Document Type : Research Paper
Authors
Abstract
Keywords
مقدمه
گیاهان برای رشد و نمو خود حداقل به 14 عنصر غذایی نیاز دارند که در بین آنها نیتروژن از اهمیت بیشتری برخوردار است و کمبود آن در بسیاری از سیستمهای کشاورزی عامل محدود کننده رشد به شمار میرود. به همین خاطر برای کاهش این محدویت و بهبود شرایط رشد ونمو گیاهان زراعی نیاز به کاربرد آن به صورت کود شیمیایی ضروری به نظر میرسد. از طرفی، علفهای هرز مصرف کنندههای لوکس عناصر غذایی به شمار میروند و کاربرد کودهای شیمیایی ممکن است رشد و نمو آنها را بیش از گیاهان زراعی افزایش دهد (محمددوست 1390). بنابراین، کاربرد آنها ممکن است بر عملکرد گیاه زراعی بیتاثیر و یا تاثیر منفی داشته باشد. آزمایشهای زیادی (اپلبی و همکاران 1976، فرحبخش ومورفی 1998 و کارلسون و هیل 1986) نشان داده است که در غیاب علفهای هرز کاربرد نیتروژن عملکرد دانه گندم را افزایش داد، اما در حضور علفهای هرز کاربرد آنها تاثیر متفاوتی داشت. برای مثال، (مرادیتلاوت و همکاران 1388) گزارش کردند که در حضور علفهای هرز، با افزایش مقدار نیتروژن، عملکرد دانه گندم کاهش یافت. والنتی و ویکس (1992) نیز نشان دادند که اگر چه با افزایش مقدار کود نیتروژن تراکم علفهای هرز کاهش یافت، اما عملکرد دانه گندم نیز کاهش یافت. فرحبخش و مورفی (1998) در آزمایش خود نشان دادند که در تراکمهای بالای علفهرز با افزایش مقدار نیتروژن، علفهای هرز نسبت به گندم در جذب نیتروژن موفقتر بودند و موجب کاهش محصول به میزان 32 درصد شدند. بر عکس، آزمایشهای زیادی (محمددوست و تولیکف، 1385؛ تولنر و همکاران، 1994؛ مک کینز، 1996، توگای و همکاران، 2009) نشان داده است که مدیریت صحیح کاربرد کودهای شیمیایی
میتواند تراکم، زادآوری و یا توانایی رقابتی علفهای هرز با گیاهان زراعی را کاهش و در نتیجه عملکرد گیاه زراعی را افزایش دهند. برای مثال، (توگای و همکاران 2009) گزارش کردند که اگرچه با افزایش مقدار کود نیتروژن زیستتوده علفهای هرز افزایش یافت، اما عملکرد گندم نیز افزایش یافت. (تولنر و همکاران 1994) نیز گزارش کردند که در حضور علفهای هرز کاربرد کود نیتروژن زیستتوده علفهای هرز را کاهش و عملکرد دانه ذرت را افزایش داد. این نتایج ضد و نقیض از تاثیر نیتروژن بر رشد و نموعلفهای هرز و عملکرد گیاهان زراعی ناشی از تفاوت در روش کاربرد، حاصلخیزی اولیه خاک، نوع کود، نیاز گیاه زراعی و ترکیب گونهای علفهای هرز میباشد (محمددوست 1390 و بلکشاو و همکاران 2008).
از طرفی، ارقام مختلف گیاهان زراعی توانایی رقابتی متفاوتی با علفهای هرز دارند و کاربرد کودهای شیمیایی از جمله نیتروژن میتواند توانایی رقابتی آنها در برابر علفهای هرز را تغییر دهد. بنابراین، تاثیر منفی علفهای هرز روی ارقام مختلف متفاوت خواهد بود. ارقامی که سایهانداز خود را سریع تکمیل نمایند، بهخوبی میتوانند علفهای هرز را تحت فشار قرار دهند. ارقام مختلف گندم با توجه به خصوصیات رشدی، رقابتی و مورفولوژیکی، عکسالعمل متفاوتی در رقابت با علفهای هرز دارند. شدت کاهش عملکرد با توجه به خصوصیات رقابتی و مورفولوژیکی در هر رقم متفاوت خواهد بود. صفاتی از جمله ارتفاع بلند، تعداد پنجه زیاد، سطح برگ بالا، و سرعت رشد سریع میتواند موجب برتری رقابتی یک رقم شود (عطاریان و راشد محصل، 1381، بلیان و همکاران، 1991؛ زارع فیضآبادی و همکاران، 1388). نتایج آزمایشهای عطاریان و راشدمحصل (1381) بر روی ارقام گندم ایرانی قدیم و جدید در رقابت با علف هرز یولاف وحشی نشان داد که ارقام جدید بیشتر از ارقام قدیمی توانایی رقابت با یولاف وحشی را دارند. در این مطالعه رقم جدید الوند و رقم قدیمی بزوستایا به ترتیب بیشترین و کمترین توانایی رقابت با علف هرز یولاف وحشی را داشتند. خصوصیاتی مانند سرعت تجمع ماده خشک، سرعت رشد محصول، شاخص سطح برگ، سرعت رشد نسبی و سطح برگ بیشتر در رقم الوند نسبت به رقم قدیمی بزوستایا سبب برتری قدرت رقابتی در این رقم جدید شده بود. برعکس، (دیهیمفرد و همکاران 2007) رقابت هشت رقم گندم با علف هرز منداب را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که رقم کرج2 به عنوان یک رقم قدیمی علیرغم داشتن عملکرد دانه پایین در شرایط عدم حضور علف هرز، بطور معنیداری باعث کاهش بیوماس و تولید بذر علف هرز منداب شد. از طرفی قدرت رقابت ارقام تابع شرایط محیط است باغستانیمیبدی و زند (1384). بنابراین، مدیریت صحیح کاربرد نیتروژن میتواند شرایط رقابتی را به نفع گیاه زراعی تغییر دهد. کاربرد نیتروژن با افزایش ارتفاع، سطح برگ و سرعت توسعه سطح برگ میتواند موجب بهبود توانایی رقابتی گیاه زراعی شود (شهسواری و صفاری 1384و محمددوست 1390). از طرفی کاربرد نیتروژن ممکن است نمود علفکشها را تحت تاثیر قرار دهد (زارع فیضآبادی و همکاران 1388، کیم و همکاران 2006 و بلکشاو و برانت 2008). هدف از این تحقیق نیز بررسی تاثیر کاربرد نیتروژن بر: 1) صفات زراعی و
2) عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم در رقابت با علفهای هرز بود.
مواد و روشها
این آزمایش در سال زراعی 90-89 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی به صورت فاکتوریل اسپلیت نواری در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج آزمایشهای خاکشناسی انجام گرفته بر روی خاک مزرعه نشان داد که EC گل اشباع 68/2 میلی موس بر سانتیمتر و pH خاک برابر با 09/7 بود. میزان کربن آلی آن 17/1 درصد و میزان ماده آلی آن 01/2 درصد بود. میزان آهک کل و نیتروژن کل به ترتیب 75/13 و 056/0 درصد بودند.
فاکتورهای آزمایش شامل سه سطح نیتروژن (N0، N75 و N150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره) و پنج رقم گندم (کاسکوژن، سایسون، گاسپارد، آذر2 و MV17)در شرایط تداخل و عدم تداخل با علفهای هرز بودند.در مهر ماه 1389 بذر هر یک از ارقام با تراکم 350 بوته در متر مربع به صورت نواری کشت و اقدام به آبیاری شد. در هر کرت 10 ردیف به فاصله 18 سانتیمتر و به طول 5 متر کشت شد. نصف نیتروژن در مرحله پنجهزنی و باقیمانده آن در مرحله به ساقه رفتن گندم استفاده شد. کرتهای هر بلوک به طور نواری به دو قسمت تقسم شد که در یک قسمت از آن علفهای هرز در طول فصل رشد به طور کامل کنترل شد. برای اندازهگیری ارتفاع در مرحله ساقهدهی 10 بونه گندم از هر کرت به طور اتفاقی مشخص و ارتفاع آنها اندازهگیری شد. در مرحله دانه بستن درصد نفوذ نور به سطح زمین به کمک لوکس متر مدل LutronLx101 و درصد پوشش گندم بطور چشمی اندازهگیری شد. برای این منظور ابعاد کوادرات به ده قسمت تقسیم و با نخ باریک به صورت کاغذ شطرنجی به همدیگر وصل شدند. هنگام نمونهبرداری از بالای کانوپی فضای اشغال شده توسط گیاه زراعی و علفهای هرز مشاهده و بر اساس درصد یادداشت میشد. برای اندازهگیری عملکرد واجزای عملکرد گندم، بوتهها از سطح یک متر مربع برداشت و در آزمایشگاه مشخص شد.
نتایج و بحث
تجزیه واریانس دادههای آزمایش نشان داد که اثر متقابل نیتروژن و تداخل علفهای هرز بر درصد پوشش گندم معنیدار بود (جدول 1). در شرایط عدم تداخل علفهای هرز، با افزایش مقدار نیتروژن خاک درصد پوشش گندم نیز افزایش یافت، اما در شرایط تداخل علفهای هرز کاربرد بیش از حد (150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) در پوشش گندم را کاهش داد. (شکل 1). حضور علفهای هرز درصد پوشش گندم را به کمتر از 45 درصد کاهش داد. این موضوع نشان میدهد که در شرایط رقابت علفهای هرز با گندم، رشد و نمو گندم کاهش مییابد. درصد پوشش سطح خاک توسط گیاهان زراعی در بر گیرنده کلیه صفات موثر بر رقابت از جمله ارتفاع و سطح برگ، با علفهای هرز است. بنابراین هر عاملی که موجب کاهش و یا افزایش آن شود، بیانگر تاثیر مثبت یا منفی آن عامل بر ارتفاع و سطح برگ گیاه زراعی است (محمددوست و اصغری 1388 و ماجر و همکاران 2005). نفوذ نور به سطح خاک تحت تاثیر مقدار نیتروژن، تداخل علفهای هرز و اثر متقابل آنها قرار گرفت (جدول 1). کاربرد نیتروژن و تداخل علفهای هرز درصد نفوذ نور به سطح خاک را کاهش داد (شکل 2). نتایج نشان داد که در کرتهایی که نیتروژن استفاده نشده بود تداخل علفهای هرز درصد نفوذ نور به سطح خاک را از 45 درصد به 10 درصد کاهش داد. تیشکین و لاپینا (1991) نیز نشان دادند که حضور علفهای هرز نفوذ نور به سطح خاک را در مزرعه جو و سیبزمینی، به ترتیب 18 و 24 درصد کاهش داد. این موضوع نشان میدهد که یکی از مشکلات اصلی حضور علفهای هرز در مزرعه، جذب نور و رقابت با گیاه زراعی است. صرف نظر از حضور یا عدم حضور علفهای هرز با افزایش مقدار نیتروژن، درصد نفوذ نور به سطح خاک کاهش یافت. در عدم حضور علفهای هرز، میزان نور رسیده به سطح خاک در کرتهایی که 75 و 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار دریافت کرده بودند، بیش از دو برابر کمتر از کرتهای بدون کاربرد نیتروژن بود. نتایج آزمایشهای هیلمن و فوگوانگ (1994) نشان داد که کاربرد نیتروژن اندازه برگ، و شاخص سطح برگ را به ترتیب 14 و58 درصد افزایش دادکه نفوذ نور به سطح خاک را کاهش داد. کاهش درصد نفوذ نور با کاربرد نیتروژن ممکن است نتیجه افزایش رشد و نمو گیاه زراعی و یا علفهای هرز باشد. آنالیزهای آماری نشان داد که ارقام و مقادیر نیتروژن تاثیر معنیداری بر ارتفاع گندم داشت (جدول 1). کاربرد نیتروژن به طور معنیداری ارتفاع گندم را افزایش داد (شکل3. الف) که این موضوع میتواند عامل کاهش نفوذ نور به سطح خاک در این کرتها باشد.
جدول1- تجزیه واریانس تاثیر نیتروژن و تداخل علفهای هرز بر صفات مورد مطالعه ارقام گندم
|
|
|
|
|
میانگین مربعات |
|
|
|
|
|
منابع تغییر |
درجه آزادی |
درصد پوشش گندم |
نفوذ نور |
ارتفاع گندم |
وزن هزار دانه |
تعداد سنبله |
تعداد دانه در سنبله |
عملکرد بیولوژیکی |
عملکرد دانه |
شاخص برداشت |
تکرار |
2 |
8/1253 |
28/142 |
35/103 |
346/10 |
64/17575 |
96/127 |
281694 |
3/3386156 |
86/18 |
رقم(A) |
4 |
ns69/303 |
ns21/127 |
**26/590 |
**49/453 |
*88/6928 |
**5/265 |
ns51/50333 |
**1749221 |
*4/208 |
نیتروژن(B) |
2 |
ns72/403 |
**34/1879 |
**65/262 |
ns216/48 |
ns91/6131 |
ns859/71 |
*2/134065 |
ns3/713546 |
ns112 |
AB |
8 |
ns5/331 |
ns73/125 |
ns535/28 |
ns302/10 |
ns68/5159 |
ns563/45 |
ns9/58007 |
*840219 |
ns47/49 |
خطای اول |
28 |
68/336 |
06/230 |
189/34 |
23/27 |
69/2486 |
77/33 |
7/31411 |
309087 |
55 |
تداخل(C) |
1 |
**21/24239 |
*8/9226 |
ns409/23 |
*009/64 |
*1/87111 |
*8/116 |
*985960 |
*1444000 |
ns4/153 |
خطای دوم |
2 |
25/473 |
2/383 |
53/106 |
104/4 |
97/1164 |
773/4 |
7/43171 |
242015 |
4/24 |
AC |
4 |
ns1/184 |
ns15/246 |
ns77/7 |
ns214/9 |
ns77/745 |
ns013/29 |
ns11/6663 |
ns449565 |
ns8/24 |
BC |
2 |
*33/643 |
*05/1041 |
ns486/34 |
ns116/11 |
ns04/4150 |
ns207/26 |
ns8/28148 |
ns570194 |
ns27/27 |
ABC |
8 |
ns29/78 |
ns5/114 |
ns06/3 |
ns88/2 |
ns71/1294 |
ns872/8 |
ns24/13813 |
ns7/275141 |
ns76/46 |
خطای سوم |
28 |
458/144 |
81/242 |
277/11 |
401/4 |
5/1410 |
343/20 |
59/17410 |
7/235410 |
99/30 |
ضریب تغییرات، % |
71/20 |
6/86 |
26/9 |
46/5 |
16/20 |
58/19 |
54/2 |
21/29 |
34/17 |
شکل1- تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن و حضور علفهای هرز بر درصد پوشش گندم در مرحله گلدهی |
شکل 2- تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن و حضور علفهای هرز بر درصد نفوذ نور در مرحله گلدهی گندم. |
بیشترین ارتفاع گندم در کرتهایی که75کیلوگرم نیتروژن در هکتار استفاده شده بود مشاهده شد که تفاوت آماری معنیداری با ارتفاع گندم هنگام کاربرد 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نداشت. آزمایشهای زیادی افزایش ارتفاع گیاه زراعی با کاربرد نیتروژن را گزارش کردهاند (تقیزاده و سیدشریفی 1390). در بین ارقام مورد مطالعه رقم آذر2 ارتفاع بیشتری داشت که با سایر ارقام تفاوت معنیداری داشت (شکل3. ب).
تاثیر ارقام و تداخل علفهای هرز بر وزن هزار دانه، تعداد سنبله، تعداد دانه در سنبله و عملکرد بیولوژیکی و عملکرد دانه گندم معنیدار بود (جدول1). مقایسه میانگینها نشان داد که کاربرد نیتروژن عملکرد بیولوژیکی گندم را افزایش داد (جدول 2). برعکس، تداخل علفهای هرز موجب کاهش عملکرد بیولوژیکی شد. بیشترین وزن هزار دانه و کمترین تعداد دانه در سنبله در رقم قدیمی آذر2 مشاهده شد که تفاوت معنیداری با سایر ارقام داشت (جدول2). رقم جدید سایسون از نظر تعداد سنبله در واحد سطح و تعداد دانه در سنبله نسبت به سایر ارقام برتر بود. تداخل علفهای هرز موجب کاهش هر یک از فاکتورهای مورد مطالعه شد، به طوری که حضور علفهای هرز عملکرد دانه گندم را 50 درصد کاهش داد. گزارشهای زیادی در زمینه اثر علف های هرز بر کاهش عملکرد محصولات زراعی وجود دارد. برای مثال (مالیک و همکاران 1993( گزارش کردند که عدم کنترل علف های هرز عملکرد لوبیا را به میزان 70 درصد کاهش میدهد.
شکل3- تاثیر مقادیر مختلف نیتروژن (الف) و ارقام مختلف گندم (ب) بر ارتفاع آن در مرحله گلدهی.
تاثیر مقدار نیتروژن روی عملکرد دانه در ارقام گندم متفاوت بود (جدول 3). به طوری که مقایسه میانگین عملکرد دانه نشان داد که در ارقام آذر2، سایسون و گاسپارد بیشترین عملکرد دانه در تیمار کاربرد 75 کیلوگرم نیتروژن در هکتار مشاهده شد، اما در رقمMV17 بیشترین عملکرد دانه در کرتهای بدون کاربرد نیتروژن مشاهده شد که تفاوت معنی داری با تیمار 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نداشت. در رقم کاسکوژن نیز کاربرد 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بیشترین عملکرد دانه را تولید کرد که تفاوت معنی داری با 75 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نداشت (جدول3). بنابراین، مقدار کود نیتروژن توصیه شده برای افزایش عملکرد در ارقام مختلف متفاوت میباشد. آزمایشهای دیگری نیز (حسینی و همکاران 1390 و شهسواری و همکاران 1384) واکنش متفاوت ارقام به مقادیر نیتروژن مصرف شده را گزارش کردهاند.
جدول2- مقایسه میانگین صفات مورد ارزیابی، تحت تاثیر سطوح مختلف کود نیتروژن، ارقام گندم و
تداخل آنها با علفهای هرز.
فاکتورهای اصلی |
وزن هزار دانه |
تعداد سنبله |
تعداد دانه در سنبله |
عملکرد بیولوژیکی |
شاخص برداشت |
نیتروژن |
|
|
|
|
|
0 |
a703/39 |
a33/173 |
a52/21 |
b4424 |
a343/0 |
75 |
a257/38 |
a6/201 |
a962/22 |
a5688 |
a31/0 |
150 |
a177/37 |
a73/183 |
a613/24 |
a3/5433 |
a31/0 |
ارقام گندم |
|
|
|
|
|
آذر2 |
a739/46 |
ab66/192 |
c126/17 |
a9/5468 |
bc294/0 |
کاسکوژن |
b189/39 |
bc11/173 |
b016/22 |
a7/4666 |
ab331/0 |
MV17 |
d694/34 |
c33/161 |
b133/24 |
a8/4857 |
c28/0 |
سایسون |
c533/36 |
a22/212 |
a514/27 |
a4/5964 |
a364/0 |
گاسپارد |
d739/34 |
ab77/191 |
b37/24 |
a1/4951 |
a336/0 |
تداخل |
|
|
|
|
|
با علف هرز |
53/37 |
11/155 |
89/21 |
1/4135 |
308/0 |
بدون علف هرز |
22/39 |
33/217 |
17/24 |
4/6228 |
334/0 |
میانگینهای هر ستون که در یک حرف مشترک میباشند با آزمون دانکن در سطح 05/0 تفاوت معنی داری ندارند.
جدول 3- تاثیر سطوح مختلف کود نیتروژن بر عملکرد پنج رقم گندم
|
آذر2 |
کاسکوژن |
MV17 |
سایسون |
گاسپارد |
0 |
bcd1435 |
e815 |
bcd1496 |
bc1560 |
bcd1443 |
75 |
bc1579 |
bc1578 |
de6/915 |
a2375 |
bc1618 |
150 |
cde1223 |
bc1742 |
bcde1419 |
ab2061 |
cde1378 |
تاثیر ارقام بر شاخص برداشت معنیداری بود (جدول1). و رقم جدید سایسون دارای بیشترین شاخص برداشت بود (جدول 2) که ممکن است به علت عملکرد دانه بیشتر در این رقم باشد. بین شاخص برداشت و عملکرد دانه یک رابطه مثبت گزارش شده است (فیشر 1999). بنابراین شاخص برداشت نیز عامل مهمی در افزایش عملکرد محسوب میگردد (رنیولد و راجارم، 1999). این مطلب گویای این است که رقم سایسون سهم بیشتری از مواد فتوسنتزی را به عملکرد اقتصادی اختصاص داده است. در حالی که رقمMV17 عملکرد اقتصادی کمتری داشت (جدول3). به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که وجود علف هرز سبب کاهش عملکرد ارقام مختلف گندم میشود. میزان افت عملکرد در ارقام مختلف متفاوت بود. این تفاوت میتواند ناشی از ارتفاع بزرگتر و یا رشد سریعتر ارقام باشد رقم جدید سایسون با بیشترین تولید دانه در شرایط حضور و عدم حضور علفهای هرز بهترین رقم در رقابت با علف های هرز بود. همچنین، نتایج نشان میدهد که نیاز کودی در ارقام مختلف متفاوت است و مصرف بیش از نیاز نیتروژن میتواند اثر منفی روی گیاه زراعی داشته باشد.