Grain Response of three Wheat Cultivars to Azospirillum Inoculation in two Different Sowing Dates

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

Background & Objective: A field experiment under dryland farming, was designed to investigate the grain yield response of three bread wheat cultivars to sowing date as well as Azospirillum inoculation.
 
Materials and Methods: The experiment was a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications. Tested factors consisted of three wheat cultivars (Zagros, Kohdasht and  an indigenous cultivar ), sowing date (29th Nov and 14th Dec) and Azospirillum (inoculated and non-inoculated). The experiment carried out in Abdanan, located in the south of Ilam Province, Iran, during 2018-19 growth season.
 
Results: Grain yield, yield attributes and harvest index responses of three wheat cultivars to Azospirillum inoculation were found to be various and were affected by the type of wheat species and sowing date. Among three types of wheat cultivars tested in this experiment Zagros, sowing on 29th Nov,  gave the best grain yield response (2763 kg.ha-1) to Azopirillum inoculation as compared to the two other wheat types. Response of the indigenous wheat to Azospirillum was found to be negative. Delayed wheat sowing resulted in reduction grain yield of three wheat cultivars and this reduction was not offset by Azospirillum. Indigenous cultivar on 14th Dec produced higher grain yield. 
 
Conclusion: Overall, based on the obtained results from this study it can be concluded that positive response to plant growth promoting bacteria is depend on the plant species and may be affected by the sowing date.    
 
 

Keywords

Full Text

مقدمه

از مهمترین محصولا بنیادی کشور که زراعت آن در اغلب اراضی کشاوری رواج دارد گندم است. این گیاه به عنوان مهمترین و پرمصرفترین گیاه در بین گیاهان زراعی دنیا معرفی شده است (قاسم و همکاران 2008). امروزه تغییرات آب و هوایی موجب گردیده که پیش­بینی شروع و میزان بارش­ها بسیار دشوار گردد. عملیات کشت گندم مطابق با تاریخ کاشت پذیرفته شده و ترویج شده آن به دلیل  تغییرات غیرقابل پیش­بینی شروع بارش­ها بخصوص در چندین سال اخیر مشکلاتی را در  کشت دیم آن ایجاد کرده است  و بنابراین تحقیق در خصوص بررسی جابجایی تاریخ کاشت و به کارگیری ارقام مختلف ضروری به نظر می­رسد.

یکی از عامل های مهمی که ویژه­گی­های فیزیولوژی و مورفولوژی گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد تاریخ کاشت است. اتخاذ و یا یافتن یک تاریخ کاشت در حقیقت دستیابی به مجموعه ای از شرایط بهینه محیطی در یک مرحله زمانی خاص  در جهت دست یافتن به استقرار و بقای مطلوب گیاهچه و سبز شدن آن است؛ با در نظر گرفتن اینکه مراحل مختلف رشدی گیاه با شرایط مناسب خود مواجه گردد (قنبری و همکاران 2012). اتخاذ تاریخ های متفاوت کاشت موجب تغییر در مواجه شدن مراحل نمو رویشی و زایشی گیاه با عوامل محیطی دما، تشعشع خورشیدی و طول روز متفاوت می گردد که به نوبه خود این عوامل محیطی رشد و نمو و عملکرد گیاه را تحت تاثیر قرار می دهند (داداشی و خاجه پور 2004). تاخیر در تاریخ کاشت می تواند منجر به طولانی شدن مرحله جوانه زنی و تاخیر در مراحل رشد  به علت عدم دریافت درجه حرارات مورد نیاز رشد گیاه گردد. گزارش گردیده که تاخیر در تاریخ کاشت تا حدود 24 درصد میزان عملکرد گندم را کاهش داده است و این تاخیر تحت شرایط بارش نامطلوب تاثیر مهمی بر عملکرد گندم دارد (فلوور و همکاران 2006). در یک مطالعه مشخص شده که در بین اجزاء تعیین کننده عملکرد گندم، وزن هزار دانه بیشترین تاثیر را در قبال تاخیر در تاریخ کاشت داشته است (سبحان و همکاران، 2004). گزارش شده که کاشت زود هنگام منجر به افزایش در میزان زیست توده، تعداد سنبله و تعداد دانه بیشتر در واحد سطح در مقایسه با کشت دیرهنگام گندم شده است (بیگی و همکاران 2017).

نیتروژن یکی از عناصر ضروری محسوب می گردد و در مقادیر زیاد توسط گیاه جذب می گردد. بنابراین دسترسی گیاه به مقادیر بالای قابل دسترس این عنصر ضروری است (پوتتکر 2000).  در بین سیستم های کشاورزی که در بازچرخ عنصر نیتروژن از دست رفته به اتمسفر دارای بیشترین اهمیت است همزیستی بین باکتریهای جنس ریزوبیوم و گیاهان بقولا ت است (دوبرینر 1992). هر چند سایر باکتریها مانند آنهایی که با سایر گیاهان مانند گیاهان خانواده غلات دارای رابطه همکاری هستند و دارای رابطه همزیستی خاص با یک گیاه خاص نمی باشد نیز مهم محسوب می  گردد.

        باکتریها از جنس آزوسپیریلوم، هرباسپیریلوم، ازتوباکتر و استوباکتر امروزه در قالب کودهای زیستی به جهت زراعت گیاهان مختلف مانند ذرت، گندم، برنج، سورگوم و چغندرقند مورد استفاده قرار می­گیرند (زارع و همکاران 1397). تعداد زیاد آزمایشات انجام گرفته با باکتریهای جنس آزوسپیریلوم نشان دهنده پتانسیل این باکتری در بهبود تولیدات زراعی بوده است (دالا سانتا و همکاران 2004). بهبود در رشد گیاهان تلقیح شده با آزوسپیریلوم تحت هر دو شرایط گلخانه و مزرعه حاصل گردیده است. و نتایج این برسی ها نشان دهنده تغییرات معنی دار در چندین شاخص مختلف رشد در پاسخ به این باکتری بوده است (زارع 2017). تلقیح با این باکتری منجر به افزایش میزان ماده خشک گندم، افزایش محتوای نیتروژن گیاه، افزایش در میزان عملکرد دانه و وزن دانه گردیده است (کریمی و همکاران2020؛ کریمی و همکاران 2018؛ زارع 2017؛ زارع و همکاران 2012). علت بهبود در رشد و عملکرد دانه را نمی توان به توانایی این باکتری در تثبیت نیتروژن محدود نمود بلکه سایر اثرات این باکتری مانند افزایش جذب آب و عناصر توسط گیاه که ناشی از گسترش سیستم ریشه گیاه توسط این باکتری است را می­توان نام برد (کریمی و همکاران، 2018؛ زارع 2017). برخی از سویه های این باکتری دارای توانایی تولید هورمون های رشد مانند اکسین هستند که این هورمون تولیدی قادر است که توسعه ریشه را افزایش دهد  (کریمی و همکاران 2018؛ زارع 2017؛ زارع و همکاران 2012).

با وجود آزمایشات انجام شده در خصوص تاثیر باکتری­های محرک رشد بر رشد گیاهان مختلف اما پاسخ به این باکتریها به رقم های مختلف یک گیاه زراعی و در تاریخ کاشت های مختلف کمتر مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.  تغییرات در شروع نزولات جوی که در اغلب سالها شروع آن دچار تاخیر شده است  بررسی مجدد تاریخ های کاشت را ضروری می سازد. در این آزمایش از یک سویه باکتری از جنس آزوسپیریلوم که از ریشه گندم وحشی جداسازی شده بود و دارای توانمندی تولید هورمون اکسین و تثبیت نیتروژن بود بر رشد سه رقم گندم تحت شرایط دو تاریخ کاشت دیم در مختلف بررسی گردید

 

مواد و روش ها

در این تحقیق مطالعه­ای مزرعه­ای به صورت آزمایش فاکتوریل در قلب بلوک کامل تصادفی با سه تکرار به منظور بررسی سه عامل رقم گندم دیم (سه سطح شامل ارقام گندم نان زاگرس، کوهدشت و یک رقم بومی) در دو تاریخ کاشت متفاوت (13 و 23 آذرماه) و در تلقیح و یا عدم تلقیح بذر با باکتری آزوسپیریلوم (Azospirillum zeae) در شرایط دیم استان ایلام واقع در شهرستان آبدانان در سال زراعی 98-1397  اجرا گردید.

 

خصوصیات جغرافیایی و اقلیمی محل آزمایش

این آزمایش در یک قطعه از اراضی کشاورزی دیم روستای گل­گل سفلی از توابع بخش سراب باغ شهرستان آبدانان با عرض جغرافیایی 32 درجه و 52 دقیقه شرقی و طول جغرافیایی 47 درجه و 38 دقیقه شمالی، با ارتفاع 791 متر از سطح دریا و با آب و هوای نیمه گرمسیری اجرا گردید. میزان و روند پراکنش بارش­ها در طول سال آزمایش در شکل 1 نشان داده شده است. به  جهت آماده­سازی بستر کشت و نیز کنترل مکانیکی علف­های هرز اقدام به عملیات خاکورزی اولیه با استفاده از گاوآهن برگرداندار (عمق شخم 30 سانتیمتر ) و سپس و به فاصله یک روز، اقدام به انجام عملیات خاکورزی ثانویه با  گاوآهن پنجه غازی گردید. در ادامه کودهی خاک با استفاده از کودهای شیمیایی پایه توسط دستگاه عمیقکار دیم انجام گرفت. تامین فسفر مورد نیاز از کود شیمایی سوپرفسفات تریپل به میزان 75 کیلوگرم در هکتار و نیتروژن مورد نیاز از منبع اوره به میزان 100 کیلوگرم در هکتار تامین گردید. دستور کودی مورد استفاده مطابق با ...... فاصله بین ردیف­ها و روی ردیف­های کاشت به ترتیب 20 سانتیمتر و  4 سانتیمتر در نظر گرفته شدند. فاصله بلوک های کاشت 50 سانتیمتر و ابعاد هر واحد آزمایشی 2×6 متر بود. به این ترتیب 150 بوته در مترمربع تراکم کشت را تشکیل می­داد.  

 

تیمارهای آزمایش

فاکتورهای آزمایش شامل تاریخ کاشت ( 8 و 23 آذرماه)، نوع رقم گندم (زاگرس، کوهدشت و محلی) و یک سویه از باکتری آزوسپیریلوم (تلقیح و عدم تلقیح با بذر) بودند.  ابتدا  سویه باکتری در محیط کشت جامد NFb (Nitrogen free malate) کشت داده شد و سپس یک کلونی از سطح پلیت به محیط کشت مایع NFb اضافه و به مدت 8 ساعت در درجه حرارت 28 درجه سانتیگراد شیک گردید (110 دور در دقیقه). سپس جمعیت باکتری بر اساس شاخص مک فارلند در حد 106×5 در هر میلی­لیتر یکسان گردید. سپس به جهت تلقیح بذر، در ابتدا اقدام به ضد عفونی سطحی بذرها با استفاده از الکل 96 درصد به مدت 30 ثانیه و هیپوکلرید سدیم (2 درصد) به مدت سه دقیقه شد و  سپس بذرها با آب مقطر شتسشو داده شد و با محلول معلق باکتری تلقیح گردیدند. بذر ها به مدت زمان 4 ساعت در این محلول معلق میکروبی قرار داده شدند. میزان محلول میکروبی به گونه ای تنظیم گردید که نسبت میزان بذر با محلول معلق میکروبی به نسبت 1:1 باشد (هر دانه گندم یک میلیتر محلول معلقی دریافت نمود). جهت تیمار کنترل از محلول معلق باکتری اتوکلاو شده استفاده گردید تا اثر محلول کشت باکتری حذف گردد.  سویه باکتری مورد استفاده از گندم وحشی جداسازی شده بود و بر اساس نتیجه توالی­یابی16srRNAدارای 98 درصد شباهت ژنتیکی با باکتری جنس Azospirillum گونهzeae بود  که قبلاً از ریزوسفر ذرت در کشور

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

شکل 1- روند پراکنش نزولات ماهانه سال زراعی 1398-1397  در طول انجام آزمایش

 


کانادا ایزوله شده بود. مشخصات سویه استفاده شده قبلاً گزارش گردیده است (کریمی و همکاران 2017). این باکتری دارای قادر به تولید هورمون اکسین به میزان 27 میلی­گرم در لیتر بود. کد دسترسی باکتری در NCBI  MG384967 می باشد و در کلکسییون ذخیره و نگهداری باکتری در دانشگاه ایلام نگهداری می­گردد. 

 

صفات اندازه گیری شده

    صفات اندازه گیری شده در این آزمایش شامل شاخص برداشت، تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد خشک کل بوته و دانه و شاخص برداشت  بود. جهت برآورد میزان عملکرد ضمن رها نمودن ردیف های حاشیه اقدام به برداشت یک مترمربع از مرکز هر پلات گردید و پس از خشک نمودن عملکرد زیست توده خشک و دانه اندازه گیری گردید. به جهت تعیین اجزاء عملکرد (وزن هزار دانه و  تعداد دانه در سنبله، تعداد  سنبله)

تجزیه و تحلیل داده­ها

        تجزیه واریانس داده­ها  با استفاده از نرم افزار SAS انجام گرفت و در صورت معنی­دار شدن هر یک از اثر اصلی و یا هر کدام از اثرات متقابل از آزمون حداقل اختلاف معنی­دار (LSD) جهت آزمون مقایسه میانگین استفاده گردید. همچنین  در صورت معنی­دار بودن اثر متقابل (رقم ×باکتری ×تاریخ کاشت)  برشدهی انجام و مقایسه میانگین­ها با استفاده از آزمونlsmeans  انجام گرفت  )سلطانی 2006).

 

نتایج و بحث

تعداد سنبله در واحد سطح

تجزیه واریانس داده­های مربوط به تاثیر سه عامل تاریخ کاشت، نوع رقم و تلقیح بذر با باکتری آزوسپیریلوم در جدول 1 نشان داده شده است. تعداد سنبله در واحد سطح تحت تاثیر  معنی­دار رقم، تاریخ کاشت، رقم × باکتری، تاریخ کاشت × باکتری و اثر متقابل سه گانه رقم × تاریخ کاشت× باکتری  قرار گرفت. برش دهی اثر متقابل ارقام در سطوح باکتری و تاریخ کاشت در شکل 2 نشان داده شده است. بیشترین تعداد سنبله در واحد سطح در رقم زاگرس از تاریخ کاشت اول و در تلقیح بذر با باکتری، در رقم کوهدشت از تاریخ کاشت اول (مستقل از  کاربرد و یا عدم کاربرد باکتری) و در رقم بومی از تاریخ کاشت اول و در عدم کاربرد باکتری حاصل گردید (شکل 2).

تعداد سنبله در واحد سطح از عامل های مهم تعیین کننده عملکرد نهایی دانه گندم است (دونالدسون و همکاران 2001). بالاترین تعداد سنبله در واحد سطح در هر سه رقم گندم (زاگرس، کوهدشت و محلی) در تاریخ کاشت اول (8 آذرماه) حاصل و با تاخیر در کاشت (28آذرماه) از تعداد آن کاسته گردید. سایر مطالعات انجام گرفته نیز تایید می­کند که با تاخیر افتادن کاشت گندم از تعداد سنبله به طور معنی­داری کاسته می­گردد (بلو و همکاران 1990). بهلکه و همکاران (2018)  بیان می­دارند که هرچند سرعت مراحل نموی و رشد گندم در تاریخ های کشت دیرهنگام افزایش
می­بابد؛ اما این کوتاه شدن دوره رشد ممکن است مانع از  امکان جبران کنندگی عملکرد  ارقام که از طریق تعادل اجزای عملکرد صورت می­گیرد، گردد (جعفرنژاد 2009).

از بین سه رقم گندم مورد مطالعه و بر اساس تعداد سنبله تولیدی در واحد سطح پاسخ رقم محلی به کاربرد باکتری منفی بود. در حالی که اکثر آزمایش­های انجام گرفته نشان دهنده تاثیر سودمندی باکتریهای جنس آزوسپیریلوم بر بهبود عملکرد گندم است (زارع 2017) اما نتایجی نیز در تناقض با این  سودمندی گزارش گردیده است (دالتا و همکاران 2004) که از این بین می توان به تاثیر گذاری نوع ژنوتیپ گیاه اشاره نمود که در بهره گیری گیاه از این باکتریهای القاء کننده رشد نقش مهمی دارند (دالتا و همکاران 2004). در مطالعات دیگر انجام شده پاسخ دو نوع گندم دوروم (ساجی) و نان (سبلان) به کاربرد آزوسپیریلیوم نیز متفاوت گزارش شده است (جعفریان و همکاران 2017، جعفریان و زارع 2016) و گارسیا د سالمون و دوبرینیر (1996) نیز پاسخ مثبت و یا منفی گیاه ذرت به تلقیح با باکتری آزوسپیریلوم را وابسته به نوع ژنوتیپ رقم مرتبط دانستند.

 

 


جدول 1- نتایج تجزیه واریانس داده­های صفات اندازه گیری شده در سه رقم گندم در پاسخ به تلقیح با باکتری آزوسپیریلوم  و در تاریخ کاشت های متفاوت تحت شرایط کشت دیم

میانگین مربعات  (MS)

منابع تغییر

درجه

آزادی

وزن هزار دانه

تعداد دانه  در سنبله

تعداد  سنبله

وزن خشک بوته

عملکرد دانه

شاخص برداشت

بلوک

2

3/2*

95/79 ns

357 ns

29/0ns

380677*

65/1 ns

رقم گندم

2

53/4 ns

94/101*

3544**

029/0 ns

652844 ns

62/17*

تاریخ کاشت

1

30/261**

91/211*

1995*

188/0**

3091736**

47/0 ns

باکتری

1

49/18*

58/14 ns

205 ns

0012/0 ns

148225ns

56/0 ns

رقم ×تاریخ کاشت

2

47/1 ns

6/96 ns

403 ns

026/0 ns

101544 ns

32/26**

رقم ×باکتری

2

14/11 ns

25/48*

869*

019/0 ns

657733 ns

95/4 ns

تاریخ کاشت ×باکتری

1

75/0 ns

19/3 ns

1320*

0046/0ns

650002 ns

065/0 ns

رقم ×تاریخ کاشت×باکتری

2

36/0 ns

41/3 ns

1090*

015/00ns

54361**

1/8 ns

اشتباه آزمایش

22

92/3

42/36

261

0087/0

146147

91/3

ضریب  تغییرات (%)

--

45/5

53/13

23/15

24

6/22

14/4

ns، *   و** بترتیب غیر معنی دار و معنی دار در سطح احتمال آماری  یک و پنج درصد می باشد

 

 
 
 

شکل 2- تاثیر تاریخ کاشت بذر و کاربرد باکتری آزوسپیریلوم بر تعداد سنبله در واحد سطح (مترمربع)

 

 

تعداد دانه در سنبله

نتایج تجزیه واریانس داده­ها (جدول 1) نشان داد که تعداد دانه در سنبله فقط تحت تاثیر معنی­دار نوع رقم و تاریخ کاشت قرار گرفت. از بین سه گندم مورد آزمایش رقم کوهدشت بالاترین میزان تعداد دانه در سنبله را داشت و از دو تاریخ کاشت مورد بررسی تاریخ کاشت اول منجر به تولید دانه بیشتر دانه در سنله (38/10 درصد) گردید  (جدول 2). کاهش در تعداد دانه در سنبله در نتیجه تاخیر در کشت توسط فلاح و تدین (2013) نیز گزارش شده است. ممتازی و امام (2006) نیز گزارش کردند که تاخیر در تاریخ­های کشت منجر به افزایش تعداد دانه در گندم رقم شیراز گردید هرچند با تاخیر بیشتر امکان کاهش تعداد دانه در سنبله وجود دارد. در برخی مطالعات انجام گرفته گزارش گردیده که همبستگی مثبت بین تعداد دانه در سنبله با تعداد گلچه بارور وجود دارد و این افزایش در تعداد دانه در سنبله منجر به افزایش عملکرد نهایی دانه در گندم گردیده است (اسلافر و آندرید 1993).  علت اصلی کاهش عملکرد گندم در تاریخ کاشت های دیرهنگام را نتیجه کاهش تعداد دانه در سنبله گزارش داده­اند. تاخیر در تاریخ کاشت گندم موجب به تاخیر افتادن مراحل رشد و نمو مانند فرآیند بهاره­سازی، تشکیل آغازه­های برگ و توسعه آنها و نیز عملکرد و اجزاء عملکرد می­گردد (جعفرنژاد 2009). در مطالعه انجام گرفته رقم کوهدشت کمترین تعداد سنبله تولیدی در واحد سطح را داشت اما دارای بیشترین تعداد دانه در سنبله بود که علت این را می­توان در کاهش میزان رقابت کمتر بوته­ها بر سر منابع مختلف و نیز اختصاص مواد فتوسنتزی بیشتر به سمت دانه­ها دانست. 

 

 

جدول 2- نتایج مقایسه میانگین تعداد دانه در سنبله تحت تاثیر رقم  و تاریخ کاشت

نوع  رقم گندم

تعداد دانه در سنبله

زاگرس

3/42b

کوهدشت

7/48a

محلی

8/42ab

تاریخ کاشت

 

8 آذرماه

72/47a

23 آذرماه

87/41 b

بر اساس آزمون حداقل اختلاف معنی­دار، میانگین­های هر گرو در ستون که دارای حداقل یک حرف مشابه هستند فاقد تفاوت معنی­دار(p ≤0.05)  می­باشند

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 


 


 

 

 


 

 


وزن هزار دانه

براساس نتایج  حاصل شده از تجزیه وارانس داده های وزن هزار دانه (جدول 1)، دو عامل تاریخ کاشت و تلقیج بذر با باکتری به ترتیب در سطح احتمال آماری 1 و 5 درصد بر این صفت اندازه گیری شده معنی­دار و سایر تیمارها دارای تاثیر معنی­دار بر میزان وزن هزار دانه نبودند. مقایسه میانگین تاریخ کاشت نشان داد که با تاخیر در زمان کاشت (از 8 آذرماه به 23 آذرماه) از وزن هزار دانه  به میزان 28/14 درصد کاسته گردید (جدول 3). کاهش وزن هزار دانه در اثر به تاخیر افتادن زمان کاشت توسط سایر پژوهشگران نیز گزارش گردیده است (مک دونلاد و همکاران 1983؛ مودهج و همکاران 2005). در بررسی انجام گرفته توسط قنبری و همکاران ( 2012 )  نیز چنین میزان کاهشی در وزن هزار دانه به علت تاخیر در زمان کاشت گزارش شده است. در این مطالعه انجام یافته تلقیح بذر با باکتری وزن هزار دانه را به میزان  91/3 درصد  افزایش داد. همچنین نتایج سایر تحقیقات نشان داده است که باکتری آزوسپیریلوم از طریق بهبود فتوسنتز، افزایش جذب عناصر و تغییراتی که بر آناتومی گندم می گذارد می­تواند موجب افزایش وزن هزار دانه گردد (جعفریان و همکاران 2017؛ جعفریان و زارع 2016). همچنین اوزتورک و همکاران (2003) نیز گزارش دادند که تلقیح با باکتری آزوسپیریلوم موحب افزایش وزن هزار دانه در گندم و جو گردید.

 

 

جدول 3- نتایج مقایسه میانگین وزن هزار دانه در سنبله تحت تاثیر رقم  و تاریخ کاشت

تاریخ کاشت

تعداد دانه در سنبله

8 آذرماه

02/39a

23 آذرماه

6/33b

باکتری

 

تلقیح با باکتری

05/37a

کنترل

6/35b

بر اساس آزمون حداقل اختلاف معنی­دار، میانگین­های هر گرو در ستون که دارای حداقل یک حرف مشابه هستند فاقد تفاوت معنی­دار(p ≤0.05)  می­باشند

 

 

 

 

 

 

 

 

 


وزن زیست توده

بر اساس نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 1) وزن زیست توده خشک حاصل فقط تحت تاثیر معنی­دار رقم و تاریخ کاشت قرار گرفت و سایر تیمارها تاثیری معنی­دار بر این صفت نداشتند.  بر اساس آزمون مقایسه میانگین انجام شده بیشترین میزان وزن خشک زیست توده را رقم محلی و سپس رقم زاگرس تولید کردند و کمترین میزان از رقم کوهدشت حاصل گردید (جدول 4). همچنین تاخیر در زمان کاشت نیز موجب کاهش میزان عملکرد زیست توده به میزان 6/32 درصد گردید (جدول 4).  در مطالعه انجام گرفته حاضر رقم کوهدشت که کمترین

 

زیست توده تولیدی را تولید کرد از کمترین تعداد سنبله نیز برخوردار بود. علت کاهش میزان زیست توده تولیدی در تاریخ کاشت دوم را می توان به طی شدن سریع مراحل رشد رویشی گیاه و آغاز زودهنگام مرحله زایشی دانست (بهلکه و همکاران 2014). چنین میزان کاهشی در رشد و عملکرد در نتیجه تاخیر در کاشت را  اودا و همکاران ( 2005) و  قنبری و همکاران ( 2012 ) نیز گزارش کردند. در کشت های دیرهنگام گیاه زمان کافی جهت مراحل رشد و نمو را ندارد (جعفرنژاد 2009) و بنابراین میزان زیست توده تولید گیاه نیز کاهش می­یابد.    


جدول 4- نتایج مقایسه میانگین وزن زیست توده  تحت تاثیر رقم  و تاریخ کاشت

نوع  رقم گندم

وزن زیست توده (Kg.M-2)

زاگرس

42/0a

کوهدشت

40/0ab

محلی

33/0b

تاریخ کاشت

 

8 آذرماه

45/0a

23 آذرماه

29/0b

بر اساس آزمون حداقل اختلاف معنی­دار، میانگین­های هر گرو در ستون که دارای حداقل یک حرف مشابه هستند فاقد تفاوت معنی­دار(p ≤0.05)  می­باشند

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شاخص برداشت

بر اساس نتایج حاصل از آنالیز واریانس داده ها (جدول 1) از بین تیمارهای مختلف اعمال شده تنها عامل اصلی رقم و اثر متقابل آن با تاریخ کاشت به ترتیب در سطح احتمال آماری 1 و 5 درصد بر  شاخص برداشت معنی­دار بود. بالاترین و کمترین درصد شاخص برداشت را  به ترتیب رقم های کوهدشت و محلی و از تاریخ کاشت اول داشتند (شکل 3). در نتایج حاصله روند تغییر شاخص برداشت در رقم محلی با دو رقم دیگر گندم متفاوت بود به این صورت که در تاریخ کاشت دوم میزان شاخص برداشت بالاتری داشت. یکی از دلایل این کاهش شاخص برداشت در رقم بومی و بر خلاف دو رقم دیگر را  می توان ناشی از پیامدهای بیماری زنگ زرد دانست که به علت بارشهای زیاد و رطوبت فراوان اتفاق افتاد. رقم بومی در مقایسه با دو رقم زاگرس و کوهدشت

حساسیت بیشتری نسبت به زنگ زرد نشان داد و این گسترش بیماری به خصوص در تاریخ کاشت اول بیشتر بود. میزان وزن خشک بوته تولیدی رقم محلی در تاریخ کاشت اول بالاتر از کشت دوم بود اما اختلاف معنی­داری در عملکرد دانه در این رقم در بین دو تاریخ کاشت مشاهده نگردید. بنابراین میزان شاخص برداشت در رقم بومی در تاریخ کاشت دوم بیشتر گردید. در بین سه رقم گندم مورد آزمایش رقم کوهدشت از میزان وزن خشک تولیدی کمتری برخوردار بود و از طرفی میزان عملکرد دانه آن در تاریخ کاشت اول نسبت به کشت دوم بیشتر بود. بنابراین علت بالاتر بودن شاخص برداشت رقم کوهدشت در کشت اول را می­توان به دو عامل میزان کم زیست­توده تولیدی و عملکرد بالاتر آن در تاریخ کشت اول  مربوط دانست.

 

 

شکل  3- میزان درصد شاخص برداشت در سه رقم گندم تحت دو تاریخ کاشت

 


عملکرد دانه

نتایج حاصل از آنالیز داده­های آزمایش در ارتباط با پاسخ عملکرد دانه (در هکتار) به تیمارهای تاریخ کاشت، نوع رقم و نیز کاربرد باکتری در جدول 1 نشان داده شده است. در مطالعه انجام گرفته تاثیر تاریخ کاشت بر میزان عملکرد دانه در سطح احتمال آماری 1 درصد معنی دار بود. از بین سه رقم کشت


 

 

 

 

 

 

 

 
 

شکل 4- تاثیر تاریخ کاشت بذر و کاربرد باکتری آزوسپیریلوم بر عملکرد دانه سه رقم گندم نان

 

 

 

شده  و از نظر عملکرد دانه دو رقم زاگرس و رقم بومی دارای عملکرد دانه بالاتری (متوسط 1820 کیلوگرم درهکتار) در مقایسه با رقم کوهدشت (1422 کیلوگرم در هکتار) بودند. در تاریخ کاشت 8 آذرماه بیشترین عملکرد به میزان 2763 کیلوگرم در هکتار از رقم زاگرس و در تاریخ کاشت 23 آذرماه رقم محلی با تولید 1746 کیلوگرم دانه در هکتار دارای برتری بود. کمترین میزان عملکرد (1026 کیلوگرم دانه در هکتار) مربوط به رقم کوهدشت و در تاریخ کاشت دوم بود (داده ها نشان داده نشده است). بر اساس نتایج حاصل از بررشدهی در سطح رقم پاسخ گندم های رقم کوهدشت و زاگرس به کاربرد باکتری مثبت و بیشترین عملکرد این دو رقم از تاریخ کاشت اول و در تلقیح با باکتری حاصل گردید (شکل 4 ). چنین ارتباط مثبتی بین باکتری و رقم بومی مشاهده نگردید و بالاترین عملکرد رقم بومی از تاریخ کاشت اول و بدون کاربرد باکتری حاصل گردید (شکل  4 ). چنین پاسخ منفی نیز در میزان تعداد سنبله تولیدی در واحد سطح گندم رقم بومی در پاسخ به کاربرد باکتری مشاهده گردید.

در این پژوهش عملکرد نهایی سه رقم  گندم تحت تأثیر زمان کاشت کاهش یافت؛  به طوریکه با جابجایی تاریخ کاشت از 8 به 23 آذرماه از میزان متوسط عملکرد دانه در حدود 659 کیلوگرم (از  1984  به 1398  معادل با 32 درصد) کاسته گردید. نادری ( 2013 ) با بررسی روند تغییرات عملکرد دانه  در ژنوتیپ­های زودرس،  اثر تأخیر کاشت را روند خطی کاهشی دانست که با  که  فاصله گرفتن از اولین تاریخ کاشت عملکرد دانه را به میزان 87 کیلوگرم در هکتار در روز کاهش می­دهد.در پژوهش انجام شده توسط عبدالهی ( 2015 ) طی مدت سه سال زراعی، در سالی که تنش خشکی شدیدتر بوده است اثر عامل تاریخ کاشت بر عملکرد دانه و اجزاء عملکرد گندم نمایان­تر ثبت شده است. همچنین قنبری و همکاران ( 2012 ) نیز تاثیر تاریخ کاشت بر  بر تعداد سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، درصد پوشش سبز، تعداد برگ، تعداد روز تا سنبله دهی و رسیدگی، درجه روز رشد، عملکرد زیست توده، عملکرد دانه و شاخص برداشت را معنی­دار گزارش و عنوان نمودند که تأخیر در کاشت موجب کاهش  24 درصدی عملکردگردید. همچنین بهلکه و همکاران (2018) کاهش عملکرد را در مزارع دیرکاشت تأیید و علت آن را طی شدن سریع مراحل رشد رویشی گیاه و آغاز زودهنگام مرحله زایشی در اینگونه مزارع دانستند. هر چند در تاریخ های کشت دیر هنگام  بر سرعت مراحل نموی گیاه افزوده می گردد  اما ممکن هست این افزایش سرعت طی شدن فرایندهای رشد نموی منجر به جبران عملکرد تحت شرایط محیطی طبیعی جبران نگردد (جعفرنژاد 2009). عوامل بسیاری مسئول کاهش عملکرد گندم است و در این بین زمان کاشت برای دستیابی به عملکرد مطلوب از اهمیت بسیاری برخوردار است (جات و همکاران  2018). اودا و همکاران (2005) با بررسی بالقوه 6 تاریخ کاشت با فاصله زمانی 15 روزه از اول اکتبر تا 30 دسامبر  بر عملکرد گندم رقم ساکا- 93 در دلتای جنوبی مصر با بهره گیری از مدل شبیه سازی گندم CERES (تلفیق منبع محیط ، محصول) و بررسی تأثیر تنش آبی و تاریخ کاشت بر عملکرد دانه گندم ، نتیجه شبیه سازی را کاهش عملکرد گندم در ماه اکتبر به میزان 10% و تأخیر در تاریخ کاشت تا آخر دسامبر را 16% در کاهش عملکرد دخیل دانستند. با بررسی نتایج تجزیه آنالیز داده های مربوط به اجزاء عملکرد (وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله و تعداد سنبله) اختلاف ایجاد شده در عملکرد نهایی در اثر تفاوت در تاریخ کاشت را می توان به تغییرات معنی دار در وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله و تعداد سنبله در واحد سطح  و  تفاوت  ایجاد شده بین سه رقم گندم از نظر عملکرد دانه را بیشتر به تعداد تولید  سنبله در واحد سطح ارجاع داد.

پاسخ دو رقم زاگرس و کوهدشت به تلقیح با باکتری و در تاریخ کاشت اول مثبت اما ارتباط منفی بین باکتری و رقم محلی در برخی نتایج حاصل شده مانند تعداد سنبله و عملکرد دانه مشاهده گردید. گارسیا د سالمون و دوبرینیر (1996) هم در تحقیقات خود در پاسخ های ژنوتیپ های ذرت به تلقیح با باکتری آزوسپیریلوم گزارش دادند که پاسخ به این باکتری بستگی به ژنوتیپ رقم دارد و در برخی ارقام واکنش منفی و در برخی پاسخ مثبت به تلقیح ذرت به این باکتری داشته است. چنین نتیجه مشابهی نیز در بررسی انجام گرفته توسط کاپولینک و همکاران (1987)، بهاترایی و هس (1993)  و نیز توسط اوزتورک و همکاران (2003) گزارش گردید. در مطالعه حاضر کاربرد باکتری در دو رقم زاگرس و کوهدشت در تاریخ کاشت اول موجب افزایش تعداد سنبله در واحد سطح گردید و با بررسی عملکرد دانه نیز چنین روند مشابهی نیز مشاهده گردید. در بررسی تاثیر باکتری آزوسپیریلوم بر گندم وجو، اوزتورک و همکاران (2003) گزارش دادند که تاثیر باکتری مورد استفاده در افزایش عملکرد مربوط به بهبود  تعداد سنبله در واحد سطح و نیز تعداد دانه در سنبله بود و باکتری تاثیری بر میزان وزن هزار دانه نداشت.  اوزتورک و همکاران (2003)  و بهاترایی و هس (1993) علت افزایش تعداد سنبله در واحد سطح را در اثر کاربرد باکتری آزوسپیریلوم مرتبط با افزایش میزان جذب نیتروژن بیان نمودند. همچنین تاثیر مثبت باکتری مورد استفاده در این آزمایش را می توان به توانایی این باکتری درتولید هورمون رشد گیاهی نیزد دانست (کریمی و همکاران 2018). آزوسپیریلوم از طریق تولید ترکیبات افزاینده رشد گیاهی مانند اکسین (پاتریکوین و همکاران، 1983) و نیز از طریق افزایش میزان احیای نیترات در ریشه گیاه منجر به القاء رشد می گردد (بلدانی 1983).

 

 

 

نتیجه گیری کلی

نتایج این آزمایش نشان داد که (1) سودمندی باکتری مورد استفاده در این تحقیق می تواند تحت تاثیر نوع ژنوتیپ گیاه تغییر نماید به طوریکه پاسخ دو رقم گندم زاگرس و کوهدشت به کاربرد باکتری مثبت و رقم محلی منفی بود، (2) باکتری مورد استفاده در این تحقیق قادر به جبران کاهش عملکرد ناشی از تاخیر کاشت را نداشت، و (3) عملکرد رقم بومی در کشت تاخیری نسبت به دو رقم کوهدشت و زاگرس بیشتر بود.  به توجه به نامنظمی شروع بارش ها درچندین سال اخیر در مناطق نیمه خشک و بر اساس یافته­های این آزمایش و با در نظر گرفتن شروع فصل زراعی که وابسته به شروع بارش ها در دیمزاها مختص کشت گندم است این امکان وجود دارد که در کنار استفاده از باکتریهای محرک رشد گیاه اقدام به استفاده از رقم های متناسب با شروع به موقع و یا با تاخیر کشت اقدام نمود تا پایداری از نظر عملکرد در این اکوسیستم های زراعی حفظ گردد.

 

سپاسگزاری

این مقاله برگرفته از پایان نامه کارشناسی ارشد می­باشد که بخشی از هزینه­های مالی انجام آن توسط معاونت محترم پژوهش و فناوری دانشگاه ایلام تامین گردیده که بدینوسیله تشکر و قدردانی به عمل می­آید.

References

Abdulahi A. 2015. Study on effect of seed density and planting date on yield and yield components of bread wheat in dry land conditions. Dryland Agriculture, 4(2): 99 - 114. (In Persian).
Bahalkeh GM, Biabani A, Sabouri H and Fallah HA. 2018. Determination of Best Varieties and Planting Date for Wheat Varieties(Triticum aestivum L.) in Gonbad Kavous Using GGE Biplot Method. Journal of Crop Production and Processing, 8(2): 15-31.
Baldani VLD, Baldani JI, Dobereiner J (1983) Effects of Azospirillum inoculation on root infection and nitrogen incorporation in wheat. Canadian Microbiology, 29:924-929
Baygi Z, Saifzadeh S, Shirani Rad AH, Valadabadi SA and Jafarinejad A. 2017. Seed Yield and Yield Component of Some Spring Wheat Varieties as Affected by Different Sowing Dates in Neishabour. Journal of Crop Ecophysiology, 11(4): 905-920. (In Persian).
Bhattarai T, Hess D (1993) Yield responces of nepalese spring wheat (Triticum aestivum L) cultivars to inoculation with Azospirillum Spp of nepalese origin. Plant and Soil, 151:67-76
Blue EN, Mason SC, Sander DH. 1990. Influence of planting date, seeding rate and phosphorus on wheat yield. Agronomy Journal, 82:762-768.
Campuzano GE, Slafer GA and Miralles DJ. 2012. Differences in yield, biomass and their components between triticale and wheat grown under contrasting water and nitrogen environments. Field Crops Research, 128(2): 167-179.
Chote J, Schwatzamann A, Bally R and Monrozier LJ. 2002. Changes in bacterial communities and Azospirillum diversity in soil fractions of a tropical soil under 3 or 19 years of natural fallow. Soil Biology and Biochemistry, 34(8): 1083-1092.
Dalla Santa, O R, Soccol CR, Ronzelli P, Hernández RF, Alvarez GLM, Dalla Santa HS and Pandey A. 2004. Effects of inoculation of Azospirillum sp. in maize seeds under field conditions. Food, Agriculture and Environment, 2(6): 238-242.
Dalta SOR, Hernandez RF, Alvarez GLM, Ronzelli P and Soccol CR. 2004. Azospirillum sp inoculation in wheat, barley and oats seeds greenhouse experiments. Brazilian Archives of Biology and Technology, 47(6): 843-850.
Donaldson E, Schillinger FW and Dofing SM. 2001. Straw production and grain yield in relationships winter wheat. Crop Science, 46(1): 100-106.
Fallah S, Tadayon MR. 2013. Effect of sowing date and planting density on growth, yield and yield components of winter wheat (Triticum aestivum L.) in Shahrekord area. Research in Field Crops,
 1(2): 11-21. (In Persian).
Flowers M, James C, Petrie S, Machado S and Rhinhart K. 2006. Planting date and seeding rate effects on the yield of winter and spring wheat varieties results from the 2005-2006 cropping year. Agricultural Research, 12(2): 72-74.
Ganbari A, Roshani H and Tavassoli A. 2012. Effect of sowing date on some agronomic characteristics and seed yield of winter wheat cultivars. Journal of Crop Ecophysiology (Agriculture Science), 2(22): 127-144. (In Persian).
Ganbari A, Roshani H and Tavassoli A. 2012. Effect of Sowing Date on Some Agronomic Characteristics and Seed Yield of Winter Wheat Cultivars. Journal of Crop Ecophysiology, 6(2): 127-144.
García de Salomone, I, Döbereiner. 1996.  Maize genotype effects on the response to Azospirillum inoculation. Biology and Fertility of Soils, 21:193-196.
Jafarian T and Zarea MJ. 2016. Hydrogen peroxide affects plant growth promoting effects of Azospirillum. Crop Science and Biotechnology, 19(4):167-175
Jafarian T, Zarea MJ and Siosemardeh A. 2017. Histological Responses of Two Wheat Species to Azospirillum Inoculation under Dryland Farming. Journal of Plant Physiology and Breeding, 7(2): 67-79.
Jafarnezhad A. 2009. Determination of Optimum Sowing Date for Bread Wheat (Triticum aestivum L.) Cultivars with Different Flowering Habits in Neishabour. Seed and Plant Production, 25(2):117-135. (In Persian).
Jat RK, Singh P, Jat ML, Dia M, Sidhu HS, Jat SL, Bijarniya D, Jat HS, Parihard CM, Kumar, K and Ridaura SL. 2018. Heat stress and yield stability of wheat genotypes under different sowing dates across agro-ecosystems in India, Field Crops Research., 218: 33-50
Karimi N, Zarea MJ and Mehnaz S. 2018. Endophytic Azospirillum for enhancement of growth and yield of wheat. Environmental Sustainability, 1(2): 149-158.
Karimi N, Goltapeh EM, Amini J, Mehnaz S, Zarea MJ. 2020. Effect of Azospirillum zeae and Seed Priming with Zinc, Manganese and Auxin on Growth and Yield Parameters of Wheat, under Dryland Farming. Agricultural Research, https://doi.org/10.1007/s40003-020-00480-5
Momtazi F, Emam Y. 2006. Effect of sowing date and seeding rate on yield and yield components in winter wheat cv. Shiraz. Iranian Journal of Agricultural Sciences, 37(1): 1-11. (In Persian).
Naderi A. 2014.  Analysis the effect of planting date on wheat genotypes grain yield by using regression methods.  Crop physiology Journal, 5 (20): 5-14. (In Persian).
Ouda SA, El-Marsafawy SM, El-Kholy MA and Gaballah MS. 2005. Simulating the effect of Water Stress and Different Sowing Dates on Wheat Production in South Delta, Journal of Applied Sciences Research 1(3):268-27
Ozturk A, Caglar O and Sahin F.2003. Yield response of wheat, barley to inoculation of plant growth promoting rhizobacteria at various levels of nitrogen fertilization. Plant Nutration and Soil Science, 166: 262-266
Patriquin, D. G., and J. Döbereiner. 1978 Light microscopy obersvations of tetrazolium-reducing bacteria in the endorhizosphere of maize and other grasses in Brazil. Canadian Microbiology, 24:734-742
Qasim M, Qamer M and Alam M. 2008. Sowing dates effect on yield and yield components of different wheat varieties. Agricultural Research, 46(2): 279-285.
Ramos HJO,  Roncato-Maccari LDB, Souza EM, Soares-Ramos JRL, Hungria M and Pedrosa FO. 2002. Monitoring Azospirillum-wheat interactions using the gfp and gusA genes constitutively expressed from a new broad-host range vector. Biotechnoloy, 97(3): 243-252.
Reis VM, Baldani JI, Baldani VLD and Döbereiner J. 2000. Biological dinitrogen fixation in gramineae and palm trees. Plant Science, 19(3): 227-274.
Slafer GA and Andrade FH. 1993. Physiological attributes related to the generation of grain yield in bread wheat cultivars released at different eras. Field Crops Research, 31(4): 351-367
Soltani, A. 2006. Revision of statistical methods in agricultural research. Jehade Daneshghahi Mashhad Press.74 pp. (In Persian).
Steenhoudt O, Vanderleyden J. 2000. Azospirillum, a free living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses: genetic, biochemical and ecological aspects. FEMS Microbiology Reviews, 24(4): 487-506.
Thiry DE, Sears RG, Shroyer JP and Paulsen GM. 2002. Planting date effects on tiller development and productivity of wheat. Kansas Agricultural Experiment Station and Cooperative Extension Service SRL 133.
Zarea MJ, Hajinia S, Karimi N, Mohammadi Goltapeh E, Rejali F and Varma A. 2012. Effect of Piriformospora indica and Azospirillum strains from saline or non-saline soil on mitigation of the effects of NaCl. Soil Biology Biochemistry, 45(2): 139-146
Zarea MJ. 2017.  Azospirillum and wheat production. Pp. 329-348. In: Kumar V, Kumar M and Sharma SH (eds). Probiotics in agroecosystem. Springer-Singapore.
Zarea MJ. 2019. Applications of Beneficial Microbe in Arid and Semiarid Agroecosystem: IAA-Producing Bacteria. Pp. 105-118. In: Kumar V, Prasad R, Kumar M and Choudhary D (eds). Microbiome in Plant Health and Disease. Springer-Singapore.
JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE AND SUSTAINABLE PRODUCTION
Volume 31, Issue 1
January 2021
Pages 259-273

Files

Share

How to cite

Statistics