نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس
2 گروه زراعت- دانشگاه تربیت مدرس
3 'گروه زراعت دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
In order to study the effect of different nutrition systems and nitrogen rates on some quantitative and qualitative traits of soybean (Glycine max (L.) Merill var Williams) grain yield, a field experiment was conducted at Research Farm of Tarbiat Modares University on 2010 growth season. Factorial arrangement of treatments was arranged within RCBD with three replications. The experimental factors were different nutrition systems (Organic, Integrated, Conventional) and nitrogen rates (100, 150 and 200 kg/ha). In organic and conventional systems, nitrogen were obtained the form of zeoponix and urea, respectively. The results showed that the highest grain yield (5650 kg/ha) obtained from integrated nutrition system and in contrast, organic nutrition system produced the lowest grain yield (2617 kg/ha). The highest oil yield (1469 kg/ha) was obtained under interaction of integrated nutrition system and 150 kg/ha nitrogen and lowest oil yield (585 kg/ha) was produced with 100 kg/ha nitrogen in the organic nutrition system. Regarding to the effect of N rates on soybean grain yield, the grain yield increased by increasing the nitrogen rate in such a manner, amount of 200 kgN.ha-1 obtained the highest yield(4780 kg/ha) and application of 100 kgN.ha-1 produced lowest yield(3827 kg/ha). According to our finding, application of integrated nutrition system in soybean along using 150 kg/ha nitrogen with no rhyzobiom inoculation, could encourage the sustainable agriculture goals throughout reduced chemical nitrogen and increase soybean grain yield and quality.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
سویا با نام علمی ( (Glycine max (L.) Merill به دلیل درصد بالای روغن و پروتئین که به ترتیب 22-18 و 45-35 درصد از وزن دانه را شامل می شود، در بین دانههای روغنی یک گیاه با ارزش و راهبردی برای کشور محسوب میگردد. ارقام اصلاح شده سویا دارای میزان پائین اسیدهای چرب اشباع میباشد که برای سلامتی انسانها مناسبتر میباشد. از طرفی میزان بالای اسید اولئیک و میزان کم اسید پالمتیک، اسید استئاریک این ارقام، روغن سویا را تبدیل به روغنی مناسب و سالم برای انسان گردانیده است(برگلاند 2002).
از بین عناصر غذائی، نیتروژن به عنوان یک عنصر پر مصرف و به علت نقش داشتن در ساخت اسیدهای آمینه، آمیدها، نوکلوئوتیدها، نوکلوپروتئینها، آنزیمها، تقسیم سلولی، افزایش رشد سبزینهای، رشد و توسعه متعادل گیاه، افزایش در شدت رنگ سبز برگها، افزایش میزان پروتئین‌های گیاهی و افزایش تولید میوه و دانه و ... مهمترین و ضروریترین عنصر در تغذیه گیاهان میباشد. از طرفی برای استفاده گیاه زراعی از نور برای تولید بیوماس و متعاقب آن دانه، گیاه باید ذخیره کافی از نیتروژن را در برگهای خود داشته باشد (سالواگیوتی و همکاران 2008) که این امر مستلزم فراهم نمودن نیتروژن قابل دسترس در مزرعه میباشد.
تامین عناصر غذائی گیاهان به سه روش کاربرد کودهای شیمیائی، آلی و بیولوژیک امکان پذیر است. در زمینه تغذیه گیاهی، درصورتی که فقط از کودهای شیمیائی برای تهیه احتیاجات گیاه استفاده شود، به آن سیستم تغذیه متداول گفته می شود و در صورت استفاده از کودهای آلی و بیولوژیک تحت عنوان سیستم تغذیه ارگانیک[1] شناخته می شود و در صورت کاربرد توام دو روش بالا به آن سیستم تغذیه تلفیقی گفته می شود. به رغم سهولت کاربرد کودها و سموم شیمیائی، امروزه استفاده از کشاورزی متداول سبب بروز مشکلات متعددی از قبیل آلوده شدن محیط زیست و آبهای زیرزمینی، فرسایش خاک، ایجاد بیماریهای گوناگون در انسان و کاهش کیفیت مواد غذائی گردیده است، از این رو حرکت به سمت کشاورزی ارگانیک که سبب حفظ محیط زیست، منابع طبیعی، سلامت انسان و ارتقای کیفیت محصولات می گردد امری اجتناب ناپذیر می باشد (برگلاند 2002، اهدایی و وینز 2001).
در کشاورزی ارگانیک برای دستیابی به حداکثر حاصلخیزی ممکن خاک، بیشتر بر کودهای زیستی، تناوب زراعی، بقایای گیاهی، کودهای حیوانی، گیاهان بقولات، کود سبز و بقایای آلی خارج از مزرعه تاکید میشود (اورهان و همکاران 2006). از آنجائی که رسیدن به کشاورزی ارگانیک به مرور زمان قابل دسترسی میباشد، در نتیجه در نظر گرفتن یک دوره گذار از کشاورزی متداول به ارگانیک به نام کشاورزی تلفیقی اجتناب ناپدیر است. به طورکلی کاربرد مدیریت تغذیه تلفیقی از روشهای مؤثر برای بهبود تولید گیاهان زراعی ازجنبه کیفی وکمی میباشد که با کاهش مصرف کودهای شیمیائی، موجبات امنیت و پایداری محیط زیست فراهم میشود (اکبری 1387). به عبارتی کشاورزی تلفیقی میزان عناصر مورد نیاز گیاهان را مانند کشاورزی متداول برای گیاه فراهم نموده و تولید را در حد بالاتری حفظ کرده و از طرفی سبب ارتقاء کیفیت منابع می گردد (دادهیچ و همکاران 2011).
یکی از انواع کودهای آلی که به تازگی مطرح گردیده، کود زئوپونیکس است که ترکیبی از کود مرغی و زئولیت می باشد. کود مرغی نسبت به سایر کودهای آلی حیوانی دارای درصد بالای نیتروژن میباشد. از طرفی به علت این که زمینهای تحت مدیریت کشاورزی متداول دارای وضعیت زیستی ضعیفی هستند، بنابراین سرعت تجزیه مواد آلی درآنها پایین است و از آنجا که کود مرغی در مقایسه با دیگر انواع کود آلی از قابلیت و سرعت تجزیه بالاتری برخوردار است، درنتیجه دوره انتقالی ازکشاورزی متداول به کشاورزی ارگانیک با این کود کوتاهتر خواهد بود (فلاح 1385). اخیرا زئولیتها به عنوان موادی که به منظور جلوگیری از شتشوی نیتروژن و افزایش کارائی کودها به کار میروند مورد توجه قرار گرفتهاند. زئولیتها به عنوان موادی کاملا طبیعی با توجه به ویژگی منحصر به فردشان از قبیل قابلیت تبادل کاتیونی بالا(حدود 200 الی 300 و در بعضی از گونهها تا 500 میلی اکی والان در 100 گرم) و همچنین توانائی جذب انتخابی کاتیونهای مفید مانند آمونیوم وآزادسازی کنترل شده آنها میتوانند اثرگذاری کودهای شیمیائی را افزایش دهند (غلامحسینی 1387).
استفاده از رابطه همزیستی سویا با باکتری رایزوبیوم از مناسبترین راهکارها برای تامین بخش زیادی از نیتروژن مورد نیاز این گیاه میباشد و جزء اصول اولیه کشاورزی ارگانیک میباشد. از مزایای استفاده از این رابطه بالقوه میتوان به نکاتی مانند عدم ایجاد آلودگی در محیط زیست، قیمت ارزان، کاربرد آسان و ... اشاره کرد. اما مسئله این است که به دلایلی از این توانائی به خوبی بهره برداری نمیشود. برای مثال لیندمن و گلاور(2003) گزارش گردند در صورتی که در یک زمین برای اولین بار سویای تلقیح شده با باکتری کشت شود امکان عدم گره بندی به دلیل کمبود باکتریهای بومی وجود دارد. همچنین رحمانی و صالح راستین(1381) اعلام کردند که انجام و کارائی فرآیند تثبیت نیتروژن در گیاهان بقولات از جمله سویا، به رقم، سویه باکتری همزیست و عوامل محیطی بستگی دارد. از این رو هر گونه تنش محیطی مانند تنش خشکی، شوری، دما(پایین و بالا)، سموم کشاورزی، غرقاب، کمبود یا زیادی عناصر غذائی، مواد آللوپاتیک و .... میتوانند تثبیت نیتروژن را به شدت کاهش داده و یا کلا مختل نمایند.
تحقیق حاضر به منظور بررسی بازتاب عملکرد کمی و کیفی سویا به مقدار نیتروژن در سه سیستم تغذیهای ارگانیک، تلفیقی و متداول انجام شده است و درستی فرضیه حفظ عملکرد بالای سویا از طریق مصرف نیتروژن کمتر در سیستم تغذیه تلفیقی به عنوان یکی از اهداف اصلی مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روشها
آزمایش در تابستان سال زراعی 1389 در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس واقع در 16 کیلومتری غرب تهران با مختصات جغرافیائی 35 درجه و 44 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه و 10 دقیقه طول شرقی و ارتفاع 1352 متر از سطح دریا اجراء شد. قبل از اجرای آزمایش به منظور تعیین ویژگیهای فیزیکی و شیمیائی خاک محل آزمایش، به صورت تصادفی از شش نقطه مزرعه به عمق 0 تا 30 سانتی متری خاک نمونه برداری گردید و پس از تهیه نمونه مرکب به آزمایشگاه ارسال گردید. خاک محل آزمایش از نظر بافت جزو اراضی سبک با بافت لوم شنی بود که دارای ظرفیت تبادل کاتیونی و ظرفیت آبگیری پایین میباشد. سایر ویژگیهای فیزیکی و شیمیائی خاک محل آزمایش در جدول 2 ارائه شده است. گیاه قبلی کاشته شده در زمین محل آزمایش کلزا بوده و قبل از آن مزرعه به صورت نکاشت قرار داشت.
کود شیمیائی مورد استفاده در این آزمایش، اوره با 46 درصد نیتروژن بود و به عنوان کود آلی از زئوپونیکس استفاده شد. این ماده ترکیبی از کود مرغی و زئولیت میباشد و از بستر یک واحد مرغداری جمع آوری گردید که مشخصات آن در جدول 3 آورده شده است. زئولیت به کار رفته در کود آلی از نوع کلینوپتیلولیت بوده و به نسبت 60-40 با کود مرغی مخلوط گردیده بود.
آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. عوامل مورد بررسی شامل نوع تغذیه گیاه در سه سطح روش شیمیائی(M1)، ارگانیک(M2) و تلفیقی(M3) و عامل دوم مقدار نیتروژن مصرفی در سه سطح 100(N100)، 150(N150) و200(N200) کیلوگرم در هکتار بود. شایان ذکر است انتخاب این مقادیر بر اساس نیاز بالای سویا به این عنصر و فقدان سوشهای مناسب باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن در خاک مزرعه، بود. مقادیر نیتروژن از منابع مختلف بر اساس درصد نیتروژن موجود در کودها و میزان نیاز گیاه سویا به نیتروژن طراحی شده است که میزان دقیق کاربرد هر کدام از کودها در جدول شماره 3 آورده شده است. کودآلی در واحدهای آزمایشی مربوطه قبل از کاشت با خاک مخلوط گردید و نظر به حلالیت فراوان کودهای نیتروژنی(اوره و نیترات آمونیوم) و توسعه محدود ریشه محصولات زراعی در اوایل زمان کاشت، کود شیمیائی در تیمارهای مربوطه به صورت تقسیط شده در دو مرحله حساس گیاه از نظر گسترش ریشه برای جذب مناسب این عنصر، و همچنین مرحله مناسب نیاز به نیتروژن اعمال گردید. اولین نوبت در مرحله قبل از گلدهی و مرحله دوم در زمان پر شدن دانه به کرتها اضافه گردید. لازم به ذکر است با توجه به موانع متعدد ذکر شده در مورد استفاده از رابطه همزیستی سویا و باکتری رایزوبیوم و عدم کشت قبلی سویا در زمین محل اجرای آزمایش مقادیر کود نیتروژن مبتنی بر پیش بینی عدم تلقیح تعیین گردید. ضمنا پیش بینی محقق درست بود زیرا در تیمار مشاهدهای بدون مصرف کود نیز هیچ گونه گره تثبیت نیتروژن تشکیل نشد. در این آزمایش بذر رقم ویلیامز به صورت تاخیری در تاریخ 24 تیرماه کشت گردید. در هر واحد آزمایشی پنج ردیف کاشت به طول 20/3 متر در نظر گرفته شد و با توجه به کاشت تاخیری، فصل رشد کوتاه و گزارشهای بررسی شده، فاصله ردیفها از یکدیگر 25 سانتی متر و فاصله بوتهها روی خط کاشت 20 سانتی متر بود. انجام آبیاری نیز با توجه به بافت سبک خاک و گرمای هوا و مرحله رشد گیاه در فواصل مورد نیاز انجام پذیرفت. همچنین به منظور جلوگیری از تداخل اثر علفکشها، کنترل علفهای هرز به صورت وجین دستی انجام گرفت. برداشت محصول در تاریخ اول آبان انجام پذیرفت. ابتدا 10 بوته برای اندازه گیری اجزای عملکرد برداشت گردید و سپس یرای محاسبه عملکرد کل، بوتههای سویا از سطحی معادل 5/1 متر مربع از ردیفهای میانی برداشت و عملکرد دانه با رطوبت 13 درصد محاسبه گردید. تجزیه آماری و مقایسه میانگینها با استفاده از برنامه SAS انجام شد و کرتهای گمشده نیز با استفاده از همین برنامه محاسبه گردید. نمودارها نیز با استفاده از برنامه EXCEL رسم گردید. مقایسات میانگین نیز با استفاده از روش LSD انجام پذیرفت.
نتایج و بحث
عملکرددانه
تجزیه آماری دادهها نشان میدهد که تاثیر روشهای مختلف تغذیه و مقادیر مختلف نیتروژن بر عملکرد دانه سویا معنی دار میباشد(جدول3)، به طوری که بیشترین میزان عملکرد دانه(5650 کیلوگرم در هکتار) در سیستم تغذیه تلفیقی بدست آمد. این تیمار نسبت به روش تغذیه شیمیائی و سیستم تغذیه آلی به ترتیب 16 و 50 درصد افزایش در عملکرد دانه ایجاد کرد(شکل 1).
افزایش عملکرد در سیستم تغذیه تلفیقی را میتوان به فراهمی بیشتر عناصر غذائی بویژه نیتروژن در طول فصل(به دلیل آزادسازی تدریجی عناصر غذائی از کود آلی) و بهبود خصوصیات فیزیکی و بیولوژیک خاک نسبت داد. علاوه بر این موارد که بر سیستم تغذیه آلی نیز مترتب میباشد، اضافه نمودن نیتروژن معدنی به گیاه در شرایط حساس رشد(مانند ورود به فاز زایشی) به عنوان عامل برتری تیمار تلفیقی در نظر گرفته میشود. در این باره جون- هوا و همکاران (2010) اعلام کردند که عملکرد دانه ارتباط مستقیمی با ذخیره مواد فتوسنتزی در بافتهای رویشی گیاه و انتقال مجدد آن به دانهها دارد. با توجه به مناسبتر بودن فتوسنتز در طول فصل رشد به دلایل ذکر شده در سیستم تلفیقی و ذخیره آن در بافتهای گیاه، این عامل از عوامل افزایش عملکرد در سیستم تلفیقی محسوب میشود. کاهش عملکرد در سیستم آلی نسبت به سایر تیمارها را نیز میتوان به افزایش فعالیت میکروارگانیسمها در خاک به واسطه افزایش کربن خاک و افزایش نسبت کربن به نیتروژن و در نتیجه مصرف نیتروژن معدنی موجود، آزادسازی آهسته نیتروژن نسبت داد. کمتر بودن عملکرد در سیستم شیمیائی نسبت به تلفیقی نیز به دلیل شستشوی نیتروژن معدنی از خاک و عدم کافی بودن عناصر توسط سایر محققین نیز تایید گردیده است (باندیوپادایا و همکاران 2010، باتاچاریا و همکاران 2008؛ مینگ-گنگ و همکاران 2008).
مقایسه میانگینها تحت تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن(شکل 2) نشان داد که به موازات افزایش مقدار نیتروژن، عملکرد نیز افزایش پیدا کرد اما افزایش نیتروژن بیش از 150 کیلوگرم در هکتار افزایش معنی داری در عملکرد ایجاد نکرد. در توجیه افزایش 16 درصدی عملکرد در تیمار 200 کیلوگرم در مقایسه با 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن باید به نقش مهم نیتروژن در گیاه اشاره نمود. این عنصر به علت حضور در ساختمان کلروفیل سبب افزایش رشد سبزینهای و بافتهای فتوسنتز کننده گیاه مانند برگها و افزایش LAI میگردد. همچنین با افزایش فتوسنتز و تولید اسیملاتها سبب افزایش عملکرد گیاه میگردد. منصوری فر و همکاران(2010) یکی از دلایل افزایش عملکرد به موازات مصرف بیشتر نیتروژن را افزایش میزان کلروفیل در برگ گیاهان ذکر کردند. همچنین به علت نفش نیتروژن در ساختار اسیدهای آمینه و پروتئینها و نقش حیاتی پروتئینها در گیاه، فزونی نیتروژن سبب افزایش عملکرد دانه گیاه سویا در این آزمایش گردید. در این باره چاندل و همکاران(2010) گزارش کردند که افزایش میزان نیتروژن در اطراف محیط ریشه سبب افزایش جذب نیتروژن توسط گیاه میگردد. نتیجه بدست آمده با نتایج گزارش شده توسط سایر محققان در این زمینه مطابقت دارد(گان و همکاران 2003، کامکار و همکاران 2011، موزر و همکاران 2006، ری و همکاران 2006).
عملکردبیولوژیک
نتایج تجزیه واریانس بیانگر آن است که سیستمهای تغذیهای در سطح احتمال یک درصد و مقادیر نیتروژن در سطح پنج درصد بر عملکرد بیولوژیک سویا تاثیر معنی دار داشتهاند. همچنین اثر متقابل سیستم تغذیه و مقدار نیتروژن نیز بر این صفت معنیدار شد (جدول 3) ÷.ترکیب تیماری M3N150(150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن در سیستم تلفیقی) دارای بیشترین و تیمار)M2N100100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن در سیستم آلی) دارای کمترین میزان عملکرد بیولوژیک بود (شکل 3). به نظر میرسد در سیستم تغذیه تلفیقی تامین نیمی از مقدار نیتروژن مصرفی از منبع آلی سبب بهبود شرایط فیزیکی خاک و فراهمی عناصر در طول رشد گردیده است. از طرفی میزان نیتروژن در این سیستم نیاز گیاه را بر طرف ساخته و هیچ گونه مسمومیت ناشی از بیشبود نیتروژن در گیاه مشاهده نگردیده است. گزارش سالواگیوتی و همکاران(2008) نیز حاکی از آن است که گیاهان برای تولید بیوماس و عملکرد نیاز به ذخیره مناسب نیتروژن در بافتهای خود دارند. با توجه به این نکته بدیهی است هر عاملی که سبب فراهمی بیشتر نیتروژن برای گیاه گردد، عملکرد بیولوژیک گیاه را افزایش میدهد. یافتههای این بخش از تحقیق در توافق با گزارشهای متعددی میباشد. از جمله گزارش آلبیزارو و همکاران(2010) در گیاه گندم و جو، قیصری و همکاران(2009) در گیاه ذرت و اهدائی و وینز(2001) در گیاه گندم دوروم نیز حاکی از افزایش عملکرد بیولوژیک گیاهان زراعی به موازات مصرف نیتروژن بیشتر میباشد. بیتردید نقش مهم و اساسی عنصر نیتروژن در ساختار کلروفیل و نقش آن در افزایش رشد گیاه در این تفسیر موثر است. در نتیجه کاربرد بیشتر آن در محدوده نیاز گیاه، سبب تحریک رشد و افزایش عملکرد بیولوژیک میگردد. با توجه به این نکته که در ترکیب تیماری M3N150 به دلیل کاهش آبشوئی و فراهمی مناسب نیتروژن در طول فصل رشد نیتروژن بیشتری برای گیاه فراهم میشود، میتوان انتظار داشت که این عامل نیز در افزایش وزن بیولوژیک گیاه موثر بوده است. با همین استدلال میتوان پذیرفت که کمبود عناصر غذائی بویژه نیتروژن در پایینتر از سطح نیاز گیاه و ایجاد اثر مضاعف در کاهش فراهمی نیتروژن در تیمار M2N100، با تحت تاثیر قرار دادن رشد رویشی سبب کاهش عملکرد بیولوژیک گردیده است.
شاخصبرداشت
در بررسیهای آماری نشان داده شد که تاثیر سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن بر شاخص برداشت در سطح یک درصد معنیدار میباشد(جدول شماره 4). بر اساس مقایسه میانگینها(جدول 4) در بین سیستمهای تغذیه، تیمار تغذیه تلفیقی بیشترین شاخص برداشت(67 درصد) را برای سویا ایجاد کرد که نسبت به سیستم تغذیه آلی و شیمیائی به ترتیب هفت و سه درصد برتری داشت. با توجه به مفهوم شاخص برداشت، هر عاملی که سبب بیشتر شدن عملکرد دانه نسبت به وزن خشک کل گیاه گردد سبب افزایش این شاخص میگردد که خود نشان دهنده تخصیص مناسبتر مواد فتوسنتزی و عناصر غذائی به دانه میباشد. برتری سیستم تغذیه تلفیقی در شاخص برداشت به فراهمی مناسب و متعادل عناصر غذائی در طول فصل رشد بویژه در فاز زایشی و رشد متعادل گیاه نسبت داده میشود.
این در حالی است که سیستم تغذیه شیمیائی در این آزمایش از نظر تامین نیتروژن در شرایط مناسب قرار دارد و سیستم تغذیه آلی نیز با وجود فراهم نمودن متعادل عناصر برای گیاه از نظر فراهم نمودن مقادیر کافی نیتروژن به علت پر مصرف بودن این عنصر با مشکل مواجه است و رشد متعادل گیاه در این شرایط بوجود نمیآید. شایان ذکر است انتقال مجدد مواد ذخیره شده در دوره رشد رویشی به سمت دانهها با وجود کم بودن آن نسبت به فتوسنتز کل نیز میتواند فزونی شاخص برداشت را به دنبال داشته باشد. افزایش شاخص برداشت تحت تاثیر سیستم تغذیه تلفیقی توسط سایر محققین تایید گردیده است (ری و همکاران، 2006؛ شاه و همکاران، 2009).
در بررسی مقایسه میانگین تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن مشاهده میگردد که کاربرد 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن بیشترین شاخص برداشت را ایجاد کرد (جدول 4). با افزایش سطح نیتروژن، این عنصر به میزان کافی در اختیار گیاه زراعی قرار میگیرد که این مسئله سبب رشد مناسب و افزایش عملکرد دانه نسبت به وزن خشک گیاه میگردد و در نتیجه شاخص برداشت افزایش پیدا میکند. در این باره ایزدی و امام(1389) گزارش کردند که با افزایش سطح نیتروژن و افزایش دسترسی بوتههای گیاه ذرت به نیتروژن، سهم بیشتری از مواد پرورده به دانهها اختصاص یافت و در نتیجه شاخص برداشت افزایش پیدا کرد. همچنین این عوامل به علت افزایش بافتهای فتوسنتزی و فتوسنتز گیاه، سبب افزایش ذخیره گیاه و در نتیجه افزایش بازگشت مجدد در گیاه میگردد که این امر میتواند سبب افزایش نسبت عملکرد اقتصادی به عملکرد بیولوژیک گردد. نتایج بدست آمده با گزارشهای سایر محققین همخوانی دارد (خلیق و همکاران 2009، رتک و همکاران 2005، وجید و همکاران 2007).
تعداد نیام در متر مربع
نتایج تجزیه واریانس بیانگر این میباشد که سیستمهای تغذیه و بر همکنش سیستم تغذیه و مقادیر نیتروژن تاثیر معنی داری بر تعداد نیام داشتهاند(جدول 3). بر اساس شکل شماره چهار، بیشترین تعداد نیام در واحد سطح در تیمار M3N150 مشاهده گردیده است که نسبت به تیمار آلی(M2N150) ، 32 درصد بیشتر میباشد. بر این اساس در روش تلفیقی میتوان با مقدار نیتروژن کمتر عملکرد بالا را حفظ نمود.
در این باره دانشمند و همکاران(1387) گزارش کردند که با افزایش نیتروژن تعداد نیام در بوته افزایش یافت. آنها بیان کردند که تنش رطوبتی وتغذیهای، بیشترین تأثیر خود را روی عدم تلقیح گلها و یا ریزش آنها دارند، آنچنان که در طول اجرای آزمایش ریزش شدید گلها و عدم تلقیح گلها در شرایط عدم مصرف نیتروژن مشاهده گردید. طی همین گزارش اعلام شد که کمبود نیتروژن سبب گردید که تعداد تخمک کمتری تشکیل شود وبدینوسیله سبب کاهش تعداد خورجین و دانه در خورجین گردید.
تعداددانهدر نیام
اثر مقدار نیتروژن بر تعداد دانه در نیام معنی دار بود(جدول3). همان طور که در جدول شماره چهار ملاحظه میشود، به موازات افزایش سطح نیتروژن تعداد دانه در نیام نیز افزایش پیدا کرده است به طوری که سطح 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن دارای بالاترین تعداد دانه در نیام بود. به نظر میرسد روش اعمال کود نیتروژن به صورت سرک و فرم رشد نامحدود رقم ویلیامز موجب بهبود کارائی مصرف نیتروژن و تولید تعداد دانه در نیام بیشتری شده است. در بعضی از گزارشها اعلام گردیده است که با افرایش میزان نیتروژن تعداد نیام در واحد سطح افزایش پیدا نموده و متعاقب آن در اواخر فصل رشد به علت افزایش مخزن و همچنین ریزش برگها و در نتیجه محدودیت در انجام فتوسنتز، تعداد دانه در نیام کاهش پیدا نموده است. در این آزمایش اولا مرحله دوم اعمال کود نیتروژن در مرحله پر شدن دانه میباشد و به همین علت گیاه در اواخر فصل رشد و مرحله حساس پر شدن دانه نیز با کمبودی از نظر نیتروژن به عنوان عنصری کلیدی در گیاه مواجه نبوده است. همچنین به دلیل ویژگی رشد نامحدود رقم به کار رفته، گیاه از نظر ایجاد برگ و بافتهای فتوسنتزی و فراهم نمودن اسیمیلات برای تامین مخازن دچار محدودیتی نگردیده است. همچنین وجود نیتروژن کافی در این مرحله نیز سبب عدم القاء محدودیت به گیاه برای تولید بافتهای فتوسنتزی و انجام فتوسنتز گردیده است. در ضمن به این عوامل نیز میتوان ذخیره مناسب کربوهیدراتها در گیاه در طول فصل رشد و در نتیجه انتقال مجدد بهتر را نیز اضافه نمود. دانشمند و همکاران(1387) نیز افزایش تعداد دانه در نیام را با افزایش میزان نیتروژن متناسب دانستهاند.
وزنهزاردانه
طبق جدول 3، وزن هزار دانه در سیستمهای مختلف تغذیه و مقادیر نیتروژن از لحاظ آماری در سطح احتمال یک درصد دارای تفاوت معنیداری میباشد. بیشترین وزن هزار دانه در سیستم تغذیه تلفیقی و کمترین میزان آن در سیستم تغذیه آلی مشاهده شد(جدول 4). وزن هزاردانه در سیستم تغذیه تلفیقی نسبت به سیستمهای تغذیه آلی و شیمیائی به ترتیب 40 و 6 درصد بیشتر میباشد. این افزایش در وزن هزاردانه تحت تاثیر تیمار تلفیقی نیز به علت فراهمی مناسب عناصر غذائی در طول زمان میباشد به نحوی که گیاه در سراسر فصل رشد نه دچار محدودیت از حیث عناصر مورد نیاز میگردد (فراهم بودن سایر عناصر غذائی به غیر از نیتروژن نیز در آزمایش خاک، جداول شماره 1و2، تایید شده است) و نه دچار سمیت ناشی از غلظت بالای عناصر غذائی میگردد که علت آن همان طور که قبلا ذکر گردید به دلیل خواص منحصر به فرد و مطلوب کود دامی و زئولیت میباشد. در کنار این مزیت میتوان مزایایی چون بهبود شرایط بیولوژیک خاک توسط مواد آلی و همچنین اضافه نمودن میزان مناسبی از نیتروژن محلول به خاک در مراحل حساس رشد گیاه را نیز ذکر نمود (دانشمند و همکاران 1387، ال- تابت 2006، منصوری فر و همکاران 2010 ). علت کاهش وزن هزار دانه در سیستم تغذیه شیمیائی نیز میتواند به علت عدم فراهمی مناسب نیتروژن در سراسر فصل رشد به علت آیشوئی و عمچنین عدم فراهم بودن سایر عناصر به میزان مطلوب میباشد. سیسستم تغذیه آلی نیز که دارای کمترین وزن هزار دانه بود به علت کمبود نیتروژن در اول فصل رشد و تثبیت اندک نیتروژن معدنی موجود در خاک در پیکر موجودات زنده به علت افزایش جمعیت این موجودات به واسطه افزایش کربن خاک نتوانست به رشد مطلوب و تولید اندامهای فتوسنتز کننده لازم برای تغذیه دانهها دست یابد. این شرایط سبب گردید که رشد گیاه و اندامها فتوسنتز کننده کاهش یافته و در دوره پر شدن دانه با کاهش فتوسنتز جاری و انتقال مجدد مواد ذخیره شده، موجبات کاهش وزن هزار دانه فراهم آید. یافتههای بدست آمده با نتایج سایر محققان در این زمینه (افتیمیادو و همکاران 2010، پرساد و همکاران 2002) دارای مطابقت میباشد. از جمله موانعی که سبب کاهش عملکرد و وزن هزار دانه در گیاهان زراعی میگردد کاهش نیتروژن در اواخر فصل رشد میباشد. کمبود این عنصر سبب پیری زودرس برگها به عنوان اصلیترین منبع فتوسنتز کننده و ریزش برگها و در نتیجه کاهش شاخص سطح یرگ و کاهش دوام سطح برگ در اواخر فصل رشد که دوره پر شدن دانهها نیز میباشد میگردد. همچنین سپاسخواه و برزگر(2010) بیان کردند که افزایش نیتروژن سبب افزایش وزن هزار دانه و کاهش تعداد دانههای پوک گردید. همچنین به علت نقش نیتروژن در رشد سبزینهای گیاه و اهمیت آن در پایداری اندامهای فتوسنتز کننده، میزان مناسب این عنصر در این آزمایش سبب گردید که در حین پر شدن دانهها نیز فتوسنتز در سطح مناسبی حفظ گردد و در نتیجه پر شدن دانهها با شدت بیشتری ادامه یابد که متعاقب آن بیشترین وزن هزار دانه در مقدار نیتروژن 200 کیلوگرم در هکتار مشاهده گردید. این میزان وزن هزار دانه نسبت به کمترین وزن هزار دانه در مقدار نیتروژن 100 کیلوگرم در هکتار به میزان 20 درصد افزایش نشان داد (جدول 4). گزارشهای مشابه در این زمینه نشانگر تاثیر افزایش مقدار نیتروژن بر وزن هزار دانه میباشد (عابدی و همکاران 2010، ال-نخلاوی و بخاشوین 2009، حمیدی و همکاران 2010، کرم زاده و همکاران 2010).
درصد روغن و پروتئین دانه
بر اساس تجزیه واریانس (جدول5)، سیستمهای تغذیه، مقدار نیتروژن و اثر متقابل این دو عامل بر درصد روغن و پروتئین دانه دارای اثر معنیداری میباشند. هر چه میزان نیتروژن فراهم شده بالاتر باشد، درصد پروتئین افزایش یافته و درصد روغن دانه کمتر میشود. در این راستا ری و همکاران(2006) همبستگی منفی بین میزان درصد پروتئین دانه و روغن دانه را گزارش نمودند. از همین رو بیشتر بودن درصد روغن در اثر متقابل M2N150 دراین آزمایش، به علت مقادیر کم نیتروژن فراهمی برای گیاه میباشد(شکل 5). البته کمتر بودن درصد روغن در اثر متقابل M2N100 را با وجود کمتر بودن نیتروژن آن به علت کمبود بیش از حد نیتروژن و تاثیر آن بر سنتز روغن میباشد. در این رابطه ال- تابت(2006) نیز مشاهده کرد که افزایش میزان نیتروژن از صفر به 50 کیلوگرم در هکتار سبب افزایش درصد روغن دانه آفتابگردان گردید اما کاربرد مقادیر بالاتر نیتروژن سبب کاهش معنیدار درصد روغن دانه گردید. ترکیب تیماری M1N200 نیز با توجه به دریافت مقدار زیاد نیتروژن در مرحله پر شدن دانه، دارای کمترین میزان درصد روغن بود.
|
شکل 2- تاثیر مقادیر نیتروژن بر عملکرد دانه ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشند.
|
شکل 1- تاثیر سیستمهای تغذیه بر عملکرد دانه ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشند. |
|
منبع تغییرات |
درجه آزادی |
وزن هزار دانه |
تعداد دانه در نیام |
تعداد نیام در متر مربع |
عملکرد دانه |
عملکرد بیولوژیک |
شاخص برداشت |
||
|
تکرار |
2 |
1331ns |
009/0ns |
29490ns |
734668 ns |
110048 ns |
19 ns |
||
|
سیستم تغذیه |
2 |
30319** |
017/0 ns |
48509** |
17033437** |
14482279** |
306** |
||
|
مقدار نیتروژن |
2 |
16532** |
097/0* |
12476 ns |
1823915* |
6720113* |
53** |
||
|
سیستم تغذیه× مقدار نیتروژن |
4 |
1043 ns |
03/0 ns |
33005* |
667674 ns |
4404391* |
19 ns |
||
|
خطای آزمایشی |
16 |
1794 |
026/0 |
5959 |
378644 |
1238273 |
8 |
||
|
C.V. |
|
6/15 |
6/6 |
10 |
4/13 |
5/15 |
5/4 |
||
جدول 3- تجزیه واریانس عملکرد دانه و برخی صفات کمی سویا تحت تاثیر سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن
ns، * و ** به ترتیب غیر معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 درصد و1 درصد
شکل3- اثر متقابل سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن بر عملکرد بیولوژیک
ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشند.
شکل 4- اثر متقابل سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن بر تعداد نیام در متر مربع
ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشند.
جدول 4- مقایسه میانگین شاخص های کمی سویا تحت تاثیر سیستم های تغذیه و مقدار نیتروژن
|
تیمار |
سطوح تیمار |
شاخص برداشت (درصد |
تعداد دانه در نیام |
وزن هزار دانه (گرم) |
|
سیستم تغذیه |
|
|
|
|
|
|
آلی |
b55 |
b34/2 |
b189 |
|
|
تلفیقی |
a67 |
b43/2 |
a307 |
|
مقدار نیتروژن (کیلوگرم در هکتار) |
شیمیایی |
a66 |
a4/2 |
a292 |
|
|
100 |
b61 |
b3/2 |
b247 |
|
|
150 |
b60 |
b36/2 |
b228 |
|
|
200 |
a65 |
a51/2 |
a 312 |
در مقایسه میانگینها نیز مشاهده میگردد که بیشترین درصد پروتئین مربوط به سیستم تغذیه شیمیائی و کمترین میزان آن مربوط به سیستم تغذیه آلی میباشد(شکل 6). بیشتر بودن درصد پروتئین در تیمار M1N200 مربوط به نقش نیتروژن در ساختار پروتئین و زمان اضافه نمودن نیتروژن به خاک میباشد. با توجه به این که در این ترکیب تیماری مقدار زیادی نیتروژن معدنی و آن هم به صورت قابل جذب در مرحله پر شدن دانه به خاک اضافه گردید، در نتیجه سبب افزایش معنیداری در درصد پروتئین دانه نسبت به تیمارM2N150 گردید که در این روش میزان نیتروژن کمتری در خاک به صورت محلول وجود دارد.
شکل 5- اثر متقابل سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن بر درصدروغن دانه
ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشند.
شکل 6- اثر متقابل سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن بر درصد پروتئین دانه
ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشند.
|
جدول 5- تجزیه واریانس مشخصات کیفی دانه سویا تحت تاثیر سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن |
||||||
|
منبع تغییرات |
درجه آزادی |
درصد روغن |
عملکرد روغن |
درصد پروتئین |
عملکرد پروتئین |
|
|
تکرار |
2 |
103/0 ns |
14449 ns |
6 * |
88787 ns |
|
|
سیستم تغذیه |
2 |
6/1* |
595403** |
37** |
2010273** |
|
|
مقدار نیتروژن |
2 |
03/1* |
124396* |
9* |
588021** |
|
|
سیستم تغذیه× مقدار نیتروژن |
4 |
01/1* |
108751* |
15** |
285490 * |
|
|
خطای آزمایشی |
16 |
27/0 |
28532 |
5/1 |
71727 |
|
|
C.V. |
|
3/2 |
4/16 |
5/3 |
3/16 |
|
|
ns،*و ** به ترتیب غیر معنیدار، معنیدار در سطح احتمال 5 درصد و1 درصد 0 |
||||||
ب
با توجه به توضیحات ذکر شده، ترکیب تیماری M1N200در زمان پر شدن دانه نیتروژن بیشتری حتی نسبت به شرایطی که نیتروژن به صورت تلفیقی در اختیار گیاه قرار داده شده را در دسترس داشته است و همین عامل سبب افزایش جذب این عنصر و تولید بیشتر پروتئین شده است. البته علت دیگر کاهش درصد نیتروژن در تیمار M2N150 افزایش درصد روغن در این شرایط میباشد که بر اساس گزارش ری و همکاران(2006) همبستگی منفی بین میزان درصد پروتئین دانه و روغن دانه وجود دارد. افزایش درصد پروتئین با افزایش میزان نیتروژن فراهم شده برای گیاه توسط سایر محققان نیز گزارش گردیده است (کیندرد و همکارن 2008، کی و همکاران 2006).
8- عملکرد روغن و پروتئین دانه
نتایج تجزیه واریانس بیانگر این است که تاثیرسیستمهای تغذیه، مقدار نیتروژن و اثر متقابل این دو عامل بر عملکرد روغن و عملکرد پروتئین دانه معنیدار بود(جدول 5). همان طور که در شکل شماره هفت مشاهده میگردد، برهمکنش سیستم تغذیه تلفیقی و مقدار نیتروژن 150 کیلوگرم در هکتار(M3N150) بیشترین عملکرد روغن را ایجاد نمود. این امر به تاثیر ماده آلی و زئولیت در جلوگیری از شستشوی نیتروژن که سبب میشود در مقدار کمتری از مصرف نیتروژن بالاترین عملکرد دانه و متعاقب آن عملکرد روغن حاصل گردد نسبت داده میشود.
بر اساس آزمایشی کیلی(2004) گزارش کرد که کاربرد میزان 160 کیلوگرم در هکتار نیتروژن سبب افزایش 20درصدی عملکرد روغن دانه آفتابگردان نسبت به شاهد گردید. با توجه به این نکته که عملکرد روغن از حاصلضرب عملکرد دانه در درصد روغن حاصل میگردد، از این رو با توجه به بیشتر بودن عملکرد در ترکیب تیماری M3N150 (مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن به صورت تلفیقی) و مناسب بودن میزان درصد روغن، بیشترین میزان عملکرد روغن در این شرایط مشاهده میگردد (شکل 7).
شکل 7- اثر متقابل سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن بر عملکرد روغن دانه
ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشند.
شکل 8- اثر متقابل سیستمهای تغذیه و مقادیر نیتروژن بر عملکردپروتئین دانه
ستون های دارای حرف مشترک بر اساس آزمون مقایسۀ میانگینها فاقد اختلاف آماری معنیدار می باشند.
در مورد عملکرد پروتئین نیز باید ذکر شود که از آنجا که این شاخص از حاصلضرب درصد پروتئین درعملکرد دانه بدست میآید، در نتیجه با توجه به درصد بالای پروتئین و عملکرد بالا در تیمار M3N150که یکی از مهمترین دلایل آن فراهم بودن مقادیر مناسب نیتروژن میباشد، بیشترین میزان عملکرد پروتئین مربوط به این روش تغذیه میباشد)شکل8). در گزارش لوپز بیلیدو و همکاران(2001) نیز تاثیر افزایش نیتروژن بر افزایش عملکرد پروتئین تاکید قرار گرفته است.
نتیجه گیری کلی
سیستم تغذیه تلفیقی در تمامی صفات مانند عملکرد دانه، وزن هزار دانه ، شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک، و.... دارای بالاترین میزان بوده و برتری این سیستم نسبت به سایر روشهای تغذیه مشهود میباشد. از طرفی تامین نیتروژن گیاه به روش تلفیقی در این آزمایش به معنی به نصف رساندن مصرف کود شیمیائی و کاهش میزان نیتروژن مصرفی به میزان 50 کیلوگرم در هکتار میباشد. به این ترتیب میتوان انتظار داشت با کاربرد این روش در سطح وسیع کاهش چشمگیری در مصرف کودهای شیمیائی در کشور حاصل میگردد که خود گامی بلند در راستای حفظ محیط زیست و رسیدن به کشاورزی ارگانیک و پایدار محسوب میگردد. بدیهی است کاهش مصرف نهادههای شیمیائی سبب کاهش زیادی در هزینههای تولید و اقتصادیتر نمودن فعالیتهای کشاورزی میگردد. از طرفی در تمامی صفات اثر متقابل سیستم تغذیه تلفیقی با سطح نیتروژن 150 کیلوگرم در هکتار یا دارای بهترین نتیجه بوده و یا این که بدون اختلاف معنیدار پس از سیستم شیمیائی در رتبه دوم قرار گرفت. این نکته بیانگر این است که با استفاده از سیستم تغذیه تلفیقی و حضور مواد آلی و زئولیت در کنار آن میتوان نیتروژن مصرفی را بدون کاهش معنیدار در عملکرد و اجزای عملکرد به میزان قابل توجهی تقلیل داد.
)