نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 اکولوژی گیاهان زراعی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Background and Objective: The purpose of this study was to determine the effect of fenugreek planting as a living mutch on the phenology, grain quality and yield of sunflower cultivars and to determine the most appropriate time for planting of sunflower.
Materials and Methods: This experiment was done in 2016-17 growth season at Razi University. The experiment was conducted as split plot based on randomized complete block design. First factor was the sowing fenugreek at four levels (control (without living mulch), 15 days before sowing of sunflower, simultaneous sowing with sunflower, 15 days after sowing of sunflower) and the second factor was three sunflower cultivars (Progress, Farrokh, Lakomka).
Results: Planting of fenugreek as living mulch pre-sunflower led to a decrease in the quantitative and qualitative yield of sunflower. In 15 days before sunflower condition, grain, oil and protein yields of sunflower,were 38.5%, 37.9% and 43.6% lower than control treatment, respectively. In addition, the phenological stages of sunflower growth was delayed in pre-sunflower sowing conditions. So that the occurrence of staring, flowering, head formation and physiological maturity were 69.8, 21.8, 24.5 and 82.6 days, respectively (4.4, 1.1, 1 and 3 day) more than control conditions. However, planting of living mulch simultaneous and 15 days after sunflower had a positive effect on the quantitative and qualitative yield of sunflower grains. Grain, oil and protein yields of sunflower were 39.4%, 36.4% and 43.3% higher than control, respectively. These values were 25.5%, 26.7% and 23.5% after sunflower planting, respectively. Flowering and head formation stages in simultaneous planting conditions were 20.8 and 47.1 °C (0.7 and 1.4 days, respectively) and in post-sunflower sowing conditions were 42.3 and 122.6, respectively. Day growth rates were lower (1.8 and 4.6 days) than control conditions. Among sunflower cultivars, the occurrence of different phenological stages was higher for Progress cultivar than for Farrokh and Lakomka cultivars. Farrokh had the highest oil content (36%). The highest grain yield (3426 kg.ha-1), oil yield (1203 kg.ha-1) and protein yield (536 kg.ha-1) were allocated to Lacomka cultivar.
Conclusion: It seems that competition between fenugreek plants and young sunflower plants seems to lead to poor vegetative growth and delay the time of phenological growth stages of sunflower by early sowing of mulch. These results confirm the importance of selecting the appropriate cultivar and minimizing competition by choosing the optimal planting time of living mulch, which gives the pottage-assisted effect a competitive advantage.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
آفتابگردان (Helianthus annuus L.) به عنوان پنجمین گیاه تولید کننده روغن (بعد از سویا، کلزا، پنبه و بادام زمینی) مطرح است (جوانمرد و شکاری 2016). دانه‌های آفتابگردان حاوی 40 تا 50 درصد روغن و 15 تا 21 درصد پروتئین هستند (اله‌دادی و همکاران 2011). سطح زیر کشت آفتابگردان در ایران در سال زراعی 95-94، 12296 هکتار و تولید آن 13369 تن بوده است. میانگین عملکرد دانه در شرایط آبی 1460 کیلوگرم در هکتار و در شرایط دیم 598 کیلوگرم در هکتار گزارش شده است (بی‌نام 2017).
نظام‌های کشاورزی رایج مبتنی بر مصرف بی‌رویه نهاده‌های شیمیایی و تأکید بر افزایش تولید، ضمن بر هم زدن تعادل بوم نظام‌های زراعی و کاهش حاصلخیزی خاک هستند. در دو دهه اخیر ضرورت به کارگیری روش‌های کشاورزی پایدار بیشتر احساس شده است. مفهوم کشاورزی پایدار در زراعت به مجموعه‌ای از فعالیت‌ها مانند مدیریت تلفیقی کنترل آفات و به کارگیری تکنیک‌های خاص مدیریت زراعی اطلاق میشود که موجب پایداری نظام زراعی نیز میشود (مؤیدی شهرکی و همکاران 2012). از جمله این راه‌کارها استفاه از خاک‌پوش‌های زنده میباشد.
خاک‌پوش زنده، گیاهان رشد یافته همراه با گیاه زراعی اصلی در مزرعه هستند، که به روش‌های مختلف بوم نظام‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهند. همچنین دارای مزایای اکولوژیکی متعددی می‌باشند. کاهش تبخیر، پایداری خاک در مقابل عوامل فرساینده، افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک، افزایش فعالیت موجودات خاک‌زی (پرویزی 2007)، کاهش آبشویی علفکش‌ها (پاتر و همکاران 2007)، فراهمی زیستگاه برای حشرات مفید (تیلمان و همکاران 2004)، سرکوب علف‌های هرز (بلانکو-کانگوی و همکاران 2012)، افزایش محتوای ماده آلی خاک (دینگ و همکاران 2000)، افزایش محتوای نیتروژن خاک در صورت استفاده از لگوم‌ها (هوکر و همکاران 2008) و در مجموع افزایش حاصلخیزی خاک و عملکرد بالاتر از مزایای کشت خاک‌پوش زنده به همراه گیاه اصلی است.
تحقیقات زیادی مبنی بر تاثیر خاک‌پوش‌های زنده بر عملکرد گیاهان زراعی انجام شده است. در مطالعه بلندی عموقین و همکاران (2013) حضور گیاهان پوششی (جو، چاودار، گندم) در مزرعه آفتابگردان عملکرد دانه و روغن را بهبود داد. در پژوهش مؤیدی شهرکی و همکاران (2012)، کاشت تریتیکاله و ماشک معمولی عملکرد دانه گلرنگ را افزایش داد. با این وجود سیستم گیاه زراعی- خاک‌پوش زنده همیشه پیامد مثبتی در پی نخواهد داشت. در تحقیق مارتین و همکاران (1991) حضور شبدر سفید کشت شده به عنوان خاک‌پوش زنده در مزرعه ذرت، عملکرد دانه را در سال اول و دوم به ترتیب 7/54 و 4/23 درصد نسبت به کشت خالص ذرت کاهش داد. لیچ و همکاران (2016) نیز کاهش عملکرد دانه آفتابگردان و سورگوم را در حضور باقلای وحشی به عنوان خاک‌پوش زنده گزارش کردند.
موفقیت این نوع سیستم به انتخاب گونه‌های مناسب و طراحی راهبردهای بهینه مدیریتی بستگی دارد (محمدی و همکاران 2012). بهبود خصوصیات رشدی و عملکرد گیاه زراعی در اثر کاربرد خاک‌پوش زنده به وجود تعادل بین این گیاهان بستگی دارد. این تعادل میتواند از طریق انتخاب گیاهانی با فنولوژی و تاریخ کاشت متفاوت حاصل شود (حسینی و همکاران 2011). عواملی مانند اثر آللوپاتیک که باعث کاهش عملکرد گیاه اصلی میشود و تثبیت زیستی نیتروژن در گیاهان خانواده لگومینوز نیز در تصمیم‌گیری برای انتخاب خاک‌پوش زنده مؤثر هستند (ماتوس و همکاران 2008). شنبلیله (Trigonella Foenum-graceum L.) گیاهی یکساله از خانواده لگومینوز است که علاوه بر مصارف خوراکی و دارویی میتواند به عنوان خاک‌پوش زنده کشت شود. این گیاه به علت جوانه‌زنی سریع، ایجاد پوشش مناسب، ارتفاع بوته کم و توانایی تثبیت نیتروژن برای کاشت به عنوان خاک‌پوش زنده انتخاب مناسبی است (بلانکو-کانگوی و همکاران 2012).
رضوانی و همکاران (2017) با مقایسه خاک‌پوش‌های شنبلیله و شبدر برسیم در مزرعه گندم، نقش هر دو گیاه در افزایش عملکرد گندم را مثبت ارزیابی کردند، اما شنبلیله در مقایسه با شبدر برسیم کارایی بیشتری در بهبود عملکرد دانه داشت. زمان کاشت خاک‌پوش زنده نیز عامل مهمی در تعیین کارایی این گیاهان است. کشت به موقع خاک‌پوش زنده، کاهش رقابت با گیاه زراعی در زمان مناسب را به دنبال دارد. در تحقیق محمد دوست و همکاران (2015)، کاشت شبدر قرمز یک ماه بعد از گوجه‌فرنگی تأثیر معنی‌داری بر افزایش عملکرد گوجه‌فرنگی داشت. اما تأثیر آن بر عملکرد، در شرایط کاشت شبدر قرمز به طور همزمان و یک ماه قبل از گوجه‌فرنگی معنی‌دار نبود. با توجه به این موارد، پژوهش حاضر به منظور آگاهی از تأثیر کاشت شنبلیله به عنوان خاک‌پوش زنده بر فنولوژی، کیفیت دانه و عملکرد ارقام آفتابگردان و تعیین مناسب‌ترین زمان کاشت خاک‌پوش زنده انجام شد.
مواد و روش‌ها
این تحقیق در سال‌زراعی 96-1395 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی واقع در شرق شهرستان کرمانشاه (عرض جغرافیایی 34 درجه و 21 دقیقه شمالی، طول جغرافیایی 47 درجه و 9 دقیقه شرقی و ارتفاع 1319 متر از سطح دریا) انجام شد. بر اساس طبقه‌بندی دمارتن، اقلیم منطقه سرد و نیمه خشک میباشد. خصوصیات آب و هوایی محل آزمایش در طول دوره رشد گیاه آفتابگردان در جدول 1 ارائه شده است. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک‌های کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتور اول کشت شنبلیله که ازتوده های محلی انتخاب شد وطول رشد آن بین 100 تا 110 روز بود، به عنوان خاک‌پوش زنده در چهار سطح: شاهد (عدم کشت شنبلیله)، کشت شنبلیله 15 روز قبل از کشت آفتابگردان، کشت شنبلیله همزمان با کشت آفتابگردان و کشت شنبلیله 15 روز بعد از کشت آفتابگردان و فاکتور دوم سه رقم آفتابگردان (پروگرس، فرخ، لاکومکا) بود. برای تعیین ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش، نمونه مرکب از شش نقطه به صورت تصادفی از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری خاک تهیه شد (جدول 2).
|
جدول 1- شرایط آب و هوایی محل مورد مطالعه در طول دوره رشد آفتابگردان |
|||
|
ماه |
میانگین درجه حرارت روزانه (C°) |
میزان بارندگی (mm) |
|
|
حداقل |
حداکثر |
||
|
اردیبهشت |
0/10 |
0/25 |
6/54 |
|
خرداد |
5/11 |
0/31 |
3/0 |
|
تیر |
2/17 |
6/38 |
0 |
|
مرداد |
1/17 |
4/39 |
0 |
|
جدول 2- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه پیش از کاشت
|
|||||||||
|
بافت |
رس |
سیلت |
شن |
اسیدیته |
املاح محلول (dS. m-1) |
کربن آلی |
نیتروژن کل |
فسفر قابل جذب |
پتاسیم قابل جذب |
|
سیلتی رسی |
44 |
46 |
10 |
46/7 |
41/0 |
44/1 |
14/0 |
36/6 |
211 |
عملیات آماده‌سازی بستر بذر، شامل شخم، دیسک و ماله کشی بود. کاشت آفتابگردان در تاریخ 5 اردیبهشت به صورت دستی در عمق پنج سانتی‌متری و روی پشته انجام شد. طول هر کرت شش متر و شامل پنج ردیف بود. فاصله بین ردیف‌های کاشت 75 سانتی‌متر و فاصله بوته‌ها روی ردیف 25 سانتی‌متر در نظر گرفته شد. کاشت شنبلیله به عنوان خاک‌پوش زنده، قبل، همزمان و پس از کشت آفتابگردان به ترتیب در تاریخ‌های 21 فروردین، 5 اردیبهشت و 20 اردیبهشت صورت گرفت. بذرهای شنبلیله در بین ردیف‌های آفتابگردان به میزان 25 کیلوگرم در هکتار و در عمق دو سانتی‌متری کشت شد. به منظور رسیدن به تراکم مطلوب، در مرحله سه تا چهار برگی آفتابگردان، بوته‌های اضافی تنک شد. آبیاری مزرعه هر هفت روز یک بار و با در نظر گرفتن نیاز گیاه انجام شد. پس از پایان دوره گرده‌افشانی، اطراف مزرعه و همچنین اطراف طبق‌ها به وسیله نوارهای مغناطیسی وی‌اچ‌اس (Video Home System) پوشانده شد تا از خسارت گنجشک محفوظ بمانند. وجین علف‌های هرز در تمام طول فصل رشد انجام شد.
در طول فصل رشد، یادداشت برداری تاریخ وقوع مراحل مختلف نمو برای هر یک از کرت‌ها بر اساس روش اشنایدر و میلر (1981) انجام شد. زمانی که طبق‌ها در 50 درصد بوته‌های هر کرت به شکل ستاره درآمدند، به عنوان تاریخ ستاره‌ای شدن ثبت شد. زمانی که گل‌های میله‌ای موجود در طبق‌های 50 درصد از بوته‌های هر کرت باز شدند به عنوان تاریخ گلدهی یادداشت شد. پس از اطمینان از زرد شدن پشت طبق‌ها و قهوه‌ای شدن براکته‌های 90 درصد از بوته‌های هر کرت، تاریخ وقوع رسیدگی فیزیولوژیک ثبت شد. تعداد روزهای سپری شده از روز کاشت تا تاریخ وقوع مرحله مورد نظر شمارش و به کمک اطلاعات هواشناسی، درجه روز رشد مورد نیاز تا وقوع مرحله فنولوژیک مورد نظر با استفاده از معادله زیر محاسبه شد:
(رابطه 1)
Tmax و Tmin به ترتیب حداکثر و حداقل درجه حرارت در روز مورد نظر؛ Tbase، درجه حرارت پایه رشد آفتابگردان که 6 درجه سانتی‌گراد (خوشحال دستجردی و همکاران، 2015) در نظر گرفته شد.
در زمان رسیدگی فیزیولوژیک آفتابگردان و پس از کاهش رطوبت دانه‌ها، در هر کرت پس از حذف اثر حاشیه، طبق‌های آفتابگردان از مساحتی حدود شش مترمربع برداشت شدند. پس از خرمن‌کوبی و بوجاری عملکرد دانه بر اساس رطوبت 14 درصد و بر حسب گرم در متر مربع گزارش شد. در زمان برداشت، قسمتی از دانه‌های هر کرت برای اندازه‌گیری محتوای روغن و پروتئین آسیاب شدند. اندازه‌گیری محتوای روغن دانه به روش سوکسله و با استفاده از حلال اتر (جوشی و همکاران 1998) و اندازه‌گیری محتوای پروتئین دانه به روش کجلدال (شومن و همکاران 1973) صورت گرفت. عملکردهای روغن و پروتئین به ترتیب با ضرب محتوای روغن و پروتئین دانه در عملکرد دانه محاسبه شدند. جهت انجام تجزیه و تحلیل‌های آماری با استفاده از نرم‌افزار Minitab از توزیع نرمال داده‌ها اطمینان حاصل گردید. تجزیه واریانس و مقایسه میانگین‌ها به روش LSD در سطح احتمال پنج درصد و با استفاده از نرم‌افزار SAS انجام شد.
نتایج و بحث
اثر تیمار خاک‌پوش زنده، رقم و اثر متقابل آن‌ها بر زمان وقوع مرحله ستاره‌ای شدن در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 3). صرف‌نظر از رقم، زمانی‌که خاک‌پوش زنده 15 روز زودتر از آفتابگردان کشت شد، زمان وقوع مراحل فنولوژیک از جمله ستاره‌ای شدن به تعویق افتاد (جدول 4). این موضوع میتواند حاکی از آن باشد که در این تیمار خاک‌پوش زنده با جذب منابع بیشتر (نور، آب، عناصر غذایی) توانسته بیشترین رقابت را با گیاه زراعی داشته باشد. در تمام سطوح تیمار خاک‌پوش زنده ، طولانی‌ترین مدت زمان تا وقوع مرحله ستاره‌ای شدن مربوط به رقم پروگرس بود که با سایر ارقام تفاوت معنی‌دار داشت. به طوری که با کاشت این رقم در شرایط عدم کشت خاک‌پوش زنده (شاهد)، کشت شنبلیله 15 روز زودتر از آفتابگردان، کشت همزمان شنبلیله و آفتابگردان و کشت شنبلیله 15 روز بعد از آفتابگردان ستاره‌ای شدن به ترتیب 64، 66، 65 و 62 روز پس از کاشت (به ترتیب با کسب 917، 945، 931 و 869 درجه روز رشد) اتفاق افتاد. وقوع مرحله ستاره‌ای شدن در شرایط مذکور برای رقم لاکومکا به ترتیب به کسب 206، 162، 183 و 158 درجه (54، 58، 56 و 54 روز پس از کاشت) و برای رقم فرخ به کسب 336، 234، 305 و 288 درجه (46، 54، 49 و 46 روز پس از کاشت) کمتر احتیاج داشت (جدول 4). وجود این اختلافات بین ارقام ناشی از خصوصیات ژنتیکی میباشد (وزین و زمانی، 2005). کاشت شنبلیله بعد از آفتابگردان در مقایسه با کاشت آن قبل از آفتابگردان، منجر به کاهش معنی‌دار زمان لازم تا وقوع مرحله ستاره‌ای شدن در تمام ارقام شد (جدول 4). احتمال داده میشود، دلیل این موضوع حذف رقابت بین بوته‌های آفتابگردان و شنبلیله در اوایل فصل رشد و قرار دادن نیتروژن تثبیت شده توسط شنبلیله برای بوته‌های آفتابگردان است. رقابت کمتر و ایجاد تعادل در تأمین مواد غذایی در نهایت منجر به بهبود شرایط رشد خواهد شد.
جدول 3- تجزیه واریانس اثر تاریخ کشت خاک‌پوش زنده و رقم بر صفات فنولوژیک
|
منابع تغییر |
درجه آزادی آزادی |
مرحله ستاره‌ای شدن |
مرحله گلدهی |
تشکیل طبق |
رسیدگی فیزیولوژیک |
|
بلوک |
2 |
ns86/0 |
ns11/23 |
ns58/2 |
ns52/0 |
|
خاک‌پوش زنده |
3 |
**32/48 |
*18/18 |
**76/52 |
**11/77 |
|
رقم |
2 |
**19/732 |
**11/1032 |
**08/564 |
**19/1099 |
|
خاک‌پوش زنده × رقم |
6 |
**49/6 |
**18/21 |
**26/40 |
**30/29 |
|
خطا |
22 |
92/0 |
89/4 |
61/1 |
07/1 |
|
ضریب تغییرات (درصد) |
71/1 |
30/3 |
55/1 |
08/1 |
|
ns، * و ** به ترتیب، غیر معنی‌دار، و معنی‌دار در سطوح 5 و 1 درصد
کاشت تا گلدهی
زمان وقوع مرحله گلدهی تحت تأثیر تیمار خاک‌پوش زنده (در سطح پنج درصد)، رقم (یک درصد) و اثر متقابل خاک‌پوش زنده در رقم (یک درصد) قرار گرفت (جدول 3). صرف‌نظر از رقم با کشت خاک‌پوش زنده 15 روز قبل از آفتابگردان، گلدهی دیرتر رخ داد که حاکی از رقابت خاک‌پوش زنده با گیاه اصلی میباشد ولی در کشت 15 روز بعد، آفتابگردان زودتر به مرحله گلدهی رفت (جدول 4). به نظر می‌رسد که حضور شنبلیله بعد از استقرار گیاه اصلی به دلیل تأمین بخشی از نیتروژن مورد نیاز، شرایط رشد آفتابگردان را بهبود داده است. مشابه با زمان وقوع مرحله ستاره‌ای شدن، در تمام سطوح کاشت خاک‌پوش زنده ، گلدهی رقم پروگرس با اختلاف معنی‌دار دیرتر از سایر ارقام اتفاق افتاد، که نشان دهنده آغاز دیرهنگام گرده‌افشانی این رقم میباشد. گلدهی رقم پروگرس در شرایط عدم کشت خاک‌پوش زنده ، کشت شنبلیله 15 روز زودتر از آفتابگردان، کشت همزمان شنبلیله و آفتابگردان و کشت شنبلیله 15 روز بعد از آفتابگردان به ترتیب 80، 82، 75 و 73 روز پس از کاشت (با کسب 1268، 1298، 1145 و 1104 درجه روز رشد) اتفاق افتاد. این مقادیر برای رقم لاکومکا به ترتیب 63، 62، 64 و 62 روز پس از کاشت (889، 945، 917 و 869 درجه روز رشد) و برای رقم فرخ به ترتیب 61، 60، 60 و 61 روز پس از کاشت (847، 823، 823 و 847 درجه روز رشد) به دست آمد. درودریگوئز و همکاران (2002) نیز تفاوت از نظر تعداد روز تا آغاز گلدهی را در بین ارقام مختلف آفتابگردان گزارش کردند. اختلاف بین ارقام ناشی از تفاوت‌های ژنتیکی یا به اصطلاح زودرسی یا دیررسی آن‌ها است (کونور و هال 1997).
اثر تیمارهای خاک‌پوش زنده و رقم و اثر متقابل آن‌ها بر زمان تشکیل طبق‌های آفتابگردان در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 3). در بین سطوح مختلف خاک‌پوش زنده، بیشترین مدت از زمان کاشت تا تشکیل طبق‌ها متعلق به شرایط شاهد و کاشت شنبلیله 15 روز قبل از آفتابگردان بود (به ترتیب 3/83 و 3/84 روز پس از کاشت معادل با کسب 1329 و 1352 درجه روز رشد). در شرایط کشت همزمان شنبلیله و آفتابگردان طبق‌ها به طور متوسط 9/81 روز (با کسب 1301 درجه روز رشد) و با کشت شنبلیله 15 روز بعد از آفتابگردان 8/78 روز پس از کاشت (با کسب 1227 درجه روز رشد) تشکیل شدند (جدول 4). طبق‌های رقم پروگرس در تمام سطوح تیمار خاک‌پوش زنده با اختلاف معنی‌دار دیرتر از ارقام فرخ و لاکومکا تشکیل شدند. طبق‌های رقم پروگرس در شرایط بدون خاک‌پوش زنده ، کشت شنبلیله 15 روز زودتر از آفتابگردان، کشت همزمان شنبلیله و آفتابگردان و کشت شنبلیله 15 روز بعد از آفتابگردان به ترتیب بعد از 90، 92، 93 و 84 روز (با کسب 1486، 1532، 1568 و 1351 درجه روز رشد) تشکیل شدند. این مقادیر برای رقم لاکومکا به ترتیب 80، 82، 78 و 72 (1251، 1295، 1216 و 1081 درجه روز رشد) و برای رقم فرخ به ترتیب 80، 79، 73 و 80 روز پس از کاشت (1251، 1230، 1118 و 1251 درجه روز رشد) بود (جدول 4).
کاشت تا رسیدگی فیزیولوژیک
تیمار خاک‌پوش زنده، نوع رقم و اثر متقابل آن‌ها تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک را در سطح یک درصد تحت تأثیر قرار دادند (جدول 3). صرف‌نظر از رقم، رسیدگی فیزیولوژیک در شرایط عدم کاشت شنبلیله، کاشت شنبلیله 15 روز قبل، همزمان و 15 رو بعد از آفتابگردان به ترتیب 7/95، 100، 3/96 و 9/92 روز بعد از کاشت (با کسب 1610، 1708، 1626 و 1547 درجه روز رشد) اتفاق افتاد (جدول 4). به نظر می‌رسد با کاشت خاک‌پوش زنده قبل از گیاه اصلی شرایط رقابتی شدیدی بین بوته‌ها برای کسب منابع محیطی (نور، آب، عناصر غذایی) ایجاد میشود. در این شرایط گیاه اصلی به مدت زمان بیشتری برای تکمیل دوره رشد خود احتیاج خواهد داشت. مشابه با سایر صفات فنولوژیک، طول دوره رشد (از زمان کاشت تا رسیدگی فیزیولوژیک) رقم پروگرس در شرایط عدم کشت خاک‌پوش زنده و کشت خاک‌پوش زنده در تمام تاریخ‌های مورد بررسی به طور معنی‌داری طولانی‌تر از ارقام لاکومکا و فرخ بود. نیاز حرارتی برای وقوع رسیدگی فیزیولوژیک در شرایط بدون خاک‌پوش، کشت شنبلیله 15 روز زودتر از آفتابگردان، کشت همزمان شنبلیله و آفتابگردان و کشت شنبلیله 15 روز بعد از آفتابگردان برای رقم پروگرس به ترتیب 105، 115، 108 و 100 روز (با کسب 1813، 2040، 1890 و 1716 درجه روز رشد)، برای رقم لاکومکا به ترتیب 91، 95، 91 و 88 روز (1509، 1598، 1517 و 1439 درجه روز رشد) و برای رقم فرخ به ترتیب 91، 90، 89 و 90 روز پس از کاشت (1509، 1486، 1470 و 1486 درجه روز رشد) به دست آمد (جدول 4). بنابراین طول دوره رشد ارقام پروگرس و لاکومکا علاوه بر خصوصیات ژنتیکی تحت تأثیر شرایط محیطی و رقابت بوته‌های آفتابگردان با خاک‌پوش زنده نیز قرار گرفته است، اما طول دوره رشد رقم فرخ کمتر از حضور خاک‌پوش زنده متأثر شده است. کریمی کاخکی و همکاران (2010) تفاوت ارقام آفتابگردان از نظر طول دوره رشد را گزارش کردند.
عملکرد دانه
اثر تیمارهای خاک‌پوش زنده (در سطح یک درصد) و رقم (پنج درصد) بر عملکرد دانه آفتابگردان معنی‌دار بود (جدول 5). در تیمار شاهد، به طور متوسط 2751 کیلوگرم دانه در هکتار تولید شد. کاشت شنبلیله همزمان با آفتابگردان و 15 روز بعد از آفتابگردان، عملکرد دانه را نسبت به شرایط شاهد به ترتیب 1083 (4/39 درصد) و 769 (28 درصد) کیلوگرم در هکتار افزایش داد، اما کاشت شنبلیله 15 روز قبل از آفتابگردان، عملکرد دانه آفتابگردان را در مقایسه با شرایط شاهد، 1066 کیلوگرم در هکتار (5/38 درصد) کاهش داد (شکل 1- الف). احتمالاً دلیل این موضوع رقابت شدید بین بوته‌های شنبلیله با گیاهچه‌های جوان آفتابگردان است. کاشت خاک‌پوش زنده 15 روز زودتر از گیاه اصلی سبب شده که شنبلیله سریع‌تر از گیاه اصلی در مزرعه استقرار یابد و رقابت شدیدی با بوته‌های آفتابگردان بر سر جذب آب و مواد غذایی داشته باشد. در این شرایط، بخشی از انرژی و مواد فتوسنتزی بوته‌های آفتابگردان صرف رقابت با خاک‌پوش زنده میشود که بر تولید دانه تأثیر منفی خواهد داشت. از اثرات این رقابت می‌توان به ارتفاع کمتر، تولید ساقه و برگ کمتر، کاهش فتوسنتز و در نهایت کاهش عملکرد دانه آفتابگردان اشاره کرد. کاشت شنبلیله همزمان و بعد از آفتابگردان منجر به بهبود عملکرد دانه شد. در تحقیق لطیفی و همکاران (2015) بیشترین عملکرد دانه آفتابگردان، با کاشت همزمان گیاه اصلی با یونجه به عنوان خاک‌پوش زنده به دست آمد.به عقیده آن‌ها اثرات مثبت خاک‌پوش زنده در کشت همزمان با گیاه اصلی بر اثرات منفی ناشی از رقابت بین دو گیاه برتری دارد. کاشت خاک‌پوش زنده با به تأخیر انداختن ظهور علف‌های هرز یا ممانعت از جوانه‌زنی آن‌ها میتواند به بهبود تولید محصول منجر شود (دومنیگویز و کروز 1990). یکی دیگر از مزایای خاک‌پوش زنده در صورت استفاده از گیاهان خانواده لگوم، تأمین بخشی از نیتروژن مورد نیاز گیاه اصلی است. به علاوه، گلب و کولیگ (2008) بیان کردند که خاک‌پوش‌های زنده می‌توانند باعث افزایش منافذ بزرگ (50 تا 500 میکرومتر) در لایه صفر تا 10 سانتی‌متری خاک شوند و بین افزایش خلل و فرج خاک و عملکرد محصول همبستگی مثبت وجود دارد. بلندی عموقین و همکاران (2015) نیز بهبود عملکرد دانه آفتابگردان را با کشت جو و چاودار به عنوان خاک‌پوش زنده در مقایسه با شرایط بدون خاک‌پوش گزارش کردند.
بین ارقام مورد بررسی، ارقام لاکومکا و فرخ به ترتیب بیشترین (3426 کیلوگرم در هکتار) و کمترین عملکرد دانه (2371 کیلوگرم در هکتار) را نشان دادند. با وجود این‌که نتایج عدم معنی‌داری مقدار عملکرد دانه رقم پروگرس (2996 کیلوگرم در هکتار) در مقایسه با رقم لاکومکا را نشان می‌دهد، اما تفاوت آن‌ها (430 کیلوگرم در هکتار) نمی‌تواند از نظر تولید قابل چشم پوشی باشد (شکل 1- ب). تفاوت عملکرد دانه بین ارقام آفتابگردان مورد بررسی در مطالعه لطیفی و همکاران (2015) نیز معنی‌دار بود.
جدول 5- تجزیه واریانس اثر تاریخ کشت خاک‌پوش زنده و رقم بر عملکرد و کیفیت دانه آفتابگردان
|
میانگین مربعات |
||||||
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
عملکرد دانه |
محتوای روغن دانه |
عملکرد روغن |
محتوای پروتئین دانه |
عملکرد پروتئین |
|
بلوک |
2 |
283707 |
50/79 |
130933 |
47/23 |
6390 |
|
خاک‌پوش زنده |
3 |
**8021753 |
ns58/2 |
**853207 |
ns2/6 |
**262218 |
|
رقم |
2 |
*3375550 |
**2/166 |
*432818 |
ns3/4 |
*56241 |
|
خاک‌پوش زنده ×رقم |
6 |
ns669927 |
ns80/15 |
ns105606 |
ns04/7 |
ns21431 |
|
خطا |
22 |
958705 |
02/8 |
117677 |
77/7 |
15159 |
|
ضریب تغییرات (%) |
21/19 |
41/8 |
42/22 |
67/16 |
47/19 |
|
ns ، * و ** به ترتیب، غیر معنی‌دار، و معنی‌دار در سطوح 5 و 1 درصد میباشد
محتوای روغن دانه
نتایج این مطالعه نشان دهنده عدم تأثیر حضور و تاریخ کاشت خاک‌پوش زنده بر محتوای روغن دانه‌های آفتابگردان بود (جدول 5). در مطالعه لیچ و همکاران (2016) نیز حضور لوبیا چشم بلبلی
(Vigna radiata L.) به عنوان گیاه پوششی درصد روغن دانه آفتابگردان را تغییر نداد که با نتایج پژوهش حاضر مطابقت دارد. با این حال افزایش درصد روغن دانه‌های گشنیز در کشت مخلوط با شنبلیله (پوریوسف و همکاران 2015) و افزایش درصد روغن دانه‌های آفتابگردان در کشت مخلوط با باقلا (رضایی چیانه و همکاران 2015) گزارش شده است. به عقیده امین‌غفوری و رضوانی‌مقدم (2009) استفاده از خاک‌پوش‌های زنده لگوم با تثبیت و تأمین نیتروژن مورد نیاز برای گیاه اصلی، میتواند سبب کاهش درصد روغن دانه شوند. در این شرایط، تشکیل پیش ماده‌های نیتروژن‌دار و پروتئین افزایش و در نتیجه مواد در دسترس برای سنتز اسیدهای چرب کاهش می‌یابد (کاسم و مسیلبی 1992). در این آزمایش عدم تأثیر تیمار خاک‌پوش زنده بر ترکیبات دانه آفتابگردان (محتوای روغن و پروتئین) احتمالاً به دلیل طول دوره رشد کوتاه‌تر شنبلیله نسبت به آفتابگردان میباشد. به طوری‌که در زمان پر شدن دانه‌های آفتابگردان، بوته‌های شنبلیله کاملاً خشک بودند. بنابراین به نظر می‌رسد که نقش مثبت حضور شنبلیله از طریق تثبیت نیتروژن بر بهبود رشد و نمو و به دنبال آن عملکرد دانه آفتابگردان اعمال شده است و تأثیری بر محتوای ترکیبات دانه نداشته است.
شکل 1- مقایسه میانگین اثر کاشت خاک‌پوش زنده (الف) و ارقام (ب) بر عملکرد دانه آفتابگردان
بین ارقام آفتابگردان از نظر محتوای روغن دانه اختلاف معنی‌داری در سطح یک درصد وجود داشت (جدول 4). محتوای روغن دانه‌های رقم پروگرس (4/29 درصد) در مقایسه با ارقام فرخ و لاکومکا (به ترتیب 9/35 و 7/35 درصد) به طور معنی‌داری کمتر بود (شکل 2). به نظر می‌رسد علت این موضوع، رشد رویشی بیشتر رقم پروگرس در مقایسه با سایر ارقام باشد (نتایج ارائه نشده است). رشد رویشی میتواند با افزایش متابولیسم گیاه به کاهش درصد روغن در اغلب دانه‌های روغنی منجر شود (ویز 2000). محتوای روغن دانه تحت تأثیر عوامل محیطی و خصوصیات ژنتیکی رقم قرار دارد (تان و همکاران 2000). چنانچه در مراحل آخر رشد به گیاه تنش وارد نشود، محتوای روغن دانه هر رقم ثابت و تحت کنترل عوامل ژنتیکی خواهد بود (مندهام و همکاران 1981). در مطالعه کریمی‌کاخکی و همکاران (2010) نیز اختلاف بین ارقام آفتابگردان از نظر محتوای روغن دانه معنی‌دار بود.
شکل 2- مقایسه میانگین اثر ارقام بر محتوای روغن دانه آفتابگردان
محتوای پروتئین دانه
تأثیر تیمارهای خاک‌پوش زنده ، رقم و اثر متقابل آن‌ها بر محتوای پروتئین دانه معنی‌دار نبود (جدول 5). در رابطه با اثر رقم، علیرغم تفاوت ارقام مورد بررسی از نظر محتوای روغن موجود در دانه، محتوای پروتئین دانه ارقام پروگرس (8/16 درصد)، فرخ (2/17 درصد) و لاکومکا (1/16 درصد) اختلاف معنی‌دار نداشتند. در این آزمایش عدم تأثیر تیمار خاک‌پوش زنده بر محتوای ترکیبات دانه احتمالاً به دلیل پایان دوره رشد بوته‌های شنبلیله قبل از آغاز دوره پر شدن دانه‌های آفتابگردان میباشد. در مطالعه بلندی‌عموقین و همکاران (2015) نیز محتوای پروتئین دانه آفتابگردان تحت تأثیر تاریخ کاشت خاک‌پوش زنده قرار نگرفت. در رابطه با تأثیر خاک‌پوش زنده بر محتوای پروتئین دانه گیاه اصلی نتایج متفاوتی گزارش شده است. افزایش محتوای پروتئین دانه ذرت در حضور خاک‌پوش‌های زنده چمن، کلزا، شبدر قرمز و شبدر کریمسون توسط کامبرگر و همکاران (2009) و در حضور ماشک و جو توسط گابریل و کوامدا (2011) و کاهش محتوای پروتئین دانه ذرت در حضور خاک‌پوش‌های زنده سویا، شنبلیله و لوبیا چشم‌بلبلی توسط نظری و همکاران (2014) و در حضور شبدر برسیم توسط مظفری (2010) عنوان شده است. در مطالعه حاضر کاشت شنبلیله 15 روز قبل از آفتابگردان، محتوای پروتئین دانه را نسبت به شرایط شاهد نه درصد کاهش داد که علیرغم اختلاف غیر معنی‌دار میتواند قابل توجه باشد، دلیل آن میتواند در کاشت 15 روزقبل خاک‌پوش زنده ، رشد رویشی بیشتر شنبلیله و رقابت بیشتر با آفتابگردان در مقایسه با شاهد باشد. به عقیده بلندی‌عموقین و همکاران (2015) کاشت زودهنگام خاک‌پوش زنده از طریق نگهداری بیشتر رطوبت در خاک، مانع از اعمال تنش رطوبتی و به دنبال آن کاهش درصد پروتئین دانه میشود.
عملکرد روغن
عملکرد روغن آفتابگردان در سطح یک درصد تحت تأثیر تیمار خاک‌پوش زنده و در سطح پنج درصد تحت تأثیر تیمار رقم قرار گرفت (جدول 5). مشابه با تأثیر خاک‌پوش زنده بر عملکرد دانه، کاشت خاک‌پوش زنده همزمان با آفتابگردان و 15 روز پس از آفتابگردان، عملکرد روغن را در مقایسه با شرایط شاهد به ترتیب 4/36 و 7/26 درصد افزایش داد. با این حال با کاشت شنبلیله 15 روز قبل از آفتابگردان عملکرد روغن نسبت به تیمار شاهد 37 درصد کمتر بود (شکل 3- الف). با توجه به این‌که عملکرد روغن تابعی از عملکرد دانه میباشد، لذا هر گونه تغییر در عملکرد دانه و درصد روغن، عملکرد روغن را تحت تاثیر قرار می‌دهد (مردانی و بلوچی 2015). با توجه به عدم تأثیر تیمار خاک‌پوش زنده بر محتوای روغن دانه آفتابگردان در این آزمایش، روند تغییر عملکرد روغن تحت تأثیر سطوح مختلف تیمار خاک‌پوش زنده مشابه با روند تغییرات عملکرد دانه بود. هلادنی و همکاران (2008) نیز همبستگی معنی‌داری بین عملکرد دانه و عملکرد روغن گزارش کردند. در پژوهش امین‌غفوری و همکاران (2009) نیز عملکرد دانه و روغن کرچک تحت تاثیر گونه‌های مختلف خاک‌پوش زنده (خلر، شنبلیله، شبدر سفید) قرار گرفت. تغییرات عملکرد روغن اساساً مربوط به تغییرات عملکرد دانه است (جکسون 2000). مرادی‌تلاوت و همکاران (2008) گزارش کردند که با تأمین نیتروژن می‌توان عملکرد دانه و عملکرد روغن را افزایش داد.
در رابطه با ارقام مورد بررسی، رقم لاکومکا بیشترین عملکرد روغن (1203 کیلوگرم در هکتار) را تولید کرد که با ارقام پروگرس و فرخ (به ترتیب 3/887 و 5/862 کیلوگرم در هکتار) اختلاف معنی‌دار داشت (شکل 3- ب). برتری رقم لاکومکا از نظر محتوای روغن و عملکرد دانه، منجر به تولید بیشتر روغن در واحد سطح شد. در مقابل رقم فرخ علیرغم محتوای بالای روغن دانه به دلیل عملکرد دانه پایین، روغن کمتری در واحد سطح تولید کرد. کریمی‌کاخکی و همکاران (2010) اختلاف معنی‌دار بین ارقام آفتابگردان را از نظر تولید روغن گزارش کردند.
شکل 3- مقایسه میانگین اثر کاشت خاک‌پوش زنده (الف) و ارقام (ب) بر عملکرد روغن آفتابگردان
عملکرد پروتئین
عملکرد پروتئین در سطح یک درصد تحت تأثیر سطوح تیمار خاک‌پوش زنده و در سطح پنج درصد تحت تأثیر نوع رقم قرار گرفت (جدول 5). با توجه به عدم تأثیر تیمارهای مورد بررسی بر محتوای پروتئین دانه، تغییر در مقادیر عملکرد پروتئین تابع عملکرد دانه بود. به طوری‌که مشابه با عملکرد دانه، عملکرد پروتئین در شرایط کشت همزمان و کشت خاک‌پوش زنده بعد از آفتابگردان (به ترتیب 655 و 564 کیلوگرم در هکتار) بیشتر از شرایط شاهد (457 کیلوگرم در هکتار) بود. اما در شرایط کشت خاک‌پوش زنده قبل از آفتابگردان عملکرد پروتئین نسبت به شرایط شاهد 199 کیلوگرم در هکتار کمتر بود (شکل 4- الف). به نظر می‌رسد در شرایط کاشت همزمان، شنبلیله باعث رشد بهتر آفتابگردان شده و کمترین شرایط رقابتی بین آفتابگردان و شنبلیله به خصوص در مرحله زایشی و تشکیل دانه که مرحله‌ای حساس میباشد، وجود داشته است. در این شرایط، شنبلیله توانسته تثبیت نیتروژن بیشتری انجام دهد و نیتروژن بیشتری را نیز در اختیار آفتابگردان برای رشد بهتر قرار دهد که در نهایت باعث بهبود رشد، افزایش وزن دانه و عملکرد گیاه زراعی و در پی آن عملکرد پروتئین شود. مشابه با عملکرد دانه، عملکرد پروتئین ارقام لاکومکا و فرخ (به ترتیب 536 و 406 کیلوگرم در هکتار) با یکدیگر معنی‌دار و با رقم پروگرس (508 کیلوگرم در هکتار) غیر معنی‌دار بود (شکل 4- ب).
شکل 4- مقایسه میانگین اثر کاشت خاک‌پوش زنده (الف) و ارقام (ب) بر عملکرد پروتئین آفتابگردان
وزن خشک شنبلیله
اثر نوع رقم آفتابگردان بر وزن خشک شنبلیله در پایان فصل رشد معنی‌دار نبود. اما وزن خشک شنبلیله در سطح یک درصد تحت تأثیر تاریخ کاشت آن قرار گرفت (جدول 6). بر اساس نتایج مقایسه میانگین، شنبلیله‌های کشت شده 15 روز قبل از آفتابگردان، در مقایسه با دیگر زمان‌های کاشت، بیشترین وزن خشک را داشتند (2522 کیلوگرم در هکتار). در این شرایط، شنبلیله‌ها قبل از کاشت آفتابگردان به دور از رقابت بین گونه‌ای فرصت مناسبی برای رشد در اختیار داشتند. اما کاشت آفتابگردان و شنبلیله به طور همزمان منجر به تولید 1167 کیلوگرم شنبلیله در هکتار در پایان دوره رشد شد. در شرایط کاشت شنبلیله 15 روز بعد از آفتابگردان به دلیل توان رقابتی محدود شنبلیله با بوته‌های آفتابگردان، مقدار شنبلیله تولید شده در واحد سطح ناچیز بود (199 کیلوگرم در هکتار) (شکل 5).
جدول 6- تجزیه واریانس اثر تاریخ کشت خاک‌پوش زنده و رقم بر وزن خشک شنبلیله
|
میانگین مربعات |
||
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
وزن خشک شنبلیله |
|
بلوک |
2 |
ns61/566 |
|
خاک‌پوش زنده |
2 |
**41/122528 |
|
رقم |
2 |
ns01/1169 |
|
خاک‌پوش زنده × رقم |
4 |
ns09/1827 |
|
خطا |
16 |
47/1829 |
|
ضریب تغییرات (%) |
99/32 |
|
ns و ** به ترتیب، غیر معنی‌دار و معنی‌دار در سطح 1 درصد
شکل 5- مقایسه میانگین وزن خشک شنبلیله در تاریخ‌های مختلف کاشت خاک‌پوش زنده
نتیجه‌گیری کلی
در این مطالعه کاشت شنبلیله به عنوان خاک‌پوش زنده قبل از آفتابگردان به دلیل تأثیر منفی رقابت خاک‌پوش زنده با آفتابگردان بر رشد بوته‌ها در نهایت منجر به کاهش عملکرد کمی و کیفی آفتابگردان شد. به نحوی که عملکرد دانه، عملکرد روغن و عملکرد پروتئین آفتابگردان در شرایط کاشت خاک‌پوش 15 روز قبل از آن به ترتیب 5/38، 9/37 و 6/43 درصد کمتر از تیمار شاهد بود. به علاوه زمان وقوع مراحل فنولوژیک رشد آفتابگردان نیز در شرایط کاشت خاک‌پوش زنده قبل از آفتابگردان به تعویق افتاد. به گونه‌ای که وقوع مراحل ستاره‌ای شدن، گلدهی، تشکیل طبق و رسیدگی فیزیولوژیک به ترتیب به میزان 8/69، 8/21، 5/24 و 6/82 درجه روز رشد بیشتر (4/4، 1/1، 1 و 3/4 روز دیرتر) از شرایط شاهد رخ داد. با این حال کاشت خاک‌پوش زنده همزمان و 15 روز بعد از آفتابگردان بر عملکرد کمی و کیفی دانه‌های آفتابگردان تأثیر مثبت داشت. عملکرد دانه، عملکرد روغن و عملکرد پروتئین آفتابگردان با کاشت همزمان به ترتیب 4/39، 4/36 و 3/43 درصد بیشتر از شرایط شاهد بود. این مقادیر با کاشت خاک‌پوش زنده بعد از آفتابگردان به ترتیب 5/25، 7/26 و 5/23 درصد به دست آمدند. وقوع مراحل گلدهی و تشکیل طبق در شرایط کاشت همزمان به ترتیب به 8/20 و 1/47 درجه روز رشد (7/0 و 4/1 روز زودتر) و در شرایط کاشت خاک‌پوش زنده بعد از آفتابگردان به 3/42 و 6/112 درجه روز رشد کمتر (8/1 و 6/4 روز زودتر) از شرایط شاهد رخ داد. در پایان فصل رشد در شرایط کاشت خاک‌پوش زنده قبل، همزمان و بعد از آفتابگردان به ترتیب 252، 117 و 20 گرم شنبلیله بر اساس وزن خشک از هر مترمربع برداشت شد. بنابراین به نظر می‌رسد با کاشت زودهنگام خاک‌پوش زنده رقابت بین بوته‌های شنبلیله با بوته‌های جوان آفتابگردان، منجر به رشد رویشی ضعیف و به تعویق انداختن زمان وقوع مراحل رشد فنولوژیک آفتابگردان خواهد شد. در این شرایط اثرات مثبت وجود خاک‌پوش تحت تأثیر رقابت بین گونه‌ای قرار می‌گیرد. با این حال در شرایط کاشت خاک‌پوش زنده همزمان با گیاه اصلی یا بعد از آن علیرغم تولید مقادیر کمتری شنبلیله در واحد سطح، بوته‌های آفتابگردان از مزایای حضور خاک‌پوش زنده بهره‌مند شدند و عملکردهای کمی و کیفی نسبت به شرایط شاهد بیشتر بود. در بین ارقام آفتابگردان، وقوع مراحل مختلف فنولوژیک برای رقم پروگرس دیرتر از ارقام فرخ و لاکومکا بود. دانه‌های رقم فرخ بیشترین محتوای روغن را داشتند (36 درصد). بیشترین عملکرد دانه (3426 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد روغن (1203 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد پروتئین (536 کیلوگرم در هکتار) به رقم لاکومکا اختصاص یافت. وزن خشک شنبلیله در پایان دوره رشد تحت تأثیر نوع رقم آفتابگردان قرار نگرفت. این نتایج اهمیت انتخاب رقم مناسب و به حداقل رساندن رقابت از طریق انتخاب زمان مطلوب کاشت خاک‌پوش زنده زنده که باعث برتری اثر مساعدتی خاک‌پوش زنده نسبت به اثر رقابتی آن میشود را ثابت می‌کند.
سپاسگزاری
)