Assessment of Morpho-physiological Traits and Grain Yield of Corn (Zea mays L.) with Weed Interference

Document Type : Research Paper

Authors

1 Department of Genetic and Plant Production, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

2 Crop and Horticultural Science Research Department, Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Moghan, Iran

Abstract

Background and Objective: In order to study of morpho-physiological attributes in corn under influence of weed, an experiment based on randomized complete block design with four replications was performed at the Moghan climate during 2020 growing season.
Methods and Materials: The experiment was included 14 treatments; seven weed-infested and seven weed free treatments were applied at regular intervals as 0, 10, 20, 30, 40, 50 and 60 days after corn emergence in which weeds were allowed to grow until harvest, and weeds were removed, respectively. Total dry weight of weeds, plant height, length of ear, total biomass, leaf area index (LAI), crop growth rate (CGR), relative growth rate (RGR), net assimilation rate (NAR), leaf area duration (LAD), and yield of corn were measured.
Results: The results showed that all measured traits were affected by weed interference duration and weed control period. Weed interference duration increased total dry weight of weeds and weed-free duration reduced total dry weight of weeds. Also, increase in weeds interference duration significantly reduced, plant height, length of ear, total biomass, LAI CGR, RGR, NAR, LAD, and grain yield of corn. On the other hand, total biomass, LAI, CGR, RGR, NAR, LAD, and grain of corn increased by rising weed-free duration.
Conclusion: The weed interference duration had a significant effect on the final yield of corn and with interference of the all weed season, grain yield of corn decreased. Weed interference duration increased total dry weight of weeds and weed-free duration reduced total dry weight of weeds.

Keywords


مقدمه

  ذرت (Zea mays L.) گیاهی است که از نظر سطح زیرکشت، مقام دوم بعد از گندم را درمقیاس جهانی دارد (رانوم و همکاران 2104). علف­های هرز گیاهان ناخواسته­ای هستند که وارد زیـست بـوم­هـای زراعـی می­شوند و برای کسب منابع محدود با گونه­های زراعی رقابت می­کنند (اسفندیاری و همکاران 2008 ). مطالعات نشان می­دهد که حدود 25 تا 30 علف­هرز مشکل­ساز در مزارع ذرت رشد می­کنند که شامل انواع یکساله و چند ساله می­باشد. اثرات رقابتی علف­های­هرز بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی به عوامل متعددی مانند نوع و بیوماس علف­هرز، تراکم علف­هرز، زمان جوانه­زنی علف­هرز، توزیع علف­هرز، نوع خاک، سطح حاصلخیزی خاک، خصوصیات رقم گیاه زراعی و شرایط آب و هوایی وابسته است (ویلیامز و همکاران 2008؛ سردانا و همکاران 2017). بنابراین یکی از مهم­ترین عواملی که تولید ذرت را به شدت کاهش می­دهد، علف­های هرز است. تداخل علف­های هرز علی­رغم کنترل علف­های هرز در سطح جهانی منجر به کاهش 8/12 درصدی عملکرد می­گردد، در حالی که در صورت عدم کنترل علف­های هرز، میزان کاهش عملکرد ذرت به 2/29 می­رسد (غنی زاده و همکاران 2010). ذرت در ﻣﺮاﺣﻞ اوﻟﯿﻪ رﺷﺪ ﺑﻪ رﻗﺎﺑﺖ ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز ﺑﺴﯿﺎر ﺣﺴﺎس اﺳﺖ. ﺑﺮاﺳﺎس ﮔﺰارشﻫﺎ، زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻪ ارﺗﻔﺎع ﺑﻮﺗﻪ ذرت ﺑﻪ ﻧﯿﻢ ﻣﺘﺮ ﻣﯽرﺳﺪ، ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز دﯾﮕﺮ ﺗﺎﺛﯿﺮی ﺑﺮ اﯾﻦ ﮔﯿﺎه ﻧﺨﻮاﻫﻨﺪ داﺷﺖ (لاربی و همکاران 2013). ­ عمده­ترین هدف انسان از کنترل علف­های­ هرز آن است که بتواند بارآوری محصول را در سال­های مختلف حفظ کند. ازاین­رو، مدیریت علف­های هرز  به­منظور به­حداقل رساندن اثر منفی آن­ها بر تولید گیاهان زراعی از فعایت­های مهم در عرصه زراعت می­باشد (اورکه و دهنی 2004 ؛ حمزه ­ئی و همکاران 2016). با وجود اینکه استفاده از علف­کش اصلی­ترین روش کنترل علف­های هرز درسامانه­های تولید محصولات کشاورزی است. اما امروزه به­دلیل آلوده­ سازی محیط زیست، آب وخاک (کودسک 2008)، اثرات نامطلوب بر سلامت انسان (بلایر و همکاران 2015)، باقیماندن دراز مدت در خاک، ایجاد علف­های­ هرز مقاوم به علف­کش­ها و از بین بردن ثبات و تعادل اکوسیستم­های زراعی (پولیس 2018) باعث شده است که روش­های کنترل غیرشیمیایی جایگزین روش­های شیمیایی شوند و نسبت به توسعه آن­ها اقدام شود (نجفی 2014). شناخت و بررسی شاخص­های رشد، در تجزبه و تحلیل عوامل موثر بر عملکرد از اهمیت زیادی برخوردار بوده و میزان مشارکت هر یک از این شاخص­ها را در عملکرد نهایی مشخص می­کند  (آوان و همکاران 2015). بر این اساس، تحلیل کمی رشد روشی برای توجیه و تفسیر واکنش­های گیاه نسبت به شرایط محیطی مختلف در طول دوره رویش می­باشد که از طریق آن می­توان چگونگی انتقال و انباشت مواد ساخته شده فتوسنتزی را دراندام­های مختلف با اندازه­گیری ماده خشک تولید شده به­دست آورد (فریز وهمکاران 2010). شاخص­های رشد مثل تجمع ماده خشک، سرعت رشد محصول و شاخص سطح برگ جهت ارزیابی میزان ﺗﺄﺛﯿﺮ رﻗﺎﺑﺖ ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز ﺑﺮ روی ﻋﻤﻠﮑﺮد داﻧﻪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪاﻧﺪ (مالک و همکاران 1993). احتشامی و همکاران (2005) گزارش کردند که رقابت سویا با علف­های هرز موجب کاهش شاخص سطح برگ سویا شده و ضمن کاهش تولید مواد فتوسنتزی افت عملکرد را سبب می­شود. همچنین سرعت رشد محصول یکی از شاخص­هایی است که با عملکرد گیاهان همبستگی بالایی نشان می­دهد (محمدیان و همکاران 2013). اوزون دوجی و همکاران (2008) معتقدند که سرعت رشد محصول رابطه مستقیمی با سطح فتوسنتزکننده گیاهی و پوشش گیاهی بر سطح خاک دارد و بخصوص در تراکم­های مطلوب پراکنش بوته­ها و سطح برگ در واحد سطح یکنواخت­تر شده و برگ­ها موقعیت مناسب­تری برای جذب تابش و فتوسنتز پیدا می­کنند ودر نتیجه سرعت رشد محصول افزایش می­یابد. از آﻧﺠﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺷﻨﺎﺧﺖ و ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﺮاﺣﻞ ﺣﺴـﺎس ﮔﯿـﺎه زراﻋـﯽ ﺑـﻪ رﻗﺎﺑﺖ ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ درک اﺛﺮات ﺟﻤﻌﯿﺖﻫﺎی ﻋﻠﻒﻫﺮز، ﮔﯿﺎه زراﻋﯽ و ﺣﻔﻆ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﮐﻤﮏ ﮐﻨﺪ (کاورمسی و همکاران 2010 ؛ بوکان 2004) و با توجه به اهمیت شاخص­های رشدی در تجزیه و تحلیل عوامل مؤثر بر عملکرد (گلدبریگ و وینر 2000)، این مطالعه با هدف بررسی ویژگی­های مورفوفیزیولوژیکی و عملکرد دانه ذرت تحت تأثیر طول دوره‌های تداخل علف‌های­ هرز در شرایط آب و هوایی منطقه مغان بود.  

مواد و روش­ها

      این آزمایش در سال زراعی 1399 در شهرستان پارس­آباد مغان با ارتفاع 70 متر از سطح دریاهای آزاد و با طول جغرافیایی 47 درجه و30 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 39 درجه و 20 دقیقه شمالی در مزرعه­ای با بافت خاک رسی لومی و 8pH= اجرا شد. طرح آزمایشی بر پایه بلوک­های کامل تصادفی با چهار تکرار بود. این آزمایش با 14 تیمار که در دو سری  هفت تایی تنظیم شدند، اجرا شد. سری اول شامل هفت تیمار بود که، از شروع دوره رشد تا صفر ([1]WF 0)، 10 (WF 10)، 20 (WF 20)، 30 (WF 30)، 40 (WF 40)، 50 (WF 50) و 60 (WF 60) روز پس از  سبز­ شدن 50 درصد گیاهچه­های ذرت در کرت­ها، علف­های­ هرز کنترل شدند و سپس به آن­ها تا زمان برداشت ذرت اجازه رشد داده شد و سری دوم نیز شامل هفت تیمار بود که، از شروع دوره رشد تا صفر ([2]WI 0)، 10 (WI­ 10)، 20 (WI 20)، 30 (WI 30)، 40 (WI 40)، 50 (WI 50) و 60 (WI 60) روز پس از سبز ‌شدن 50 درصد گیاهچه­های ذرت به علف­های­هرز اجازه رشد داده شد و سپس تا زمان برداشت، علف­های ­هرز کنترل شدند. عملیات آماده سازی زمین به روش شخم کاهشی و شامل دو دیسک عمود بر هم و لولر برای هموار کردن سطح زمین انجام شد. برای تأمین نیاز غذایی ذرت براساس تجزیه خاک محل آزمایش 300 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژنه (از منبع اوره)، 100 کیلوگرم کود فسفره در هکتار (از منبع سوپر فسفات تریپل) و 200 کیلوگرم در هکتار کود پتاسه (از منبع سولفات پتاسیم) بوسیله دیسک (یک سوم از کود نیتروژنه و کل کودهای فسفره و پتاسه قبل از کشت) با خاک مخلوط شد و مابقی کود نیتروژنه در مراحل چهار تا شش برگی ذرت به­صورت سرک به خاک اضافه شد. هر کرت آزمایشی به­طول 8 متر و شامل 5 ردیف کاشت با فاصله بین ردیفی 75 سانتی­متر در نظر گرفته شد. بذرهای رقم 704 بوسیله بذرکار پنوماتیک با فاصلة 18 سانتی­متر و به عمق 5-3 سانتی­متر روی ردیف­ها کاشته شدند. اولین آبیاری بلافاصله بعد از کاشت به طریق جوی و پشته انجام شد. عملیات تنک بوته­ها، در مرحله دو برگی گیاهچه­های ذرت انجام شد. نمونه­برداری از علف­های­ هرز در سری اول تیمارها، در انتهای دوره رشد و در سری دوم، در انتهای دوره تداخل با استفاده از یک کادر 1×75/0 متر مربعی در هر کرت انجام شد. علف­های ­هرز بعد از تفکیک، در دمای 72 درجۀ سلسیوس به مدت 48 ساعت در آون خشک و سپس توزین شدند. به­منظور محاسبه شاخص­های رشدی ذرت، اولین مرحله­ نمونه­برداری در کلیه ی تیمارها 10 روز پس از سبز شدن ذرت، ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ وﺟﯿﻦ علف­های ﻫﺮز در اوﻟﯿﻦ ﺗﯿﻤﺎر ﺗﺪاﺧﻞ، آﻏﺎز شد و بعد از آن هر10 روز یک بار طی هفت مرحله تکرار شد. در هر مرحله از نمونه‌برداری، از هر کرت سه بوته­ی ذرت به طور تصادفی و با رعایت حاشیه کف ­بر شده در پاکت قرار داده شد، سپس به آزمایشگاه انتقال یافته و سطح برگ با دستگاه سطح برگ سنج مدل (LA-3000A) اندازه­گیری شد. با استفاده از شاخص سطح برگ و وزن خشک گیاه، شاخص­های رشدی محاسبه شدند (هانت 1990). برای اندازه­گیری سرعت رشد محصول[3]، سرعت رشد نسبی[4]، شاخص سطح برگ[5]، سرعت جذب خالص[6] و دوام سطح­ برگ[7] به ترتیب از معادلات 1، 2، 3، 4 و 5 استفاده شد (گاردنر و همکاران 1985 ؛ لک و همکاران 2016).

 

(رابطه 1)

CGR= (w2-w1)/(t2-t1)

(رابطه 2)

RGR= lnw2-lnw1/t2-t1

(رابطه 3)

LAI= LA/GA

(رابطه 4)

NAR= CGR/LAI

(رابطه 5)

LAD= [(LAI1+LAI2)/2]×[t2-t1]  

 

 

 

در معادلات بالا،  و  به ترتیب وزن خشک کل در نمونه‌برداری اول و دوم،  و  به ترتیب زمان نمونه‌برداری اول و دوم و  سطح نمونه­برداری شده بر حسب مترمربع است. برای اندازه­گیری ارتفاع بوته ذرت به­طور تصادفی پنج بوته انتخاب و ارتفاع بوته از سطح زمین تا محل انشعاب گل­تاجی بر حسب سانتی­متر اندازه­گیری و میانگین آن­ها ثبت شد. در انتهای فصل برای اندازه­گیری بیوماس کل ذرت، کلیه اندام­های گیاه همراه با بلال با حذف اثر حاشیه، دو خط وسط کف­بر و پس از جدا کردن بلال­ها، برگ و ساقه بوته­های ذرت نمونه­ها داخل پاکت کاغذی گذاشته شده و به مدت 48 ساعت در آون در دمای 72 درجۀ سلسیوس قرار داده شدند و سپس وزن خشک کل گیاه برای هر تیمار و تکرار ثبت و توزین شدند. همچنین جهت تعیین عملکرد دانه ذرت، بلال­های دو خط وسط با حذف اثر حاشیه، برداشت و پس از جداسازی دانه­ها توزین شد و از میان بلال­های موجود پنج عدد بلال به­صورت تصادفی برای اندازه گیری طول بلال انتخاب شدند. در پایان برای تجزیه و تحلیل­های آماری داده­ها از نرم­افزار  SASو رسم نمودارها با استفاده از نرم­افزارهای Excel،Slide write  و برای مقایسه میانگین داده­ها از آزمون چند دامنه­ای­ دانکن در سطح احتمال یک درصد استفاده شد.

 

نتایج وبحث

ترکیب گونه­ای علف­های هرز

علف­های هرز موجودر این پژوهش شامل تاج خروس ریشه­قرمز، خرفه، سلمه تره، تاج ریزی، سوروف و گاوپبنه بودند  (جدول 1). بیشترین زیست توده کل علف­هرز در تیمار تداخل کامل به تاج­خروس ریشه­قرمز (32/184 گرم در متر مربع) و کمترین آن به علف­هرز سلمه­تره (45/2 گرم در متر مربع) مربوط بود. برارپور و عبدالهی (2000) نیز گاوپنبه و تاج خروس  را به­عنوان اصلی­ترین و مزاحم­ترین علف­های هرز ذرت ، سویا (Glycine max L.) و پنبه (Gossypium herbaceum L.) در منطقه مازندران و گرگان گزارش نمودند. علف هرز تاج خروس ریشه­قرمز از جمله علف­های هرز غالب مزارع ذرت است که در اوایل فصل رشد سبز می­شود، بنـابراین این موضوع می­تواند نقش مهمی را در تصمیم­گیـری زمان و نحوه کنترل علف­های هرز در مزارع ذرت داشته باشد (عالی و همکاران 1397).

 

زیست توده کل علف­های هرز

   دوره­های مختلف کنترل و تداخل، از نظر زیست­ توده کل علف­های ­هرز اختلاف معنی­داری داشتند. به­گونه­ای که بیشترین زیست­ توده مربوط به دوره تداخل کامل علف­های هرز (342 گرم در متر مربع) و کمترین آن مربوط به دوره کنترل کامل (صفر گرم در متر مربع) بود. همچنین شکل (1) نشان می­دهد، بین دوره­های تداخل علف­هرز تا بیست روز پس از سبز شدن ذرت و تیمار کنترل کامل، اختلاف معنی­داری وجود نداشت. به عبارتی، زیست­ توده علف­های هرز طی دوره­های تداخل تا بیست روز پس از سبز شدن ذرت تغییری نکرد و پس از آن با افزایش طول دوره تداخل به شدت افزایش یافت.

 

 

 

 

 

 

جدول 1- ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻋﻠﻒﻫﺎﻱ ﻫﺮﺯ  ﺩﺭ ﺗﻴﻤﺎﺭ ﺗﺪﺍﺧﻞ تمام فصل

زیست توده (g.m-2)

نام علمی

نام فارسی

32/184

Amaranthus retroflexus L.

تاج خروس ریشه­قرمز

87/99

Portulaca oleracea L.

خرفه

01/40

Abutilon theophrasti Medicus

گاوپنبه

85/11

Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv.

سوروف

01/3

Solanum nigrum L.

تاجریزی

45/2

Chenopodium album L.

سلمه­تره

 

 

کنترل علف­های هرز بیشتر از50 روز نیز در مقایسه با تیمار کنترل کامل تأثیر چندانی را در کاهش زیست­ توده علف­های هرز نداشت. چنین به­نظر می­رسد که ذرت پس از50 روز کنترل علف­های هرز، توانسته است سایه­اندازی خود را به­اندازۀ کافی گسترش داده و بر علف­های هرز غالب شود. بدین ترتیب بیشترین کاهش در زیست­ توده علف­های هرز در سری کنترل، در محدودۀ بین 20 تا 50 روز پس از سبز شدن ذرت حاصل شده است (شکل 1). شالان و همکاران (2014) نیز ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻧﻤﻮدﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﮐﺎﻫﺶ ﮐﻨﺘﺮل ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز اﻓﺰاﯾﺶ ﺑﯿﺸﺘﺮی در زیست­ توده ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز ﭘﻬﻦ ﺑﺮگ و ﺑﺎرﯾﮏ ﺑﺮگ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﯽﺷﻮد. اﯾﻦ ﻣﺤﻘﻘﯿﻦ اﻇﻬﺎر داﺷﺘﻨﺪ ﮐﻪ در ﻣﺮاﺣﻞ اوﻟﯿﻪ رﺷﺪ، ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز از ﺳﺮﻋﺖ رﺷﺪ ﺑﺎﻻﯾﯽ ﺑﺮﺧﻮردارﻧﺪ و ﻋﺪم ﮐﻨﺘﺮل آﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﺷﺪت ﺑﺮ ﺑﯿﻮﻣﺎس ﻋﻠﻒﻫﺎی ﻫﺮز ﻣﯽاﻓﺰاﯾﺪ. همچنین آمادور- رامیرز (2002) و بوکان (2004) در تحقیق خود گزارش کرد در گیاه پنبه با افزایش طول دوره تداخل علف­های­ هرز، زیست­ توده کل علف­های­ هرز در واحد سطح افزایش یافت. در صورت عدم کنترل علف­های هرز، این گیاهان به دنبال بهره­گیری از فضا و منابع به سرعت گسترش یافته و آشیان اکولوژیک گیاه زراعی را اشغال می­کنند.

 

 

شکل 1- اثر طول دوره­های تداخل و کنترل علف­های هرز بر زیست­ توده کل علف­های هرز

 

 

 

 

 

 

ارتفاع بوته

   افزایش طول دوره کنترل علف­های هرز باعث افزایش معنی­دار ارتفاع بوته ذرت شد. تحت شرایط کنترل کامل علف­هرز، بالاترین ارتفاع بوته ذرت (5/236 سانتی­متر) بدست آمد که با تیمارهای کنترل 60، 50 و 40 روز پس از سبز شدن ذرت، تفاوت معنی­داری نداشت (شکل 2). تیمار تداخل تمام فصل علف­هرز سبب بیشترین کاهش ارتفاع بوته ذرت (6/183 سانتی­متر) شد  که با تداخل 60 و 50 روز پس از سبز شدن ذرت، اختلاف معنی­داری نداشت و به­عبارتی دیگر ارتفاع بوته ذرت در تیمار تداخل تمام فصل نسبت بـه کنترل کامل علـف­هـرز، سبب کاهش 36/22 درصد ارتفاع بوته ذرت شد (شکل 2). مبصری و فرح­وش (2016) گزارش نمودند که تیمارهای تداخل علف­های هرز برای60 روز و کنترل علف­های هرز 60 روز پس از کاشت، بیشترین میزان کاهش را در ارتفاع بوته ذرت باعث گردید. یورمیس و همکاران (2009) بیشترین کاهش در ارتفاع بوته ذرت را در صورت رقابت علف­های هرز در دو هفته بعد از کاشت ذرت تا شش هفته پس از کاشت ذرت به­دست آوردند. از سوی دیگر بایستی درنظر داشت که بیشترین افزایش ارتفاع بوته­های ذرت در مراحل اولیه رشد گیاه ذرت تا تاسل­دهی اتفاق می­افتد و پس از این دوره ارتفاع بوته ذرت تغییر چندانی نخواهد داشت و در نتیجه رقابت علف­های هرز پس از این دوره تاثیر چندانی بر ارتفاع بوته ذرت نمی­تواند داشته باشد (لوکیبا و همکاران 2013).

 

 

 

شکل2- اثر طول دوره های تداخل و کنترل علف های هرز بر ارتفاع ذرت

 

 

 

طول بلال ذرت

   طول بلال دردوره­های مختلف کنترل و تداخل علف­های هرز، اختلاف معنی­داری داشتند به­طوری که، بیشترین طول بلال ذرت از تیمارهای کنترل کامل علف­هرز و کنترل 60، 50 روز پس از سبز شدن ذرت­،­­ به­ترتیب با 9/16و8/15، 5/15 سانتی­متر بدست آمد و همچنین تیمار تداخل تمام فصل نسبت بـه کنترل کامل علـف­هـرز، طول بلال ذرت را به میزان70/49 درصد کاهش داد (شکل 3). لیندکوییست و همکاران (2010) گزارش نمودند که با افزایش طول دوره تداخل علف­های هرز، کاهش بیشتری در طول بلال ذرت مشاهده می­شود. امیری و همکاران (2014) نیزاظهار داشتند که با افزایش طول دوره تداخل علف­های هرز، از طول بلال­ها به میزان بیشتری کاسته می­شود.

 

عملکرد بیولوژیک ذرت

   دوره­های مختلف کنترل و تداخل علف­های هرز، از نظر بیوماس کل ذرت اختلاف معنی­داری داشتند. به­طوی که،

                                                                                           

 

 

شکل 3- اثر طول دوره­های تداخل و کنترل علف­های هرز بر طول بلال ذرت

 

 

بیشترین بیوماس کل ذرت به­ترتیب از تیمارهای کنترل کامل علف­هرز و کنترل 60 روز پس از سبز شدن ذرت، به مقدار 6/2461 و3/2325 گرم در مترمربع به دست آمد

و کمترین آن به­ترتیب به تیمارهای تداخل تمام فصل و تداخل 60 روز پس از سبز شدن ذرت، به مقدار5/1293 و 8/1496 گرم در مترمربع مربوط بود و تیمار تداخل تمام فصل نسبت بـه کنترل کامل علـف­هـرز، بیوماس کل ذرت را به میزان 45/47 درصد کاهش داد (شکل 4). ترار و همکاران (2003) اظهار داشتند که بیوماس کل سورگوم دانه­ای در اثر رقابت با علف­هرز گاو پنبه1 به­دلیل مصرف منابع، به­ شدت کاهش یافت. افزایش بیوماس کل در گیاهان زراعی مختلف، با افزایش طول دوره­های عاری از علف­های هرز، توسط محققان دیگر نیز گزارش شده است (کلی و تولن 1993 ؛  اولیور و کلین گامن 1994؛  پاپامیکائیل و همکاران 2002).

 

 

 

 

شکل 4- اثر طول دوره­های تداخل و کنترل علف­های هرز بر بیوماس کل ذرت[8]

 

 

 

 

شاخص سطح برگ (LAI)

   نتایج این آزمایش نشان دهندۀ روند مشابه تغییرات شاخص سطح برگ ذرت در طول فصل رشد، صرفنظر از طول دوره­های تداخل و کنترل علف­های.هرز، برای تمامی تیمارها بود (شکل 5و6). بطوری که در ابتدای دوره رشد با گذشت زمان، شاخص سطح برگ ذرت به کندی افزایش یافت و در ادامه، افزایش شاخص سطح برگ روند خطی پیدا کرد و در حدود 70 روز پس از سبز­شدن ذرت به حداکثر مقدار خود رسید. پس از آن نیز به دلیل پیری و ریزش برگها روند نزولی در پیش گرفت. احمدوند و همکاران (2009) نیز نشان داده­اند که هرچه سطح برگ گیاهان زراعی بیشتر باشد، میزان تابش فعال فتوسنتزی دریافتی توسط علف­های هرز کاهش می­یابد و در نتیجه بر قابلیت رقابت گیاه زراعی با علف­هرز افزوده می­شود. همچنین کراستر و ویت (2000) نیز نشان دادند که، دوره­های عاری از علف­های هرز باعث افزایش شاخص سطح برگ در محصولات زراعی می­شود. محققان دیگر نیز کاهش شاخص سطح برگ محصولات مختلف زراعی را در اثر رقابت با علف­های­هرز گزارش کرده­اند (کاورو و همکاران 1999؛ داگوویش و همکاران 1999؛  کتکرت وسوانتون، 2004).

 

 

 

شکل 5- اثر طول دوره تداخل علف­های هرز بر شاخص سطح برگ ذرت

 

 

شکل 6- اثر طول دوره کنترل علف­های هرز بر شاخص سطح برگ ذرت

 

جدول 2- ضرایب معادلات شاخص سطح برگ در دوره های تداخل و کنترل علف­های هرز

دوره تداخل

a2

a1

a0

R2

دوره کنترل

a2

a1

a0

R2

WI 10

-0.00

0.01

0.04

0.93

WF 10

-0.00

0.00

0.03

0.93

WI 20

-0.00

0.00

0.04

0.93

WF 20

-0.00

0.01

0.03

0.92

WI 30

-0.00

0.00

0.05

0.96

WF 30

-0.00

0.01

0.03

0.92

WI 40

-0.00

0.00

0.06

0.96

WF 40

-0.00

0.01

0.03

0.93

WI 50

-0.00

0.00

0.05

0.96

WF 50

-0.00

0.01

0.02

0.92

WI 60

-0.00

0.00

0.05

0.95

WF 60

-0.00

0.01

0.02

0.92

WI T

-0.00

0.00

0.04

0.94

WF T

-0.00

0.00

0.04

0.93

 

 

سرعت رشد محصول (CGR)

سرعت رشد محصول شاخصی است که میزان تجمع مادۀ خشک را در واحد زمان و سطح زمین نشان می­دهد. دوره­های تداخل و کنترل علف­های هرز، از نظر سرعت رشد ذرت با یکدیگر اختلاف معنی­داری داشتند. به گونه­ای که با افزایش طول دوره تداخل علف­های هرز، سرعت رشد محصول به تدریج کاهش یافت، حضور علف­های هرز تا 10، 20، 30، 40 و 50 روز پس از سبز شدن و تداخل کامل علف­های هرز، نسبت به تیمار کنترل کامل علف­های هرز، به ترتیب باعث کاهش 5/14 ، 0/20 ،‌ 9/22 ، 3/28 ، 7/33 و 7/44  درصدی حداکثر سرعت رشد محصول شد (شکل7). همچنین نتایج نشان داد که، افزایش طول دوره کنترل علف­های هرز، باعث افزایش سرعت رشد محصول شد به نحوی که حذف علف­های هرز تا 10، 20، 30، 40 و 50 روز پس از سبز شدن و کنترل کامل علف­های هرز، نسبت به تیمار تداخل کامل علف­های هرز، حداکثر سرعت رشد محصول را به ترتیب 5/8، 8/19، 4/44، 0/56، 2/73 و 9/80  درصد افزایش داد (شکل 8). هارگود و همکاران (1981)، سرعت رشد محصول را شاخص مناسبی برای بررسی توان رقابتی محصولات زراعی عنوان کرده­اند. حبیب زاده و همکاران (2006) گزارش کردند که بین سرعت رشد محصول و میزان تابش جذب شده  بوسیله برگ­های گیاه رابطه مستقیم وجود دارد، به­طوری که در آغاز و پایان فصل رشد به دلیل کامل نبودن پوشش گیاهی و کم بودن سطح دریافت کننده تابش، تولید ماده خشک کمتر شده و میزان سرعت رشد گیاه هم کم می­باشد، اما با رشد سریع گیاه و افزایش سطح برگ، جذب تابش وسرعت رشد گیاه افزایش می­یابد.  کاهش سرعت رشد ذرت در اثر رقابت علف­های هرزی نظیر پنجه­مرغی1 (فرناندز و همکاران 2002) و چسبک2 (کتکرت وسوانتون 2004) نیز گزارش شده است.

 

[9][10]

جدول 3- ضرایب معادلات سرعت رشد محصول در دوره های تداخل و کنترل علف­های هرز

دوره تداخل

a2

a1

a0

R2

دوره کنترل

a2

a1

a0

R2

WI 10

-0.00

0.00

0.42

0.68

WF 10

-0.00

0.01

0.08

0.92

WI 20

-0.00

0.01

0.10

0.69

WF­ 20

-0.00

0.01

0.19

0.86

WI 30

-0.00

0.01

0.05

0.75

WF 30

-0.00

0.00

0.28

0.92

WI 40

-0.00

0.01

0.05

0.76

WF 40

-0.00

0.00

0.39

0.68

WI 50

-0.00

0.01

0.06

0.85

WF 50

-0.00

0.00

0.41

0.70

WI 60

-0.00

0.01

0.02

0.88

WF 60

-0.00

0.00

0.44

0.71

WI T

-0.00

0.00

0.03

0.99

WF T

-0.00

0.01

0.25

0.61

 

 

شکل 7- اثر طول دوره تداخل علف­های هرز بر سرعت رشد محصول ذرت

 

 

 

شکل 8- اثر طول دوره کنترل علف­های هرز بر سرعت رشد محصول ذرت

 

 

سرعت رشد نسبی (RGR)

  روند تغییرات سرعت رشد نسبی در ابتدای دوره رشد در حداکثر بود و از حدود 30 روز پس از سبز­شدن ذرت، سرعت رشد نسبی به­دلیل قرار گرفتن برگ­های اولیه در سایه و افزایش سن آن­ها فعالیت­های فتوسنتزی کاهش یافته و سرعت رشد نسبی روند نزولی پیدا کرد (شکل 9). رقابت علف­های هرز باعث کاهش سرعت رشد نسبی شد، به گونه­ای که حداکثر سرعت رشد نسبی، در تیمارهای تداخل علف­های هرز تا 10، 20 و 30، 40 و 50 روز پس از سبز شدن و تداخل کامل، نسبت به تیمار کنترل کامل علف­های هرز به ترتیب 6/6، 9/16، 1/24، 1/32، 2/40 و 9/44 درصد کمتر بود (شکل 9). با افزایش طول دوره کنترل علف­های هرز، سرعت رشد نسبی در ابتدای دروه رشد ذرت افزایش یافت، به گونه­ای که کنترل علف­های هرز تا 10، 20، 30، 40 و 50 روز پس از سبز شدن و کنترل کامل، نسبت به تیمار تداخل کامل علف­های هرز به ترتیب 0/9، 7/20، 3/41، 6/45، 9/66 و 4/81 درصد حداکثر سرعت رشد نسبی را افزایش داد (شکل 10). عیدی زاده و همکاران  (2010) نیز بیان کردند که سرعت رشد نسبی بر اثر گذشت زمان، افزایش رشد گیاه و افزایش سایهاندازی کاهش می­یابد.

 



 

 

شکل 9- اثر طول دوره تداخل علف­های هرز بر سرعت رشد نسبی ذرت

 

 

شکل 10- اثر طول دوره کنترل علف­های هرز بر سرعت رشد نسبی ذرت

 

 

سرعت جذب خالص (NAR)

     سرعت افزایش ماده خشک در واحد سطح برگ در زمان که از آن به سرعت جذب خالص ( (NARتعبیر می­شود بیانگر کارایی فتوسنتزی برگ ­ها در پوشش گیاهی می­باشد. دوره­های مختلف کنترل و تداخل علف­های هرز، از نظر سرعت جذب خالص اختلاف معنی­داری داشتند، بطوری که با افزایش طول دوره تداخل و کاهش طول دوره کنترل علف­های هرز سرعت جذب خالص کاهش یافت (شکل 11). همچنین برعکس، با افزایش طول دوره کنترل و کاهش طول دوره تداخل علف­های هرز، سرعت جذب خالص افزایش یافت به­طوری که بیشترین وکمترین سرعت جذب خالص به­ترتیب از تیمارهای دوره کنترل کامل و دوره تداخل کامل علف­های هرز به­دست آمد (شکل 11). چانیاگو و همکاران (2006) بابررسی تاثیر علف­های هرزی مانند تاج خروس، پاسپالوم و اویار سلام در سه ژنوتیپ مورد مطالعه از سویا را کاهش رشد سویا از طریق کاهش  سرعت آسمیلاسیون خالص گزارش نموده اند.

 

 

 

شکل 11-  اثر طول دوره­های تداخل و کنترل علف­های هرز بر سرعت جذب خالص ذرت

 

 

دوام سطح برگ (LAD)

    دوره­های مختلف تداخل و کنترل علف­های هرز، از نظر دوام سطح برگ اختلاف معنی­داری داشتند (شکل 12). به گونه­ای که بیشترین دوام سطح برگ مربوط به دوره کنترل کامل علف­های هرز و کمترین آن مربوط به دوره تداخل کامل علف­های هرز بود. (شکل 12). با افزایش طول دوره تداخل و کاهش طول دوره کنترل علف­های هرز، دوام سطح برگ کاهش یافت، به گونه­ای که افزایش طول دوره تداخل منجر به کاهش 3/47 درصدی دوام سطح برگ در دوره تداخل کامل نسبت به دوره کنترل کامل علف­های هرز شد (شکل 12). به نظر می­رسد که علف­های هرز از طریق سایه اندازی بیشتر روی برگ­های پائینی ذرت، باعث قرار گرفتن این برگها در زیر نقطة جبرانی نوری شده و منجر به زرد شدن و ریزش زود هنگام برگ­ها و در نتیجه کاهش دوام آنها شدند. همچنین با افزایش طول دوره کنترل علف­های هرز، دوام سطح برگ افزایش یافت، به گونه­ای که افزایش طول دوره کنترل منجر به افزایش 9/89 درصدی دوام سطح برگ در دوره کنترل کامل نسبت به دوره تداخل کامل علف­های هرز شد (شکل 12). برای نشان دادن دوام و پایداری اندام­های فتوسنتز کننده از شاخص­های مختلفی همجون دوام سطح برگ استفاده می­شود (کشاورز و همکاران 2013). هال و همکاران (1992)  نیز نشان دادند، که در اثر کاهش رقابت علف­های هرز در ذرت، دوام سطح برگ افزایش یافت.

 

­­

شکل 12-  اثر طول دوره­های تداخل و کنترل علف­های هرز بر دوام سطح برگ ذرت

 

 

عملکرد دانه ذرت

نتایج نشان داد که، طول دوره تداخل علف­های هرز اثر معنی­داری بر عملکرد دانه ذرت دارد. با افزایش طول دوره تداخل، عملکرد دانه ذرت کاهش یافت (شکل 13). همچنین با افزایش طول دوره کنترل علف­های هرز، عملکرد دانه ذرت به طور معنی­داری زیاد شد. به نظر می­رسد که در شرایط آلوده به علف­هرز، رقابت بین گونه­ای شدت یافته و فشار بیوماس علف­های هرز، سبب کاهش عملکرد دانه ذرت شده است. بین دوره­های تداخل تا 10 روز و دوره­های کنترل بیشتر از 50 روز تفاوت معنی­داری از لحاظ عملکرد ذرت مشاهده نشد (شکل 13). عدم تأثیر علف­های هرز بر عملکرد دانه ذرت در اوایل دوره رشد را می­توان به کوچک بودن بوته­ها، فراهمی منابع و در نتیجه عدم شروع رقابت بین محصول و علف­های هرز نسبت داد. با توجه به نتایج فوق یک دوره کنترل بین روزهای دهم تا پنجاهم پس از سبز شدن ذرت، برای جلوگیری از کاهش عملکرد دانه آن کافی است. پترووین (2002) نشان داد، با افزایش طول دورة تداخل علف­های هرز عملکرد ذرت به شکل معنی­داری کاهش یافت، که این نتایج با نتایج بدست آمده در این آزمایش تطابق دارد.  همچنین پاپامیکائیل و همکاران (2002)  نیز گزارش نمودند با افزایش طول دوره­های عاری از علف­های هرز، عملکرد گیاه پنبه افزایش یافت.

 

 

 

شکل 13- اثر طول دوره­های تداخل و کنترل علف­های هرز بر عملکرد دانه ذرت

 

 

نتیجه­گیری کلی

       از نتایج به دست آمده چنین استنباط می­شود که مدیریت علف­های هرز یکی از اجزای اساسی هر سیستم زراعی به­شمار می­رود، زیرا عملکرد گیاهان زراعی به­میزان بسیار زیادی تحت تاثیر رقابت علف­های هرز کاهش می­یابد. بنابرین نتایج حاصل از این آزمایش نیز نشان داد که زیست توده کل علف­های هرز و عملکرد دانه ذرت تحت تاثیر طول دوره تداخل علف­های هرز قرار گرفت. بطوری که دوره تداخل تمام فصل علف­های هرز منجر به افزایش زیست توده کل علف­های هرز و کاهش عملکرد دانه ذرت شد.

 

سپاسگزاری

       بدین وسیله از جناب آقای مهندس صابر عالی که در اجرای این تحقیق ما را یاری نمودند نهایت تقدیر و تشکر از ایشان به عمل می­آید.

 

1-Weed free

2- Weed Infested

3- Crop Growth Rate

- Relative Growth Rate   4

- Leaf  Area Index  5

   Net Assimilation Rate  -[6]

- Leaf  Area Duration7

1-Abutilon theophrast

[9]- Cynodon dactylon

   Setaria viridis-[10]

Ahmadvand G, Mondani F and Golzardi F. 2009. Effect of crop plant density on critical period of weed competition in potato. Scientia Horticulturae, 121 (3): 249-254.
Aley S, Didehbaz Moghanlo G and Golzardi F. 2018. Critical period of weed control of corn (Zea mays L.) second cropping at Moghan. Journal of Crop Ecophysiology, 12 (3): 513-524. (In Persian).  
Amador-Ramirezn MD. 2002. Critical period of weed control in Transplanted chilli pepper. Weed Research, 42: 203-209.
 Amiri Z, Tavakkoli A and Rastgoo M. 2014. Responses of corn to plant density and weed interference period. Middle-East Journal of Scientific Research, 10: 1746-1750.
Awan TH, Sta Cruz PC and Chauhan BS. 2015. Agronomic indices, growth, yield contributing traits, and yield of dry-seeded rice under varying herbicides. Field Crop Research, 177: 15-25.
Bararpour MT and Abdollahi A. 2000. Velvetleaf (Abutilon Theophrasti) Interference and control. Z. Ptlkrankh, Ptlschuts, Sonderh, XVII, 589-594.
Blair A, Ritz B, Wesseling C and Freeman LB. 2015. Pesticides and human health. BMJ Publishing Group Ltd.
Bukun B. 2004. Critical periods for weed control in cotton in Turkey. Weed Research, 44: 404-412.
Cathcart RJ and Swanton CJ. 2004. Nitrogen and green foxtail (Setaria viridis) competition effects on corn growth and development. Weed Science, 52: 1039- 1049.
Cavero J, Zaragoza M, Suso DT and Pardo PN. 1999. Competition between maize and Datura stramonium in an irrigated field under semi- arid conditions. Weed Research, 39: 225- 231.
Chaniago I, Taji A and Jessop R. 2006. Weed interference in soybean (Glycine max) Agricultural Ecosystem and Environment, 67:1–22.
Crotser PM and Witt WW. 2000. Effect of Glycine max canopy characteristics, G. max interference, and weed-free periods in Solanum ptycanthum growth. Weed Science, 48: 20- 26.
Daugovish O, Lyon DJ and Baltensperger DD. 1999. Cropping systems to control winter grasses in winter wheat (Triticum aestivum). Weed Technology, 13: 120- 126.
Ehtshami SMR, Chaichi MR, Golshi S and Kales Sh. 2005. Influence of weeding time on yield and Yield components of soybean (Glycine Max L. Merr). Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 12(6): 71-79. (In Persian).
Esfandiari H, Zand E, Darkhal H and Mohammadi M. 2008. Evaluation of efficacy some newly herbicide in Mays in Isfahan. 18th Iranian Plant-Protection Congress.  Faculty of Agriculture, University of Bu-Ali Sina. Hamedan, (In Persian).
Eydizadeh K, Mahdavi Damghani A, Sabahi H and Soufizadeh S. 2010. Effects of Integrated application of biofertiliser and chemical fertilizer on growth of maize (Zea mays L.) in Shushtar. Journal of Agroecology, 2: 292-301. (In Persian).
Ferrise R, Triossi A, Stratonovitch P, Bindi M and Martre P. 2010. Sowing date and nitrogen fertilization effects on dry matter and nitrogen dynamics for durum wheat: An experimental and simulation study.Field Crops Research, 117: 245–257.
Fernandez ON, Vignolio OR and Requesens EC. 2002. Competition between corn (Zea mays L.) and Bermuda grass (Cynodon dactylon) in relation to the crop plant arrangement. Agronomy Journal, 22: 293- 305.
Gardner FP, Pearce RB and Mitchell RL.1985. Physiology of Crop Plants. Iowa State University Press, USA. Pp, 186-208.
Ghanizadeh H,  Lorzadeh S and Ariannia N. 2010. Critical period for weed control in corn in south west of Iran. Asian Journal of Agriculture Research, 4(2): 80-86.
Goldberg DE and Werner PA. 2000. Equivalence of competitors in plant communities: a null hypothesis and a field experimental approach. American Journal of Botany, 7: 1098-1104.
Habibzadeh Y, Mamghani R and Kashani A. 2006. Effects of plant density on grain yield and some morphophysiological traits in three mungbean (Vigna radiata L.) genotypes under Ahvaz conditions. Iranian Journal of Crop Science, 8(1): 66-78. (In Persian).
Hargood ES, Bauman JT, Williams JL and Schreiber MM. 1981. Growth analysis of Soybean (Glycine max. L.) in competition with jimson weed (Datura stramonium. L.) Weed Science, 6: 572-574.
Hall MR, Swanton CJ and Anderson GW. 1992. The critical period of weed control in grain corn (Zea mays L.). Weed Science, 40: 441-447.
Hamzei J, Seyedi M and Babaei M. 2016. Competitive ability of lentil (Lens culinaris L.) cultivars to weed interference under rain-fed conditions. Journal of Agroecology, 8(1): 82-94. (In Persian).
Hunt R. 1990. Basic growth analysis. London: Unwin Hyman.
Kavurmaci Z, Karadavut U, Kokten K and Bakoglu A. 2010. Determining critical period of weed-crop competition in faba bean (Vicia faba). International Journal of Agriculture and Biology, 12:318-320.
 Kelly PE and Thullen RJ.1993. Weed in cotton: their biology, ecology, and control. Agronomy Journal, 84: 173- 180.
 Keshavarz L, Farahbakhsh H and Golkar P. 2013. Effect of Hydrogel and Irrigation Regimes on Chlorophyll Content, Nitrogen and Some Growth Indices and Yield of Forage Millet (Pennisetum glaucum L.). Journal of Crop Production and Processing Isfahan University of Technology, 9 (3): 147-161.
Kudsk P. 2008. Optimising herbicide dose: a straight forward approach to reduce the
risk of side effects of herbicides. The Environmentalist, 28: 49-55.
Oerke EC and Dehne HW. 2004. Safeguarding production losses in major crops and the role of crop protection. Crop Protection, 23: 275-285.
Oliver LR and Klingman TE. 1994.Influence of cotton on weed interference. Weed Science, 42: 61- 65.
Ouzuni Douji AA, Esfahani M, Samizadeh Lahiji HA and Rabiei M. 2008. Effect of planting pattern and plant density on growth indices and radiation use efficiency of apetalous flowers and petalled flowers rapeseed (Brassica napus L.) cultivars. Iranian Journal of Crop Sciences, 9: 400–328. (In Persian).
 Lack Sh, Kermanshahi M and Noryani H. 2016. Variation trend of leaf area index, yield and yield components of green beans (Phaseolous vulgaris L.) by using zinc sulfate and nitrogen. Journal of Crop Ecophysiology, 9(4): 599-610. (In Persian).
Larbi E, Ofosu-Anim J, Norman JC, Anim-Okyere S and Danso F. 2013. Growth and yield of maize (Zea mays L.) in response to herbicide application in the coastal savannah ecozone of Ghana. Net Journal of Agricultural Science, 1(3): 81-86.
Lindquist JL, Evans SP and Shapiro CA. 2010. Effect of nitrogen addition and weed interference on soil nitrogen and corn nitrogen nutrition. Weed Technology, 24:50–58.
Lukeba JL, Kizungu Vumilia RR, Nkongolo KCK, Lufuluabo Mwabila M and  Tsumbu M. 2013. Growth and leaf area index simulation in maize (Zea mays L.) under small-scale farm conditions in a Sub-Saharan African Region. American Journal of Plant Sciences. 4: 575-583.
Najafi M. 2014. Non-chemical methods of weed management. Pak Pendar Press, Karaj, Iran 320 pp.
Malik VS, Swanton CJ and Michaels TE. 1993. Interaction of white Bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars, row spacing, and seeding density with annual Weeds. Weed Science, 41: 62-68.
Mobasseri P and Farahvash F. 2016. Effect of Weed Interference Period on Forage Yield of Maize (Zea mays cv. 454) as Second Crop. Journal of Crop Ecophysiology, 4:611-624. (In Persian).
Mohamadian M, Rezvani Moghaddam P, Zarghani H and Yanegh A. 2013. Study the effect of intercropping of three sesame genotypes on morphological and physiological indices. Iranian Journal of Field Crop Research, 11(3): 421-429. (In Persian).
Papamichail D, Elefetherohorinus I, Froud-Wiilliams R and Gravanis F. 2002. Critical periods of weed competition in cotton in Greece. Weed Science, 30: 1- 7.
Petroviene I. 2002. Competition between potato and weeds on Lithuania,s sandy loam soils. Weed Research, 12: 285- 287.
Powles SB. 2018. Herbicide resistance in plants: Biology and Biochemistry.CRC. Press.
Ranum P, Pena-Rosas JP and Garcia-Casal MN. 2014. Global maize production utilization and consumption. Annuals of the New York Academy of Sciences, 1312: 105-112.
Sardana V, Mahajan G, Jabran K and Chauhan BS. 2017. Role of competition in managing weeds: An introduction to the special issue. Crop Protection, 95: 1-7.
Shaalan AM, Abou-zied KA and El nass MK. 2014. Productivity of sesame as influenced by weeds competition and determination of critical period of weed control. Alexandria Journal of Agricultural Research, 59(3): 179-187.
Uremis I, Uludag A, Can Ulger A and Cakir B. 2009. Determination of critical period
for weed control in the second crop corn under Mediterranean conditions. African
Journal of Biotechnology. 8(18): 4475-4480.  
Traore S, Mason SC, Martin AR, Mortensen AD and Spotanski JJ. 2003. Velvetleaf interference effects on yield and growth of grain sorghum. Agronomy Journal, 95: 1602-1607.
Williams M, Boydston RA and Davis AS. 2008. Differential tolerance in sweet corn to wild-proso millet (Panicum miliaceum L.) interference. Weed Science, 56: 91- 96.