ارزیابی تاثیر مقدار کاربرد نیتروژن و دوره ی تداخل علف های هرز بر عملکرد دانه و کارایی مصرف نیتروژن در گندم زمستانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

چکیده
 حضور علف­های هرز در کنار گیاهان زراعی ضرورت دقت بیشتر در انتخاب عملیات زراعی را به همراه داشته است. به منظور تعیین مقدار نیتروژن مورد نیاز برای رسیدن به حداکثر عملکرد گندم زمستانه و کارایی مصرف نیتروژن در شرایط تداخل علف­های هرز، آزمایشی در سال زراعی 1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. تیمارهای مورد آزمایش مقادیر مختلف نیتروژن (0 (شاهد)، 75 و 150 کیلوگرم در هکتار) و طول دوره حضور علف­های هرز (تداخل کامل علف های هرز در تمام طول فصل رشد، تداخل علف­های هرز تا 50 روز پس از شروع رشد بهاره و کنترل کامل علف­های هرز بودند. طرح مورد استفاده اسپلیت­ پلات در قالب بلوک­های کامل تصادفی با 3 تکرار بود. نتایج آزمایش نشان داد که در شرایط کنترل کامل علف­های هرز، با افزایش مقدار نیتروژن، عملکرد دانه گندم از 2900 به 5128 کیلوگرم در هکتار افزایش یافت. افت عملکرد ناشی از رقابت علف­های هرز با گندم با دو برابر شدن مقدار نیتروژن بیش از دو برابر افزایش یافت. در شرایط عدم تداخل علف­های هرز، دو برابر شدن مقدار نیتروژن مصرفی کارایی مصرف نیتروژن را از 86/1 به 43/7 افزایش داد. در حالی که در تداخل علف­های هرز با گندم کارایی مصرف نیتروژن کاهش یافت.
  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Nitrogen Rate and Weed Interference Duration on Wheat Grain Yield and Nitrogen Use Efficiency

نویسندگان [English]

  • HR Mohammaddoust Chamanabad
  • B Pourmorad Kaleibar
  • A Asghari
  • M Mehdizadeh
چکیده [English]

Abstract
Presence of weeds and crops together in agro-ecosystems requires the much attention intheselection of agricultural practices.This experiment conduced in 2009 to determine nitrogen requirement to take maximum winter wheat yield with weed interference at agricultural research site in agricultural college, university of Mohaghegh ardabili. The experiment was laid out as split-plot in randomized complete block design with three replications. The treatments consisted of three nitrogen levels: [0 (control), 75 & 150 kgNha-1] and duration of weed interference [interference during all season growth (T75), interference for 50 days after April (T50) and weed control (T0)]. The experimental design was Split-plot design in randomized complete block with three replications. Results showed that in weed control plots, increasing the amount of nitrogen, grain yield increased from 2900 to 5128 kg ha-1. In weed interference, doubling the amount of nitrogen fertilizer increased yield loss more than 2 times. In plots without weed interference, doubling the amount of nitrogen increased nitrogen use efficiency from 1.86 to 7.43. While the interaction of weeds and wheat declined nitrogen use efficiency.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Nitrogen
  • Weed interference duration
  • Wheat

اصل مقاله

مقدمه

رقابت علف­های هرز با گیاه زراعی در اکوسیستم­های کشاورزی یکی از تنش­های بیولوژیکی مهم به شمار می­رود که موجب کاهش شدید عملکرد و کارایی مصرف نیتروژن[1] می­شود و کنترل آن­ها
­می­تواند تأثیر زیادی در افزایش تولید گیاه زراعی داشته باشد. آزمایش­های انجام شده (شفق کلوانق و همکاران 1388، ویلیامز و لیندکوئست 2007) نشان داده است که عملیات زراعی توانایی رقابتی گیاهان زراعی و علف­های هرز را در اکوسیتم­های کشاورزی تغییر می­دهد که در نتیجه آن تاثیر علف­های هرز بر روی گیاهان زراعی تغییر می­کند. نیتروژن یکی از مهمترین عناصر غذایی است که در شرایط عدم تداخل علف­های هرز عمدتا افزایش عملکرد گیاه زراعی را به همراه دارد (کامارا و همکاران 2003). رائون و جوهانسون (1999) گزارش کردند که سالانه 95 میلیون تن نیتروژن در سطح جهان استفاده می­شود که شصت درصد آن در تولید غلات استفاده می­شود. در حالی که کارایی مصرف آن در غلات کمتر از 33 درصد است. در حضور علف­های هرز کاربرد نیتروژن ممکن است بی­تاثیر، و یا موجب افزایش و یا کاهش عملکرد گیاه زراعی شود. نتایج بسیاری از آزمایش­ها (بلک شاو و همکاران 2003، تولیکو و سوگوربو 1984) نشان داد که با افزایش مقدار نیتروژن خاک رشد و نمو علف­های هرز نیز افزایش می­یابد که باعث افزایش توانایی رقابتی آن با گیاه زراعی می­شود. از طرف دیگر مدیریت صحیح کاربرد نیتروژن می­تواند شرایط مطلوبی برای گیاه زراعی فراهم نماید که می­تواند رشد و نمو علف­های هرز را تحت فشار قرار دهد (محمد دوست و اصغری 1388، محمد دوست چمن­آباد و تولیکف 1385، آزید و ادتونجی 2007).

کارایی مصرف نیتروژن نشان دهنده راندمان مصرف این عنصر و تاثیر آن در افزایش ماده خشک و عملکرد گیاه است. آزمایش­های زیادی (چمنی اصغری و همکاران 1389؛ حمیدی و همکاران 2010، کانبائو و همکاران 2007) نشان داده است که کاربرد نیتروژن کارایی مصرف نیتروژن گیاه زراعی و علف­های هرز را کاهش می­دهد. برای مثال، آزمایش چمنی­اصغری و همکاران (1389) نشان داد که افزایش مقدار نیتروژن باعث کاهش کارایی مصرف نیتروژن گندم و یولاف وحشی گردید. همچنین تداخل علف­های هرز با گیاهان زراعی کارایی مصرف نیتروژن را کاهش داد (آزید و ادتونجی 2007).

میزان تاثیر منفی علف­های هرز روی گیاه زراعی به عوامل مختلفی از جمله طول دوره تداخل آنها بستگی دارد. نتایج آزمایش محققان نشان داده است که افزایش طول دوره تداخل علف­های هرز تاثیر منفی علف­های هرز بر عملکرد گیاه زراعی را افزایش می­دهد (چایی چی و احتشامی 1380، تولنار و همکاران 1994،  ویلیامز و لیندکوئست 2007). برای مثال، نتایج آزمایش جیمز و همکاران (2006) بر روی ذرت نشان داد که عدم کنترل علف­های هرز تا 4 هفته پس از سبز شدن گیاه زراعی، عملکرد ذرت را بطور معنی داری کاهش دادند. آزمایش­های شفق­کلوانق و همکاران (1388) نشان داد که افزایش طول دوره تداخل علف­های هرز علاوه بر کاهش عملکرد و اجزای عملکرد سویا، میزان کلروفیل آن را نیز کاهش داد. آنها نشان دادند که افزایش مقدار نیتروژن خاک سبب افزایش توان رقابتی سویا با علف­های هرز گردید، بطوری که اثر منفی رقابت علف­های هرز با سویا در سطوح بالای نیتروژن کمتر بود.

اگرچه آزمایش­های زیادی (رحیمی­زاده و همکاران 1389، لوپز و همکاران 2001) برای تعیین کارایی مصرف نیتروژن در گیاهان مختلف انجام شده است، اما نقش تداخل علف­های هرز روی کارایی مصرف نیتروژن کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن و دوره­های مختلف تداخل علف­های هرز بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم و کارایی مصرف نیتروژن می­باشد.

 

مواد و روش­ها

به منظور بررسی تاثیر نیتروژن و طول دوره تداخل علف­های هرز بر عملکرد دانه و کارایی مصرف نیتروژن گندم،  آزمایشی در سال زراعی 88-89 در مزرعه تحقیقاتی بابلان دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. تیمارهای مورد آزمایش مقادیر مختلف نیتروژن {0 (شاهد)، 75 و 150 کیلوگرم در هکتار} و طول دوره رقابت علف­های هرز (تداخل کامل در تمام طول فصل رشد، تداخل تا 50 روز پس از شروع رشد بهاره و کنترل کامل علف­های هرز) بودند. طرح مورد استفاده طرح اسپلیت­ پلات در قالب بلوک­های کامل تصادفی با 3 تکرار بود. مساحت هر کرت 25 متر مربع (5×5) در نظر گرفته شد.

محصول سال قبل کلزا بود که بقایای آن قبل از کاشت توسط گاوآهن برگردان شخم زده شد. 200 کیلوگرم در هکتار  بذر ضد­عفونی شده گندم رقم سای­سونز در تاریخ 26 مهرماه به­صورت دستی کشت گردید. همزمان با عملیات کاشت 200 کیلوگرم در هکتار کود فسفر بکاربرده شد. پس از کاشت یک­سوم نیتروژن مورد نیاز در کرت­های مورد نظر بکار برده شد و بلافاصله مزرعه آبیاری گردید. سایر آبیاری­ها نیز با توجه به نیاز گیاه در طی فصل رشد صورت گرفت. دوسوم باقی­مانده نیتروژن مورد نیاز در مرحله به ساقه­رفتن گندم مورد استفاده قرار گرفت.

در مرحله رسیدن گندم، بوته­های گندم از سطح یک متر مربع میانی هر کرت برداشت و برای تعیین تعداد سنبله و عملکرد دانه به آزمایشگاه منتقل شدند. کارایی مصرف نیتروژن با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد.

 

کارایی مصرف نیتروژن

=

عملکرد دانه بدون کاربرد نیتروژن- عملکرد دانه با کاربرد نیتروژن

مقدار نیتروژن بکاربرده شده

 

 

 

قبل از انجام تجزیه­های آماری جهت همگنی داده­ها در موارد لازم از تبدیل جذری x Ö استفاده شد. تجزیه آماری داده­ها با استفاده از نرم افزار MSTATC انجام گرفت و میانگین­ها توسط آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد مقایسه گردیدند.

 

نتایج و بحث

تجزیه آماری داده­های آزمایش نشان داد که کاربرد کود نیتروژن تاثیر معنی­داری بر تعداد سنبله و عملکرد دانه گندم نداشت، اما طول دوره تداخل علف­های هرز تاثیر معنی­­­­داری بر تعداد سنبله و عملکرد دانه داشت. با افزایش  طول دوره تداخل علف­های هرز تعداد سنبله و عملکرد دانه گندم کاهش یافت (شکل 1 و 2). تعداد سنبله در واحد سطح در تیمار کنترل کامل علف­های هرز 602 سنبله در مترمربع بود که تفاوت معنی­داری با تداخل علف­های هرز برای مدت 50 روز نداشت (شکل 1). تعداد سنبله در واحد سطح در شرایط تداخل کامل علف­های هرز در مقایسه با عدم تداخل علف­های هرز و یا تداخل علف­های هرز برای 50 روز به ترتیب 36 و 34 درصد کمتر بود که از نظر آماری در سطح احتمال 5 درصد معنی­دار بود. کمترین تعداد سنبله (67/226) در تیمار عدم کاربرد نیتروژن و حضور علف­های هرز مشاهده شد که بیش از 3 برابر کمتر از تعداد سنبله در تیمار کنترل کامل علف­های هرز با 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود. کاهش تعداد سنبله در واحد سطح ممکن است نتیجه کاهش تولید پنجه و یا مرگ و میر بوته­ها در اثر رقابت شدید علف­های هرز با گندم باشد. داده­های آزمایش محبوب و همکاران (14) نیز نشان داد که با افزایش طول دوره تداخل علف­های هرز عملکرد و اجزای عملکرد گندم کاهش یافت.   

 

 

 

شکل 1- تاثیر طول دوره تداخل علف­های هرز  بر تعداد سنبله گندم در متر مربع

 

 

طول دوره تداخل علف­های هرز تاثیر معنی­داری بر عملکرد دانه گندم داشت. تداخل علف­های هرز با گندم برای 50 روز کاهش معنی­داری بر عملکرد دانه گندم ایجاد نکرد (شکل 2). در حالی که تداخل کامل علف­های هرز عملکرد دانه گندم را در مقایسه با کنترل کامل علف­های هرز و تداخل علف­های هرز برای 50 روز به ترتیب 45 و 38 درصد کاهش داد که این اختلاف از نظر آماری معنی­داری بود (شکل 2). در شرایط عدم حضور علف­های هرز، با افزایش مقدار نیتروژن عملکرد دانه گندم نیز افزایش یافت. بطوری که بیشترین مقدار عملکرد در واحد سطح در تیمار کنترل کامل علف­های هرز و کاربرد 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بدست آمد (شکل 2). در حضور علف­های هرز تاثیر نیتروژن بر عملکرد دانه متغییر بود. کمترین عملکرد دان گندم در تیمار تداخل کامل علف­های هرز و کاربرد 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بدست آمد.

با افزایش مقدار نیتروژن تا 75 کیلوگرم در هکتار، افت عملکرد ناشی از تداخل علف­های هرز کاهش یافت. اما با دو برابر شدن مقدار نیتروژن افت عملکرد دانه گندم به بیش از 60 درصد رسید (شکل 3). این نشان می­دهد که مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی رشد و نمو علف­های هرز را بیش از گیاه زراعی تحریک می­نماید که می­تواند تاثیر منفی آنها روی گیاه زراعی را افزایش دهد. محمددوست و اصغری (1388) گزارش کردند که کاربرد کود نیتروژن موجب افزایش وزن خشک علف­های هرز بویژه در لایه یک­سوم بالایی جو بهاره گردید. لایبمن و همکاران (2004) نیز گزارش کردند که کاربرد کود نیتروژن در مزرعه جو تاثیری بر افزایش ارتفاع جو نداشت و شاخص سطح سبز آن­ را تنها 10 درصد افزایش داد، اما ارتفاع خردل سفید بیش از 5/1 برابر و شاخص سطح سبز آن، بویژه در لایه­های بالایی ارتفاع جو بیش از 7 برابر افزایش یافت.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 2-  تاثیر طول دوره تداخل علف­های هرز  بر عملکرد  گندم

 

 

شکل 3- افت عملکرد دانه گندم ناشی از طول دوره تداخل علف­های هرز و مقدار نیتروژن

 

 

 

سطوح مختلف نیتروژن تاثیر متفاوتی بر کارایی مصرف نیتروژن بر اساس عملکرد اقتصادی و عملکرد بیولوژیکی داشت (شکل 4). در شرایط عدم تداخل علف­های هرز، با افزایش مقدار نیتروژن کارایی مصرف نیتروژن عملکرد اقتصادی نیز افزایش یافت (شکل 4 الف). در شرایط تداخل کامل علف­های هرز با کاربرد 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار کارایی مصرف نیتروژن بر اساس عملکرد اقتصادی کاهش داد و به کمتر از یک درصد رسید (شکل 4 الف). بر عکس، در تداخل کامل علف­های هرز، کاربرد 75 کیلوگرم نیتروژن در هکتار کارایی مصرف نیتروژن را بر اساس عملکرد اقتصادی افزایش داد. تاثیر متفاوت سطوح کود نیتروژن بر کارایی مصرف نیتروژن به تاثیر متفاوت آنها بر شرایط رقابت گندم با علف­های هرز مربوط می­شود. آزمایش­های زیادی (محمد­دوست و اصغری، 1388، تولیکو و همکاران 1986) نشان داده است که کاربرد زیاد کود نیتروژن شرایط رقابت بین گیاه زراعی و علف­های هرز را به نفع علف­های هرز تغییر می­دهد و رشد و نمو آنها را افزایش می­دهد. این موضوع می­تواند کارایی مصرف نیتروژن را نیز کاهش دهد. چمنی­اصغری و همکاران (1389) گزارش کردند که افزایش مقدار نیتروژن موجب کاهش نمایی کارایی مصرف نیتروژن گندم گردید. آنها گزارش کردند شدت کاهش کارایی مصرف نیتروژن در شرایط رقابت گندم با یولاف وحشی بیشتر بود. برعکس، نتایج آزمایش زمنچیک و البرچت (2002) نشان داد که در صورت تقسیط نیتروژن، با افزایش مقدار نیتروژن کارایی مصرف آن نیز افزایش یافت. رحیمی­زاده و همکاران (1389) و لوپزبلیدو و لوپزبلیدو (2001) نیز گزارش کردند که کاربرد نیتروژن در کشت متناوب کارایی مصرف نیتروژن را افزایش داد. افزایش مقدار کود نیتروژن و طول دوره تداخل علف­های هرز کارایی مصرف نیتروژن بر اساس عملکرد بیولوژیک را کاهش داد (شکل 4 ب).

 

 

 

 

 

 

شکل 4. تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن و طول دوره تداخل علف­های هرز بر کارایی مصرف نیتروژن (الف، دانه گندم، ب، کل وزن خشک)

 

 

 

 

 

داده های این آزمایش نشان می دهد که 1) حضور علف های هرز گندم برای 50 روز تاثیر منفی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم نداشت؛ 2) از آنجا که کاربرد بیش از حد کودهای شیمیایی از جمله نیتروژن ممکن است توانایی رقابتی علف های را بیش از گیاه زراعی افزایش دهد بنابر این در شرایط حضور علف های هرز برای رسیدن به حداکثر عملکرد به مقدار نیتروژن کمتری نیاز است.

 


[1]  Nitrogen Use Efficiency

مراجع

منابع مورد استفاده
چایی­چی م ر و احتشامی س م ر. 1380. تاثیر زمان وجین بر ترکیب گونه­ای، تراکم و وزن خشک علف­های هرز در سویا. مجله علوم کشاورزی ایران. جلد 31. شماره 1. صفحه­های 119-107.
چمنی­اصغری ت؛ محمودی س؛ راشدمحصل م ح و زمانی غ. 1389. بررسی اثر رقابت بر کارایی جذب و مصرف نیتروژن در مرحله رشد رویشی گندم (Triticum aestivum L.) و یولاف وحشی (Avena fatua L.). مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی. جلد. 3. شماره 2، صفحه­های 96-81.
رحیمی­زاده م؛ کاشانی ع؛ زارع فیض­آبادی ا؛ کوچکی ع و نصیری­محلاتی م. 1389. کارآیی مصرف نیتروژن در تناوب های زراعی دوگانه گندم در شرایط مقادیر متفاوت نیتروژن و برگشت بقایای محصول. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی. جلد. 3. شماره 3، صفحه­های 142-125.
شفق­کلوانق ج؛ زهتاب­سلماسی س؛ جوانشیر ع؛ مقدم م و دباغ­محمدی­نسب ع. 1388. تاثیر سطوح مختلف نیتروژن و تداخل علف­های هرز بر عملکرد، اجزای عملکرد و میزان کلروفیل برگ در سویا. مجله دانش کشاورزی پایدار. جلد 1. شماره 1. صفحه­های 24-1.
محمددوست ح ر و اصغری ع. 1388. تاثیر تناوب زراعی، کاربرد کود شیمیایی و علفکش بر کنترل علف­های هرز چاودار زمستانه. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 13، شماره 47، صفحه­های 610-601.
محمددوست چمن آباد ح ر و تولیکف ا م. 1385. بررسی تاثیر عملیات زراعی در کنترل علف­های ­هرز و عملکرد دانه اکوسیستم­های کشاورزی. مجله علوم و صنایع کشاورزی، جلد 20، شماره 6، صفحه­های 87-96.
Azeez JO and Adetunji MT. 2007. Nitrogen use efficiency of maize genotypes under weed pressure in a tropical Alfisoil in northern Nigeria. Tropicultura 25:174-179.
Blackshaw RE, Brandt RN, Janzen HH, Entz T, Grant CA and Derksen DA. 2003. Differential response of weed species to added nitrogen. Weed Sci. 51:532-539.
Camara KM, Payne WA and Rasmussen PE. 2003. Long-term effects of tillage, nitrogen and rainfall on winter wheat yields in the Pacific Northwest. Agron. J. 95:828-835.
Hamidi RT, Mazaheri D and Rahimian H. 2010. Winter wheat (Triticum aestivum L.) nitrogen yields as affected by wild barley (Hordeum spontaneum Koch) population densities and nitrogen. Aust. J. Basic and Applied Sci.10: 4726-4739.
James TK, Rahman A and Trolove M. 2006. Optimal timing for post emergence application of nicosulfuron for weed control in maize. New Zealand Plant Protec. 59:250-254.
Liebman M, Mohler CL and Staver CP. 2004. Ecological Management of Agicaltural Weeds. Cambridg University Peress.
Lopez-Bellido RJ and Lopez-Bellido L. 2001. Efficiency of nitrogen in wheat under Mediterranean condition: effect of tillage, crop rotation and N fertilization. Field Crop Res. 71:31-64.
Mahboob A, Asjad M, Jalil A and Khlid I. 2000. Nitrogen uptake efficiency in wheat as influenced by nitrogen level and weed-crop competition duration. Biologi. Sci. 3:1002-1003.
Mohajeri F and Ghadiri H. 2003. Wild mustard competition with winter wheat in different densities and nitrogen fertilizer. Iranian J. of Agric. Sci. 34:527-537.
Quanbao Y, Hongcheng Z, Haiyan W, Ying Z, Benfu W, Ke X, Zhongyang H, Qigen D and Ke X. 2007. Effects of nitrogen fertilizer on nitrogen use efficiency and yield of rice under different soil conditions. Front. Agric. China. 1:30-36.
Raun WR and Johnson GV. 1999. Improving nitrogen use efficiency for cereal production. Agron. J. 91:357-363.
Tollenaar M, Nissanka SP, Aguilera A, Weise SF and Swanton CJ. 1994. Effect of weed interference and soil N on four maize hybrids. Agron. J.86: 596-601.
Tulikov AM and Sugrobov VM. 1984. Role of long-term application fertilizer, lime and crop rotation in change infestation field by weeds. Izvestia ТСХА. 2: 32-36.
Tulikov AM, Kierash LM, Kiraev RS and Fralova TN. 1986. Effect of crop rotation, fertilizer rate and herbicide on barley yield and weed infestation. Izvestia ТСХА. 5:26-30. 
Williams MM and Lindquist JL. 2007. Influence of planting date and weed interference on sweet corn growth and development. Agron. J. 99:1066-1072.
Zemenchik RA and Albrecht KA 2002. Nitrogen use efficiency and apparent nitrogen recovery of Kentucky bluegrass, smooth bromegrass and orchardgrass. Agron. J. 94: 421-428.
 
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار