Document Type : Research Paper
Authors
Abstract
Keywords
مقدمه
در بسیاری از مناطق جغرافیایی جهان سطح اراضی زراعی قابل‌کشت در حال کاهش است و تغییر اقلیم و گسترش تنش‌های محیطی در سال‌های اخیر باعث کاهش عملکرد گیاهان زراعی شده است (گل‌زردی و همکاران 2012). روش‌های بالقوه برای به حداکثر رساندن بهره‌وری تولید محصولات زراعی با استفاده از منابع محدود در شرایط نیمه‌خشک عبارتند از کشت محصولات کم‌توقع از نظر نیاز به نهاده‌ها، تکنیک‌های صرفه‌جویی در مصرف آب آبیاری (گل‌زردی و همکاران 2017) و کشت مخلوط گیاهان (صالحی و همکاران 2018). کشت مخلوط دو یا چند گیاه که سودمندی متقابل با هم دارند، ریسک نابودی محصول را کاهش می‌دهد. کشت مخلوط لگومها با سورگوم میتواند اثرات تنش خشکی بر تولید علوفه آنها را کاهش دهد (اقبال و همکاران 2019).
کشت مخلوط از طریق افزایش تنوع گیاهان زراعی و کاهش ریسک تولید، پایداری نظام‌های زراعی را فراهم می‌کند. در نظام‌های کشت مخلوط، مدیریت علف‌های هرز بهبود یافته و عملکرد اقتصادی و کارایی استفاده از زمین افزایش می‌یابد (سیدی و حمزه‌ئی 2020). مشکلات مختلف ناشی از کشاورزی مدرن (مانند رکود عملکرد، فرسایش خاک، بروز آفات و بیماری‌ها و مشکلات زیست‌محیطی) میتواند با استفاده از سیستم کشت مخلوط تا حدودی برطرف شود (اسفندیاری اخلاص و همکاران 2019). علاوه بر این، آرایش کاشت بهینه فاکتور مهمی در سیستم‌های کشت مخلوط است که استفاده بهینه از منابع موجود و نور دریافتی را تعیین می‌کند (اسکندری و جوانمرد 2014، آقایی و همکاران 2015).
دباغ محمدی‌نسب و همکاران (2017) در بررسی الگوهای مختلف کاشت مخلوط سورگوم علوفه‌ای (Sorghum bicolor) و ماشک گل خوشه‌ای (Vicia villosa) گزارش کردند که بیشترین مجموع عملکرد علوفه با کاشت مخلوط سورگوم علوفه‌ای در وسط پشته‌ها و کاشت ماشک گل خوشه‌ای در طرفین پشته‌ها حاصل شد. آقایی و همکاران (2015) در بررسی کشت مخلوط سورگوم با سویا (Glycine max) و لوبیا سبز (Phaseolus vulgaris) گزارش کردند که کشت مخلوط یک ردیف سورگوم با دو ردیف سویا بیشترین عملکرد علوفه را تولید کرد. شرفی (2020) گزارش کرد که بیشترین عملکرد علوفه تر و خشک با کشت مخلوط افزایشی 100 درصد ذرت + 100 درصد یونجه (Medicago scutellata) حاصل شد. دهقانیان و همکاران (2020) نیز گزارش کردند که بیشترین عملکرد علوفه از الگوی کشت مخلوط 50 درصد خلر (Lathyrus sativus) + 80 درصد یولاف حاصل شد. سنجانی و همکاران (2011) نیز در مطالعه کشت مخلوط سورگوم و لوبیا چشم‌بلبلی (Vigna unguiculata)، تیمار کشت مخلوط افزایشی 100 درصد سورگوم + 45 درصد لوبیا چشم بلبلی را به عنوان بهترین ترکیب کشت به منظور استفاده بهتر از منابع و عملکرد بالاتر توصیه نمودند.
گزارشات زیادی از تأثیر کشت مخلوط بر وﯾﮋگی‌های ﮐﯿﻔﯽ علوفه وجود دارد (بختیاری و همکاران 2020، اسکندری و جوانمرد 2014). علوفه‌ای که دارای مقادیر کم فیبر شوینده اسیدی (ADF[1]) و محتوای بالای پروتئین باشد از نظر کیفیت و ارزش غذایی برای دام مناسب‌تر است (بغدادی و همکاران 2017). شفقی و همکاران (2020) گزارش کردند که وجود شنبلیله در کشت مخلوط با ذرت، باعث بهبود کیفیت علوفه تولیدی شد و میزان فیبر را کاهش و انرژی ویژه شیردهی را افزایش داد. جوانمرد و همکاران (2012) نشان دادند که میزان پروتئین ذرت در کشت مخلوط به دلیل مکمل بودن اجزای کشت مخلوط در جذب عناصر غذایی افزایش یافت، به طوری که بالاترین میزان پروتئین خام ذرت در کشت مخلوط هیبریدهای ذرت با شبدر برسیم و لوبیا مشاهده شد. در این مطالعه انتقال نیتروژن از لگومها به ذرت به عنوان دلیل احتمالی افزایش میزان پروتئین اعلام شد. همچنین اسکندری و جوانمرد (2014) گزارش کردند کیفیت علوفه هر دو گیاه مورد مطالعه (ذرت و لوبیا چشم بلبلی) تحت تاثیر کشت مخلوط قرار گرفتند به طوری که کیفیت علوفه ذرت به دلیل فراهمی بیشتر نیتروژن برای این گیاه در کشت مخلوط بهبود یافت ولی کیفیت علوفه لوبیا چشم‌بلبلی در کشت مخلوط به دلیل کاهش دسترسی گیاه به نور و فسفر و در نتیجه کاهش تثبیت بیولو‍ژیکی ازت، کاهش یافت.
شبدر برسیم یکی از مهمترین لگوم‌های علوفه‌ای در مناطق مدیترانه‌ای و خاورمیانه است که دارای رشد سریع، ظرفیت تثبیت نیتروژن اتمسفری، پتانسیل مناسب تولید و کیفیت بالای علوفه است (بختیاری و همکاران 2020). کشت این لگوم با خانواده غلات، ارزش غذایی و نیز خصوصیات کیفی علوفه را بهبود می‌بخشد (روس و همکاران 2004). سطح زیر کشت شبدر در کشور در حدود 64 هزار هکتار می‌باشد که 30 هزار هکتار آن دیم و مابقی آن آبی است. همچنین میزان تولید علوفه شبدر در کشور در حدود 567 هزار تن گزارش شده است (بی‌نام 2019). سورگوم نیز از غلات گرمسیری چهارکربنه است که به دلیل دارا بودن مزایای مختلف نسبت به سایر گیاهان علوفه‌ای، از جمله انعطاف‌پذیری زیاد در برابر تنش‌های محیطی بهخصوص خشکی و گرما به یکی از گیاهان علوفه‌ای مهم در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان تبدیل شده است (گل‌زردی و همکاران 2019). سطح زیر کشت سورگوم در دنیا در حدود 42 میلیون هکتار و میزان تولید آن 59 میلیون تن برآورد شده است، درحالیکه سطح زیر کشت سورگوم در کشور در حدود 40 هزار هکتار و میزان تولید آن حدود 2400 هزار تن می‌باشد (خزایی و همکاران 2019).
با توجه به نیاز روزافزون به علوفه در کشور، تعیین بهترین الگوی کشت مخلوط گیاهان علوفه‌ای که عملکرد کمی و کیفی مناسبی داشته باشد، از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از این آزمایش بررسی عملکرد و کیفیت علوفه در نظام‌های کشت مخلوط افزایشی و جایگزینی سورگوم و شبدر برسیم در شرایط آب و هوایی کرج بود.
مواد و روش‌ها
این پژوهش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج با ارتفاع 1278 متر از سطح دریا، طول جغرافیایی 50 درجه و 56 دقیقه شرقی و عرض 35 درجه و 47 دقیقه شمالی طی دو سال زراعی 1395 و 1396 اجرا شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در جدول 1 و میانگین دما و میزان بارش تجمعی در جدول 2 ارائه شده است.
هشت نظام کشت (شامل سه نظام کشت مخلوط جایگزینی، سه نظام کشت مخلوط افزایشی و دو نظام کشت خالص سورگوم و شبدر برسیم) مورد بررسی قرار گرفت. سری‌های جایگزینی شامل نسبت‌های 75 درصد سورگوم + 25 درصد شبدر (3:1)،50 درصد سورگوم +50 درصد شبدر (1:1) و 25 درصد سورگوم + 75 درصد شبدر (1:3) و سری‌های افزایشی شامل نسبت‌های 100 درصد سورگوم+ 50 درصد شبدر، 50 درصد سورگوم+ 100 درصد شبدر و 100 درصد سورگوم +100 درصد شبدر بودند. کرت‌های آزمایشی شامل شش ردیف شش متری با فاصله بین پشته 60 سانتی‌متری بودند. نظام‌های کشت خالص و کشت
جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش
|
سال زراعی |
بافت |
نیتروژن کل (%) |
فسفر قابل‌جذب |
پتاسیم قابل‌جذب |
ماده آلی (%) |
اسیدیته |
هدایت الکتریکی (dS.m-1) |
|
(mg.kg-1) |
|||||||
|
1396 |
لوم - رسی |
06/0 |
6/12 |
256 |
58/0 |
24/7 |
22/2 |
|
1397 |
لوم - رسی |
07/0 |
5/12 |
259 |
59/0 |
23/7 |
24/2 |
جدول 2- میانگین دما و بارش تجمعی در محل آزمایش طی سال‌های زراعی 1395 و 1396
|
دوره زمانی |
میانگین دما (oC) |
|
میزان بارش تجمعی (mm) |
||
|
1395 |
1396 |
|
1395 |
1396 |
|
|
12 خرداد - 10 تیر |
4/25 |
1/26 |
|
0 |
0 |
|
11 تیر - 10 مرداد |
5/27 |
7/27 |
|
0 |
4/0 |
|
11 مرداد - 10 شهریور |
3/27 |
3/27 |
|
0 |
0 |
|
11 شهریور - 9 مهر |
8/22 |
1/23 |
|
0 |
0 |
|
10 مهر – 10 آبان |
7/15 |
9/15 |
|
4/2 |
8/4 |
مخلوط جایگزینی، با استفاده از الگوی کاشت یک‌ردیفه و نظام‌های کشت مخلوط افزایشی با الگوی کاشت دوردیفه کاشته شدند، بدین صورت که عملیات کاشت در الگوی کاشت یک‌ردیفه در وسط پشته‌ها و در الگوی کاشت دوردیفه در طرفین پشته‌ها (با فاصله 20 سانتی‌متر) انجام شد. عملیات کاشت در هر دو سال مورد بررسی، در 12 خردادماه انجام شد. بذور شبدر برسیم (رقم کرج) و سورگوم علوفه‌ای (هیبرید اسپیدفید) از مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج تهیه شد و جهت کاشت سورگوم و شبدر برسیم در تیمارهای کشت خالص بهترتیب 15 و 25 کیلوگرم بذر در هر هکتار استفاده شد. تراکم بهینه کاشت سورگوم و شبدر در تیمارهای کشت خالص بهترتیب 20 و 167 بوته در مترمربع در نظر گرفته شد (فاصله بین بوته‌ها روی ردیف بهترتیب 8 و 1 سانتی‌متر بود). در تیمارهای کشت مخلوط نیز بر اساس نسبت هر گونه در ترکیب کاشت، از مقدار بذر متناسب استفاده شد. بر اساس نتایج آنالیز خاک، در زمان کاشت کود فسفات آمونیوم به میزان 250 کیلوگرم در هکتار و کود اوره به میزان 100 کیلوگرم در هکتار به زمین اضافه شد. بعد از برداشت چین اول و همراه با آب آبیاری نیز 100 کیلوگرم کود اوره مصرف گردید. آبیاری به صورت جویچه‌ای و پس از 80 میلی‌متر تبخیر از سطح تشتک تبخیر کلاس آ انجام شد. کنترل علف‌های هرز نیز به صورت دستی انجام شد.
در این آزمایش سه چین علوفه برداشت گردید. چین‌برداری اول و دوم در انتهای دوره رشد رویشی سورگوم و با ظهور اولین گل‌آذین‌های آن انجام شد (در این مراحل بوته‌های شبدر برسیم در مرحله گلدهی قرار داشتند). معیار برداشت سومین چین علوفه نیز مرحله 25 درصد گلدهی شبدر در نظر گرفته شد. چین‌های اول، دوم و سوم بهترتیب 9 مرداد، 30 شهریور و 14 آبان‌ماه در سال اول و 10 مرداد، 29 شهریور و 12 آبان‌ماه در سال دوم برداشت شدند. جهت تعیین عملکرد علوفه تر در هر چین، از چهار ردیف وسط کرت‌ها (مساحت 12 مترمربع) با حذف اثرات حاشیهای (نیم متر ابتدا و انتهای ردیف‌ها) نمونه‌برداری انجام شد. جهت تعیین عملکرد علوفه خشک، نمونه‌های تازه علوفه در آون تا ثابت شدن وزن، خشک شدند. در نهایت بر اساس درصد ماده خشک در هر چین، عملکرد علوفه خشک این گیاهان محاسبه شد و به منظور تعیین عملکرد علوفه خشک کل، عملکرد سه چین با هم جمع گردید. برای اندازه‌گیری کیفیت علوفه، نمونه‌های خشکشده در هر چین آسیاب و با استفاده از الک یک میلیمتری غربال شدند. در مرحله بعد با توجه به عملکرد نسبی ماده خشک سورگوم و شبدر در هر کرت و در هر چین، یک نمونه ترکیبی کلی از علوفه آسیاب‌شدۀ سه چین تهیه شد.
برای محاسبه انرژی قابل هضم، انرژی خالص برای شیردهی و کیفیت نسبی علوفه از رابطه‌های 1 تا 3 استفاده شد (فاوری و همکاران 2019، صادق‌پور و همکاران 2013، بی‌نام 2007):
(رابطه 1)DE = ((−1.291 × ADF) + 101.35)× 0.04409
(رابطه 2)NEL = [1.044 − (0.0119 × ADF)] × 2.205
(رابطه 3) RFQ = [(120 / NDF) × ((−1.291 × ADF) + 101.35)] / 1.23
در این معادلات DE و NELبهترتیب انرژی قابل هضم[2] و انرژی خالص برای شیردهی[3] (بر حسب مگاکالری در کیلوگرم ماده خشک)، RFQکیفیت نسبی علوفه[4] (بر حسب درصد) و ADF و NDF بهترتیب فیبر شوینده اسیدی و فیبر شوینده خنثی[5] هستند. اندازه گیری ADF و NDF طبق روش ون سوست (1963) انجام شد. معیار درجه‌بندی کیفیت علوفه بر اساس شاخص کیفیت نسبی علوفه (RFQ) در جدول 3 آورده شده است. بر اساس این شاخص اگر میزان کیفیت نسبی علوفه در تیماری کمتر از 90 درصد باشد، محتوی فیبر آن زیاد بوده و جزو مواد خشبی (مانند کاه) طبقه‌بندی می‌شوند و تنها در صورتی که مقدار این شاخص بیش از 90 درصد محاسبه شود، کیفیت علوفه قابل‌قبول خواهد بود (مووری و آندرسندر 2002).
برای محاسبه میزان تولید انرژی علوفه در واحد سطح (بر حسب مگاکالری در مترمربع)، محتوی انرژی قابل هضم و انرژی خالص برای شیردهی (بر حسب مگاکالری در کیلوگرم ماده خشک) در میزان تولید ماده خشک (بر حسب کیلوگرم در مترمربع) ضرب شد (یول-الله و همکاران 2014). برای محاسبه درصد پروتئین قابل هضم[6] و پروتئین قابل متابولیسم[7] بهترتیب از رابطه‌های 4 و 5 استفاده شد (بی‌نام 2007):
(رابطه 4)DP = (5.625 × N) – 3
(رابطه 5)MP = (3.9375 × N) – 2.1
در این معادلات DP درصد پروتئین قابل هضم، MP درصد پروتئین قابل متابولیسم و N درصد نیتروژن کل نمونه می‌باشد. اندازه‌گیری درصد نیتروژن کل در نمونه‌ها به روش کجلدال[8] انجام شد (کجلدال 1883). برای محاسبه عملکرد پروتئین قابل هضم و پروتئین قابل متابولیسم (بر حسب کیلوگرم در هکتار)، درصد پروتئین قابل هضم و پروتئین قابل متابولیسم در عملکرد ماده خشک (بر حسب کیلوگرم در هکتار) ضرب شد (یول-الله و همکاران 2014). در پایان با توجه به همگن بودن وارﻳﺎﻧﺲ خطاهای آزمایشی در دو سال، داده‌ها مورد تجزیه آماری مرکب قرار گرفتند. محاسبات آماری با استفاده از نرم‌افزار آماری SAS[9] و مقایسه میانگین‌ها با روش LSD[10] در سطح احتمال پنج درصد انجام شد.
نتایج و بحث
عملکرد علوفه تر
عملکرد علوفه تر بهطور معنیداری تحت تأثیر نظام‌های کشت قرار گرفت، ولی اثر سال و سال×تیمار بر این صفت معنی‌دار نشد (جدول 4). غیرمعنی‌دار شدن اثر سال بر عملکرد علوفه میتواند با مشابهت شرایط آب و هوایی به خصوص میانگین دما و بارش طی سال‌های زراعی 1395 و 1396 مرتبط باشد (جدول 2). نظام کشت مخلوط افزایشی 100 درصد شبدر+100 درصد سورگوم، با تولید 53/166 تن در هکتار بیشترین عملکرد علوفه تر را تولید کرد. تولید بیشتر علوفه در این الگوی کشت میتواند با تراکم بالاتر گیاهان زراعی نسبت به الگوی کشت خالص مرتبط باشد. نظام کشت مخلوط افزایشی 100 درصد سورگوم+50 درصد شبدر نیز با تولید 11/154 تن علوفۀ تر در هکتار در گروه آماری برتر قرار گرفت و کمترین عملکرد کل علوفه تر (21/65 تن در هکتار) در کشت خالص شبدر حاصل شد (جدول 5). میزان عملکرد علوفه تر در سری افزایشی 100 درصد شبدر + 50 درصد سورگوم (03/137 تن در هکتار)، تفاوت معنیداری با نظام کشت خالص سورگوم (با عملکرد 64/133 تن علوفه تر در هکتار) نداشت، درحالیکه نسبت به سری‌های جایگزینی و کشت خالص شبدر دارای برتری معنیداری بود (جدول 5).
جدول 3- درجه بندی کیفیت علوفه بر اساس شاخص کیفیت نسبی علوفه (مووری و آندرسندر 2002)
|
میزان شاخص کیفیت نسبی علوفه (%) |
کیفیت علوفه |
|
بیشتر از 185 |
عالی |
|
185-160 |
خیلی خوب |
|
160-140 |
خوب |
|
140-110 |
متوسط |
|
110-90 |
قابل قبول |
|
کمتر از 90 |
خشبی |
جدول 4-تجزیه واریانس (میانگین مربعات) عملکرد کمی وکیفی علوفه تحت تاثیر نظام‌های کشت مخلوط سورگوم و شبدر
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
عملکرد علوفه تازه |
عملکرد علوفه خشک |
عملکرد پروتئین قابل هضم |
عملکرد پروتئین قابل متابولیسم |
تولید انرژی برای شیردهی |
تولید انرژی قابل هضم |
|
سال |
1 |
220٫72ns |
5٫24ns |
23897ns |
11594ns |
0٫073 ns |
0٫217ns |
|
تکرار(سال) |
4 |
97٫69 |
2٫04 |
33559 |
16497 |
0٫110 |
0٫432 |
|
نظام کشت |
7 |
5915٫92** |
205٫42** |
591007** |
289478** |
3٫014** |
9٫105** |
|
سال×نظام کشت |
7 |
257٫96ns |
7٫06ns |
28530ns |
14011ns |
0٫127ns |
0٫404ns |
|
خطا |
28 |
110٫90 |
3٫23 |
39759 |
19476 |
0٫094 |
0٫340 |
|
ضریب تغییرات(%) |
- |
8٫43 |
8٫06 |
13٫52 |
13٫49 |
10٫25 |
10٫99 |
ns و ** بهترتیب غیرمعنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال یک درصد می باشد.
دهقانیان و همکاران (2020) در بررسی کشت مخلوط خلر (Lathyrus sativus) با جو، یولاف و تریتیکاله گزارش کردند که بیشترین عملکرد علوفه از الگوی کشت مخلوط 50 درصد خلر + 80 درصد یولاف و سپس 50 درصد خلر + 80 درصد جو حاصل شد درحالیکه کمترین عملکرد مربوط به کشت خالص خلر بود. ایشان دلیل برتری نظام‌های کشت مخلوط مذکور در تولید علوفه را به کاهش رقابت درون گونه‌ای و برون گونه‌ای و افزایش کارایی استفاده از منابع قابل‌دسترس توسط اجزای مخلوط مرتبط دانستند. شرفی (2020) در بررسی کشت مخلوط ذرت علوفه‌ای با یونجه حلزونی (Medicago scutellata) گزارش کرد که بیشترین عملکرد علوفه تر با کشت مخلوط افزایشی 100 درصد ذرت + 100 درصد یونجه حاصل شد. ایشان مصرف بهینه آب و استفاده مؤثر از فضای کشت را به عنوان دلایل برتری عملکرد علوفه در نظام کشت مذکور مطرح نمود. مطالعات نشان داده است که کشت مخلوط گیاهان سه‌کربنه و کوتاه‌قد با گیاهان چهارکربنه و بلندقد باعث افزایش راندمان جذب و مصرف نور شده و به دنبال آن کارایی فتوسنتزی و در نهایت عملکرد گیاه زراعی افزایش می‌یابد (قنبری و همکاران 2010). در چنین شرایطی گونه چهارکربنه با نرخ فتوسنتز بالاتر، نور بیشتری را از بالای کانوپی جذب می‌کند، درحالیکه گونه سه‌کربنه با نرخ فتوسنتز پایین‌تر، برای جذبِ کمتر نور در پایین کانوپی سازگارتر است (اقبال و همکاران 2019، یو و همکاران 2015).
جدول 5- مقایسه میانگینعملکرد کمی وکیفی علوفه تحت تاثیر نظام‌های کشت مخلوط سورگوم و شبدر
|
ترکیب کشت (%) |
عملکرد علوفه تازه (t.ha-1) |
عملکرد علوفه خشک (t.ha-1) |
عملکرد پروتئین قابل هضم (kg.ha-1) |
عملکرد پروتئین قابل متابولیسم (kg.ha-1) |
تولید انرژی برای شیردهی (M cal.m-2) |
تولید انرژی قابل هضم (M cal.m-2) |
||
|
سورگوم |
|
شبدر |
||||||
|
0 |
+ |
100 |
65٫21e |
10٫71e |
1231cd |
862cd |
1٫63f |
2٫97f |
|
100 |
+ |
0 |
133٫64b |
24٫02b |
1028d |
720d |
3٫14c |
5٫54cd |
|
50 |
+ |
100 |
137٫03b |
24٫28b |
1759ab |
1231ab |
3٫31bc |
5٫90bc |
|
100 |
+ |
50 |
154٫11a |
27٫62a |
1701b |
1191b |
3٫63ab |
6٫42ab |
|
100 |
+ |
100 |
166٫53a |
29٫69a |
1956a |
1369a |
3٫92a |
6٫95a |
|
25 |
+ |
75 |
103٫20d |
18٫44d |
1450c |
1015c |
2٫54e |
4٫53e |
|
75 |
+ |
25 |
118٫33c |
21٫52c |
1219cd |
853cd |
2٫77de |
4٫88de |
|
50 |
+ |
50 |
120٫93c |
22٫25bc |
1451c |
1015c |
2٫97cd |
5٫28cd |
در هر ستون، میانگین‌های دارای حروف مشترک طبق آزمون LSD در سطح پنج درصد اختلاف معنیداری ندارند.
عملکرد علوفه خشک
تأثیر نظام‌های کشت بر عملکرد علوفه خشک در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 4) و بیشترین و کمترین عملکرد علوفه خشک (69/29 و 71/10 تن در هکتار) بهترتیب از کشت مخلوط افزایشی 100 درصد سورگوم +100 درصد شبدر و کشت خالص شبدر به دست آمد (جدول 5). از آنجا که سورگوم گیاهی چهارکربنه است و تولید ماده خشک آن از شبدر بالاتر است، نظام‌های کشت مخلوطی که نسبت سورگوم بالاتری داشتند، عملکرد علوفه بیشتری تولید نمودند (جدول 5). سری افزایشی 100 درصد سورگوم +50 درصد شبدر نیز از نظر عملکرد علوفه خشک در گروه آماری برتر قرار گرفت. نظام کشت مخلوط افزایشی 100 درصد شبدر + 50 درصد سورگوم با تولید 28/24 تن علوفه خشک در هکتار، توانست عملکردی معادل با کشت خالص سورگوم تولید کند، درحالیکه نسبت به سری‌های جایگزینی و کشت خالص شبدر برتری معنیداری داشت (جدول 5). همچنین نتایج این آزمایش نشان داد که میانگین عملکرد علوفه خشک در نظام‌های کشت مخلوط افزایشی به طور معنیداری بیشتر از سری‌های جایگزینی بود (جدول 5). نتایج مطالعات نشان داده است که عملکرد علوفه در نظام‌های کشت مخلوط افزایشی لگوم-غلات در مقایسه با سری‌های جایگزینی آنها به علت کاهش قدرت رقابت علف‌های هرز، افزایش جذب نور در واحد سطح، افزایش تراکم گیاهان زراعی و افزایش نسبت تعرق به تبخیر بهبود یافته است (شرفی 2020، دهقانیان و همکاران 2020، اقبال و همکاران 2019، دشتکی و چایچی 2012).
محتوی و عملکرد پروتئین قابل هضم و قابل متابولیسم
نتایج تجزیه واریانس (جدول 4 و 6) نشان داد که اثر نظام‌های کشت بر محتوی و عملکرد پروتئین قابل هضم و قابل متابولیسم در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود؛ به‌طوری‌که بیشترین محتوی و کمترین عملکرد پروتئین در تیمار کشت خالص شبدر به دست آمد (جدول 5 و 7). با افزایش نسبت شبدر در کشت مخلوط، محتوی پروتئین قابل هضم و پروتئین قابل متابولیسم نیز افزایش یافت. بدون در نظر گرفتن کشت خالص شبدر، بیشترین محتوای پروتئین قابل هضم و پروتئین قابل متابولیسم (بهترتیب 88/7 و 51/5 درصد) در نظام کشت مخلوط جایگزینی 25 درصد سورگوم + 75 درصد شبدر حاصل شد (جدول 7).
حداکثر محتوای پروتئین قابل هضم و پروتئین قابل متابولیسم در بین سری‌های افزایشی (بهترتیب 28/7 و 09/5 درصد) متعلق به نظام کشت 50 درصد سورگوم+100 درصد شبدر بود (جدول 7). البته ﺑﺎﻻ ﺑﻮدن محتوای ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ ﺑﻪ ﺗﻨﻬﺎﯾﯽ شاخص مناسبی نیست، زﯾﺮا ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ درﺻﺪ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ ﺑﺎﻻ در اﺛﺮ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺑﻮدن ﻋﻤﻠﮑﺮد علوفه، ﭼﻨﺪان ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ ﻧﺒﺎﺷﺪ و ﯾﺎ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ تیماری ﺑﺎ درﺻﺪ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ ﮐﻢ وﻟﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﺎده ﺧﺸﮏ ﺑﺎﻻﺗﺮ، پروتئین ﺑﯿﺸﺘﺮی در واحد سطح ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮐﺮده و در ﻧﺘﯿﺠﻪ اﻫﻤﯿﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮی داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ (بختیاری و همکاران 2020، بغدادی و همکاران 2017). ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ ﮐﻪ ﺑﺮآﯾﻨﺪی از ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻣﺎده ﺧﺸﮏ و محتوی ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ است، اﻫﻤﯿﺖ زﯾﺎدتری در ﺗﻌﯿﯿﻦ تیمار مناسب دارد (گل‌زردی و همکاران 2017). به همین دلیل در واحدهای اقتصادی دامی، مقدار کل پروتئین یک محصول علوفه‌ای نیز به اندازه غلظت پروتئین به عنوان فاکتور کیفی علوفه حائز اهمیت است (کارمی و همکاران 2006).
جدول 6- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) خصوصیات کیفی علوفه تحت تاثیر نظام‌های کشت مخلوط سورگوم و شبدر
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
محتوی پروتئین قابل هضم |
محتوی پروتئین قابل متابولیسم |
فیبر شوینده اسیدی |
همی‌سلولز |
محتوی انرژی قابل هضم |
کیفیت نسبی علوفه |
|
سال |
1 |
0٫008ns |
0٫004ns |
0٫04ns |
2٫17ns |
0٫0001ns |
1٫42ns |
|
تکرار(سال) |
4 |
0٫515 |
0٫252 |
9٫11 |
18٫41 |
0٫029 |
72٫34 |
|
نظام کشت |
7 |
26٫796** |
13٫136** |
47٫74** |
38٫22* |
0٫1537** |
1311٫41** |
|
سال×نظام کشت |
7 |
0٫317ns |
0٫156ns |
0٫56ns |
1٫34ns |
0٫002ns |
7٫46 |
|
خطا |
28 |
0٫667 |
0٫328 |
5٫74 |
17٫24 |
0٫0185 |
58٫84 |
|
ضریب تغییرات (%) |
- |
11٫71 |
11٫72 |
6٫62 |
17٫07 |
5٫64 |
8٫59 |
ns، * و ** بهترتیب غیرمعنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال پنج و یک درصد می باشد.
بیشترین عملکرد پروتئین قابل هضم و پروتئین قابل متابولیسم (بهترتیب 1956 و 1369 کیلوگرم در هکتار) از نظام کشت مخلوط افزایشی 100 درصد سورگوم +100 درصد شبدر به دست آمد (جدول 5). علاوه بر این نظام کشت مخلوط افزایشی 50 درصد سورگوم+100 درصد شبدر نیز توانست با تولید 1759 کیلوگرم پروتئین قابل هضم و 1231 کیلوگرم پروتئین قابل متابولیسم در هر هکتار، در گروه آماری برتر قرار بگیرد (جدول 5). تیمار کشت خالص شبدر علیرغم بالا بودن محتوای پروتئین، عملکرد پروتئین کمی داشت
جدول 7- مقایسه میانگینخصوصیات کیفی علوفه تحت تاثیر نظام‌های کشت مخلوط سورگوم و شبدر
|
ترکیب کشت (درصد) |
محتوی پروتئین قابل هضم (%) |
محتوی پروتئین قابل متابولیسم (%) |
فیبر شوینده اسیدی (%) |
همی‌سلولز (%) |
محتوی انرژی قابل هضم (Mcal.kg-1) |
کیفیت نسبی علوفه (%) |
||
|
سورگوم |
|
شبدر |
||||||
|
0 |
+ |
100 |
11٫48a |
8٫03a |
29٫80c |
20٫28c |
2٫77a |
122٫74a |
|
100 |
+ |
0 |
4٫26e |
2٫98e |
38٫08ab |
28٫82a |
2٫30bc |
76٫38d |
|
50 |
+ |
100 |
7٫28bc |
5٫09bc |
35٫90ab |
23٫18bc |
2٫43bc |
91٫04bc |
|
100 |
+ |
50 |
6٫15d |
4٫31d |
37٫75ab |
24٫82a-c |
2٫32bc |
82٫33cd |
|
100 |
+ |
100 |
6٫60cd |
4٫62cd |
37٫35ab |
24٫55a-c |
2٫34bc |
84٫16cd |
|
25 |
+ |
75 |
7٫88b |
5٫51b |
35٫32b |
22٫25bc |
2٫46b |
94٫67b |
|
75 |
+ |
25 |
5٫67d |
3٫97d |
38٫70a |
25٫32ab |
2٫27c |
78٫58d |
|
50 |
+ |
50 |
6٫51cd |
4٫56cd |
36٫78ab |
25٫42ab |
2٫38bc |
84٫47cd |
در هر ستون، میانگین‌های دارای حروف مشترک طبق آزمون LSD در سطح پنج درصد اختلاف معنیداری ندارند.
(جدول 5 و 7). محققین دیگر نیز به نقش مهم گیاهان تیره لگومینوزه در افزایش عملکرد کیفی علوفه از نظر پروتئین در سیستم‌های کشت مخلوط اشاره کرده‌اند (ولاچوسترگیوس و همکاران 2018، دباغ محمدی‌نسب و همکاران 2017، ماکسین و همکاران 2017). ولاچوسترگیوس و همکاران (2018) گزارش کردند که یکی از مهمترین مزایای استفاده از خلر (Lathyrus cicera) در نظام‌های کشت مخلوط لگوم-غلات، افزایش تولید پروتئین در واحد سطح است. در این مطالعه نظام کشت مخلوط 60 درصد خلر + 40 درصد یولاف به عنوان بهترین نظام کشت مخلوط از نظر محتوی و عملکرد پروتئین معرفی شد. وجود همبستگی مثبت بین نسبت لگومها در کشت مخلوط گراس-لگوم با محتوی پروتئین علوفه گزارش شده است (سندروسون 2010). استیردهورست و همکاران (2008) گزارش شده است که کشت مخلوط جو با باقلا (Vicia faba)، لوپن (Lupinus angustifolius) و نخود سبز (Pisum sativum) در مقایسه با کشت خالص جو، عملکرد پروتئین علوفه را بهترتیب 64، 27 و 55 درصد افزایش داد.
محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی و همی‌سلولز
اثر نظام‌های کشت بر محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی در سطح احتمال یک درصد و بر محتوی همی‌سلولز در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار بود (جدول 6). طبق نتایج به دست آمده میزان همی‌سلولز و الیاف نامحلول در شوینده اسیدی علوفه در کشت خالص سورگوم (بهترتیب 82/28 و 08/38 درصد) بهطور معنیداری بیشتر از محتوی آنها در کشت خالص شبدر (بهترتیب 28/20 و 80/29 درصد) بود (جدول 7). بیشترین محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی (70/38 درصد) در تیمار 75 درصد سورگوم + 25 درصد شبدر حاصل شد. در بین سری‌های افزایشی، حداقل محتوای الیاف نامحلول در شوینده اسیدی و همی‌سلولز علوفه (بهترتیب 90/35 و 18/23 درصد) در نظام کشت مخلوط 50 درصد سورگوم + 100 درصد شبدر دیده شد (جدول 7). با افزایش محتوی فیبر در علوفه، میزان خشبی بودن بیشتر و قابلیت هضم و خوشخوراکی آن کمتر می‌شود (بختیاری و همکاران 2020). افزایش نسبت شبدر به سورگوم در کشت مخلوط، باعث کاهش محتوی همی‌سلولز و الیاف نامحلول در شوینده اسیدی در علوفه شد (جدول 7)، که میتواند با بالاتر بودن محتوی الیاف نامحلول در شوینده خنثی و الیاف نامحلول در شوینده اسیدی در گیاه سورگوم نسبت به شبدر مرتبط باشد (اقبال و همکاران 2019، بختیاری و همکاران 2020). کونتریراس- گووی و همکاران (2006) گزارش کردند که محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی در شبدر کمتر از گندم و در کشت مخلوط آنها متوسط بود. لاوریالت و همکاران (2004) در مطالعه‌ای نشان دادند که علوفه تولیدی در نظام کشت مخلوط نخود (Pisum sativum) با چاودار، جو، گندم، تریتیکاله و یولاف در مقایسه با کشت خالص این غلات، محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی کمتری داشت. جوانمرد و همکاران (2015) گزارش کردند که کشت مخلوط لگومها با ذرت در مقایسه با کشت خالص ذرت باعث کاهش محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی و در نتیجه افزایش پتانسیل مصرف علوفه توسط دام شد.
محتوی و تولید انرژی قابل هضم و انرژی خالص برای شیردهی
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر نظام‌های کشت بر محتوی و تولید انرژی قابل هضم و انرژی خالص ویژه شیردهی در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 4 و 6). در نظام کشت خالص شبدر بیشترین محتوی انرژی قابل هضم در ماده خشک (77/2 مگاکالری در کیلوگرم) مشاهده شد و با افزایش نسبت شبدر به سورگوم در کشت مخلوط، میزان این صفت افزایش یافت (جدول 7). کمترین محتوی انرژی قابل هضم علوفه (27/2 مگاکالری در کیلوگرم ماده خشک) نیز در تیمار 75 درصد سورگوم + 25 درصد شبدر حاصل شد که میتواند به بالا بودن محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی در این تیمار مرتبط باشد (جدول 7). صادق‌پور و همکاران (2013) گزارش کردند که کمترین محتوی انرژی علوفه با کشت خالص جو حاصل شد، درحالیکه با کشت مخلوط افزیشی 100 درصد جو + 40 درصد یونجه یکساله این صفت به طور معنیداری افزایش یافت. هر چند که نظام کشت خالص شبدر، بیشترین محتوی انرژی قابل هضم در ماده خشک علوفه را داشت (جدول 7)، ولی این تیمار کمترین تولید انرژی قابل هضم و انرژی خالص برای شیردهی در واحد سطح (بهترتیب 97/2 و 63/1 مگاکالری در مترمربع) را به خود اختصاص داد (جدول 5). این در حالی است که بالاترین تولید انرژی قابل هضم و انرژی خالص برای شیردهی در واحد سطح (بهترتیب 95/6 و 92/3 مگاکالری در مترمربع) از نظام کشت مخلوط افزایشی 100 درصد سورگوم +100 درصد شبدر حاصل شد (جدول 5). در کشت مخلوط افزایشی ذرت با شبدر برسیم (Trifolium alexandrinum)، ماشک گل‌خوشه‌ای (Vicia villosa)، لوبیا (Phaseolus vulgaris) و گاودانه (Vicia ervilia) نتایج مشابهی گزارش شد (جوانمرد و همکاران 2015).
کیفیت نسبی علوفه
اثر نظام‌های کشت بر محتوی کیفیت نسبی علوفه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد (جدول 6)، به طوری که حداکثر و حداقل میزان این شاخص (74/122 و 38/76 درصد) بهترتیب در کشت خالص شبدر و سورگوم حاصل شد (جدول 7). اگر میزان کیفیت نسبی علوفه کمتر از 90 باشد علوفه در گروه خشبی و اگر بین 90 تا 110 باشد، در گروه کیفی قابل‌قبول درجه‌بندی می‌شود (جدول 3). با توجه به این شاخص، کیفیت علوفه در نظام‌های کشت مخلوط جایگزینی 25 درصد سورگوم + 75 درصد شبدر و افزایشی50 درصد سورگوم + 100 درصد شبدر در حد قابل قبول و در کشت خالص شبدر در حد خوب می‌باشد (جدول 3 و 7). به طور کلی با افزایش نسبت شبدر به سورگوم در کشت مخلوط، کیفیت نسبی علوفه افزایش یافت که این میتواند به علت پایین بودن میزان الیاف نامحلول در شوینده اسیدی و همی‌سلولز در شبدر باشد (جدول 7). در کشت مخلوط جو با یونجه یکساله، میزان ارزش نسبی علوفه بالاتر از کشت خالص جو بود و با افزایش نسبت لگوم در مخلوط، ارزش غذایی به طور معنیداری افزایش یافت (صادق‌پور و همکاران 2013). فاوری و همکاران (2019) گزارش کردند که کشت مخلوط شبدر قرمز (Trifolium pratense) با علف گندمی (Thinopyrum intermedium) نسبت به کشت خالص گراس سبب افزایش محتوی پروتئین و کیفیت نسبی علوفه (بهترتیب 49 و 11 درصد) و کاهش محتوی الیاف نامحلول در شوینده اسیدی (به میزان 18 درصد) شد.
نتیجه‌گیری
کشت خالص شبدر برسیم علیرغم داشتن بیشترین محتوی پروتئین قابل هضم و قابل متابولیسم، انرژی قابل هضم در ماده خشک و کیفیت نسبی علوفه، از عملکرد علوفه بالایی برخوردار نبود. در نقطه مقابل، کشت خالص سورگوم علیرغم داشتن عملکرد بالا، از کیفیت علوفه مناسبی برخوردار نبود. کشت مخلوط شبدر برسیم با سورگوم میتواند معایب کشت خالص هر یک از این دو گیاه را برطرف کند. از میان تیمارهای کشت مخلوط، سری‌های افزایشی بر جایگزینی برتری داشتند و در بین سری‌های افزایشی، نظام کشت مخلوط 50 درصد سورگوم + 100 درصد شبدر توانست کیفیت نسبی علوفه قابل‌قبولی تولید کند. هر چند نظام‌های کشت مخلوط 100 درصد سورگوم +100 درصد شبدر و 100 درصد سورگوم + 50 درصد شبدر، عملکرد علوفه بیشتری نسبت به نظام کشت 50 درصد سورگوم + 100 درصد شبدر داشتند، ولی بر اساس شاخص کیفیت نسبی علوفه، علوفه تولیدی آنها در گروه خشبی دسته‌بندی شد. نظام کشت مخلوط افزایشی 100 درصد شبدر + 50 درصد سورگوم توانست معادل با نظام کشت خالص سورگوم، علوفه خشک در واحد سطح تولید کند. در بین سری‌های افزایشی، حداکثر محتوی پروتئین قابل هضم و پروتئین قابل متابولیسم و حداقل محتوای الیاف نامحلول در شوینده اسیدی و همی‌سلولز در سری افزایشی 100 درصد شبدر + 50 درصد سورگوم حاصل شد. بنابراین با در نظر گرفتن هر دو جنبه کمی و کیفی علوفه، نظام کشت مخلوط 50 درصد سورگوم+100 درصد شبدر به‌عنوان تیمار برتر معرفی می‌شود.
سپاسگزاری
بدین وسیله از همکاری‌های مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر و سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی در اجرای این پروژه تحقیقاتی با کد مصوب 95118- 03- 03- 2 سپاسگزاری می‌شود.
)