مخلوط بیشتر از تیمار شاهد (M1×N0) بود. دلیل این افزایش عملکرد در مخلوط، تعلق دو گونه سیبزمینی و لوبیا سبز به دو خانواده مختلف و وجود همیاری و همزیستی مکملی به همراه تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز بود. در تیمار M2×N80در مقایسه با دو تیمار M2×N160 و M4×N160 مقدار مصرف نیتروژن نصف شد. در واقع، این تیمار توانست مصرف نیتروژن را 50 درصد کاهش دهد. به نظر میرسد تثبیت نیتروژن توسط لوبیا سبز توانسته کمبود نیتروژن را در تیمار M2×N80 جبران کند و مانع از افت عملکرد در این تیمار شود. نتیجه به‌دست‌آمده با یافته‌های نصیری محلاتی و همکاران (2015) مطابقت دارد. آنها در تحقیقات خود علت برتری عملکرد گیاهان در مخلوط با لگومها را تثبیت نیتروژن توسط لگوم بیان کردند.رولمن و اشتیمک (2015) نیز بیان کردند سهم زیادی از نیتروژن گیاهان گرامینه در کشت مخلوط از لگومها تأمین میشود. بنابراین، وجود لوبیا سبز در سیستم با تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، رقابت را برای نیتروژن کمتر کرده و نیتروژن بیشتری در اختیار سیبزمینی قرار گرفت و عملکرد بیشتر شد.
عملکرد نیام لوبیا سبز
عملکرد نیام لوبیا سبز تحت تاثیر الگوی کشت و کود نیتروژن و اثر متقابل آنها قرار گرفت. در تیمارهای کشت مخلوط بیشترین عملکرد نیام لوبیا سبز (515 گرم در مترمربع) از تیمار M2×N80بهدست آمد و کمترین عملکرد لوبیا سبز (260 گرم در مترمربع) به تیمار M3×N160 تعلق گرفت. تیمار M2×N80نسبت به تیمار M3×N160 از افزایش 98 درصدی برخوردار بود (جدول 5). به نطر می رسد علت افزایش عملکرد نیام در این تیمار استفاده کارآمد از منابع محیطی در مقایسه با سایر تیمارها میباشد (چن و همکاران 2017). محققین در بررسی کشت مخلوط گوجه فرنگی و لوبیا سبز به نتایج مشابه دست یافته‌اند (کوچکی و همکاران 2019).
کل خروجی زمین
در تیمارهای کشت مخلوط بیشترین خروجی زمین (51/42 تن در هکتار) از تیمار M2×N160 بهدست آمد و کمترین خروجی (36/27 تن در هکتار) به تیمار M3×N0 تعلق گرفت (جدول 3). شایان ذکر است که تیمار M2×N80 با TLOبرابر 56/41 تن در هکتار با تیمار M2×N160تفاوتی نداشت. تیمار M2×N80در مقایسه با تیمار M1×N0 (کشت خالص سیب زمینی بدون دریافت نیتروژن) مقدار TLOرا 05/43 درصد افزایش داد. چاپگین و ریسمان (2015) کل عملکرد خروجی زمین در کشت مخلوط گندم با لوبیا را (4/4 تن در هکتار) و در کشت مخلوط جو با نخود را (9/5 تن در هکتار) بدست آوردند که نسبت به تککشتی هر یک از گیاهان بالاتر بود. لی و همکاران (2014) نیز علت افزایش TLOدر کشت مخلوط را استفاده بهتر از منابع ذکر شده.
نسبت برابری زمین
نسبت برابری زمین در کلیه تیمارهای کشت مخلوط به غیر از تیمار M3×N0 بیشتر از یک شد (جدول 3). بیشترین LER (53/1) به تیمار M2×N80 و کمترین آن (99/0) به تیمار M3×N0 تعلق گرفت. در تیمار M2×N80 که بالاترین LERرا داشت عملکرد نسبی سیبزمینی 10/1 و عملکرد نسبی لوبیا سبز 43/0 بود. در واقع، سودمندی استفاده از زمین در این تیمار 53 درصد بیشتر از کشت خالص آنها شد. در این تیمار لوبیا سبز باعث افزایش عملکرد نسبی سیبزمینی شد. فان و همکاران (2016) در بررسی کشت مخلوط ذرت و سیب زمینی، نسبت برابری زمین را در الگوهای مخلوط بیشتر از یک گزارش کردند. وجود و نقش اختلافات مورفولوژی، فیزیولوژیکی، سیستم تثبیت و جذب نیتروژن و بالاتر بودن نسبت برابری زمین توسط نصراله زاده اصل و همکاران (2012) درکشت مخلوط سیبزمینی و لوبیاچیتی،بادلی و همکاران (2015) در کشت مخلوط سیبزمینی و لوبیا سبز و حمزه یی و سیدی (2017) در کشت مخلوط آفتابگردان و لوبیا گزارش شده است.
نتیجه گیری
در مجموع کشت لوبیا سبز بین ردیفهای سیبزمینی به علت حداکثر فاصله بوتهها نسبت به یکدیگر به همراه تیمار کودی 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار دارای بالاترین عملکرد غده سیبزمینی و نیام لوبیا سبز بود که این امر از بهبود شاخصهای رشدی هر دو گونه در این تیمار آزمایشی ناشی میشود. در واقع، وجود تفاوت‌های فیزیولوژیک و مورفولوژی بین دو گونه منجر به اشغال آشیان‌های اکولوژیک متفاوت شده و بنابراین رقابت بین گونهای کمتر و کارایی استفاده از منابع مانند آب، نور، مواد غذایی و زمین افزایش یافته است. لوبیا سبز توانایی تثبیت و استفاده نیتروژن اتمسفری (N2) را دارد، در نتیجه علاوه بر تأمین نیتروژن مورد نیاز خود، مصرف نیتروژن در سیب زمینی را کاهش داد. بنابراین، الگوی کشت لوبیا سبز در بین ردیفهای سیبزمینی، علاوه بر ایجاد تنوع زیستی و پایداری اکوسیستم باعث حداکثر بهرهوری از زمین نیز میشود.
سپاسگزاری
از سرپرست و کارکنـــان مزرعه آموزشی- پژوهشی دانشگاه بوعلی سینا کـه در اجرای این طرح نهایت همکاری را با ما داشـتند، صمیمانه تشکر و قدردانی میشود.
)