نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد زراعت، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه تهران
2 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه تهران
3 گروه زراعت، پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Background and Objective: Application of organic fertilizer, reduced plant density in nursery and adjusted water deficit are needed in the system of rice intensification (SRI). The present research was conducted to evaluate the effect of some attributes of this system in term of the yield and yield components of rice cv. ‘Tarom Hashemi’.
Materials and Methods: The present research was conducted in a split split plot experiment based on randomized complete block design with three replications in 2018. The main plots included the irrigation method in two levels (flooding and deficit irrigation regimes), the sub plots were fertilizer types at three levels (control, chemical and vermicompost fertilizers) and sub sub plots were seedling density in nursery at three levels (100, 200 and 300 gram of seed per square meter).
Results: According to the results of variance analysis and significant interaction between factors, application of SRI (vermicompost + 200 g seed.m-2) improved paddy yield (4613.40 kg.ha-1) nearly similar to chemical fertilizer throughout improving plant characteristics such as number of tillers per square meter and fertile tiller. The results also, showed that biological yield in SRI treatment (vermicompost + 200 g seed per square meter) with average of 12335.60 kg.ha-1 was not statistically different from chemical fertilizer + 200 g seed per square meter. Furthermore, using adjusted water deficit irrigation decreased the paddy yield by only four percentage as compared to the conventional irrigation.
Conclusion: In general, to avoid environmental problems caused by overusing of chemical fertilizer and, to reduce seed density in nursery and to improve water productivity, SRI i.e. integration of vermicompost fertilizer + 200 g seed per square meter + adjusted water deficit irrigation could be recommended.
کلیدواژه‌ها [English]
برنج با نام علمی (Oryza sativa (L. در ۸۹ کشور کشت و کار شده و غذا‌ی اصلی بیش از نیمی از جمعیت جهان را تشکیل می‌دهد (بوده و رای ۲۰۱۵). این گیاه همراه با گندم و ذرت از محصولات غذایی مهم کشور به شمار می‌رود (تورمینایی و همکاران ۲۰۱۷). تولید بهینۀ محصول برنج همانند دیگر گیاهان زراعی توسط برخی از عوامل محیطی و مدیریتی محدود میشود (فرجی و همکاران ۲۰۱۴).
مدیریت کشت برنج از قالب سنتی به سیستم نوین مدیریت فشرده کشت برنج (SRI)[1] در سال ۱۹۸۳ برای اولین بار توسط یک مورج فرانسوی در مادگاسکار به اجرا در آمد (اوپوف 2015). در واقع می‌توان آن را به عنوان یک سامانه فشرده بوم‌شناختی[2] مورد توجه قرار داد (موسوی طغانی و همکاران، ۲۰۱۴). این روش مبتنی استقرار نشاء‌های زود، سریع و سالم، بهبود شرایط خاک با استفاده از مواد آلی و کاهش کاربرد کود‌های شیمیایی است (SRI-RICE، ۲۰۱۵). سامانه فشرده بوم‌شناختی باعث افزایش بهره‌وری آب و کود نیتروژن میشود (ژاو و همکاران ۲۰۰۹). از مزایای استفاده از این شیوه بهبود در مصرف آب و بهره‌وری آب (اوپوف و همکاران، ۲۰۱۳) و کاهش میزان مصرف کود‌های شیمیایی (چودهری و همکاران ۲۰۱۴) می‌باشد. باغی‌تبار و همکاران (۲۰۱۹) نیز گزارش کردند استفاده از سامانه کشت فشرده (کم‌آبیاری و سن سه هفتگی نشاء) بهبود عملکرد دانه را به همراه داشت. در این شیوه هدف مرطوب بودن خاک شالیزار‌ها به معنای غرقاب دائمی خاک نیست. در پژوهشی در همین زمینه نشان داده شد که روش آبیاری تناوب خشکی و رطوبت (AWD)[3] توانست تا حدود ۳۸ درصد در مصرف آب آبیاری شالیزار بدون کاهش عملکرد صرفه‌جویی کند و همچنین سود کشاورزان را افزایش دهد (رودریک و همکاران ۲۰۱۱). از فواید کاربرد سامانه بوم‌شناختی در مقایسه با سامانه مرسوم کاهش بذر مصرفی، صرفه‌جویی در مصرف آب ، کاهش کود شیمیایی، کاهش هزینه‌های تولید و افزایش عملکرد عنوان شده است (هوتابارت ۲۰۱۱).
نیتروژن به عنوان یک ماده موثر در رشد گیاه، ماده اصلی تشکیل دهنده اسید آمینه و کلروفیل است. اگرچه مصرف نیتروژن در اغلب خاکها برای دریافت عملکرد مناسب برنج ضروری است، اما استفاده از کود شیمیایی و شستشوی آن ضمن ایجاد آلودگیهای زیست‌محیطی (موسیر وهمکاران ۲۰۰۴)، به ویژه در دراز‌مدت باعث افزایش هزینه تولید میشود (بهمنی وهمکاران ۲۰۰۹). اثرات مخرب زیست‌محیطی کشاورزی متداول که ناشی از مصرف بی‌رویه نهاده‌های شیمیایی است، روز به روز بر اهمیت کشاورزی جایگزین می‌افزاید. یکی از ارکان اصلی کشاورزی پایدار استفاده از کود‌های آلی در اکوسیستم‌های زراعی با هدف حذف کاربرد کود‌های شیمیایی است. لاریجانی و حسینی (۲۰۱2) گزارش کردند تحت سامانه بوم‌شناختی بیشترین عملکرد مربوط در تیمار ترکیب کود آلی (BIOL555) + کاربرد ۵۰ کیلوگرم در هکتار کود اوره مشاهده شد. استفاده از کود کمپوست و منابع آلی به خاطر در اختیار گذاشتن تدریجی و مداوم عناصر غذایی به ویژه در دوره پر شدن دانه، همراه با افزایش حجم ریشه و جذب بیشتر مواد غذایی خاک بر اثر آبیاری تناوب خشکی و رطوبت تحت سامانه بوم شناختی، سبب افزایش عمکرد دانه در مقایسه با استفاده از کود شیمیایی و آبیاری غرقابی گردید (بریسون ۲۰۰۳). در مقایسه، کود ورمی‌کمپوست نیز کاهش مصرف کود شیمیایی، افزایش مواد مغذی مورد نیاز گیاه و بهبود ظرفیت نگهداری آب را به همراه داشت (تجادا و گوزالر ۲۰۰۹). خیری (۲۰۱۷) گزارش کرد کاربرد ده تن در هکتار ورمی‌کمپوست و تقسیط سه مرحله سبب بهبود صفات زراعی و عملکرد برنج شد. میزان بذر مصرفی در خزانه از عوامل مؤثر بر استقرار و رشد گیاهچه در خزانه محسوب میشود. هر چند در کشاورزی مرسوم کشاورزان رشد بهتر خزانه برنج را در استفاده بیشتر از میزان بذر در خزانه می‌دانند اما، کاهش تراکم به گیاهچه اجازه رشد بهتر با کمترین رقابت برای نور، آب و مواد‌غذایی را می‌دهد (سرور و همکاران ۲۰۱۱). هر چند در گزارشی کاربرد ۳۰۳ گرم بذر در مترمربع با افزایش ارتفاع و تعداد پنجه در مترمربع منجر به افزایش عملکرد دانه شد (ادهیکاری و همکاران ۲۰۱۳). اما نتایج نشان داد که با افزایش میزان مصرف بذر در خزانه، طول و عرض برگ‌ها کاهش یافت (هری و همکاران ۱۹۹۷). در همین راستا، مصرف ۲۰۰ گرم بذر در هر متر مربع سبب تولید گیاهچه‌های قوی شد (اوپریس و همکاران ۲۰۱۳).
از آنجایی که اجرای سامانه فشرده بوم‌شناختی در مناطقی که دچار کمبود آب و استفاده مداوم از کود شیمیایی هستند راهکاری مناسب جهت حل این مشکلات پیشنهاد شده است؛ پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارایی این سامانه در مقایسه با سامانه متداول از نظر عملکرد و اجزای عملکرد با استفاده از رقم طارم هاشمی طراحی و اجرا شد.
مواد و روش‌ها
این آزمایش در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری واقع در کیلومتر نه جاده دریا با مختصات جغرافیایی ۳۶ درجه و ۳۹ دقیقه عرض شمالی و ۵۳ درجه و ۴ دقیقه طول شرقی از نصف‌النهار گرینویچ، در ارتفاع ۱۴ متر پایین‌تر از سطح دریا در سال زراعی ۹۷-۱۳۹۶ اجرا گردید. در این پژوهش تاثیر سه عامل سطوح آبیاری، کود‌های شیمیایی و آلی و تراکم بذر در خزانه در قالب کرت‌های دوبار خرد شده با طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. آبیاری مرسوم با ارتفاع آب پنج سانتی‌متر بالای سطح خاک و کم‌آبیاری با ارتفاع آب پنج سانتی‌متر زیر سطح خاک در کرت‌های اصلی، کود در سه سطح شاهد، کود شیمیایی مرسوم و کود آلی ورمی‌کمپوست در کرت‌های فرعی و تراکم بذر در خزانه در سه سطح ۱۰۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ گرم در مترمربع در کرت‌های فرعی فرعی قرار کرفتند. کود شیمیایی متداول برای رقم طارم هاشمی براساس نتایج تجزیه و تحلیل خاک (جدول ۱) کود اوره، سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم به ترتیب به میزان ۱۰۰، ۵۰ و ۵۰ کیلوگرم در هکتار در نظر گرفته شد. تمام سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم به صورت پایه و ۵۰٪ کود اوره به صورت پایه، ۲۵٪ آن هنگام پنجه‌زنی و ۲۵٪ آن هنگام تشکیل اولین خوشه به زمین داده شد. همچنین برای جایگزینی کود شیمیایی در سامانه فشرده بوم‌شناختی از کود آلی ورمی‌کمپوست (جدول ۲) به میزان ده تن در هکتار (خیری ۲۰۱۷) در سه مقدار مساوی به صورت کود پایه، زمان پنجه‌زنی و خوشه‌دهی استفاده شد. رقم مورد استفاده در طرح، طارم هاشمی بود. این رقم از ارقام بومی با کیفیت مطلوب بوده و متوسط عملکرد دانه این رقم حدود ۳۸۵۰ کیلوگرم در هکتار، شلتوک‌های آن دارای ریشک بوده و میانگین ارتفاع بوته 140 سانتی متر است (غلامی و عبدالملکی 2010). برای ایجاد خزانه، پشته‌ای به عرض ۶/۲ و طول ۵/۱۱ متر به منظور ایجاد تراکم بذر در خزانه ایجاد شد. در قسمت اول ۳۰۰ گرم در مترمربع، در قسمت دوم ۲۰۰ گرم در مترمربع و در قسمت آخر ۱۰۰ گرم در مترمربع در نظر گرفته شد. زمین اصلی به مساحت ۶۰۰ متر مربع پس از آبیاری و دوبار شخم توسط تیلر به عمق ۳۰-۲۵ سانتی‌متر، تسطیح، مرزبندی و ماله‌کشی گردید. نشاء‌کاری زمانی که گیاهچه‌ها در مرحله ۳-۴ برگی، در تاریخ 28/۲/۱۳۹۷ در کرت‌هایی به اندازه ۲×۲ متر، فاصله بوته روی هر خط ۲۵ سانتی‌متر و تعداد گیاهچه سه عدد در هر کپه در نظر گرفته شد. آرایش بوته‌ها در داخل کرت‌ها به حالت مربعی و فاصله بین بلوک‌ها یک متر در نظر گرفته شد. کرت‌های اصلی با نایلون پوشش داده و با فاصله مناسب از هم ایجاد شدند تا از تداخل تیمارهای آبی جلوگیری شود. به منظور استقرار نشاء‌ها پس از نشاء کاری به مدت هفت روز تمام کرت‌ها به صورت غرقاب بوده و بعد از آن تیمار آبیاری اعمال گردید. به منظور اعمال تیمار آبیاری از لوله شاخص که شامل یک لوله پولیکا به قطر ۲۰ و ارتفاع ۵۵ است که ۳۰ سانتی‌متر بخش پایین آن با سوراخ‌هایی به قطر ۵ میلی‌متر با فاصله ۲۰ میلی‌متر به صورت مشبک در می‌آید (بانک دانش موسسه تحقیقات بین‌المللی برنج ۲۰۱۸) استفاده شد. برای مبارزه شیمیایی با کرم ساقه‌خوار برنج از سم دیازینون پنج درصد و مبارزه شیمیایی با علف‌های هرز نیز قبل از نشاء‌کاری به مدت پنج روز زمین غرقاب و علفکش ساترن با غلظت سه لیتر در هکتار استفاده گردید. سپس در دو مرحله 20 و 35 روز پس از نشاء‌کاری هم وجین علف‌های هرز به صورت دستی انجام شد. برای تعیین اجزای عملکرد پس از رسیدن فیزیولوژیک محصول تعداد ده بوته در هر کرت، کف بر شده و صفات، تعداد پنجه در مترمربع، تعداد پنجه‌بارور در بوته، تعداد دانه کل، پر و خالی در خوشه، وزن هزار دانه، عملکرد شلتوک، عملکرد زیستی و شاخص برداشت (رابطه ۱) اندازه‌گیری شدند. تجزیه واریانس داده‌ها با استفاده از نرم افزار آماری SAS نسخه 9/4 انجام و میانگین داده‌ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد مقایسه شدند.
رابطه (۱)
جدول ۱- ویژگی‌های خاک مزرعه تحقیقاتی
|
بافت خاک |
ماده آلی |
نیتروژن |
|
پتاسیم |
فسفر |
هدایت الکتریکی (dS.m-1) |
اسیدیته خاک |
|
|
|
(%) |
|
(Mg.Kg-1) |
|
pH |
|||
|
رسی-سیلتی |
۱۷/۱ |
۰۷/۰ |
|
۲۶۴ |
۱۹ |
۴۴/۰ |
۶۸/۷ |
|
جدول ۲- خصوصیات شیمیایی ورمی‌کمپوست مورد استفاده در آزمایش
|
اسید هیومیک |
فلویک اسید |
نیتروژن آلی |
پتاسیم اکسید |
آمینو اسید |
ماده آلی |
|
اسیدیته |
|
(%) |
|
pH |
|||||
|
۱۲ |
۷ |
۳ |
۶ |
۱۵ |
۳۲ |
|
۱۰ |
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس نشان داد صفاتی از قبیل تعداد پنجه در مترمربع، تعداد پنجه‌بارور در بوته، وزن هزار دانه، تعداد دانه پر، عملکرد شلتوک، عملکرد زیستی و شاخص برداشت تحت تأثیر تیمار‌هایی آبیاری، کودی و تراکم بذر قرار گرفتند. علاوه بر این، برهمکنش تیمارهای کودی در تراکم برای صفات تعداد پنجه در مترمربع، تعداد پنجه‌بارور در بوته، عملکرد شلتوک و عملکرد زیستی معنی‌دار شد (جدول۳).
نتایج حاصل از تجزیه واریانس بر اساس نتایج حاصل از مقایسه میانگین برهمکنش کودی و تراکم بذر نشان داد در تیمار کود ورمی‌کمپوست در تراکم ۲۰۰ گرم بذر تعداد پنجه در مترمربع با میانگین ۵۳/۲۴۰ عدد در مترمربع به دست آمد تیمار کود شیمیایی در همین تراکم تنها توانسته حدود پنج درصد نسبت به تیمار کود ورمی‌کمپوست این صفت را افزایش دهد. کمترین میزان پنجه در مترمربع در تیمار شاهد در تراکم ۱۰۰ گرم بذر با میانگین ۷۸/218 عدد در مترمربع، تراکم ۳۰۰ گرم بذر با میانگین 63/217 عدد در مترمربع و تراکم ۲۰۰ گرم بذر با میانگین 73/211 عدد در مترمربع مشاهده شد که نسبت به همین تیمار‌ها در کود ورمی کمپوست و شیمیایی به ترتیب حدود ۳، ۵ و ۱۲ و ۳، ۹ و ۲۰ درصد کمتر بود (جدول ۵). افزایش تعداد پنجه در بوته در اثر کاهش میزان تراکم بذر پیش‌تر نیز گزارش شده بود (یوسف و گبر ۲۰۱۳). به نظر می‌رسد سرعت رشد بالا در اوایل رشد رویشی، موجب توسعه سریع برگ شده و در نتیجه پنجه بیشتری تولید می‌گردد (تاکانو و همکاران ۲۰۰۸).
بررسی برهمکنش تیمار‌ها نشان داد تعداد پنجه بارور در تیمار کود ورمی‌کمپوست و تیمار تراکم بذر ۲۰۰ گرم در خرانه با میانگین ۵۰/۱۴ بود که از نظر آماری با کود شیمیایی و تراکم ۲۰۰ تفاوت معنی‌داری نداشت. کمترین میزان این صفت در تیمار شاهد در تراکم بذر ۳۰۰ با میانگین ۷۷/۱۱، تراکم بذر ۲۰۰ با میانگین ۶۷/۱۱ و تراکم ۱۰۰ با میانگین ۱۷/۱۱ بود که نسبت به همین تیمار‌ها در کود ورمی‌کمپوست به ترتیب حدود ۱۲، ۲۰ و ۱۸ درصد و در تیمار کود شیمیایی به ترتیب حدود ۱7، ۲۳ و ۱۵ درصد کمتر بود (جدول ۶). همچنین تعداد پنجه‌بارور در تیمار کم‌آبیاری با میانگین ۰۲/۱۳ عدد در بوته بود که آبیاری غرقاب نسبت به کم‌آبیاری تنها یک درصد این صفت را افزایش داد (جدول ۵). نیتروژن از طریق افزایش دوام سطح برگ، شاخص سطح برگ، مقدار کلروفیل a و b و همچنین افزایش میزان فتوسنتز سبب تحریک پنجه‌زنی گیاه می‌گردد و منجر به افزایش تعداد پنجه بارور در بوته گردیده است. افزایش پنجه‌های بارور نیز در عملکرد نهایی محصول تاثیر به‌سزایی دارد. نیتروژن، تشکیل دهنده پروتئین پروتوپلاسمی لازم برای افزایش ساقه، پنجه و سطح برگ می‌باشد (سلیمانی و امیری لاریجانی ۲۰۰۴). مالویا و همکاران (۲۰۱۲) گزارش کردند که تعداد پنجه بارور در مترمربع با تأمین ۱۰۰ درصد نیتروژن مورد نیاز برنج از طریق ورمی‌کمپوست در مقایسه با شاهد آن به ترتیب حدود ۵ و ۷ درصد طی سال‌های ۲۰۰۷ و ۲۰۰۸ افزایش یافت. خیری (۲۰۱۷) گزارش کرد بیشترین تعداد پنجه بارور با میانگین ۱۷/۱۳ عدد در بوته مربوط به استفاده از ده تن در هکتار کود ورمی‌کمپوست است. تراکم بذر ۲۰۰ به دلیل کاهش رقابت گیاهچه‌ها برای مواد مغذی، نور و فضا در نتیجه باعث افزایش قدرت گیاهچه و در نتیجه بهبود تعداد پنجه بارور میشود (سرور و همکاران ۲۰۱۱). هر چند گزارش بومن و همکاران (۲۰۰۶) نشان می‌دهد تعداد پنجه بارور در تیمار آبیاری غرقاب بیشتر از کم‌آبیاری است اما به نظر می‌رسد دسترسی محدود به آب در مرحله‌ی گلدهی تا حد زیادی بر نا‌باروری پنجه تاثیر می‌گذارد (اکانایاک و همکاران ۱۹۸۹).
بر اساس نتایج وزن هزار دانه، افزودن کود ورمی‌کمپوست با میانگین ۹۴/۲۴ تفاوتی معنی‌داری با کود شیمیایی نداشت. کمترین میزان وزن هزار دانه مربوط به تیمار شاهد با میانگین ۱۸/۲۴ بود (جدول ۴). بسیاری از محققان در نتایج خود اثر معنی‌دار مصرف کود‌های نیتروژنه بر صفت وزن هزار دانه را گزارش نمودند (مهدسی و همکاران ۲۰۱۰؛ فرجی و همکاران ۲۰۱۱). همچنین بررسی‌ها نشان داده که کاربرد چهار تن در هکتار ورمی‌کمپوست سبب افزایش ۳/۴ درصدی وزن هزار دانه در مقایسه با شاهد گردید (محمود و همکاران ۲۰۱۶) افزایش اجزای عملکرد دانه می‌تواند به این دلیل باشد که دسترسی به مواد مغذی کم‌مصرف و پر‌مصرف مانند نیتروژن، بیشتر شده و در نتیجه تولید و انتقال ماده خشک از منبع به مخزن افزایش یافته است (اباید و الرفایی ۲۰۰۷). کمپوست دارای نیتروژن آلی است؛ از طرف دیگر بقایای آلی و کمپوست موجب بهبود ساختمان خاک و در نتیجه افزایش قابلیت دسترسی عناصر مورد نیاز گیاه می‌شوند.
بررسی مقایسه میانگین اثرات ساده نشان داد بالا‌ترین تعداد دانه پر در خوشه در تراکم بذر ۲۰۰ با میانگین ۸۶ دانه در خوشه و کمترین مقدار در تراکم بذر ۳۰۰ با میانگین ۸۲ دانه در خوشه به دست آمد (جدول ۴). در همین راستا آزمایش‌های انجام شده توسط کامروپ (۲۰۱۸) و پائول (۲۰۱۸) نشان داد کاهش تراکم بذر در خزانه باعث افزایش تعداد دانه پر در خوشه همراه با کاهش درصد نا‌باروری در مقایسه با تراکم بالا شده شد.
جدول ۳- تجزیه واریانس میانگین مربعات مربوط به عملکرد و اجزای عملکرد برنج
|
شاخص برداشت |
عملکرد زیستی |
عملکرد شلتوک |
تعداد دانه پر |
تعداد دانه خالی |
تعداد دانه در خوشه |
وزن هزار دانه |
تعداد پنجه باور |
طول خوشه |
تعداد پنجه در مترمربع |
درجه آزادی |
منابع تغییر |
|
۰/89 |
49/1095531 |
11/189709 |
68/22 |
11/06 |
16/25 |
0/42 |
3/98 |
1/67 |
3595/95 |
2 |
بلوک |
|
۰/10ns |
16/3109399** |
03/421374** |
1/50ns |
68/91ns |
07/50ns |
1/37ns |
1/07* |
0/12ns |
100/31ns |
1 |
آبیاری |
|
3/67 |
68/11394 |
94/1825 |
16/22 |
20/69 |
91/7 |
1/50 |
0/02 |
1/62 |
439/37 |
2 |
خطای اصلی |
|
68/50** |
۲۱/21387448** |
35/4607411** |
18/50ns |
22/89ns |
72/1ns |
2/59* |
36/23** |
1/15ns |
3209/10** |
2 |
کود |
|
0/68ns |
10/1126965ns |
68/148182ns |
13/72ns |
4/52ns |
80/11ns |
1/21ns |
1/22ns |
1/23ns |
610/04ns |
2 |
اثر متقابل آبیاری×کود |
|
3/20 |
۱۵/۱۲۰۰۱۵۰ |
54/118741 |
8/83 |
14/45 |
43/14 |
0/86 |
1/00 |
0/91 |
503/85 |
8 |
خطای فرعی |
|
68/0 ns |
۱۱/8240033** |
63/1224194** |
80/17* |
3/56ns |
72/51ns |
1/59 ns |
99/5** |
4/23ns |
۱۱۴۴/۰۴* |
2 |
تراکم بذر |
|
۰/80ns |
04/110714ns |
40/6397ns |
5/06ns |
35/19ns |
57/13ns |
0/52ns |
0/45ns |
1/69ns |
۳۲۲/۱۸ns |
2 |
اثر متقابل آبیاری×تراکم |
|
۰/40ns |
39/1659102** |
65/273333** |
15/92ns |
0/94ns |
44/9ns |
1/04ns |
1/57* |
0/65ns |
۸۵۳/۶۲* |
4 |
اثر متقابل کود×تراکم |
|
0/35ns |
39/616455ns |
25/87599ns |
29/03 ns |
6/30 |
30/26ns |
1/05ns |
0/65ns |
3/87ns |
۸۰/۱۱ns |
4 |
اثر متقابل آبیاری×کود×تراکم |
|
12/1 |
73/316814 |
82/48190 |
30/19 |
09/12 |
38/23 |
48/0 |
49/0 |
81/1 |
61/299 |
24 |
خطا آزمایشی |
|
2/89 |
12/5 |
46/5 |
5/25 |
17/24 |
66/4 |
2/83 |
5/31 |
5/54 |
7/52 |
|
ضریب تغییرات (%) |
ns ، * و **: به ترتیب غیرمعنى دار بودن و معنى‌دار در سطح احتمال 5 و 1 درصد می باشد.
بر اساس نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر متقایل کود و تراکم، کود ورمی‌کمپوست در تراکم ۲۰۰ با میانگین 40/۴۶۱۳ کیلوگرم در هکتار، همراه با کود شیمیایی در تراکم ۲۰۰ با میانگین ۶۰/۴۸۵۰ کیلوگرم در هکتار عملکرد شلتوک بیشتری نسبت به بقیه تیمار‌ها داشت. همچنین کمترین میزان این صفت مربوط به تیمار بدون کودی در تراکم ۱۰۰ با میانگین 80/۳۳۶۱، تراکم ۳۰۰ با میانگین 10/۳۴۶۳ و تراکم ۲۰۰ با میانگین 20/۳۴۸۱ کیلوگرم در هکتار بود که نسبت به همین تیمار‌ها در کود ورمی‌کمپوست و شیمیایی به ترتیب (۲۳، ۱۸ و ۳۳) و (۱۸، ۲۱ و ۳۹) درصد کاهش یافت (جدول ۵). مطابق انتظار کمترین عملکرد شلتوک در تیمار بدون کود حاصل شد، که می‌توان به عدم فراهمی نیتروژن مورد نیاز برای بهبود مرتبط با افزایش عملکرد مرتبط دانست. صفاتی که به افزایش عملکرد منتهی می‌شوند در بیشتر موارد مربوط به واکنشی است که نسبت به نیتروژن ایجاد میشود (دیداتا و سوراج ۱۹۸۱). مصرف مقادیر بالای ورمی‌کمپوست از طریق افزایش تخلخل خاک موجب رها‌سازی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه در طول دوره رشد و در نتیجه افزایش عملکرد میشود (محمدخانی و روزبهانی ۲۰۱۵). اشرفی اصفهانی و همکاران (۲۰۱۹) گزارش کردند بیشترین عملکرد در رقم طارم هاشمی مربوط به تیمار ۸ و ۱۰ تن در هکتار ورمی‌کمپوست بود
همچنین عملکرد شلتوک در شرایط کم‌آبیاری با میانگین 15/۳۹۱۹ کیلوگرم در هکتار تنها چهار درصد کمتر از عملکرد تیمار آبیاری غرقاب بود (جدول ۴). کاهش رطوبت در مرحله تشکیل خوشه و گلدهی باعث می‌گردد تا عمل تلقیح به خوبی انجام نشود و عملکرد کاهش یابد. همچنین تبدیل سیستم برنج غرقاب به کم‌آبیاری باعث صرفه‌جویی در مصرف آب و در نتیجه منجر به کاهش عملکرد برنج میشود (چودهوری و همکاران، ۲۰۰۷؛ کادیالا و همکاران، ۲۰۱۲).
عملکرد زیستی نیز در تیمار کود ورمی‌کمپوست در تراکم ۲۰۰ با میانگین 60/12335 کیلوگرم در هکتار همراه با کاربرد کود شیمیایی در تراکم ۲۰۰ بیشترین مقدار را به خود اختصاص دادند. کمترین میزان عملکرد زیستی در تیمار شاهد در تراکم‌های ۱۰۰ با میانگین 7۰/9543، در تراکم ۳۰۰ با میانگین 4۰/9770 و در تراکم ۲۰۰ با میانگین 5۰/9905 کیلوگرم در هکتار ثبت شد، که نسبت به تیمارهای ورمی‌کمپوست و کود شیمیایی به ترتیب 14، 13 و 20 و 11، 15 و 24 کمتر بود (جدول ۵). به نظر می‌رسد در شرایطی که نیتروژن در اختیار گیاه باشد، فعالیت‌های فتوسنتزی افزایش یافته و عملکرد زیستی به واسطه رشد رویشی (ارتفاع بوته بالا‌تر، سطح برگ و پنجه‌زنی بیشتر) و زایشی (عملکرد دانه بالا) افزایش می‌یابد. خیری (۲۰۱۷) گزارش کرد کاربرد ده تن در هکتار کود ورمی‌کمپوست عملکرد زیستی را ۲۶ درصد نسبت به عدم مصرف افزایش داد. همچنین نتایج نشان داد کاهش تراکم بذر منجر به افزایش عملکرد زیستی شد (سرور و همکاران ۲۰۱۱، پائول و همکاران ۲۰۱۸).
همچنین عملکرد زیستی در شرایط کم‌آبیاری با میانگین 08/10755 کیلوگرم در هکتار بود که تنها چهار درصد کمتر از آبیاری مرسوم بود (جدول 4).
جدول ۴- مقایسه میانگین اثرات ساده سطوح آبیاری، کودی و تراکم بذر در خزانه بر عمکرد و اجزای عملکرد
|
درصد شاخص برداشت |
عملکرد بیولوژک |
عملکرد شلتوک |
وزن هزار دانه |
تعداد دانه در خوشه |
تعداد پنجه‌بارور |
تیمار‌ها |
|
(%) |
(Kg.ha-1) |
(Kg.ha-1) |
(g) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
آبیاری |
|
72/36a |
00/11235a |
94/4106a |
۲۴/۷۴a |
۸۳/۷۸a |
30/13a |
غرقاب |
|
63/36a |
08/10755b |
26/3930b |
۲۴/۴۲a |
۸۳/۴۴a |
02/13b |
کم‌آبیاری |
|
|
|
|
|
|
|
کودی |
|
82/34b |
90/9739b |
40/3435b |
۲۴/۱۸b |
۸۲/۴۴a |
53/11b |
شاهد |
|
13/37a |
0۰/11704a |
40/4339a |
۲۴/۶۲ab |
۸۴/۲۸a |
12/14a |
شیمیایی |
|
08/38a |
20/11541a |
10/4281a |
۲۴/۹۴a |
۸۳/۱۱a |
83/13a |
ورمی‌کمپوست |
|
|
|
|
|
|
|
تراکم بذر در خزانه (گرم بر مترمربع) |
|
58/36a |
90/10440b |
۶۲/۳۸۲۴b |
۲۴/۹۰a |
۸۲/۸۳b |
63/12b |
100 |
|
58/36a |
00/11749a |
۰۶/۴۳۱۵a |
۲۴/۵۳ab |
۸۶/۰۰a |
77/13a |
200 |
|
54/36a |
20/10795b |
۱۱/۳۹۱۶b |
۲۴/۳۱b |
۸۲/۰۰b |
07/13b |
300 |
در هر ستون و تیمار میانگین‌های دارای حرف یا حروف مشترک تفاوت معنی‌داری از نظر آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح پنج درصد ندارند.
بر اساس نتایج تجزیه واریانس تنها اثر ساده کود بر شاخص برداشت معنی‌دار بود (جدول ۳). شاخص برداشت با استفاده از کود ورمی‌کمپوست به میانگین 08/38 درصد رسید که نسبت به تیمار کود شیمیایی تفاوت نداشت. کمترین میزان شاخص برداشت در تیمار شاهد با میانگین 82/34 درصد مشاهده شد (جدول ۴). کود ورمی‌کمپوست از طریق جذب آب و عناصر غذایی توانست سبب بهبود میزان فتوسنتز و انتقال آن به دانه گردد. در همین راستا، خیری (۲۰۱۷) گزارش کرد افزودن پنج تن در هکتار ورمی‌کمپوست باعث افزایش شاخص برداشت شد.
جدول ۵- مقایسه میانگین ترکیبات تیماری کود و تراکم بذر در خزانه برای عملکرد و اجزای عملکرد
|
تیمار‌ها |
|
تعداد پنجه در مترمربع |
تعداد خوشه بارور |
عملکرد شلتوک |
عملکرد بیولوژک |
|
|
|
|
(no.m-2) |
(no.m-2) |
(Kg.ha-1) |
(Kg.ha-1) |
|
|
کودی |
تراکم بذر در خزانه (g.m-2) |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
68/218bc |
17/11e |
80/3361c |
70/9543d |
|
|
شاهد |
200 |
73/211c |
67/11e |
20/3481c |
50/9905d |
|
|
|
300 |
60/217bc |
77/11e |
10/3463c |
40/9770d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
07/225bc |
10/13d |
60/3975b |
50/10669c |
|
|
شیمیایی |
200 |
53/264a |
17/15a |
60/4850a |
00/13006a |
|
|
|
300 |
87/237b |
10/14bc |
90/4191b |
۶۰/11436b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
23/226bc |
63/13bcd |
40/4136b |
30/11109bc |
|
|
ورمی‌کمپوست |
200 |
53/240b |
50/14ab |
40/4613a |
60/12335a |
|
|
|
300 |
87/229bc |
37/13cd |
30/4093b |
۶۰/۱۱۱۷۸bc |
|
در هر ستون و تیمار میانگین‌های دارای حرف یا حروف مشترک تفاوت معنی‌داری از نظر آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح پنج درصد ندارند.
نتیجه‌گیری
در این پژوهش استفاده از مولفه‌های سامانه بوم‌شناختی (کم‌آبیاری، کود ورمی‌کمپوست و تراکم کمتر بذر در خزانه) باعث بهبود عملکرد و اجزای عملکرد دانه همانند تیمارهای سامانه رایج (آبیاری غرقاب، کود شیمیایی و تراکم زیاد بذر در خزانه) شد. بنابراین به دلیل عملکرد متعادل شلتوک، مصرف آب کمتر و همچنین به دلیل جلوگیری از مسائل زیست‌محیطی ناشی از مصرف کود شیمیایی، استفاده از کم‌آبیاری، استفاده از ۱۰ تن در هکتار ورمی‌کمپوست و تراکم بذر کمتر از مرسوم (۲۰۰ گرم در مترمربع) به عنوان بهترین تیمار برای کشت در شرایط دارای محدودیت آب و عناصر غذایی توصیه میشود. در مجموع سامانه فشرده بوم‌شناختی توانست جایگزینی مناسبی برای سامانه مرسوم باشد.
سپاسگزاری
به این وسیله از پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران و دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری به دلیل حمایت‌های مالی جهت انجام این پژوهش سپاسگزاری میشود.
[1] System of Rice Intensification
[2] System of Ecological Intensification
[3] Alternative Wet and Dry
)