مقایسه ویژگی‌های کمی و کیفی گلرنگ و نخود در سیستم‌های کشت مخلوط جایگزینی و افزایشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد اگرواکولوژی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

2 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

3 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

4 گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

چکیده

به منظور ارزیابی ویژگی­های کمی و کیفی گلرنگ و نخود در سریهای افزایشی و جایگزینی کشت مخلوط، آزمایشی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 11 تیمار و سه تکرار، در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان، طی سال زراعی 95-1394 اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل الگوهای مختلف کشت از جمله کشت خالص گلرنگ و نخود، سریهای جایگزینی با الگوهای 4:4، 2:2، 1: 1، 3:1 و 1:3 و سریهای افزایشی 20 و 40 درصد نخود، هرکدام در دو حالت بین (I) و اطراف (II) ردیفهای گلرنگ بودند. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین عملکرد دانه، زیستی و روغن گلرنگ، به‌ترتیب از الگوهای I40درصد و 4:4 بهدستآمد. بالاترین عملکرد دانه و زیستی نخود نیز از کشت خالص نخود به‌دست آمد اما تعداد و وزن گرههای ریشه در این تیمار، کمترین مقدار را به خود اختصاص دادند. بیشترین LER نیز به سری افزایشی I40درصد تعلق داشت. به‌نظر می­رسد که سری افزایشی مذکور، موجب بهبود عملکرد و کیفیت گلرنگ شد. بنابراین انتخاب الگوی کشت مناسب می­تواند تاثیر مثبتی بر عملکرد کمی و کیفی گیاهان داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of quantitative and qualitative traits of safflower and chickpea in replacement and additive intercropping systems

نویسندگان [English]

  • Faride Salari 1
  • Shiva Khalesro 2
  • Gholamreza Heidari 3
  • Hamed Ghobari 4
1 Post graduate of M.Sc in Agroecology, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
2 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Sanandaj, Iran
3 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
4 Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

In order to evaluate the quantitative and qualitative traits of safflower and chickpea in additive and replacement intercropping series, an experiment was conducted as randomized complete blocks design with 11 treatments and 3 replications at research field of Kurdistan University during 2015-2016 growing season. Experimental treatments included sole cropping of safflower, sole cropping of chickpea, replacement series consisted of 4:4, 2:2, 1:1, 3:1, 1:3 and additive series consisted of 20% and 40% chickpea (in two situations: I, between and II, around of safflower rows). Results showed that the highest and lowest seed, biological and oil yields of safflower obtained from 40% I and 4:4 intercropping patterns, respectively. The highest seed and biological yields of chickpea obtained from its sole cropping, but the minimum number and weight of chickpea root nodules were achieved from this treatment. The highest value of LER obtained from 40% I additive series. It seems that the mentioned treatment improved yield and quality of safflower; therefore choosing the suitable cropping pattern has positive effect on quantitative and qualitative yield of plants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Industrial plants
  • legominosae
  • nitrogen fixation
  • oil seed
  • sustainable agriculture

مقدمه


گلرنگ (Carthamus tinctorius L.)گیاهی چندمنظوره و متعلق به خانواده Asteraceae میباشد که از جنبههای زراعی، صنعتی و دارویی، دارای اهمیت زیادی است. هدف اصلی در زراعت گلرنگ، استخراج روغن موجود در دانه آن می­باشد که با بیش از90 درصد اسید چرب غیراشباع، از کیفیت بالایی برخوردار است (Omidi & Javidfar, 2011) و ارزش تغذیهای اسید لینولئیک آن در پیشگیری از گرفتگی رگ‌ها، قابل توجه می­باشد (Omidbeigi, 2004). کارتامین موجود در گلچههای این گیاه، به‌عنوان یک منبع ارزشمندی از رنگهای طبیعی در صنایع مختلف کاربرد دارد (Zargari, 2014). از امتیازهای ارزشمند این گیاه در ایران، می­توان به بومیبودن، سازگاری و امکان زراعت آن به‌صورت دیم اشاره کرد (Zeinali, 1999). بنابراین لزوم شناخت بهتر قابلیتهای این گیاه فراموش شده و بهبود عملکرد و احیای آن در یک الگوی کشت مناسب، قابل چشم پوشی نیست. در این راستا، یکی از مناسبترین سیستمهای زراعی، کشت مخلوط میباشد که با الهام از طبیعت و با اهدافی نظیر ایجاد تعادل اکولوژیک در اکوسیستمهای زراعی، استفاده بهتر از منابع، افزایش کمی و کیفی عملکرد و تأمین موادغذایی، بدون آلودهکردن محیطزیست اجرا میشود (Fernandez-Aparicio et al., 2007). موفقیت این سیستم، در گرو انتخاب ژنوتیپهای سازگار و واجد صفات مناسب برای ایجاد حداقل رقابت و حداکثر مساعدت و بهکارگیری اصول عملیات زراعی از جمله نسبت اختلاط، آرایش و الگوی کشت مناسب میباشد (Mutangamiri et al., 2001). از سوی دیگر، یکی از راهکارهای افزایش ثبات در سیستمهای مخلوط، کشت لگومها میباشد که یکی از مهمترین خدمات زیستمحیطی آنها، تثبیت نیتروژن اتمسفری در خاک است (Jensen et al., 2011).

نخود (Cicer arietinum L.) از جمله گیاهان خانواده لگومینوز و سرشار از پروتئین، نشاسته، انواع ویتامین­ها و مواد معدنی است  و در جیره غذایی انسان، از اهمیت زیادی برخوردار است (Parsa & Bagheri, 2013). نتایج پژوهشها حاکی از تأثیر مثبت کشت مخلوط با لگوم­ها بر خصوصیات کیفی، عملکرد و اجزای عملکرد گیاهان مختلف است، بهطوریکه بر  اساس گزارش­ها، عملکرد و اجزای عملکرد گندم در کشت مخلوط با نخود (Elodie et al., 2012)، عملکرد دانه ارزن مرواریدی در کشت مخلوط با لوبیا چشمبلبلی (Nelson et al., 2018)، کیفیت و میزان اسانس نعناع در کشت مخلوط با سویا (Amani Machiani et al., 2018) و درصد روغن و محتوای پروتئین دانه روغنی
 Brassica carinataدر کشت مخلوط با نخود
 (Lal et al., 2017) افزایش معنی­داری داشته­اند. بنابراین، هدف این آزمایش، بهرهگیری از سیستم کشت مخلوط و یافتن الگوی کشت مناسب جهت تولید مطلوب گیاه گلرنگ در شرایط عدم مصرف نهادههای نیتروژنه و تامین آن­ها از طریق طبیعی، به منظور جلوگیری از اثرات سوء ناشی از آنها بر سلامت انسان و محیط زیست بود.

 

مواد و روشها

این پژوهش در سال زراعی 95-1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان، با طول جغرافیایی 47 درجه و 18 دقیقهی شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 19 دقیقهی شمالی و ارتفاع 1865 متر از سطح دریا اجرا شد. بذر گلرنگ از رقم سینا و بذر نخود از تیپ دسی، رقم پیروز بود که هر دو از ارقام دیم بودند و به‌ترتیب از مرکز تحقیقات دیم استان کرمانشاه و مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان تهیه شدند. عملیات شخم و آماده سازی زمین در پاییز 1394 انجام شد. قبل از کاشت، نمونه­برداری نقاط مختلف مزرعه، به‌صورت قطری و از عمق صفر تا 30 سانتی­متری خاک صورت گرفت. نمونه مرکب به‌دست آمده، در هوای آزاد خشک شد و از الک دو میلی­متری عبور داده شد و به آزمایشگاه انتقال داده شد که نتایج آزمون خاک در جدول 1 ارائه شده است. آزمایش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 11 تیمار و سه تکرار اجرا شد و هر کرت شامل هشت ردیف کاشت به طول 15/3 ­متر بود. تیمارهای آزمایش شامل الگوهای مختلف کشت: کشت خالص گلرنگ، کشت خالص نخود، سری­های جایگزینی با آرایشهای کاشت نواری و ردیفی از قبیل چهار ردیف گلرنگ+ چهار ردیف نخود، دو ردیف گلرنگ+ دو ردیف نخود، یک ردیف گلرنگ+ یک ردیف نخود، سه ردیف گلرنگ+ یک ردیف نخود، یک ردیف گلرنگ+ سه ردیف نخود و سری­های افزایشی گلرنگ + 20 و 40 درصد نخود که هر کدام در دو حالت اجرا شدند، بود و در آرایش کاشت اول، بوته­های نخود به بخش­های میانی کرت و در آرایش کاشت دوم به بخش­های پیرامونی کرت اضافه شدند. در کشت خالص، فاصله بین ردیفها و فاصله بین بوتهها روی ردیف، به‌ترتیب 35 و 10 سانتیمتر بود.

 

 

جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل اجرای آزمایش

Table 1. Physicochemical properties of experimental site soil

PH

EC

 (ds/m)

O.C

 (%)

N

(%)

P

(mg/kg)

K

(mg/kg)

silt

(%)

Sand

(%)

Clay

(%)

7.72

0.4

0.76

0.11

13

406

2.20

0.8

0.7

                   

 

 

بذرهای گلرنگ و نخود در اسفند 1394 بهصورت همزمان کشت شدند. عملیات وجین علفهای‌هرز در طول فصل رشد، بهصورت دستی انجام شد. برداشت نخود و گلرنگ به‌ترتیب در تاریخ­های 13 تیر و 10 شهریور ماه 1395 صورت گرفت. در مرحله رسیدگی دانه، اجزاء عملکرد گلرنگ شامل تعداد غوزه در بوته، تعداد دانه در غوزه و وزن هزار دانه، از ده بوته تصادفی در هرکرت مورد ارزیابی قرار گرفت. در گیاه نخود نیز صفات وزن صد دانه و تعداد دانه در بوته و شاخص­های تثبیت زیستی نیتروژن از قبیل تعداد و وزن خشک گره در بوته، با بررسی ده بوته تصادفی الگوهای مختلف اندازه‌گیری شد. پس از رسیدگی فیزیولوژیک هر دو گیاه و برای محاسبه عملکرد دانه و زیستی، کل بوته­های موجود در هر کرت، با حذف اثر حاشیه برداشت شدند و درصد و عملکرد روغن گلرنگ نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای استخراج روغن دانه، از دستگاه سوکسله با حلال انهگزان استفاده شد و سپس با دستگاه تبخیر روتاری، حلال مورد نظر از روغن جدا شد (Leal et al., 2009). نسبت برابری زمین (LER) با معادله زیر (Aminifar et al., 2016) محاسبه شد:

 

در این معادله،  و  بهترتیب عملکرد گلرنگ و نخود در کشت مخلوط و  و  عملکرد آنها در کشت خالص میباشد. برای تجزیه آماری دادهها از نرمافزارSAS ، برای مقایسهی میانگینها از آزمون LSD و برای رسم نمودارها از نرمافزار  Excelاستفاده شد.

 

نتایج و بحث

اجزاء عملکرد، عملکرد و کیفیت دانهی گلرنگ

اجزای عملکرد گلرنگ شامل تعداد غوزه در بوته، تعداد دانه در غوزه و وزن هزاردانه، بهطور معنیداری (01/0P≤)  تحت تأثیر الگوهای کشت مخلوط جایگزینی و افزایشی با نخود قرار گرفتند (جدول2).

 

 

جدول 2- آنالیز واریانس اثر الگوهای کشت مخلوط بر اجزای عملکرد، عملکرد و کیفیت دانه گلرنگ.

Table 2. Variance analysis of intercropping patterns effect on yield components, yield and grain quality of safflower

Mean squares

Df

S.O.V

Oil Percentage

Oil Yield

Biological Yield

Seed

Yield

1000-Seed Weight

Seed No. per Capitol

Capitol No. per Plant

0.13ns

3.33ns

361.56ns

18.41ns

0.08ns

2.43ns

1.23ns

2

Replication

 

9.5**

954.8**

207995**

11430.2**

5.26**

17.66**

39.89**

9

Intercropping patterns

 

0.52

2.39

291.44

18.83

0.13

1.02

1.04

18

Error

2.41

13.35

12.63

12.8

1.23

6.85

6.3

 

CV (%)

                                           

ns و **: به‌ترتیب غیر معنی­دار و معنی­داردر سطح احتمال یک درصد.

­ns and **: Non significant and significant at the 1 % of probability level, respectively.

 

 

بیشترین تعداد غوزه در بوته (11/24) در الگوی کشت I40درصد و کمترین تعداد آن (44/11) در الگوی کشت I20درصد مشاهده شد. در تمام تیمارهای کشت مخلوط نسبت به کشت خالص، تعداد دانه در غوزه بالاتر بود و بیشترین و کمترین آن، به‌ترتیب به الگوهای کشت 1:3 و خالص گلرنگ اختصاص یافت.؛ از نظر وزن هزاردانه نیز کشت خالص، یکی از پایین­ترین گروه­های آماری را به خود اختصاص داد (جدول 3).

 

 

جدول 3- مقایسه میانگین اثر الگوهای کشت مخلوط بر اجزای عملکرد، عملکرد و کیفیت دانه گلرنگ 

Table 3. Means comparison of intercropping patterns effect on yield components, yield and grain quality of safflower.  

 

Intercropping Patterns

Capitol No. per Plant

Seed

No. per Capitol

1000-Seed Weight (g)

Seed Yield (g/m2)

Biological Yield (g/m2)

Oil Yield (g/m2)

Oil Percentage

 

monoculture

16.78c

10.67f

28.48fg

161.95d

741.91d

43.02e

26.57e

 

4 rows of safflower and 4 rows of chickpea

14.55d

12.54e

29.39de

74.04h

321i

22.13i

29.9cd

 

2 rows of safflower and 2 rows of chickpea

17c

15.96bc

32.82a

119.11e

470.19f

35.91f

30.15bcd

 

1 row of safflower and 1 row of chickpea

13.08de

17.17ab

28.97ef

83.07g

351.45h

27.77h

33.43a

 

3 rows of safflower and 1 row of chickpea

14.11d

17.4ab

30.62b

169.7c

736.67d

49.62d

29.24d

 

1 row of safflower and 3 rows of chickpea

19.77b

17.96a

29.15de

101.32f

400.51g

31.54g

31.11bc

 

20% chickpea between safflower rows

11.44e

14.2de

29.71cd

159.67d

647.14e

47.16d

29.54d

 

20% chickpea around safflower rows

14.22d

15.35cd

30.05bc

208.03b

865.84b

65.12b

31.3b

 

40% chickpea between safflower rows

24.11a

12.77e

28.18g

266.32a

1146.7a

78.33a

29.42d

 

40% chickpea around safflower rows

16.44c

13.25e

29.06ef

208.88b

800.99c

60.73c

29.08d

 

در هر ستون، میانگین­های دارای حروف مشترک، اختلاف آماری معنی­داری در سطح پنج درصد ندارند.

Means with the same letters in the same columns are not significantly different at 5% of probability level.

 

 

تعداد غوزه در بوته، مهمترین صفت در تعیین عملکرد گلرنگ است. در این پژوهش، الگوهای افزایشی I40درصد و جایگزینی 1:3، از نظر این صفت برتر بودند که دلیل آن را میتوان به بیشتر بودن نسبت نخود و فاصله کمتر آن با بوته­های گلرنگ و در نتیجه فراهمی نیتروژن توسط نخود جهت استفاده بهینه گلرنگ نسبت داد. در مورد افزایش تعداد دانه در غوزه در الگوهای کشت مخلوط، علاوه بر تأثیر گیاه لگوم، احتمالاً فعالیت بیشتر حشرات گردهافشان، موجب باروری بیشتر گلهای گلرنگ و در نهایت تشکیل تعداد دانه بیشتر شده باشد. بنا بر نظر پژوهشگران، درصورت انتخاب آرایش کاشت و تراکم مناسب در کشت مخلوط، جذب منابع بهدلیل تفاوت در توانایی رقابت بین گیاهان مختلف، افزایش مییابد (Haugaard-Nielsen et al., 2001). در این پژوهش، الگوی کشت 2:2 با ایجاد ساختار کانوپی و آرایش مطلوب و درنتیجه افزایش جذب نور در کانوپی، مواد فتوسنتزی بیشتری را به دانهها اختصاص داد و در تولید بیشتر وزن هزاردانه، موفقتر از سایر الگوهای کشت عمل نمود. در کشت مخلوط، اغلب نیتروژن تثبیتشده توسط گیاهان تیره لگومینوز در خاک میتواند مورد استفاده گیاه همراه قرار گیرد و منجر به بهبود اجزای عملکرد و در نهایت، افزایش محصول آن شود (Rezaei Chiyaneh et al., 2014). سایر محققان نیز در بررسی کشت مخلوط زیره سبز و عدس، برتری تعداد دانه در چتر زیره در کشت مخلوط نسبت به کشت خالص را گزارش کردهاند (Jahani et al., 2008). محققان دیگری هم اعلام کردند که با کشت مخلوط آفتابگردان و ذرت، تعداد دانه در طبق آفتابگردان در کشت مخلوط نسبت به خالص افزایش یافت (Nasrollahzade asl & Talebi, 2016).

عملکرد دانه، عملکرد زیستی و عملکرد روغن گلرنگ نیز بهطور معنیداری (01/0P≤) تحت تأثیر الگوهای کشت مخلوط قرار گرفت (جدول2). بیشترین مقادیر این صفات از الگوی کشت I40درصد و کمترین آن از الگوی 4:4 حاصل شد.

افزایش عملکردهای گلرنگ در الگوی کشت  I40درصد، علاوه بر افزایش نسبت کشت نخود، میتوان به افزایش حجم پوشش گیاهی و نزدیک شدن آن به حد تراکم مطلوب در شرایط مخلوط و استفاده بهتر از منابع محیطی نسبت داد (Aminifar et al.,2016). علاوه بر این، در کشت مخلوط، اختلافات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی بین گونهها، سبب اشغال آشیانهای اکولوژیک متفاوت می‌شود و در نتیجه، رقابت بین گونهای کمتر از رقابت درون گونهای می‌شود و در مجموع، عملکرد افزایش می­یابد (Omidi & Javidfar, 2011). سایر پژوهشگران نیز تأثیر مثبت وارد کردن گیاهان تثبیتکننده نیتروژن به کشت مخلوط را در مطالعات خود گزارش کردهاند؛ اگر نسبت کاشت مناسب در نظر گرفته شود (Duchene et al., 2017)، زیرا در کشت مخلوط، حداکثر جذب منابع در ردیفهایی خواهد بود که گیاهان به گونهای در مجاورت یکدیگر قرار داشته باشند که اثرات تسهیلکنندگی دو گونه در کنار هم بروز نماید و با فاصلهگرفتن از این ردیفها، اثرات مثبت کشت مخلوط کاهش یابد. در بررسی الگوهای مختلف کشت مخلوط گاوزبان اروپایی و لوبیا هم کمترین مقدار عملکرد دانه و زیستی لوبیا، از الگوی کشت چهار:چهار به‌دست آمده است
 (Koocheki et al., 2012).

عملکرد، اجزای عملکرد و شاخصهای مربوط به تثبیت زیستی نیتروژن در نخود

تعداد دانه در بوته، وزن صددانه، عملکرد دانه، عملکرد زیستی و تعداد و وزن خشک گره در بوته، بهطور معنیداری (01/0P≤) تحت تأثیر الگوهای کشت مخلوط قرار گرفتند (جدول4).

 

 

جدول 4- آنالیز واریانس اثر الگوهای کشت مخلوط بر اجزای عملکرد، عملکرد و شاخصهای تثبیت زیستی نیتروژن در نخود

Table 4. Variance analysis of intercropping patterns effects on yield components, yield and biological nitrogen fixation indices of chickpea

Mean squares

 

 

 

 

Biological Yield

Seed

Yield

100-Seed Weight

Seed No. per Plant

Node dry weight per plant

Node No. per Plant

Df

S.O.V

 

0.0003ns

0.002*

0.6*

1.36ns

3.7ns

0.04ns

2

Replication

 

0.25**

0.29**

2**

115.73**

10097**

1.63**

9

Intercropping patterns

 

0.0003

0.0004

0.13

1.04

15.29

0.02

18

Error

10.86

11.07

1.85

4.22

3.68

7.39

 

CV (%)

 

                                   

ns و **: به‌ترتیب غیر معنی­دار و معنی­داردر سطح احتمال یک درصد.

­ns and **: Non significant and significant at the 1 % of probability level, respectively.

 

 

بیشترین تعداد دانه در بوته در کشت خالص و کمترین آن در الگوی کشت I20درصد مشاهده شد (جدول5). در بررسی کشت مخلوط بادامزمینی و ذرت نیز تعداد دانه در بوته بادام زمینی در کشت مخلوط کاهش یافت (Ghosh, 2004). سایر پژوهشگران نیز با بررسی کشت مخلوط افزایشی و جایگزینی ذرت و ماش عنوان کردند که کمترین تعداد دانه در بوته ماش، به تیماری تعلق داشت که سهم ماش در کشت مخلوط کاهش یافت (Nazari et al., 2012). در پژوهش حاضر نیز با کاهش سهم نخود در الگوی کشت I20 درصد و سایهاندازی و غلبه گلرنگ بر بوتههای نخود، مشاهده کمترین تعداد دانه در بوته نخود منطقی بهنظر میرسد و نشان میدهد که الگوی کشت I20 درصد، ترکیب مخلوط مناسبی برای گیاه نخود نبوده است.

در مورد وزن صد دانه بیشترین مقدار به الگوی کشت یک:یک و کمترین آن به  الگوی کشت I20 درصد اختصاص یافت (جدول 5). در بررسی ترکیبهای مختلف کشت مخلوط زیره سبز و عدس، بالاترین وزن هزاردانه عدس به تیمار یک:یکاختصاص یافت که دلیل آن، به توانایی گیاه برای جذب تشعشع بیشتر و کمتر شدن رقابت نسبت به الگوی کشت سه:سه و چهار:چهار  نسبت داده شد (Jahani et al., 2008).

در پژوهش حاضر، علاوه بر این دلایل، احتمال دارد که تعداد و وزن بیشتر گرههای تثبیت نیتروژن در الگوی کشت 1:1، دلیلی برای افزایش وزن صددانه نخود باشد. هم­چنین نتایج نشان داد که بیشترین وزن صد دانه، از الگوهای جایگزینی حاصل شد و الگوهای افزایشی، مقادیر پایین­تری را به خود اختصاص دادند. هم­چنین در کشت مخلوط ذرت و لوبیا چیتی نیز  بالاترین وزن صددانه در تیمار کشت مخلوط جایگزینی 1:1 مشاهده شد که با نتایج پژوهش حاضر مطابقت دارد (Nasrollahzade asl et al., 2011). بهنظر میرسد که در سریهای جایگزینی، رقابت بینگونهای گلرنگ نسبت به رقابت درونگونهای نخود کمتر بوده است و فضای بیشتری برای رشد نخود فراهم شده است؛ درنتیجه ماده فتوسنتزی بیشتری به دانهها انتقال یافته است و افزایش وزن صددانه نخود را موجب شده است.

 

 

 

جدول5- مقایسه میانگین اثر الگوهای کشت مخلوط بر اجزای عملکرد، عملکرد و شاخصهای تثبیت زیستی نیتروژن در نخود.

Table 5. Means comparison of the intercropping patterns effects on yield components, yield and biological nitrogen fixation indices of chickpea.
 

 

Intercropping Patterns

 

Node No. per Plant

 

Node dry weight per plant (mg)

 

Seed No. per Plant

 

100-Seed Weight (g)

Seed Yield (g/m2)

Biological Yield

 (g/m2)

 

monoculture

0.63g

41g

37.4a

19.6d

223.85a

544.18a

 

4 rows of safflower and 4 rows of chickpea

2.15c

144b

26.13b

20.3bc

65.28c

145.75d

 

2 rows of safflower and 2 rows of chickpea

1.48e

55.33f

20.33f

19.77cd

50.7e

125.11f

 

1 row of safflower and 1 row of chickpea

3.07a

228a

25.87b

20.93a

68.17c

173.06c

 

3 rows of safflower and 1 row of chickpea

2.21c

137.67bc

21.4ef

20.47ab

40.56f

114.5g

 

1 row of safflower and 3 rows of chickpea

2.47b

116.67d

22.93de

19.4d

95.4b

205.28b

 

20% chickpea between safflower rows

1.07f

48.67f

12.53g

18.23e

14.08h

41.58i

 

20% chickpea around safflower rows

1.46e

136.33c

26.4b

19.43d

31.81g

75.19h

 

40% chickpea between safflower rows

2.47b

144b

25.13bc

18.6e

58.55d

134.2ef

 

40% chickpea around safflower rows

1.71d

88.67e

23.73cd

19.5d

57.08d

138.18de

 

در هر ستون، میانگین­های دارای حروف مشترک، اختلاف آماری معنی­داری در سطح پنج درصد ندارند.

Means with the same letters in the same columns are not significantly different at 5% of probability level.

 

 

الگوهای کشت مخلوط، از لحاظ عملکرد دانه و زیستی، تفاوت بسیار معنیداری با کشت خالص نشان دادند، بهطوریکه کشت خالص نخود نسبت به تمام الگوهای کشت مخلوط، عملکرد دانه و زیستی بالاتری را به خود اختصاص داد و این درحالی است که کمترین مقادیر این صفات، از الگوی کشت مخلوط I20 درصد حاصل شد. در بین الگوهای کشت مخلوط، بیشترین عملکرد دانه و زیستی، از الگوی کشت 1:3 بهدست آمد که با توجه به نسبت بیشتر نخود در واحد سطح در کشت خالص، عملکرد بالاتر آن طبیعی میباشد. پژوهشگران دیگر نیز در بررسی کشت مخلوط همیشهبهار و نخود (Valizadegan, 2015)، ذرت و ماش (Nazari et al.,2012) و جو و باقلا (Getachew et al., 2006) بیشترین عملکرد دانه و زیستی گیاه لگوم را در کشت خالص گزارش کردهاند. علت کاهش عملکرد نخود در الگوی کشت  I20 درصد را نیز میتوان به افزایش سهم گلرنگ نسبت داد که با داشتن ارتفاع بالاتر، سبب رقابت با نخود شد. در بررسی اثر دریافت نور و برخی ویژگیهای کانوپی در کشت خالص و مخلوط ذرت و باقلا، تراکم کم بوتههای باقلا و برعکس تراکم بالای بوتههای ذرت، باعث نفوذ نور کمتر به درون کانوپی شد و اجزای عملکرد بهشدت تحت تأثیر قرار گرفت و عملکرد باقلا بهطور معنیداری کاهش یافت
 (Rezaei Chianeh et al., 2011).

تمام الگوهای کشت مخلوط، از نظر تعداد و وزن خشک گره تشکیل شده بر روی ریشه گیاه نخود نسبت به کشت خالص، برتری نشان دادند، بهگونهای که بیشترین تعداد و وزن خشک گره، به الگوی کشت 1:1 و کمترین آن به الگوی کشت خالص تعلق داشت (جدول 5). چنین بهنظر میرسد که حضور گیاه گلرنگ، از طریق کاهش رقابت درونگونهای میان بوتههای نخود، سبب بهبود خصوصیات رشد این گیاه، ازجمله تعداد گرهها شده است. علاوه بر این نتایج، برخی مطالعات نشان داده‌اند هنگامیکه گونههای لگومینوز در کنار گونهای دیگر بهصورت مخلوط کشت میشوند، بهدلیل اثر مکملی، تثبیت مقدار بیشتری از نیتروژن تحریک می‌شود و در نتیجه، تعداد گره فعال و سرعت تشکیل آن افزایش مییابد (Haugaard-Nielsen et al., 2001; Khorramdel et al., 2016). سایر محققان نیز در بررسی کشت مخلوط نخود با گندم بیان کردهاند که تعداد و وزن خشک گرههای تثبیتکننده نیتروژن در ریشه نخود در تیمارهای مخلوط نسبت به تککشتی بیشتر بود. آنها علت این امر را به اثرات مکملی غلات که لگومها را به تثبیت بیشتر نیتروژن تحریک میکنند، نسبت دادهاند (Maingi et al., 2001).

ارزیابی شاخص سودمندی کشت مخلوط

نسبت برابری زمین جزئی

نتایج آنالیز واریانس دادهها حاکی از آن بود که الگوی کشت اثر معنیداری بر نسبت برابری زمین جزئی هر دو گونه در سطح احتمال یک درصد داشت (جدول 6).

 

 

جدول 6- آنالیز واریانس اثر الگوهای مختلف کشت مخلوط بر شاخص LER جزئی و کل.

Table 6. Variance analysis of intercropping patterns effect on partial and total LER indices.

Mean squares

 

Df

 

S.O.V

 

Total LER

Partial LER of Chickpea

Partial LER of Safflower

0.0005ns

0.001**

0.0006ns

2

Replication

0.36**

0.21**

0.64**

8

Intercropping patterns

0.0008

0.0001

0.0006

16

Error

2.39

3.22

2.88

 

CV (%)

 

 

بالاترین مقادیر LER جزئی گلرنگ و نخود، به ترتیب به الگوهای کشت I40 درصد و سه:یک و پایینترین مقادیر آنها به الگوهای کشت 4:4 و I20 درصد تعلق داشت (شکل 1). با توجه به اینکه گلرنگ در الگوی کشت I40 درصد و نخود در الگوی کشت 1:3، از عملکرد بیشتری برخوردار بودهاند، بههمین سبب توانستهاند در این تیمارها، به LER بالاتری دست یابند. LER جزئی گلرنگ در تمام تیمارها بیشتر از نخود بود که نشان دهنده اثر مثبت کشت مخلوط با نخود بر گلرنگ ، بود. محققان دیگری نیز در کشت مخلوط زیره سبز و نخود (Abbasi Alikamar et al., 2006) و زیره سبز و عدس (Jahani et al., 2008) گزارش کردند که LER جزئی زیره سبز نسبت به گونه لگوم بالاتر بوده است.

نسبت برابری زمین کل

بر اساس نتایج آنالیز واریانس داده­ها، الگوی کشت، اثر معنیداری بر نسبت برابری زمین کل در سطح احتمال یک درصد داشت (جدول 6). بیشترین و کمترین مقدار LER کل، به‌ترتیب از الگوهای کشت  I40 درصد و 4:4 به‌دست آمد (شکل 2). مقادیر LER کل در اکثر الگوهای کشت مخلوط آزمایش­شده در این مطالعه، بیش از واحد بود که بیانگر مزیت کشت مخلوط در مقایسه با تک­کشتی می­باشد. LER بالاتر از یک در الگوهای کشت مخلوط، توسط بسیاری از پژوهشگران گزارش شده است (Lili et al., 2012; Nazari et al., 2012)، که دلیل آن، علاوه بر همیاری مثبت دو گیاه، مربوط به تثبیت زیستی نیتروژن و فراهمی این عنصر پرمصرف میباشد (Bhattietal., 2006).

به‌نظر می­رسد که سری افزایشی I40 درصد نیز به واسطه استفاده بهتر از منابع، بالاترین LER را به خود اختصاص داد. در تحقیق دیگری نیز بالاترین LER در نسبت 100% ذرت+ 50% ماش مشاهده شد (Nazari et al., 2012). سایر پژوهشگران نیز در بررسی الگوهای کشت مخلوط گاوزبان اروپایی و لوبیا، کاهش 20 درصدی LER را در الگوی کشت 4:4 مشاهده کردند و علت آن را به کاهش اثرات تسهیل و تکمیلکنندگی دو گونه، با افزایش عرض نوار نسبت دادند که با نتایج پژوهش حاضر مطابقت دارد (Koocheki et al., 2012). برتری LER در سریهای افزایشی نسبت به جایگزینی، حاکی از بالاتر بودن عملکرد کل سیستم در این تیمارها میباشد (John & Mini, 2005).

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 1- مقایسه میانگین اثر الگوهای کشت مخلوط بر LER جزئی گلرنگ و نخود.

Figure 1. Means comparison of the intercropping patterns effect on partial LER of safflower and chickpea


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 2- مقایسه میانگین اثر الگوهای کشت مخلوط بر LER کل گلرنگ و نخود

Figure 2. Means comparison of the intercropping patterns effect on total LER of safflower and chickpea.

 

 

نتیجهگیری کلی

یافتههای این پژوهش نشان داد که تولید گلرنگ در کشت مخلوط با نخود، از برتری معنیداری نسبت به کشت خالص برخوردار بود. کشت مخلوط از لحاظ عملکرد دانه، عملکرد زیستی و وزن هزاردانه و همچنین درصد و عملکرد روغن، نسبت به کشت خالص برتری نشان داد. بالاترین مقدار LER از الگوی افزایشی I40 درصد به‌دست آمد. از بین 11 الگوی آزمایششده در این پژوهش، الگوهای کشت مخلوط جایگزینی 1:3،  3:1 و افزایشی I40 درصد، مناسبترین الگوهای پیشنهادی جهت کشت اکولوژیک گلرنگ میباشند، زیرا از لحاظ شاخص سودمندی کشت مخلوط و عملکرد، نسبت به هشت الگوی دیگر برتری نشان دادند؛ بنابراین بهنظر میرسد که بتوان کشت مخلوط گلرنگ و نخود را با انتخاب الگوی کشت مناسب، بهعنوان یکی از راهکارهای قابل تأمل جهت افزایش عملکرد بر مبنای تثبیت زیستی نیتروژن مدنظر قرارداد تا با کاهش وابستگی سیستمهای زراعی به نهادههای شیمیایی، امکان تولید اکولوژیک گیاهان زراعی فراهم شود و دستیابی به اهداف کشاورزی پایدار محقق شود.

 

 

 

REFERENCES

  1. Abbasi Alikamar, R., Hejazi, A., Akbari, G. A., Kafi, M. & Zand, E. (2006). Study on different densities of cumin and chickpea intercropping with emphasis on weed control. Field Crop Research, 4(1), 83-95. (In Persin).
  2. Amani Machiani, M., Javanmard, A., Morshedloo, M. R. & Filippo, M. (2018). Evaluation of competition, essential oil quality and quantity of peppermint intercropped with soybean. Industrial Crops and Products, 111, 743-754.
  3. Aminifar, J., Ramroudi, M., Galavi, M. & Mohsenabadi, G. R. (2016). Assessment of cotton (Gossypium spp.) productivity in rotation with intercropping of sesame (Sesamum indicum L.) and cowpea
    (Vigna unguiculata L.). Crop Sciences, 18(2), 120-134. (In Persin).
  4. Bhatti, I. H., Ahmad, R., Jabbar, A., Nazir, M. S. & Mahmood, T. (2006). Competitive behavior of component crops in different sesame-legume intercropping systems. Journal of Agricultural and Biological Science, 2, 165-167.
  5. Duchene, O., Vian, J. F. & Celette, F. (2017). Intercropping with legume for agroecological cropping systems: Complementarity and facilitation processes and the importance of soil microorganisms. A review. Agriculture, Ecosystems and Environment, 240, 148-161.
  6. Elodie, B., Marek, D., Bruno, C., Dominique, D. & Philippe, H. (2012). Intercropping promotes the ability of durum wheat and chickpea to increase rhizosphere phosphorus availability in a low P soil. Soil Biology and Biochemistry, 46, 181-190.
  7. Fernandez-Aparicio, M., Sillero, J. C. & Rubiales, D. (2007). Intercropping with cereals reduces infection by Orobanche crenata in legumes. Crop Protection, 26(8), 1166-1172.
  8. Getachew, A., Ghizaw, A. & Sinebo, W. (2006). Yield performance and land use efficiency of barley and faba bean mixed cropping in Ethiopian high lands. European Journal of Agronomy, 25, 202-207.
  9. Ghosh, P. K. (2004). Growth, yield, competition and economics of groundnut/cereal fodder intercropping systems in the semi-arid tropics of India. Field Crops Research, 88, 227-237.
  10. Hamzei, J., Seyedi, M., Ahmadvand, G. & Abutalebian, M. A. (2012). The Effect of Additive intercropping on weed suppression, yield and yield component of chickpea and barley. Crop Production and Processing, 2(3), 43-56. (In Persin).
  11. Haugaard-Nielsen, H., Ambus, P. & Jensen, E. S. (2001). Inter-specific competition, N-use and interference with weed in pea- barley intercropping. Field Crops Research, 70, 101-109.
  12. Jahani, M., Koocheki, A. & Nassiri Mahallati, M. (2008). Comparison of different intercropping arrangements of cumin (Cuminum cyminum ) and lentil (Lens culinaris)  Field Crops Research, 6 (1), 67- 78. (In Persin).
  13. Jensen, E. S., Peoples, M., Boddey, R. M., Gresshoff, P. M., Hauggard, H., Alves, B. J. R. & Morrison, M. J. (2011). Legumes for the mitigation of climate change and the provision of feedstock for biofuels and biorefineries. Agronomy for Sustainable Development, 32, 329-364.
  14. John, S. A. & Mini, C. (2005). Biological efficiency of intercropping in okra (Abelmoschus esculentus (L.) Monech). Tropical Agriculture, 43, 33-36.
  15. Khorramdel, S., Siahmargue, A. & Mahmoodi, Q. (2016). Effect of replacement and additive intercropping series of ajowan with bean on yield and yield components. Crop Production, 9(1), 1-24. (In Persin).
  16. Koocheki, A., Shabahang, J., Khorramdel, S. & Amin Ghafouri, A. (2012). Row intercropping of borage (Borago officinalis L.) with bean (Phaseolus vulgaris L.) on possible evaluating of the best strip width and assessing of its ecological characteristics. Agroecology, 4(1), 1-11. (In Persin).
  17. Lal, B., Rana, K. S., Rana, D. S., Shivay, Y. S., Sharma, D. K., Meena, B. P. & Priyanka, G. (2017). Biomass, yield, quality and moisture use of Brassica carinata as influenced by intercropping with chickpea under semiarid tropics. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, https://doi.org/10.1016/j.jssas.2017.01.001.
  18. Leal, F., Rodrigues, A., Fernandes, D., Nunes, F. M., Cipriano, J., Ramos, J., Teixeira, S., Vieira, S., Carvalho, L. M.& Pinto-Carnide, O. (2009). Invitro multiplication of Calendula arvensis for secondary metabolites extraction. Acta Horticulture, 812, 251-256.
  19. Lili, M., Zhang, L., Li, W., Werf, W. V., Sun, J., Spiertz, H. & Li, L. (2012). Yield advantage and water saving in maize/pea intercrop. Field Crops Research, 138, 11–20.
  20. Maingi, M. J., Shisanya, A. C., Gitonga, M. N. & Hornetz, B. (2001). Nitrogen fixation by common bean (Phaseolus vulgaris L.) in pure and mixed stands in semi arid south east Kenya. European Journal of Agronomy, 14, 1-12.
  21. Mansori, A. (2009). Evaluate of corn and soybean intercropping in various planting dates. Crop Protection, 3(1), 209-216.
  22. Mutangamiri, A., Margia, I. K. & Chivinge, O. A. (2001). Evaluation of maize (Zea mays L.) cultivars and density for dryland maize bean intercropping. Tropical Agriculture, 78(1), 8-12.
  23. Nasrollahzade asl, A. & Talebi, M. (2016). Evaluation of sunflower (Heliantus annus L.) and corn
    (Zea mays L.) intercropping based on replacement method in Khoy region. Plant Ecophysiology, 8(27), 204-215. (In Persin).
  24. Nasrollahzade asl, A., Valizadegan, E., Jalili, F. & Chavoshgoli, A. (2011). Evaluation of mixed maize and bean cultivars using additive and replacement method. Research in Agricultural Sciences, 4(13), 115-129. (In Persin).
  25. Nazari, S., Zand, E., Asadi, S. & Golzardi, F. (2012). Effect of additive and replacement intercropping series of corn (Zea mays L.) and mungbean (Vigna radiate L.) on yield, yield components and weed biomass. Weed Research Journal, 4(2), 97-109. (In Persin).
  26. Nelson, W. C. D., Hoffmann, M. P., Vadez, V., Roetter, R. P. & Whitbread, A. M. (2018). Testing pearl millet and cowpea intercropping systems under high temperatures. Field Crops Research, 217, 150-166.
  27. omidbeigi, R. (2004). production and proccessing of medicinal plants. (3th ed.). Astane Ghodse Razavi Publication, 397 P. (In Persin).
  28. Omidi, A. H. & Javidfar, F. (2011). Safflower (1th ed.). Agricultural Education Publication, 128 P. (In Persin).
  29. Parsa, M. & Bagheri, A. (2013). Beans (2th ed.). University of Mashhad Publications, 524 P. (In Persin).
  30. Rezaei Chianeh, E., Dabbagh Mohammadi Nassab, A., Shakiba, M. R., Ghassemi Golezani, K. & Aharizad, S. (2011). Study of some agronomical characteristics of maize in intercropping with faba bean. Agricultural Science and Sustainable Production, 21(1), 1-14. (In Persin).
  31. Rezaei Chiyaneh, E., Tajbakhsh, M. & Fotohi Chiyaneh, S. (2014). Yield and yield components of fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) in strip intercropping with ajowan (Carum copticum L.) influenced by bio and chemical fertilizer. Agricultural Science and Sustainable Production, 24(4), 1-15. (In Persin).
  32. Valizadegan, O. (2015b). Study of yield quality and quantity in pot marigold (Calendula officinalis L.) and chickpea (Cicer arietinum L.) and species diversity and relative abundance of insects in row and strip intercropping. Agricultural Science and Sustainable Production, 25(3), 15-30. (In Persin).
  33. Vandermeer, J. H. (1992). The Ecology of Intercropping. Cambridge University Press, 241 P.
  34. Zargari, A. (2014). Medicinal Plants (8th ed.). Tehran University Publication, 925 P. (In Persin).
  35. Zeinali, E. (1999). Safflower (1th ed.). Gorgan University Publication, 144 P. (In Persin).