نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Background & objectives: This study was conducted to investigate the effect of different nutrition systems and cover crops on morphological traits, yield, yield components and competitive indices of sesame in competition with weeds.
Materials & Methods: This research was carried out in the research farm of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University in 2016 as a randomized complete block design with three replications and eight treatments. Experimental treatments include: 1- sesame + soybean cover crop + without fertilizer, 2- sesame + millet cover crop + without fertilizer, 3- sesame + soybean cover crop + vermicompost, 4- sesame + millet cover crop + vermicompost, 5- sesame + soybean cover crop + chemical fertilizer, 6- sesame + millet cover crop + chemical fertilizer, 7- sesame + without weeding + without fertilizer (control) 8- sesame + weeding + chemical fertilizer (control). Also, two treatments of monoculture of sesame were considered as control (weed infestation and weed free). The traits studied in this experiment include weed density and weed biomass, competitive indices, yield and yield components, as well as morphological traits of sesame.
Results: The results of weed sampling in three stages (10- leaf, seed dough and harvesting time) showed that the highest weeds density and biomass was in control with weed infestation and then in soybean cover crop with chemical fertilizer application. The results showed that fertilizer resources and cover crops had a significant effect on the grain yield, number of capsules per plant, seed number per capsule, 1000 seed weight, biological yield, as well as competition index (CI), so that the highest and lowest grain yields were observed in the treatment of millet with organic fertilizer (1630.22 kg.ha-1) and millet without fertilizer (413.33 kg.ha-1), respectively. The highest number of capsules per plant (41) was observed in weed control and the highest number of seeds per capsule (64.33 and 63.66) and 1000-seeds weight (2.56 and 2.53 g) in two treatments of weed control and millet cover crop with organic fertilizer application, respectively. Also, the highest rate of competition index (4.38%) was observed in millet cover crop with organic fertilizer, which showed significant effect of treatments on this index in sesame.
Conclusion: The result of this experiment showed that millet cover crop, with decreasing weed density and biomass, increased sesame yield significantly. Furthermore, the use of organic fertilizers comparison to chemical fertilizers improves the properties of the soil and, also, the use of these fertilizers with the appropriate cover crops is a suitable strategy for sustainable agriculture in order to achieve greater yield and higher quality of the sesame. So, use of millet cover crop as well as organic fertilizer is recommended to improve sesame yield and proper weed management.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
کنجد با نام علمی Sesamum indicum L. یکی از قدیمی‌ترین دانه‌های روغنی خانواده پدالیاسه است که دارای 16 جنس و حدود 60 گونه است که بطور گسترده در تهیه غذا و دارو استفاده می‌شود و به‌عنوان یک گیاه روغنی کم توقع و کم نهاده مطرح میباشد (اندرخور و همکاران 2016).
علفهای هرز یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های تولید محصولات زراعی محسوب می‌شوند و کاربرد علف‌کش‌ها مهم‌ترین ابزار در کنترل آنها هستند، ولی بهدلیل پیامدهای ناشی از مصرف بی‌رویه آنها، محققان به‌دنبال یافتن روش‌های جایگزین هستند تا با کاهش مصرف علف‌کش‌ها اثرات سوء آن را کاهش دهند. در این روش‌ها ضمن توجه به پایداری تولید محصول زراعی، مدیریت علفهای هرز، جایگزین مبارزه با علف هرز می‌شود. از این رو، هدف آنها هم‌سویی با طبیعت و اهداف بلندمدت و پایدار است (زرقانی و همکاران 2012).
یکی از راهکارهای عملی برای مدیریت علفهای هرز، کشت گیاهان پوششی میباشد. قرار دادن گیاهان پوششی در تناوب‌های زراعی می‌تواند نقش موثری در کنترل علفهای هرز داشته باشد (غفاری و همکاران 2012). بررسیهای مختلف نشان داده است که وجود گیاهان پوششی تاثیر زیادی در کاهش تراکم و زیست توده علفهای هرز دارد که می‌تواند به دلیل سایهاندازی یا رقابت گیاهان پوششی با علفهای هرز باشد (بلندی عموقین و همکاران 2015)؛ که در این میان می‌توان به گیاه سویا و ارزن اشاره کرد. الی و همکاران (2012) از ارزن مرواریدی (Pennisetum glaucm) به‌عنوان گیاه پوششی زنده جهت سرکوب علفهای هرز آفتابگردان (Helianthus annuus L.) استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که گیاه پوششی ارزن مرواریدی قابلیت بالایی در کنترل علفهای هرز آفتابگردان داشت؛ بهطوریکه بیشترین کاهش را در زیست توده علفهای هرز پهن‌برگ داشت و زیست توده آنها را تا 91 درصد کاهش داد.
ارزن یک گیاه مقاوم به خشکی با مصرف دوگانه است که در مناطق خشک به خصوص هندوستان به‌عنوان یک گیاه علوفه‌ای پایه مطرح است (عیشی رضایی و همکاران 2011). سویا نیز، گیاهی دانه روغنی و علوفه‌ای از تیره لگومینوز است که روزکوتاه و گرمادوست میباشد (پاسبان و همکاران 2015) و بهصورت بوته‌ای استوار و با شاخ و برگ زیاد رشد می‌کند. محققین در کشت ارزن به‌عنوان گیاه همراه با سویا گزارش کردند که ارزن به سبب قدرت پنجهزنی بالا قادر است از رشد علفهای هرز به طور چشمگیری ممانعت به عمل آورد و در کاهش جمعیت آنها موثر باشد (سامارجیوا و همکاران 2006). نتایج پژوهشی دیگر نشان داد که کشت ذرت به همراه گیاه پوششی سویا باعث کاهش تراکم علفهای هرز نسبت به کشت ذرت بدون گیاه پوششی در شرایط آلوده به علف هرز شد (داداشی و همکاران 2015). در بررسی اثر گیاهان پوششی بر تراکم علفهای هرز و عملکرد کمی و کیفی گیاه دارویی کرچک (Ricinus communis L.) محققین اظهار نمودند که اثر گیاهان پوششی بر تراکم و وزن خشک علفهای هرز در مراحل مختلف نمونهبرداری و عملکرد دانه و روغن کرچک معنیدار بود (امین‌غفوری و همکاران 2015). همچنین در پژوهشی دیگر محققین اظهار داشتند که گیاهان پوششی و تاریخ کاشت تاثیر معنیداری بر تراکم و وزن خشک علفهای هرز دارد، بهطوریکه کمترین تراکم و وزن خشک کل علفهای هرز بهترتیب در گیاهان پوششی چاودار(Secale montanum)، گندم (Triticum aestivum)، جو (Hordeum vulgare) و در تاریخ کاشت همزمان مشاهده شد. بیشترین تراکم و وزن خشک علفهای هرز نیز در تیمار شاهد (بدون گیاه پوششی و بدون وجین علف هرز) مشاهده شد (بلندی عموقین و همکاران 2015).
کاربرد کودهای شیمیایی سبب افزایش عملکرد گیاهان زراعی میگردد، اما در درازمدت سبب تخریب خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک‌ها گردیده و با کاهش نفوذپذیری خاک، نفوذ ریشه گیاهان را دچار مشکل می‌سازد (گلدانی و همکاران 2014)، لذا امروزه استفاده از کودهای با منشاء اکولوژیکی مانند کود دامی، ورمی‌کمپوست و بقایای گیاهی با حفظ مواد آلی خاک و فراهم کردن عناصر غذایی در خاک توانسته جایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی باشد. در آزمایشی که به بررسی تاثیر سامانه‌های مختلف تغذیه‌ای بر عملکرد و اجزای عملکرد کنجد در شرایط رقابت و عدم رقابت با علفهای هرز پرداخت، محققین دریافتند عوامل آزمایشی اثر معنیداری بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کنجد به جز تعداد دانه در کپسول داشت. همچنین تیمار کود شیمیایی رکورددار بیشترین تراکم و وزن خشک علفهای هرز بود (کریمی و همکاران 2019).
پژوهشگران در آزمایشی دیگر نشان دادند در بین تیمارهای کودی، گیاه ذرت در تیمارهای کمپوست و کود شیمیایی در هر دو گیاه پوششی سویا و گندم دارای عملکرد بیولوژیک بیشتری نسبت به بدون کود بود و تفاوت این دو نیز از نظر آماری معنیدار نبود. آنها پیشنهاد کردند از آنجا که گیاهان پوششی موجب کاهش رشد علفهای هرز شدند و همچنین تفاوتی بین استفاده از کود شیمیایی و آلی وجود نداشت؛ می‌توان از این دو راهکار برای تولید مطلوب ذرت در راستای کشاورزی پایدار استفاده کرد (داداشی و همکاران 2015).
با توجه به نقش موثر کودهای شیمیایی در افزایش عملکرد و همچنین آلودگی بیشتر علفهای هرز با کاربرد این کودها و نیز اهمیت مدیریت پایدار علفهای هرز در تحقق اهداف کشاورزی پایدار، این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر گیاهان پوششی سویا و ارزن تحت منابع کودی مختلف روی گیاه کنجد در رقابت با علفهای هرز انجام گردید.
مواد و روش‌ها
به‌منظور بررسی اثر کاشت گیاهان پوششی سویا و ارزن بر عملکرد گیاه زراعی کنجد تحت منابع کودی مختلف در شرایط رقابت با علفهای هرز، آزمایشی در اواخر اردیبهشت ماه در سال زراعی 1395 در مزرعه آموزشی پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری با عرض جغرافیایی °36 درجه و´42 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی °53 درجه و ´13 دقیقه شرقی و ارتفاع 14 متر از سطح دریا انجام شد. آزمایش مذکور در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار و هشت تیمار اجرا گردید.
تیمارهای آزمایشی شامل گیاهان پوششی (سویا و ارزن) و تیمارهای کودی ورمی‌کمپوست (5 تن در هکتار)، کود شیمیایی (150 کیلوگرم در هکتار اوره، 150 کیلوگرم در هکتار سوپرفسفات تریپل و 150 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم) و شاهد (بدون کود) بود، همچنین دو تیمار تککشتی کنجد به‌عنوان شاهد (بدون وجین و با وجین) درنظر گرفته شد. برای کاشت کنجد از رقم ناز تک‌شاخه و برای سویا رقم ساری(JK) و همچنین برای ارزن از رقم بومی (رقم باستان) استفاده شد. در اردیبهشت سال 1395 عملیات آماده‌سازی زمین شامل شخم و تسطیح زمین و پس از آن عملیات بلوک‌بندی و کرت‌بندی زمین، تعیین خطوط کاشت و شیاربندی به جهت کاشت بذرها انجام شد. پس از آماده‌سازی بستر کاشت ورمی‌کمپوست به کرت‌های مربوطه اضافه گردید. فاصله‌ی روی ردیف و بین ردیف، هم برای گیاه اصلی و هم گیاهان پوششی بهترتیب 5 و 50 سانتی‌متر و همچنین عمق کاشت بذور گیاهان 5-3 سانتی‌متر در هر کرت در نظر گرفته شد. ابعاد هر کرت 2×5/2 متر مربع، فاصله کرت‌ها از هم 50 سانتی‌متر و همچنین فاصله بین هر تکرار یک متر در نظر گرفته شد. یک هفته بعد از کاشت، کود شیمیایی کرت‌های مورد نظر اضافه شد و بلافاصله آبیاری انجام گرفت. در اواخر اردیبهشت ماه، کاشت بذرهای گیاهان پوششی نیز بهصورت ردیفی و همزمان با گیاه اصلی کنجد توسط دست در شیارها صورت گرفت و سپس روی بذرها با اندکی ماسه و خاک نرم پوشانده شد. عملیات تنک برای کنجد در مرحله 6-4 برگی بهصورت دستی انجام و فاصله بوته‌ها به 5 سانتی‌متر مربع روی هر ردیف رسانده شد، خصوصیات خاک محل آزمایش در جدول 1 آورده شده است.
جدول 1- برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک.
|
|
|
|
مقدار عناصر خاک |
|
|||
|
بافت خاک
|
EC (dS.m-1) |
pH |
درصد کربن آلی |
نیتروژن |
فسفر |
پتاسیم |
عمق نمونهبرداری |
|
سیلتی-رسی |
98/0 |
5/7 |
29/1 |
13/0 |
64/11 |
3/182 |
30-0 |
نمونهبرداری از علفهای هرز در سه مرحله 10 برگی، خمیری شدن دانه و زمان برداشت کنجد بوسیله کوادرات‌هایی به ابعاد 50×50 سانتی‌متر مربع بصورت تصادفی انجام شد؛ بدین ترتیب که تعداد گونه و تراکم هر یک از علفهای هرز محاسبه شد و بعد از نمونهبرداری، نمونه‌های مربوط به هر کرت در داخل پاکت‌هایی قرار داده شده و به آزمایشگاه منتقل شد و وزن خشک آنها بعد از قرار دادن نمونه‌ها در دستگاه آون به مدت 48 ساعت و در دمای 70 درجه سانتی‌گراد اندازهگیری شد. در بین علفهای هرز شناسایی شده، ارزن وحشی(Panicum dichotomiflorum Michx)، خربزه‌وحشی (Cucumis melo var. agrestis)، گاوپنبه (Abutilon theophrasti) و فرفیون (Euphorbia helioscopia) بیشترین تراکم را در بین سایر علفهای هرز داشتند. از شاخص رقابت (CI) برای اندازهگیری توانایی جلوگیری از رشد زیست توده علف هرز (معادله 1) استفاده گردید (چالاییاه و همکاران 1986).
معادله (1) CI=(Vinfest /Vmean)/(Winfest/Wmean)
در معادله بالا Vinfest عملکرد گیاه زراعیi در شرایط مخلوط با گیاه پوششی و آلوده به علف هرز، Vmean متوسط عملکرد همه تیمارها در حضور گیاه پوششی و علف هرز، Winfest زیست توده علف هرز مربوط به گیاه زراعیi و Wmean متوسط زیست توده علف هرز در مخلوط با کل تیمارها میباشد.
تجزیه آماری دادهها به وسیله نرم‌افزارSAS (Ver. 9.2) و مقایسه میانگین‌ها بر اساس آزمون حداقل اختلاف معنیدار (LSD) و در سطح آماری پنج درصد انجام گرفت. نمودارها توسط نرم‌افزار Excel رسم گردید.
نتایج و بحث
علفهای هرز
تراکم علفهای هرز
نتایج نشان داد که تراکم کل علفهای هرز در هر سه مرحله نمونهبرداری، تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفت (جدول 2)؛ به گونهای که بیشترین تراکم علفهای هرز در مرحله اول، دوم و سوم نمونهبرداری (بهترتیب 66/98، 33/101 و 104 بوته در متر مربع) مربوط به تیمار شاهد بدون وجین بود (جدول 3). قابل ذکر است که کشت گیاه زراعی کنجد بههمراه گیاه پوششی ارزن همراه با کود آلی توانست در مرحله اول، دوم و سوم نمونهبرداری باعث کاهش بهترتیب 6/94، 69/73 و 21/78 درصدی تراکم علفهای هرز شود (جدول 3). با این حال، در هر سه مرحله نمونهبرداری بین دو تیمار ارزن با کود آلی و سویا با کود آلی تفاوت آماری مشاهده نگردید (جدول 3).
جدول 2- تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایش بر تراکم و زیست توده علفهای هرز طی سه مرحله نمونهبرداری
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
تراکم علف هرز |
|
زیست توده علف هرز |
|||||
|
مرحله 1 |
مرحله 2 |
مرحله 3 |
|
مرحله 1 |
مرحله 2 |
مرحله 3 |
|
||
|
تکرار |
2 |
57/36 |
90/137 |
19/124 |
|
78/0 |
51/72 |
65/76 |
|
|
تیمار |
6 |
63/3048** |
07/1925** |
85/2326** |
|
96/1592** |
28/1949** |
28/1828** |
|
|
خطا آزمایش |
12 |
01/17 |
12/40 |
52/81 |
|
27/4 |
86/16 |
48/75 |
|
|
ضریب تغییرات (%) |
- |
16/10 |
36/12 |
11/17 |
|
56/8 |
45/7 |
84/17 |
|
**: نشاندهنده معنیداری در سطح احتمال یک درصد می باشد.
جدول 3- تاثیر تیمارهای آزمایش بر تراکم و زیست توده علفهای هرز طی سه مرحله نمونهبرداری
|
زیست توده علف هرز (g.m-2) |
|
تراکم علف هرز (plant.m-2) |
تیمار |
||||
|
مرحله 3 |
مرحله 2 |
مرحله 1 |
|
مرحله 3 |
مرحله 2 |
مرحله 1 |
|
|
84/40cd |
10/47d |
48/16d |
|
66/38de |
66/42c |
28e |
ارزن بدون کود |
|
84/16e |
65/26e |
90/0e |
|
66/22e |
66/26d |
33/5f |
ارزن با کود آلی |
|
74/53cb |
28/56c |
24/26c |
|
33/57bc |
52cb |
48c |
ارزن با کود شیمیایی |
|
50/44c |
89/47d |
89/15d |
|
66/42cd |
44c |
33/37d |
سویا بدون کود |
|
50/27de |
21/33e |
01/3e |
|
32de |
33/29d |
33/9f |
سویا با کود آلی |
|
73/66b |
84/72b |
40/39b |
|
72b |
66/62b |
33/57b |
سویا با کود شیمیایی |
|
68/90a |
77/101a |
98/66a |
|
104a |
33/101a |
66/98a |
شاهد بدون وجین |
میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشترک، از نظر آماری با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد با یکدیگر تفاوت معنیدار ندارند.
نتایج پژوهشهای متعددی نشان داد کاشت گیاهان پوششی همراه با گیاهان اصلی موجب می‌شود فضاهای خالی بین گیاهان اصلی اشغال شود و بذور علفهای هرز فرصت جوانهزنی را از دست دهند و از رشد و نمو گیاهچه‌های علف هرز جلوگیری بهعمل آید (هولاندر و همکاران 2007؛ یوچینو و همکاران 2009؛ فخری و توبه 2015؛ غفاری و همکاران 2013). کاشت گیاه پوششی ارزن مرواریدی (Pennisetum glaucm) همراه با گیاه زراعی آفتابگردان توانست تاثیر زیادی روی کنترل علفهای هرز سوروف (Echinochloa crus galli) و دم روباهی (Setaria viridis) داشته باشد و زیست توده آنها را کاهش دهد (الی و همکاران 2012). همچنین طی پژوهشی محققین مشاهده کردند کاشت گیاهان پوششی تاثیر معنیداری بر تراکم علفهای هرز در مرحله رشد رویشی (یک ماه پس از نشاءکاری) و نیز انتهای فصل رشد گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum) داشت (محمددوست چمن‌آباد 2015).
زیست توده علفهای هرز
با توجه به نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها، اثر منابع کودی مختلف و گیاهان پوششی بر زیست توده کل علفهای هرز در هر سه مرحله از نمونهبرداری معنیدار (سطح 1 درصد) بود (جدول 2). تیمار شاهد بدون وجین در هر سه مرحله از نمونهبرداری بهترتیب با میانگین 98/66، 77/101 و 68/90 گرم در متر مربع رکورددار بیشترین میزان زیست توده علفهای هرز و کمترین مقدار آن در مرحله اول (90/0 گرم در متر مربع)، دوم (65/26 گرم در متر مربع) و سوم (84/16 گرم در متر مربع) نمونهبرداری در تیمار ارزن با کود آلی مشاهده گردید که با تیمار سویا با کود آلی از نظر آماری تفاوت معنیداری نداشت (جدول 3).
بر اساس نتایج گیاه پوششی ارزن و سویا بههمراه کود آلی در مقایسه با شاهد بدون وجین (تک کشتی کنجد) از موفقیت بیشتری در کاهش زیست توده علفهای هرز برخوردار بود و در مرحله اول، دوم و سوم نمونهبرداری بهترتیب باعث کاهش 66/98، 81/73 و 43/81 درصدی زیست توده علفهای هرز نسبت به تیمار شاهد بدون وجین شدند (جدول 3) که از دلایل موفقیت آن می‌توان به کشت گیاهان پوششی ارزن و سویا در کنار گیاه زراعی کنجد و هچنین، عدم جوانهزنی بذور علف هرز بهواسطه دریافت کامل نور توسط گیاهان همراه و یا بهدلیل خاصیت آللوپاتی آنها اشاره کرد (هولاندر و همکاران 2007؛ یوچینو و همکاران 2009). در پژوهشی محققین به این نتیجه رسیدند که تاثیر گیاهان پوششی بر مجموع زیست توده علفهای هرز کشت سیب‌زمینی (Solanum tuberosum L.) در هر سه مرحله نمونهبرداری معنیدار بود. کاشت گیاهان پوششی، 15 روز بعد از سبز شدن سیب زمینی، زیست توده علفهای هرز را نسبت به شاهد بهطور معنیداری کاهش داد (غفاری و همکاران 2012).
صفات مورفولوژیک گیاه کنجد
با استناد به نتایج بهدست آمده، تیمارهای آزمایش تاثیر معنیداری بر ارتفاع بوته و قطر ساقه اصلی کنجد داشت ولی بر فاصله اولین کپسول از زمین بیتاثیر بود (جدول4).
ارتفاع بوته کنجد: بالاترین ارتفاع بوته در تیمار شاهد با وجین (06/132 سانتی‌متر) مشاهده گردید که با تیمارهای ارزن + کود آلی، ارزن + کود شیمیایی و سویا + کود آلی در یک گروه آماری قرار گرفت (جدول5). پایینترین ارتفاع در تیمار شاهد بدون وجین با میانگین 55/93 سانتی‌متر مشاهده شد که عدم کنترل علفهای هرز در این تیمار باعث کاهش 16/29 درصدی ارتفاع بوته نسبت به تیمار شاهد با وجین گشت، همچنین تیمار شاهد بدون وجین با تیمارهای سویا + کود شیمیایی و سویا + بدون کود تفاوت آماری چندانی نشان نداد (جدول 5).
اختلاف میان کمترین و بیشترین ارتفاع بوته کنجد می‌تواند ناشی از رقابت با گیاهان پوششی و علفهای هرز باشد که باعث کاهش ارتفاع بوته کنجد در چنین شرایطی شده است؛ به عبارتی با افزایش رقابت، سهم منابع غذایی که در اختیار هر بوته قرار میگیرد کم شده و ارتفاع بوته کاهش مییابد. همچنین یکی از دلایل کاهش ارتفاع بوته در تیمارهای شاهد بدون وجین بهعلت کنترل ضعیف‌تر علفهای هرز و دلیل دیگر نبودن گیاه پوششی در تیمار فوق میباشد که علت آن را می‌توان به عمر کوتاه‌تر این گیاه در مزرعه و همچنین عدم استفاده از کود، گیاه پوششی و رقابت شدید بر سر منابع غذایی نسبت داد.
در پژوهشی حسینی و همکاران (2012) یکی از دلایل مهار علفهای هرز و کاهش رقابت آنها در طول فصل رشد آفتابگردان را وجود بقایای گندم در زمین دانستند که موجب افزایش ارتفاع آفتابگردان گردید. تحقیقات نظری و همکاران (2014) نشان داد تاریخ‌های مختلف کاشت گیاهان پوششی روی ارتفاع بوته ذرت تاثیر معنیدار گذاشت بهطوری که ارتفاع بوته ذرت در تیمارهای شاهد (با وجین) و کاشت گیاهان پوششی لوبیا چشم‌بلبلی (Vigna unguiculata) و سویا 21 روز بعد از ذرت بیشترین میزان را نشان داد.
فاصله اولین کپسول از زمین: نتایج تجزیه واریانس دادهها مشخص نمود که در گیاه زراعی کنجد، تیمارهای آزمایش تاثیر معنیداری بر ارتفاع اولین کپسول از زمین نداشت و تمام تیمارها در یک سطح قرار گرفتند (جدول 4). این موضوع نتیجه نشاندهنده آن است که صفت فاصله اولین کپسول از زمین به احتمال زیاد تحت تأثیر ژنوتیپ گیاه بوده و عوامل محیطی تأثیر کمتری روی این صفت گذاشته است.
قطر ساقه اصلی: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تاثیر گیاهان پوششی و تیمارهای کودی مختلف اختلاف معنیداری (سطح پنج درصد) روی قطر ساقه کنجد داشت (جدول 4). حداکثر قطر ساقه اصلی (96/6 میلی‌متر) مربوط به تیمار شاهد با وجین بود که با سایر تیمارهای آزمایش (به جز شاهد بدون وجین و سویا + بدون کود) در یک گروه آماری قرار گرفت (جدول 5). این‌طور می‌توان نتیجه گرفت که در تیمار شاهد بدون وجین تراکم‌های بالای علف هرز موجب تشدید رقابت بین گیاهان مجاور برای جذب منابع غذایی شده و این امر، سبب کاهش 02/28 درصدی قطر ساقه نسبت به تیمار شاهد با وجین گردید. در همین راستا نظری و همکاران (2014) گزارش کردند که بیشترین قطر ساقه ذرت مربوط به تیمارهای شاهد با وجین و کاشت سویا و لوبیا چشم‌بلبلی 21 روز پس از ذرت بود و کمترین قطر ساقه هم بهترتیب مربوط به تیمار شاهد بدون وجین و تاریخ کاشت همزمان گیاه پوششی شنبلیله بود.
جدول 4- تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایش بر صفات مورفولوژیک کنجد
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
ارتفاع بوته |
فاصله اولین کپسول |
قطر ساقه اصلی |
|
تکرار |
2 |
96/102 |
32/105 |
04/1 |
|
تیمار |
7 |
61/460** |
63/118ns |
61/1* |
|
خطا آزمایش |
14 |
06/92 |
93/134 |
53/0 |
|
ضریب تغییرات (%) |
- |
31/8 |
49/16 |
98/11 |
** و *: بهترتیب نشاندهنده معنیداری در سطح احتمال یک و پنج درصد میباشد.
جدول 5- مقایسه میانگین اثر تیمارهای آزمایش بر صفات مورفولوژیک کنجد
|
تیمار |
ارتفاع بوته (cm) |
فاصله اولین کپسول (cm) |
قطر ساقه اصلی (mm) |
|
ارزن بدون کود |
86/112bc |
65/69a |
76/5ab |
|
ارزن با کود آلی |
83/126 ab |
08/76a |
84/6a |
|
ارزن با کود شیمیایی |
16/126 ab |
40/73a |
66/6a |
|
سویا بدون کود |
88/105cd |
39/63a |
35/5b |
|
سویا با کود آلی |
86/117abc |
76/72a |
23/6ab |
|
سویا با کود شیمیایی |
93/107cd |
63/71a |
70/5ab |
|
شاهد بدون وجین |
55/93d |
33/60a |
01/5b |
|
شاهد با وجین |
06/132a |
20/76a |
96/6a |
میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشترک، از نظر آماری با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد با یکدیگر تفاوت معنیدار ندارند.
عملکرد و اجزای عملکرد کنجد
عملکرد دانه در واحد سطح
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تیمارهای آزمایش تاثیر معنیداری بر عملکرد و اجزای عملکرد کنجد داشته است (جدول 6).
بر اساس نتایج بهدست آمده بیشترین عملکرد اقتصادی دانه در واحد سطح (22/1630 کیلوگرم در هکتار) در تیمار ارزن با کود آلی مشاهده شد؛ این درحالیست که در شرایط عدم اعمال کود آلی، گیاه پوششی ارزن تاثیر چندانی بر افزایش عملکرد اقتصادی کنجد (33/413 کیلوگرم در هکتار) نداشت و موجب کاهش 65/74 درصدی عملکرد اقتصادی کنجد نسبت به تیمار ارزن با کود آلی شد (شکل 1- الف). همچنین تیمار سویا بدون کود (33/513 کیلوگرم در هکتار) و شاهد بدون وجین (56/555 کیلوگرم در هکتار) نیز کمترین میزان عملکرد اقتصادی دانه کنجد در واحد سطح را به خود اختصاص دادند (شکل 1- الف). طی بررسی انجام گرفته محققین مشاهده کردند که ارزن مرواریدی به‌سبب رشد سریع خود باعث کاهش زیست توده علفهای هرز باریک برگ و در نهایت افزایش عملکرد گیاه آفتابگردان گردید (الی و همکاران 2012). همچنین در پژوهشی دیگر گزارش شد که کاربرد کودهای آلی باعث بهبود ویژگی‌های فیزیکی خاک شده که موجب افزایش جذب مواد غذایی، بهبود تولید و افزایش میزان عملکرد می‌شوند (سوجاتا و همکاران 2008).
نتایج تحقیقی نشان داد که بالاترین عملکرد دانه گلرنگ(Carthamus tinctorius) در حضور گیاه پوششی ماشک (Vicia sativa L.) تحت تاثیر کود آلی ایجاد می‌شود (جلیلیان و حیدرزاده 2016). در مطالعه‌ای که تاثیر تیمارهای کودی مختلف بر عملکرد کنجد را مورد بررسی قرار گرفت، نتایج حاکی از آن بود تیمار کود شیمیایی و کمپوست هر کدام بهترتیب حدود 34 و 32 درصد عملکرد اقتصادی را نسبت به شاهد افزایش دادند، اما استفاده از کودهای شیمیایی به تنهایی اثر زیان‌باری بر جمعیت میکروبی خاک گذاشته و سبب کاهش حاصلخیزی آن می‌شود (رضوانی‌مقدم و همکاران 2010).
جدول 6- تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایش بر عملکرد و اجزای عملکرد کنجد
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
عملکرد دانه |
عملکرد بیولوژیک |
تعداد کپسول در بوته |
تعداد دانه در کپسول |
وزن هزار دانه |
|
تکرار |
2 |
07/4474 |
30/283014 |
22/0 |
72/0 |
006/0 |
|
تیمار |
7 |
56/538094** |
58/2737658** |
68/222** |
93/172** |
40/0** |
|
خطا آزمایش |
14 |
89/9699 |
25/113907 |
77/15 |
84/3 |
01/0 |
|
ضریب تغییرات (%) |
- |
37/10 |
08/15 |
94/14 |
62/3 |
47/4 |
ns و **: بهترتیب نشاندهنده غیرمعنیداری و معنیدار در سطح احتمال یک درصد میباشد.
|
عملکرد بیولوژیک (Kg.ha-1) |
عملکرد دانه (Kg.ha-1) |
شکل 1- اثر تیمارهای آزمایش بر عملکرد دانه (الف) و عملکرد بیولوژیک (ب)
T1: ارزن بدون کود، T2: ارزن با کود آلی، T3: ارزن با کود شیمیایی، T4: سویا بدون کود، T5: سویا با کود آلی، T6: سویا با کود شیمیایی، T7: شاهد بدون وجین، T8: شاهد با وجین
جدول 7- مقایسه میانگین اثر تیمارهای آزمایش بر اجزای عملکرد کنجد
|
وزن هزار دانه (g) |
تعداد دانه در کپسول |
تعداد کپسول در بوته |
تیمار |
|
2 c |
33/44d |
21cd |
ارزن بدون کود |
|
53/2a |
66/63a |
66/32b |
ارزن با کود آلی |
|
30/2b |
66/56b |
66/31b |
ارزن با کود شیمیایی |
|
96/1c |
33/51c |
33/19de |
سویا بدون کود |
|
46/2ab |
33/55b |
33/27bc |
سویا با کود آلی |
|
50/2a |
33/53bc |
66/26bc |
سویا با کود شیمیایی |
|
53/1d |
32/44d |
13e |
شاهد بدون وجین |
|
56/2a |
33/64a |
41a |
شاهد با وجین |
میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشترک، از نظر آماری با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد با یکدیگر تفاوت معنیدار ندارند.
عملکرد بیولوژیک کنجد
حداکثر عملکرد بیولوژیک در تیمار کشت گیاه پوششی ارزن با کود آلی (4/ 3516 کیلوگرم در هکتار) و تیمار شاهد بدون وجین (8/3173 کیلوگرم در هکتار) بود که با تیمار ارزن با کود شیمیایی (2/2962 کیلوگرم در هکتار) در یک گروه آماری قرار گرفت؛ حداقل این صفت بهترتیب در تیمار شاهد بدون وجین (3/1141 کیلوگرم در هکتار)، سویا بدون کود (3/1165) و ارزن بدون کود (1/1267 کیلوگرم در هکتار) مشاهده گردید (شکل 2- ب). به‌‌نظر میرسد که از دلایل مشاهده کمترین عملکرد بیولوژیک در این تیمارها، بالا بودن زیست توده علفهای هرز (جدول 3) و رقابت بر سر منابع غذایی مورد نیاز با گیاه زراعی کنجد میباشد. افزایش عملکرد بیولوژیک سبب افزایش عملکرد دانه میگردد که با نتایج پژوهشی دیگر مطابقت داشت (کوثری‌فر و همکاران 2015). طی تحقیقی دیگر گزارش شد که بیشترین عملکرد بیولوژیک متعلق به گیاه کنجد رقم اولتان (شاخه‌دار) در شرایط عاری از علف هرز و فاصله ردیف 35 سانتی‌متر بود (فروغی و قرخلو 2013). در همین راستا کریمی و همکاران (2019) گزارش کردند که بیشترین و کمترین عملکرد بهترتیب در تیمار تلفیقی کود دامی+کود زیستی در شرایط حذف علفهای هرز و تیمار شاهد با حضور علفهای هرز رویت گردید.
عاشوری و همکاران (2013) بیان داشتند بالاترین عملکرد بیولوژیک گیاه برنج (Oryza sativa L.) بهواسطه افزایش تعداد پنجه و ارتفاع بوته، در تیمار ترکیبی کود شیمیایی کامل و مکمل‌های کود آلی به‌وجود آمد. دلیل افزایش عملکرد با مصرف کمپوست را می‌توان بهمقدار و سهولت دسترسی عناصر غذایی نسبت داد که توسط کمپوست به خاک اضافه میگردد (جلالی و همکاران 2011).
تعداد کپسول در بوته
نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف کودی همراه با گیاهان پوششی ارزن و سویا تاثیر معنیداری (سطح 1 درصد) بر تعداد کپسول در بوته داشتند (جدول 6). بیشینه تعداد کپسول در بوته (41 عدد) مربوط به تیمار شاهد با وجین بود. تیمار شاهد بدون وجین کمترین تعداد کپسول در بوته را به خود اختصاص داد، به عبارتی عدم اعمال وجین در این تیمار موجب کاهش 29/68 درصدی تعداد کپسول در بوته نسبت به تیمار شاهد با وجین شد (جدول 7).
در گزارشی فروغی و قرخلو (2013) اظهار داشتند که کاهش یافتن تعداد کپسول با افزایش تراکم توق(Xanthium strumarium) را می‌توان به محدودیت منابع و کاهش میزان نور در بخش پایینی سایه‌انداز گیاهی و فعالیت نکردن جوانه‌های تشکیل دهنده کپسول نسبت داد. شهبازی (2008) کاهش تعداد کپسول در بوته را در رقابت بین کنجد و تاج‌خروس (Ameranthus retroflexus) گزارش کرد. طی پژوهشی دیگر محققین بیان کردند که علفهای هرز قادرند تاثیر معنیداری بر تعداد کپسول در بوته کنجد داشته باشند (زرقانی و همکاران 2012).
تعداد دانه در کپسول
طبق نتایج بدست آمده بالاترین تعداد دانه در کپسول در تیمار شاهد با وجین (33/64 عدد) و کاشت گیاه پوششی ارزن با کاربرد کود آلی (66/63 عدد) مشاهده گردید (جدول 6). با افزایش تراکم علفهای هرز در تیمار شاهد بدون وجین، تعداد دانه در کپسول بهطور معنیداری کاهش پیدا کرد، بهطوریکه موجب کاهش 11/31 درصدی تعداد دانه در کپسول نسبت به شرایط کنترل علفهای هرز در تیمار شاهد با وجین گردید، همچنین تیمار گیاه پوششی ارزن بدون استفاده از کود نیز باعث کاهش تولید تعداد دانه در کپسول شد (جدول 7)؛ که علت آن را می‌توان به افزایش سایهاندازی و نیز تخلیه مواد غذایی و آب به دلیل حضور و رقابت علفهای هرز نسبت داد که در نهایت منجر به کاهش فتوسنتز گیاه می‌شود. کاورماسی و همکاران (2010) در آزمایش خود نشان دادند که افزایش دوره‌های رقابت علفهای هرز منجر به کاهش معنیدار تعداد دانه در غلاف باقلا (Vica faba) شد. جعفری و همکاران (2010) بیان داشتند که تعداد دانه در غلاف و بوته لوبیا سفید (Phaseolus vulgaris L.) با حضور علف هرز تحت تاثیر قرار گرفت به گونهای که با حضور علف هرز تعداد دانه در غلاف در لاین KS 411.5، 31 درصد و در لاین KS 41124، حدود 10 درصد کاهش یافت.
در پژوهشی محققین مشاهده کردند که در گیاه زراعی گندم با افزودن سطح کمپوست قارچی، تعداد دانه در سنبله گندم بهطور معنیداری افزایش پیدا کرد (سیدی و رضوانی‌مقدم 2010). رضوانی‌مقدم و همکاران (2010) در گزارشی اعلام کردند که تیمار کود گاوی موجب افزایش تعداد دانه در کپسول شده است.
وزن هزار دانه
بر اساس نتایج بدست آمده، اثر نوع گیاه پوششی و تیمارهای کودی مختلف بر وزن هزار دانه در سطح یک درصد معنیدار بود (جدول 6). در پژوهش حاضر، بیشترین وزن هزار دانه در تیمار شاهد با وجین (56/2 گرم)، کاشت گیاه پوششی ارزن همراه با مصرف کود آلی (53/2 گرم)، سویا بههمراه کود شیمیایی (50/2 گرم) و سویا بههمراه کود آلی (46/2 گرم) مشاهده گردید (جدول 7). بر اساس جدول 7 مصرف کود آلی و همچنین کود شیمیایی به همراه گیاه پوششی ارزن بهترتیب موجب افزایش 5/26 و 15 درصدی وزن هزار دانه نسبت به تیمار ارزن + عدم کاربرد کود گردید. در تیمار شاهد بدون وجین تداخل علفهای هرز موجب کاهش 23/40 درصدی وزن هزار دانه نسبت به شرایط کنترل علفهای هرز در تیمار شاهد با وجین شد (جدول 7).
به نظر میرسد علت کاهش وزن هزار دانه در تیمار شاهد بدون وجین، ایجاد شرایط رقابتی برای گیاه زراعی و کاهش سهم هر گیاه از منابع باشد؛ در نتیجه دانه سبک‌تری تولید میگردد (بهاری سراوی و پیردشتی 2012؛ قاسمی و همکاران 2011). فروغی و قرخلو (2013) دریافتند از دلایل کاهش یافتن وزن هزار دانه رقابت شدید و محدودیت منابع بود که در مورد رقابت علف هرز توق (Xanthium strumarium) با کنجد، بهشدت عملکرد دانه را تحت تاثیر قرار داد، به‌گونه‌ای که تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه که اجزای تعیینکننده عملکرد دانه در بوته هستند در شرایط رقابت کاهش یافتند و به افت عملکرد منجر شدند. در پژوهشی دیگر قاسمی و همکاران (2011) در ذرت دانهای (Zea mays L.) و بهاری سراوی و پیردشتی (2012) در گندم گزارش کردند که وزن هزار دانه گیاهان مذکور تحت تاثیر مصرف کود افزایش مییابد. در پژوهشی محققین گزارش کردند که بیشترین وزن هزار دانه گلرنگ تحت تاثیر کود آلی و کمترین میزان وزن هزار دانه در سیستم کودی کممصرف مشاهده شد (جلیلیان و حیدرزاده 2016).
شاخص رقابت (CI)
از معیارهایی که برای اندازهگیری توانایی جلوگیری از رشد زیست توده علف هرز استفاده می‌شود، شاخص رقابت (CI) میباشد. این شاخص مبتنی بر جلوگیری از رشد علف هرز بهواسطه کاهش زیست توده آن است. با توجه به نتایج تجزیه واریانس، تاثیر تیمارهای آزمایش بر شاخص رقابت (CI) در کنجد معنیدار (سطح یک درصد) بود (جدول 8). بیشینه میزان (CI) در کاشت گیاه پوششی ارزن و کود آلی و کمینه میزان در کاشت گیاه پوششی سویا بدون مصرف کود مشاهده شد (جدول 9).
جدول 8- تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایش بر شاخص رقابت
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
CI شاخص رقابت |
|
تکرار |
2 |
02/1 |
|
تیمار |
5 |
53/6** |
|
خطا آزمایش |
10 |
65/0 |
|
ضریب تغییرات (%) |
- |
05/49 |
**: نشاندهنده معنیدار در سطح احتمال یک درصد میباشد.
|
CI شاخص رقابت (%) |
تیمار |
|
78/0bc |
ارزن بدون کود |
|
38/4a |
ارزن با کود آلی |
|
28/1bc |
ارزن با کود شیمیایی |
|
54/0c |
سویا بدون کود |
|
23/2b |
سویا با کود آلی |
|
66/0c |
سویا با کود شیمیایی |
میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشترک، از نظر آماری با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد با یکدیگر تفاوت معنیدار ندارند.
منصوری (2005) اظهار داشت که رقابت برای جذب نور، آب و مواد غذایی اصلی‌ترین اثرات مخرب علفهای هرز روی رشد گیاه زراعی و عملکرد آن میباشد. نتایج بهدست آمده از پژوهشی حاکی از آن بود که ارزن (Pennisetum americanum L.) توان رقابتی بیشتری نسبت به بادام‌زمینی(Arachis hypogaea) دارد و حداکثر نسبت رقابت ارزن از تیمار یک‌بار وجین با تراکم کمتر بدست آمد، بهطوری که بادام‌زمینی در تیمار دوبار وجین دارای توانایی رقابتی بیشتری بود. با توجه به اثرات متقابل نیز ارزن در مقابل علفهای هرز از توان رقابتی بیشتری برخوردار بود (خمر و همکاران 2014). پیرزاد و همکاران (2002) بیان داشتند که سویا رقیب ضعیف‌تری برای ذرت به‌حساب میآید و رقابت بین‌گونه‌ای ذرت با سویا نسبت به رقابت درون‌گونه‌ای سویا بیشتر میباشد.
نتیجه‌گیری کلی
طبق نتایج بدست آمده بیشترین تراکم و زیست توده علفهای هرز در تیمار شاهد بدون وجین و بعد از آن در تیمار کاشت گیاه پوششی سویا همراه با کود شیمیایی و همچنین کمترین تراکم و زیست توده مربوط به تیمار کاشت گیاه پوششی ارزن با کاربرد کود آلی بود. نتایج این پژوهش نشان داد که حضور علفهای هرز موجب کاهش عملکرد دانه در واحد سطح، تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه شد. همچنین نتایج حاکی از آن بود که بالاترین تعداد کپسول در بوته در تیمار شاهد با وجین و بیشترین تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه در دو تیمار شاهد با وجین و کاشت ارزن به همراه کود آلی مشاهده شد. نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که منابع کودی و گیاهان پوششی تاثیر معنیداری بر عملکرد دانه و بیولوژیک داشتند، به‌گونه‌ای که بیشترین عملکرد دانه و بیولوژیک در تیمار کاشت گیاه پوششی ارزن بههمراه کاربرد کود آلی و شاهد با وجین مشاهده شد. بالاترین میزان شاخص رقابت (CI) نیز در تیمار کاشت گیاه پوششی ارزن همراه با مصرف کود آلی مشاهده شد که نشاندهنده تاثیر تیمارهای آزمایش بر این شاخص در گیاه کنجد بود. بطور کلی نتایج این پژوهش نشان داد ارزن به عنوان گیاه پوششی در کنار کنجد، موجب عملکرد بهتر کنجد شد. لذا گیاه پوششی ارزن همراه با کود آلی با توجه به کاهش زیست توده علفهای هرز و ایجاد تداخل کمتر باعث عملکرد بهتر گیاه کنجد گردید که می‌توان این گیاه را به عنوان گیاه پوششی مناسب برای کاشت در کنار گیاه زراعی کنجد معرفی نمود.
سپاسگزاری
مقاله حاضر برگرفته از پایان‌نامه دانشجویی میباشد که با همکاری و حمایتهای مالی معاونت محترم پژوهش و فناوری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام گردید که بدینوسیله تشکر و قدردانی به عمل میآید.
)