ارزیابی تأثیر تلقیح کودهای زیستی بر صفات مرتبط با عملکرد در کشت مخلوط نیشکر- بقولات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته مقطع دکتری گروه زراعت دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشیار، گروه زراعت دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهرود

4 دانشیار گروه زراعت دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

چکیده

به‌منظور بررسی عملکرد و اجزای عملکرد نیشکر و بقولات، شاخص برداشت نیشکر و نسبت برابری زمین در کشت مخلوط نیشکر با بقولات، آزمایشی در سال زراعی 96-1395 در دو محل (شرکت کشت و صنعت نیشکر دهخدا و امام خمینی) در استان خوزستان، به‌صورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 14 تیمار و چهار تکرار به اجرا در آمد. تیمار‌ها شامل کشت خالص نیشکر (Saccharum officinarum L.)، خالص سویا (Glycine max L.)، خالص لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata)، سویا + تلقیح با باکتری رایزوبیوم، لوبیاچشم بلبلی + تلقیح با رایزوبیوم، نیشکر + تلقیح با قارچ میکوریزا، مخلوط نیشکر و لوبیاچشم بلبلی به‌صورت افزایشی، مخلوط نیشکر و سویا به‌صورت افزایشی، مخلوط نیشکر و لوبیاچشم بلبلی + تلقیح با رایزوبیوم، مخلوط نیشکر و سویا + تلقیح با رایزوبیوم، مخلوط نیشکر + تلقیح با میکوریزا و لوبیاچشم بلبلی، مخلوط نیشکر + تلقیح با میکوریزا و سویا، مخلوط نیشکر + تلقیح با میکوریزا و سویا + تلقیح با رایزوبیوم، مخلوط نیشکر + تلقیح با میکوریزا و لوبیا چشم بلبلی + تلقیح با رایزوبیوم بودند. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که تیمارهای گوناگون، روی عملکرد و شاخص برداشت نیشکر، نسبت برابری زمین (LER)، عملکرد لوبیا چشم بلبلی، تعداد غلاف در لوبیا چشم بلبلی و سویا، وزن هزار دانه لوبیا چشم بلبلی، طول غلاف در لوبیا چشم بلبلی و سویا، تعداد و وزن خشک گره‌های ریشه لوبیا چشم بلبلی تأثیر معنی‌داری داشت. محلهای مختلف آزمایش نیز روی عملکرد و شاخص برداشت نیشکر، عملکرد لوبیاچشم بلبلی، تعداد غلاف در لوبیاچشم بلبلی، وزن هزار دانه لوبیاچشم بلبلی و سویا، طول غلاف لوبیاچشم بلبلی، تعداد و وزن خشک گره‌های ریشه لوبیاچشم بلبلی و شاخص برداشت سویا تأثیر معنیداری داشتند. مقدار LER در همه‌ تیمارها بیش‌تر از یک شد که نشان دهنده سودمندی کشت مخلوط می‌باشد. بهترین نتایج در تیمار کشت مخلوط نیشکر (تلقیح با میکوریزا) و لوبیا چشم بلبلی (تلقیح با رایزوبیوم) به‌دست آمدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of biofertilizers on crop yield in intercropping of sugarcane an Legumes

نویسندگان [English]

  • Ali Ehsani pour 1
  • Hamid Abbasdokht 2
  • Manouchehr Gholipoor 3
  • Alireza Abdali Mashhadi 4
1 Department of Agronomy, Shahrood University of Technology
2 Department of Agronomy, Shahrood University of Technology
3 Department of Agronomy, Shahrood University of Technology
4 Department of Agronomy and Plant Breeding, Khuzestan Agricultural Sciences and Natural Resources University
چکیده [English]

To evaluate the yield and yield components of sugarcane (Saccharum officinarum L.) and legumes, harvest index of sugarcane and land equivalent ratio in intercropping of sugarcane and legumes, experiments were conducted as randomized complete block design with 14 treatments and four replications during 2016-2017 at two locations (Dehkhoda Sugarcane Agro-industry Co. and Emam Khomeini) in Khuzestan province. The treatments were pure sugarcane, pure soybean (Glycine max L.), pure cowpea (Vigna unguiculata L.), pure soybean stand + rhizobium, pure cowpea stand  + rhizobium, pure sugarcane stand + mycorrhizal, intercropping of sugarcane with cowpea, intercropping of sugarcane with soybean, intercropping of sugarcane with cowpea + rhizobium, intercropping of sugarcane with soybean + rhizobium, intercropping of sugarcane + mycorrhizal and cowpea, intercropping of sugarcane + mycorrhizal and soybean, intercropping of sugarcane + mycorrhizal and soybean + rhizobium and intercropping of sugarcane + mycorrhizal and cowpea + rhizobium. Combined analysis of variance showed that different treatments had significant effects on yield and harvest index of sugarcane, land equivalent ratio (LER), cowpea seed yield, number of pods in cowpea and soybean, weight of 1000- grain of cowpea, length of pod of cowpea and soybean and number of nodules and dry weight in cowpea root. Different locations also had a significant effect on yield and harvest index of sugarcane, cowpea seed yield, number of pods in cowpea, weight of 1000- grain of cowpea and soybean, length of pod of cowpea, number of nodules and dry weight in cowpea root and harvest index of soybea. LER in all treatments was higher than one, indicating the beneficial effects of intercropping. The best results were obtained in sugarcane (inoculated with fungi) and cowpea (inoculated with Rhizobium).

کلیدواژه‌ها [English]

  • harvest index
  • LER
  • Mycorrhiza
  • rhizobium
  • yield

مقدمه


یکی از روش‌های افزایش ماده خشک در واحد سطح، استفاده از سیستم کشت مخلوط دو یا چند گیاه با هم در یک محل است. کشت مخلوط غلات – بقولات، یکی از قدیمی‌ترین و معمول‌ترین انواع زراعت مخلوط است که در بسیاری از نقاط جهان گسترش یافته است (Sanjay & Sujit, 2014). بهره‌گیری از مخلوط گیاهان برای بهبود وضعیت حاصلخیزی خاک، افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی و تأمین سلامتی گیاه، از مهم‌ترین شیوه‌های علمی برای کمک به پایداری تعادل سیستم زنده خاک و جلوگیری از خطر تراکم آلاینده‌های شیمیایی در محیط زیست محسوب می‌شود (Koochecki et al., 2013).

دانه سویا (GlycinemaxL.) با داشتن 16 تا 24 درصد روغن، گوارش پذیری بالای روغن، مرغوبیت کنجاله و 25 تا 45 درصد پروتئین می‌تواند منبع غذایی ارزشمندی برای انسان و دام باشد (Aliyari et al., 2000). بقولاتی مانند انواع لوبیا در شرایط کمبود نیتروژن، نقش مهمی در تثبیت نیتروژن و افزایش مقدار آن در خاک دارند و به همین علت، لوبیا در برخی کشورها به عنوان تقویت کننده خاک کشت می‌شود (Christiane & Graham, 2002). نیشکر Saccharumofficinarum L.، گیاهی غول پیکر و قوی‌ترین گیاه زراعی در تبدیل انرژی خورشیدی به ماده خشک گیاهی می‌باشد (Khajehpour, 2005).

در پژوهشی اعلام شد عملکرد نیشکر در کشت مخلوط با لوبیا چشم بلبلی، 2/17 درصد بیش‌تر از کشت خالص نیشکر شد. همچنین تعداد و طول ساقه‌های قابل آسیاب در نیشکر درکشت مخلوط با لوبیا سبز در مقایسه با کشت خالص نیشکر، افزایش داشت
(Shilpa et al., 2017). عملکرد نیشکر از 8/111 تن در هکتار در کشت خالص نیشکر به 5/130 تن در هکتار در کشت مخلوط با نخود (.Cicer arietinum L)، افزایش یافت (Rasool et al., 2011). لوبیا چشم بلبلی و سویا از گیاهان تثبیت کننده نیتروژن می‌باشند و در شرایط مناسب می‌توانند 140 تا 300 کیلوگرم در هکتار نیتروژن را از طریق هم‌زیستی با باکتری رایزوبیوم تثبیت کنند (Cassman et al., 1999). در خاک‌های فاقد رایزوبیوم، تلقیح بذر با باکتری تثبیت کننده نیتروژن، اثرات مثبتی بر عملکرد خواهد داشت
 (Asadi Rahmani & Saleh-rastin, 2000). رایزوبیوم‌ها به‌صورت طبیعی در خاک‌ها وجود دارند، ولی غالباً از نظر تعداد و یا مؤثر بودن برای برقراری یک هم‌زیستی موفقیت آمیز کافی نیستند و بنابراین لازم است به هنگام کشت بقولات، جمعیت کافی از رایزوبیوم‌های هم‌زیست به بذور آن‌ها تلقیح شود (Ayanaba & Bromfield, 2003). در تحقیقی بر روی لوبیا گزارش شد که تلقیح لوبیا با رایزوبیوم سویه 75- L سبب افزایش 26 و 40 درصدی عملکرد لوبیا، به‌ترتیب در سال اول و دوم آزمایش شد (Khalaj et al., 2013). در پژوهشی بر روی سویا گزارش شد که تلقیح سویا با رایزوبیوم، سبب افزایش 6/8 درصدی عملکرد سویا می‌شود (Shrivastava et al., 2009). نتایج پژوهشی در مورد کشت مخلوط نیشکر با سیب زمینی شیرین، سورگوم و چغندرقند با نسبت‌ها و فاصله ردیف‌های کشت متفاوت نشان داد که بیش ترین میزان نسبت برابری زمین (LER) 47/1 بود که در مخلوط نیشکر- سیب زمینی شیرین به نسبت 1:2 با فاصله خطوط کشت 150 سانتی‌متری برای نیشکر حاصل شد (Shilpa et al., 2018). هنگامی که نسبت برابری زمین بیش‌تر از یک باشد، نشان دهنده روابط متقابل مثبت بین اعضای گیاهی مخلوط نسبت به خالص و بیان کننده برتری کشت مخلوط نسبت به خالص می‌باشد Peyghambari, 2002)  & (Mazaheri.

اندام‌های قارچ میکوریزا آرباسکولار، به عنوان مخزن دریافت کربوهیدرات‌های فتوسنتزی گیاه عمل می‌کنند و سبب تحریک بیشتر فعالیت فتوسنتزی می‌شوند که این خود به دلیل افزایش تولید هورمون جیبرلین در گیاه میزبان است (Demir, 2004). در تحقیقی گزارش شد که تلقیح نیشکر با میکوریزا، باعث افزایش 46 درصدی عملکرد ساقه در نیشکر شد
(Ambrosano et al., 2010). باکتری‌های رایزوبیوم به دلیل قدرت بالای خود در برقراری هم‌زیستی با گیاهان خانواده بقولات و ایجاد سامانه‌های توانمند در تثبیت نیتروژن مولکولی، قادر به تامین بخش قابل توجهی از نیتروژن مولکولی اکوسیستم‌های زراعی در سطح جهانی می‌باشند (Antoun & Kloepper, 2004). هدف‌ این پژوهش، ارزیابی تأثیر قارچ میکوریزا و باکتری رایزوبیوم بر ویژگی‌های زراعی و فیزیولوژیکی نیشکر، لوبیا چشم بلبلی و سویا در کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص این گیاهان می‌باشد.

مواد و روش‌ها

این آزمایش در سال زراعی 96-1395 در دو محل شرکت کشت و صنعت نیشکر دهخدا (محل اول) و شرکت امام خمینی (محل دوم)، با فاصله 80 کیلومتر از یکدیگر در استان خوزستان، در قالب طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی با 14 تیمار و چهار تکرار به اجرا در آمد.شرکت دهخدا با ارتفاع 20 متر از سطح دریا ، در طول و عرض جغرافیایی به‌ترتیب 48 درجه و 40 دقیقه شرقی و 31 درجه و 25 دقیقه شمالی و  شرکت امام خمینی با ارتفاع 45 متر از سطح دریا، در طول و عرض جغرافیایی به‌ترتیب 48 درجه و 46 دقیقه شرقی و 31 درجه و 19 دقیقه شمالی قرار داشت. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و اطلاعات آب و هوایی هر دو  محل اجرای طرح، به‌ترتیب در جدول 1 و جدول 2 آمده است.

 

 

جدول 1- برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد آزمایش (عمق صفر تا 30 سانتی‌متر).

Table 1. Physiochemical properties of experimental soil (soil depth: 0 - 30 cm).

Total Nitrogen (%)

K (mg/kg)  

P (mg/kg)

pH

EC (ds.m-1)

Soil texture

 

0.07

258

12.89

7.9

3.02

Silty clay

First location (Dehkhoda) (before planting)

0.05

240

11.5

8.8

4.28

Clay loam

Second location (Emam khomeyni) (before planting)

0.16

252

13.31

7.96

2.58

Silty clay

First location (Dehkhoda) (after legume harvest)

0.12

236

11.86

8.9

3.7

Clay loam

Second location (Emam khomeyni) (after legume harvest)

 

 

تیمار‌ها عبارت بودند از: کشت خالص نیشکر، خالص سویا، خالص لوبیا چشم بلبلی، کشت خالص سویا + تلقیح با باکتری رایزوبیوم، کشت خالص لوبیا چشم بلبلی+ تلقیح با رایزوبیوم، کشت خالص نیشکر+ تلقیح با قارچ میکوریزا، کشت مخلوط نیشکر و لوبیا چشم بلبلی، کشت مخلوط نیشکر و سویا، کشت مخلوط نیشکر و لوبیا چشم بلبلی+ تلقیح با رایزوبیوم، کشت مخلوط نیشکر و سویا + تلقیح با رایزوبیوم، کشت مخلوط نیشکر+ تلقیح با میکوریزا و لوبیا چشم بلبلی، کشت مخلوط نیشکر+ تلقیح با میکوریزا و سویا، کشت مخلوط نیشکر+ تلقیح با میکوریزا و سویا + تلقیح با رایزوبیوم و کشت مخلوط نیشکر + تلقیح با میکوریزا و لوبیا چشم بلبلی+ تلقیح با رایزوبیوم. هر کرت آزمایشی با عرض 32/7 متر، از چهار ردیف به‌طول هشت متر تشکیل شد. فاصله بین ردیف‌های کشت نیشکر، 183 سانتی‌متر بود (زندوکیلی و همکاران، 1394) و بقولات (لوبیا چشم بلبلی اکوتیپ محلی اهواز و سویا رقم کتول) در بین خطوط کشت نیشکر (رقم CP69-1062) به‌صورت افزایشی 100 درصد نیشکر + 100 درصد لوبیا چشم بلبلی و 100 درصد نیشکر + 100 درصد سویا، یعنی هر جزء با تراکم مطلوب، هم در کشت مخلوط و هم کشت خالص (20 بوته در متر مربع لوبیا چشم بلبلی و 60 بوته در متر مربع سویا و سه قلمه‌ 50 تا 60 سانتی‌متری نیشکر در متر مربع) روی خط داغاب پشته‌ها (روی دو لبه‌ی پشته) در نیمه نخست مرداد 1395 به‌صورت دستی کشت شدند. برداشت لوبیا چشم بلبلی در سه مرحله (20 آبان‌ماه، پنج و 15 آذرماه 1395)، برداشت سویا در یک مرحله در 15 آذرماه 1395و برداشت نیشکر در 15 آذر‌ماه 1396 انجام شد. باکتری‌های رایزوبیوم لگومینوزاروم (لوبیا چشم بلبلی) و برادی رایزوبیوم ژاپونیکوم (سویا) از مؤسسه تحقیقات خاک و آب کرج و قارچ میکوریزا گلوموس موسه (برای نیشکر) از شرکت زیست فناور پیشتاز واریان تهیه شدند. برای تلقیح بذرهای بقولات، هشت گرم مایه تلقیح (مایع در هر کرت) که هر گرم آن دارای 107 عدد باکتری زنده و فعال بود، استفاده شدد. همچنین از محلول صمغ عربی برای چسبندگی بهتر مایه تلقیح به بذرها به نسبت 10 درصد وزنی استفاده شد و در تیمارهای تلقیح قلمه‌های نیشکر با قارچ میکوریزا، 15 گرم مایه تلقیح قارچ (به‌صورت جامد به ازای هر قلمه) در زمان کشت، در کف جوی زیر قلمه‌های نیشکر (هر قلمه سه گره یا جوانه دارد) قرار داده شد که این مایه حاوی خاک، هاگ، ریشه آلوده گیاه شبدر و ریسه قارچ بود (Asadi Rahmani, 2010). پس از آماده کردن بستر کشت نیشکر به صورت جوی و پشته و 150 کیلوگرم در هکتار کود پایه سوپر فسفات تریپل به‌صورت نواری (پنج سانتی‌متر زیر و کنار قلمه) در کف جوی‌ها پاشیده شد. عملیات کود دهی نیتروژن به صورت سرک به میزان 250 کیلوگرم در هکتار اوره (46 درصد) انجام شد. در سرک اول، 30 کیلوگرم در هکتار یک ماه پس از کشت سه جزء مخلوط (به عنوان آغازگر برای بقولات)، سرک دوم، 40 کیلوگرم در هکتار، سرک سوم 105 کیلوگرم و سرک چهارم 75 کیلوگرم در هکتار مصرف شد. فاصله زمانی بین سرک دوم تا چهارم، از 15 فروردین (شروع دوره رشد مجدد نیشکر پس از سرما) و یک ماه در میان بود. آبیاری در این تحقیق همانند روش مرسوم شرکت، به‌صورت فارویی انجام شد که برای نیشکر، 20 مرحله آبیاری و برای بقولات، نه مرحله آبیاری انجام شد که این نه مرحله آبیاری، برای سه جزء کشت مخلوط مشترک بود.

 

 

جدول 2- ویژگی‌های آب و هوایی مناطق مورد آزمایش در طول اجرای پژوهش.

Table 2. Climatic properties of the experimental areas during the research.

Location

Average air temperature (C°)

 

Jul 16

Aug 16

Sep16

Oct 16

Nov16

Dec16

Jan16

Feb16

Mar17

Apr17

May17

Jun17

Jul17

Aug 17

Sep17

Oct 17

Dec17

Dehkhoda

37.2

34.5

27.8

23.0

13.9

13.7

12.5

17.7

23.8

31.3

34.8

37.4

38.0

35.3

28.8

23.1

14.7

Emam

38.6

36.2

29.1

23.6

14.9

14.9

13.2

18.3

24.4

32.5

36.8

39.6

39.7

36.6

30.3

24.3

15.9

 

Total rainfall (mm)

 

Jul 16

Aug 16

Sep16

Oct 16

Nov16

Dec16

Jan16

Feb16

Mar17

Apr17

May17

Jun17

Jul17

Aug 17

Sep17

Oct 17

Dec17

Dehkhoda

0

0

0

0

21.3

35.4

6.0

24.0

24.5

1.8

0

0

0

0

0

0

19

Emam

0

0

0

0

17.3

16.5

5.2

12.9

15.6

0.8

0

0

0

0

0

0.1

18.7

 

Average relative humidity (%)

 

Jul16

Aug16

Sep16

Oct 16

Nov16

Dec16

Jan16

Feb16

Mar17

Apr17

May17

Jun17

Jul17

Aug 17

Sep17

Oct 17

Dec17

Dehkhoda

41.1

42.6

45.1

48.78

56.7

68.6

58.7

53.2

50.5

36.3

28

36.8

41.8

46.8

37.2

53.6

63.9

Emam

30

27

29

44

49

60

54

47

43

30

25.5

33

41

44

35

49

57

استخراج شده از اداره کل هواشناسی استان خوزستان

Extracted from the Meteorological Organization of Khuzestan Province

 

 

در نیمه دوم اردیبهشت 1396 و برای اطمینان از هم‌زیست شدن میکوریزا با ریشه نیشکر، رنگ آمیزی ریشه‌های نیشکر به روش استاندارد
 Phillips & Hayman (1970) انجام شد و با روش Garcia et al.  (2012) درصد کلونیزاسیون تعیین شد. به‌منظور اطمینان از هم‌زیست شدن رایزوبیوم با لوبیا چشم بلبلی و سویا و تعیین اثر تیمارها بر میزان گره‌زایی و وزن خشک گره‌ها، در هر کرت که عملیات تلقیح انجام شده بود، چهار گلدان که هر یک حاوی 25/0 متر مکعب خاک از همان کرت آزمایشی و دو بوته گیاه از بقولات (لوبیا چشم بلبلی و یا سویا) بود، در همان کرت قرار داده شد. در مرحله رسیدگی، بوته‌های گلدان به‌همراه ریشه به‌صورت کامل جدا شدند و پس از شستشوی ریشه‌ها، تعداد و وزن خشک گره‌ها پس از قرار دادن در آونی با دمای 70 درجه سانتی‌گراد و به مدت 48 ساعت تعیین شد.

عملکرد نهایی و اجزای عملکرد

برای محاسبه عملکرد نیشکر، زمانی‌که درصد خلوص شربت[1] در تیمار شاهد به بالای 89 درصد رسید (از اول آذرماه اندازه‌گیری درصد خلوص انجام می‌شود)، از دو ردیف میانی هر کرت و با در نظر گرفتن دو متر حاشیه از بالا و دو متر از پایین کرت، نیشکر در سطح چهار متر مربع به‌صورت دستی کف بر شد و پس از حذف برگ‌ها و سرنی، ساقه خالی وزن شد و عملکرد نهایی در هکتار محاسبه شد. در مورد لوبیا چشم بلبلی و سویا نیز پس از رسیدگی فیزیولوژیکی، از دو ردیف میانی و پس از در نظر گرفتن حاشیه‌های هر کرت، عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه در سطح دو متر مربع تعیین شد. برای تعیین اجزای عملکرد لوبیا چشم بلبلی و سویا، 10 بوته به‌صورت تصادفی در زمان برداشت انتخاب شدند و میانگین تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، طول غلاف و در نهایت وزن هزار دانه محاسبه شد.                                                                           

نسبت برابری زمین[2](LER)

نسبت برابری زمین با استفاده از معادله شماره 1 محاسبه شد (Mazaheri, 1998) .

معادله 1          (LER = (Yab / Yaa) + (Yba / Ybb 

که در آن، Yab  = ﻋﻤﻠﻜﺮد ﮔﻮﻧﻪ a در ﻛﺸﺖ ﻣﺨﻠﻮط ﺑﺎ ﮔﻮﻧﻪ  b، Y aa   = ﻋﻤﻠﻜﺮد ﮔﻮﻧﻪ a در ﻛﺸﺖ ﺧﺎﻟﺺ، Yba = ﻋﻤﻠﻜﺮد ﮔﻮﻧﻪ b در ﻛﺸﺖ ﻣﺨﻠﻮط ﺑﺎ ﮔﻮﻧﻪ a وYbb    = ﻋﻤﻠﻜﺮد ﮔﻮﻧﻪ b در ﺣﺎﻟﺖ ﻛﺸﺖ ﺧﺎﻟﺺ است.

شاخص برداشت[3]         

برای محاسبه شاخص برداشت نیشکر از معادله شماره 2 (Raman et al., 2013) و برای محاسبه شاخص برداشت بقولات از معادله شماره 3 (Gardner et al., 1999) استفاده شد.

معادله 2

 

 

معادله 3

 

 

قبل از تجزیه مرکب، یکنواختی واریانس‌ها به روش آزمون بارتلت انجام گرفت. برای آنالیز صفاتی که تنها در نیشکر اندازه‌گیری شدند، تیمارهای خالص لوبیا چشم بلبلی و خالص سویا لحاظ نشدند. و در واقع تعداد 10 تیمار مورد آنالیز قرار گرفتند (با درجه آزادی نه). در مورد صفات مربوط به بقولات، فقط تیمارهای مختص به لوبیا چشم بلبلی و سویا (شش تیمار با درجه آزادی پنج) جداگانه آنالیز شدند. تجزیه واریانس و مقایسات میانگین با استفاده از نرم افزار M-STAT-C انجام شد و میانگینها با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد مقایسه شدند.

 

نتایج و بحث

عملکرد نیشکر، لوبیا چشم بلبلی و سویا

تیمارها و محل‌های مختلف تأثیر معنی‌داری روی عملکرد اقتصادی نیشکر و لوبیا چشم بلبلی در سطح احتمال یک درصد داشتند، درحالی‌که عملکرد سویا تحت تأثیر تیمارها و محل‌های مختلف قرار نگرفت (جدول 3). نتایج این مطالعه نشان دهنده آن است که قارچ مایکوریزا به‌خوبی با ریشه نیشکر و باکتری رایزوبیوم لگومینوزاروم به‌خوبی با ریشه لوبیا چشم بلبلی هم‌زیست شدند. این موضوع در مطالعه‌های دیگر نیز گزارش شده است(Christiane  & Graham, 2002;  Kelly et al., 2005;  Togay et al., 2008; Bhat et al., 2010; Qiang-Sheng et al., 2010; Barros et al., 2016). طبق چندین مرحله مشاهده و بررسی ریشه سویا در این پژوهش، در هیچ‌کدام از محل‌های اجرای پژوهش، روابط هم‌زیستی بین باکتری برادی رایزوبیوم ژاپونیکوم و سویا وجود نداشت که این موضوع همسو با یافته  Ghodrati(2011) در شمال استان خوزستان مبنی بر عدم هم‌زیستی باکتری با ریشه سویا می‌باشد، درصورتی‌که این یافته با مطالعه‌های دیگران (Shrivastava et al., 2009; Seyedi & Sharifi, 2014) مطابقت ندارد. همچنین در مطالعه‌ای دیگر در شمال خوزستان گزارش شد که رایزوبیوم با سویا به‌خوبی هم‌زیست می‌شود (Shokohfar et al., 2008). با توجه به بالا بودن دما و شوری خاک در جنوب خوزستان، این تفاوت می‌تواند به دلیل اختلاف در ویژگی‌های خاک و یا اقلیم جنوب خوزستان (منطقه مورد مطالعه) با مناطق دیگر باشد. بر اساس نتایج مطالعه حاضر می‌توان اظهار داشت که باکتری‌ رایزوبیوم لگومینوزاروم (برای لوبیا چشم بلبلی) بر خلاف باکتری برادی رایزوبیوم ژاپونیکوم (برای سویا) با شرایط اهواز سازگاری دارد. نتایج جدول 4 نشان می‌دهد که بیش ترین عملکرد لوبیا چشم بلبلی (7/2 تن در هکتار) در تیمارهای تلقیح شده با رایزوبیوم و کم‌ترین عملکرد (7/1 تن در هکتار) در تیمار کشت خالص لوبیا چشم بلبلی بود. فارغ از تیمارهای تلقیح یا عدم تلقیح با باکتری، تیمارهای کشت مخلوط (حتی در تیمار عدم تلقیح با باکتری)، علاوه بر این‌که تأثیر منفی بر عملکرد لوبیا چشم بلبلی نداشتند، باعث افزایش عملکرد لوبیا چشم بلبلی نسبت به کشت خالص نیز شدند که این موضوع را می‌توان به قیم بودن نیشکر برای لوبیا چشم بلبلی در برابر دما و بادهای گرم در منطقه مرتبط دانست. این نتیجه همسو با نتایج آزمایش کشت مخلوط لوبیا چشم بلبلی و ذرت می‌باشد (Dahmardeh et al., 2010). باکتری‌های رایزوبیوم از طریق سنتز فیتوهورمون‌ها، باعث توسعه سامانه جذب ایندولی توسط سامانه ریشه‌ای گیاه و به‌دنبال آن افزایش جذب عناصر غذایی توسط لوبیا چشم بلبلی می‌شوند و باعث افزایش رشد و نمو بقولات می‌شوند .(Antoun & Kloepper, 2004) در مورد عملکرد نیشکر نیز جدول 5 نشان می‌دهد که بیش ترین عملکرد نیشکر (6/111 تن در هکتار) در تیمار کشت مخلوط نیشکر (تلقیح شده با میکوریزا) با لوبیا چشم بلبلی تلقیح شده با رایزوبیوملگومینوزاروم و کم‌ترین عملکرد نیشکر در تیمار کشت خالص نیشکر (3/103 تن در هکتار) به‌دست آمد. این موضوع از تأثیر مثبت هم‌افزایی حضور همزمان میکوریزا و لوبیا چشم بلبلی در تیمار مربوطه حکایت می‌کند. عملکرد در کشت خالص نیشکر تلقیح شده با قارچ و کشت مخلوط نیشکر با لوبیا بدون تلقیح، تفاوت زیادی با هم نداشتند. به‌نظر می‌رسد که وجود میکوریزا در محیط ریشه نیشکر، تأثیر مثبتی بر رشد نیشکر داشته است و منجر به افزایش عملکرد نیشکر شده است. در پژوهشی کهet al.  Kelly (2005) روی تأثیر قارچ میکوریزا و فسفر بر نیشکر داشتند، تأثیر مثبت میکوریزا را روی عملکرد نیشکر گزارش کردند. تأثیر مثبت میکوریزا روی عملکرد نیشکر می‌تواند به تولید و ترشح ترکیبات تحریک کننده رشد گیاه و یا برخی هورمون‌های تنظیم کننده رشد از جمله سیتوکینین مربوط باشد که توسط قارچ میکوریزا در خاک تولید می‌شود (Mishra, 2010). همچنین با گسترش کلونیزاسیون قارچ و رشد ریسه‌های آن، جذب عناصر و انتقال آن‌ها از خاک به سمت ریشه‌های میزبان (نیشکر) افزایش می‌یابد. در این صورت می توان انتظار افزایش عملکرد در گیاه میزبان را نیز داشت (Hause et al., 2007).

 

 

 

 

 

جدول 3- تجزیه واریانس مرکب عملکرد، اجزای عملکرد و شاخص برداشت بقولات، نیشکر و گره‌های تثبیت کننده نیتروژن در ریشه لوبیا چشم بلبلی و نسبت برابری زمین (LER)،  تحت تأثیر محل‌ها و تیمارهای گوناگون.

Table 3. Combined variance analysis of the effects of locations and different treatments onyield, yield components and harvest index of legumes, sugarcane and nitrogen stabilization nodes in bean root sand LER.

 

 

Mean Squares (MS)

 

 

 

 

 

DF

Cowpea seed yield

Soybean seed yield

Number of pods in cowpea

Number of pods in soybean

Weight of 1000- grain of cowpea

Weight of 1000- grain of soybean

Length of pod of cowpea

Length of pod of soybean

Number of seeds per cowpea pod

Number of seeds per soybean pod

Number of nodules in cowpea root

Dry weight of nodules in cowpea root

Harvest index of cowpea

Harvest index of soybean

Yield of sugarcane

Harvest index of sugarcane

Sources of variations

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Location

1

1.729**

0.011ns

2914.08 *

1.021ns

50.021**

892.69**

9.90**

0.083ns

19.13ns

0.001ns

643338.52**

18.007 **

36.42 ns

8.628 **

2233.441**

317.127**

Replication (Location)

6

0.09

0.002

308.361

45.965

140.299

25.688

0.134

1.748

4.275

0.043

11610.16

0.246

11.204

0.002

5.454

10.158

Treatment

5

2.114**

0.008ns

3174.05**

7.371*

851.388**

25.57ns

9.34 **

0.171*

3.885ns

0.02ns

1726992.188**

21.4 **

0.579 ns

0.006 ns

83.881**

40.484**

Treatment × Location

5

0.014ns

0.001ns

50.583 ns

4.071ns

42.821 ns

1.238ns

0.187 ns

0.159ns

5.521ns

0.019ns

50508.121**

0.533*

4.34**

0.001 ns

2.643**

2.069**

Error

30

0.012

0.004

57.728

2.865

40.982

16.038

0.336

0.072

3.873

0.026

2077.343

0.162

0.9

0.004

0.374

0.442

CV (%)

-

10.96

9.65

5.38

4.89

3.84

2.53

5.09

5.11

11.77

6.21

5.24

3.77

9.47

7.33

14.57

10.73

 

*، ** و ns: به‌ترتیب معنی‌دار در سطح احتمال پنج و یک درصد و عدم وجود اختلاف معنی‌دار.

,*,**   and ns: significant at 1% and 5% of probability levels and non-significant, respectively.

 

 

 

 

 

 

 

نتایج یک مطالعه‌ دو ساله در مورد کشت مخلوط گندم، نخود، لوبیا و سیب زمینی با نیشکر در پاکستان نشان داد که عملکرد نیشکر در سامانه‌ کشت مخلوط، بیش‌تر از تک کشتی بود و در هر دو سال مطالعه، سود خالص در سامانه مخلوط بیش‌تر از سامانه‌ تک کشتی نیشکر شده بود (Abdul et al., 2014). افزایش عملکرد نیشکر در تیمارهای کشت مخلوط با لوبیا، به‌دلیل تثبیت زیستی نیتروژن در خاک توسط لوبیا چشم بلبلی و در اختیار قرار گرفتن نیتروژن بیش‌تر در محیط ریشه نیشکر می‌باشد. این موضوع در جدول 1 نیز قابل مشاهد است. با توجه به جدول 6، عملکرد نیشکر و لوبیا چشم بلبلی در محل اول، بهتر از محل دوم بود که این موضوع با توجه به جدول 1، به ویژگی‌های بهتر خاک در محل اول مربوط می‌شود. بر‌هم‌کنش محل در تیمار در سطح یک درصد، تأثیر معنی‌داری روی عملکرد نیشکر داشت. در جدول 7 مشاهده می‌شود که بالاترین عملکرد نیشکر در تیمار کشت مخلوط نیشکر تلقیح شده با میکوریزا و لوبیا چشم بلبلی تلقیح شده با رایزوبیوم لگومینوزاروم  در محل اول و کم‌ترین میزان عملکرد نیشکر در کشت خالص نیشکر در محل دوم به‌دست آمد که تفاوت معنی‌داری با کشت مخلوط نیشکر و سویا (تلقیح و بدون تلقیح با رایزوبیوم) در همان محل دوم نداشت.


 

جدول 4- مقایسه میانگین عملکرد و اجزای عملکرد بقولات، تحت تأثیر  تیمارهای گوناگون.

Table 4. Mean comparison of legumes yield and yield components affected by different treatments.

Treatment

seed yield of cowpea (t/ha)

Number of pods in cowpea (per m2)

Length of pod of cowpea (cm)

Weight of 1000- grain of cowpea (g)

Treatment

Number of pod in soybean

Length of pod of soybean

 (cm)

Pure Cowpea

1.739c *

586.4c

17.54b

218.4b

Pure soybean

57.25c

5.1b

Pure cowpea + Rhizobium

2.713a

627.1a

19.56a

232.4a

pure soybean + Rhizobium

57.21c

5.17b

Intercropping sugarcane with cowpea

1.761bc

575.8d

17.88b

212.6b

Intercropping sugarcane and soybean

58.5abc

5.26ab

Intercropping sugarcane with cowpea + Rhizobium

2.716a

604.6b

19.7a

235.6a

Intercropping sugarcane and soybean + Rhizobium

59.13ab

5.27ab

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal with cowpea

1.847b

576.9d

17.89b

217.4b

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal and soybean

59.63a

5.31ab

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal with cowpea + Rhizobium

2.727a

604.5b

19.89a

235.5a

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal and soybean+ Rhizobium

59.13ab

5.52a

* : میانگین‌هایی که در هر ستون در یک حرف مشترک هستند، تفاوت معنی‌داری ندارند (دانکن 5%).

*: Means with the same letters in same column are not significantly different (Duncan 5%).

 


وزن هزار دانه لوبیا چشم بلبلی و سویا

تیمارهای گوناگون، تأثیر معنی‌داری روی وزن هزار دانه لوبیا چشم بلبلی در سطح احتمال یک درصد داشتند (جدول 3)، درحالی‌که این تیمارها، تفاوت معنی‌داری در وزن هزار دانه سویا ایجاد نکردند. این موضوع نشان دهنده همزیست نشدن باکتری رایزوبیوم با سویا می‌باشد این نتیجه همسو با نتیجه ارائه شده توسط Ghodrati (2011) و برخلاف نتایج مطالعات دیگر محققین (Seyedi & Sharifi, 2014: Shrivastava et al., 2009) می‌باشد. شاید دلیل عدم هم‌زیستی رایزوبیوم با سویا در مطالعه حاضر، دمای بالا و کمبود شدید سویه بومی برادی رایزوبیوم ژاپونیکوم در خاک مناطق مورد مطالعه در اهواز باشد. محل‌های گوناگون، تأثیر معنی‌داری در سطح یک درصد روی وزن هزار دانه لوبیا چشم بلبلی و سویا داشتند. باکتری‌های رایزوبیومی، افزون بر نقش بسیار با اهمیت خود در موازنه نیتروژن بیوسفر می‌توانند با استفاده از ساز و کارهای دیگر، باعث افزایش اجزای عملکرد و عملکرد نهایی گیاهان شوند که از جمله آن می‌توان به توانایی تبدیل فسفات‌ معدنی به آلی، ساخت سیدروفور و کاهش ساخت اتیلن در گیاه اشاره کرد (Ramezanian, 2008). بیش ترین وزن هزار دانه لوبیا چشم بلبلی، به تیمارهای تلقیح با باکتری و کم‌ترین مقدار آن به تیمار بدون تلقیح تعلق داشت (جدول 4). در بین تیمارهای تلقیح شده با باکتری نیز وزن هزار دانه لوبیا چشم بلبلی در تیمارهای کشت مخلوط با نیشکر، بیش‌تر از تیمار کشت خالص لوبیا چشم بلبلی بود. این موضوع را می‌توان به نقش مثبت گیاه نیشکر در کاهش تنش‌های محیطی برای لوبیا چشم بلبلی چشم بلبلی نسبت داد. نتایج مطالعه‌ای نشان می‌دهد که تنش‌های خاکی و یا محیطی، موجب کاهش اجزای عملکرد (وزن هزار دانه) در بقولات می‌شوند (Gamini et al., 2009). وزن هزار دانه لوبیا چشم بلبلی و سویا در محل اول بهتر از محل دوم بود (جدول 5)؛ این موضوع ممکن است مربوط به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی بهتر خاک در محل اول نسبت به محل دوم ‌باشد (جدول 1). 

 

 

جدول 5- مقایسه میانگین عملکرد و شاخص برداشت نیشکر و تعداد و وزن خشک گره‌های تثبیت کننده نیتروژن در ریشه لوبیا چشم بلبلی چشم بلبلی تحت تأثیر  تیمارهای گوناگون.

Table 5. Mean comparison of yield and harvest index of sugarcane and number and dry weight of nodules in the bean roots affected by different treatments.

Treatment

Yield of sugarcane (t/ha)

Harvest index of sugarcane (%)

Treatment

Number of nodules in cowpea root (per m2)

 

Dry weight of nodules in cowpea root (g/m2)

Pure sugarcane

103.3d*

88.60c

Pure  cowpea

423.4c

6.9c

Pure sugarcane + Mycorrhizal

109.23bc

88.99bc

Pure  cowpea +  Rhizobium

1288.0ab

9.78b

Intercropping sugarcane  with cowpea

107.6c

89.91b

Intercropping sugarcane with cowpea

458.9c

6.96c

Intercropping sugarcane  with soybean

104.3d

88.76c

Intercropping sugarcane with cowpea +  Rhizobium

1268.0b

9.76b

Intercropping sugarcane  with bean+  Rhizobium

107.5c

90.33b

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal with cowpea

457.4c

7.05c

Intercropping sugarcane  with soybean +  Rhizobium

104.37d

88.88c

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea +  Rhizobium

1326.0a

10.26a

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea

111.0a

93.75a

………………..

………………..

………………..

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with soybean

109.39b

90.4b

………………..

………………..

………………..

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with soybean+  Rhizobium

109.57b

90.53b

………………..

………………..

………………..

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea +  Rhizobium

111.6 a

93.8a

………………..

………………..

………………..

* : میانگین‌هایی که در هر ستون در یک حرف مشترک هستند، تفاوت معنی‌داری ندارند (دانکن 5%).

*: Means with the same letters in same column are not significantly different (Duncan 5%).

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طول و تعداد غلاف در بوته‌های لوبیا چشم بلبلی و سویا

اثر تیمارهای گوناگون روی طول و تعداد غلاف لوبیا چشم بلبلی در سطح احتمال یک درصد و روی طول و تعداد غلاف سویا در سطح احتمال پنج درصد، معنی‌دار بود. محل‌های گوناگون روی طول غلاف لوبیا چشم بلبلی در سطح احتمال یک درصد و روی تعداد غلاف در بوته لوبیا چشم بلبلی در سطح احتمال پنج درصد تأثیر معنی‌داری داشتند، درحالی‌که روی طول و تعداد غلاف سویا اثر معنی‌داری مشاهده نشد (جدول 3). مقایسه‌ میانگین‌ها نشان داد طول و تعداد غلاف در بوته سویا در تیمارهای تلقیح و عدم تلقیح با باکتری یکسان بود و تفاوت بین آن‌ها به تیمار کشت مخلوط و کشت خالص مربوط می‌شد (جدول 4). احتمالاً وجود نیشکر در تیمارهای کشت مخلوط، شرایط محیطی را برای سویا قدری بهتر کرده است و از طریق کاهش تنش‌های احتمالی محیط، باعث بهبود صفات گفته شده شده است. بیش ترین تعداد و طول غلاف لوبیا چشم بلبلی در تیمارهای تلقیح شده با باکتری و کم‌ترین آن‌ها در تیمارهای عدم تلقیح به‌دست آمد (جدول 4) که این موضوع تأکیدی بر هم‌زیست شدن رایزوبیوم با ریشه لوبیا چشم بلبلی می‌باشد. نتایج این مطالعه همسو با یافته‌های دیگر پژوهشگران
 (Bhat et al., 2010; Dahmardeh et al., 2010) می‌باشد. به‌نظر می‌رسد که باکتری مزوریزوبیوم، باعث افزایش ساخت فیتوهورمون‌ها به ویژه اکسین در پیرامون ریشه می‌شوند که این هورمون در توسعه سامانه ریشه و افزایش عملکرد و اجزای عملکرد گیاه میزبان مؤثر است (Paul, 2007). بهتر بودن شرایط محل اول نسبت به محل دوم، سبب بهبود صفات شد (جدول‌های 1 و 6).                                         

 

 

جدول 6- مقایسه میانگین عملکرد و برخی اجزای عملکرد نیشکر، سویا و لوبیا چشم بلبلی و گره‌های تثبیت کننده نیتروژن در ریشه لوبیا چشم بلبلی تحت تأثیر محل‌های گوناگون.

Table 6. Mean comparison of yield and yield components of sugarcane, soybean and cowpea, and nodules number in cowpea root affected by different locations.

Characteristics

First location

Second location

Yield of sugarcane (t/ha)

113.14a

92.51b

Seed yield of cowpea (t/ha)

2.44a

2.00b

Harvest index of sugarcane (%)

92.51a

88.52b

Harvest index of soybean (%)

49.6a

48.7b

Weight of 1000- grain of cowpea (g)

226.53a

223.22b

Number of pod in cowpea (per m2)

603.66a

588.08b

Length of  pod of cowpea (cm)

19.21a

18.1b

Weight of 1000 grain of soybean (g)

162.83a

154.2b

Number of nodules in the cowpea root (per m2)

985.95a

754.41b

Dry weight of nodules in the cowpea root (g/m2)

9.1a

7.84b

 


تعداد و وزن خشک گره‌های تثبیت کننده نیتروژن در ریشه لوبیا چشم بلبلی

تأثیر محل‌ها و تیمارهای گوناگون از نظر تعداد و وزن خشک گره‌های ریشه لوبیا چشم بلبلی در سطح آماری یک درصد معنی‌دار بود (جدول 3). بهترین مقادیر این صفات در تیمارهای تلقیح با باکتری رایزوبیوم که دارای بیش ترین تعداد گره (1326 عدد در متر مربع) و بیش ترین وزن خشک گره (26/10 گرم در متر مربع) بودند، در تیمار کشت مخلوط نیشکر (تلقیح با میکوریزا) و لوبیا چشم بلبلی (تلقیح با رایزوبیوم) به‌دست آمد (جدول 5).نتایج مطالعه کنونی همسو با یافته‌های پژوهشگران دیگر می‌باشد. مایه کوبی بذرهای لوبیا چشم بلبلی با باکتری رایزوبیوم، بیش ترین تعداد و وزن گره ریشه را به دنبال داشت (Franzini et al., 2009). در آزمایشی دیگر، باکتری‌ها از طریق تولید اکسین و سیتوکنین، باعث افزایش و رشد گره ریشه در لوبیا چشم بلبلی شدند (Sturz & Christie, 2006). در پژوهشی گزارش شده است که مایه زنی نخود با رایزوبیوم، در تشکیل گره بر روی ریشه گیاه مؤثر می‌باشد
(Alimadadi et al., 2011). بر‌هم‌کنش محل در تیمار، تأثیر معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد روی تعداد گره‌ها در ریشه و روی وزن خشک گره‌های ریشه لوبیا چشم بلبلی در سطح احتمال پنج درصد داشت. بیش ترین وزن خشک و تعداد گره‌ها در ریشه لوبیا چشم بلبلی در تیمارهای تلقیح شده با باکتری رایزوبیوم لگومینوزاروم و محل اول و کم‌ترین مقدار این صفت‌ها در تیمارهای عدم تلقیح با باکتری و در محل دوم به‌دست آمد (جدول 7).

شاخص برداشت نیشکر، لوبیا چشم بلبلی و سویا

نتایج تجزیه واریانس نشان می‌دهد که محل‌ها و تیمارهای گوناگون و بر‌هم‌کنش آن‌ها، تأثیر معنی‌داری روی شاخص برداشت نیشکر در سطح احتمال یک درصد داشتند (جدول 3). بیش ترین شاخص‌ برداشت نیشکر (81/93 درصد) در تیمار کشت مخلوط نیشکر (تلقیح با قارچ) و لوبیا چشم بلبلی (تلقیح با باکتری) و کم‌ترین مقدار آن (60/88 درصد) در کشت خالص نیشکر بدون تلقیح به‌دست آمد (جدول 5). نتایج پژوهش حاضر نیز تأثیر مثبت هم افزایی حضور همزمان میکوریزا و لوبیا چشم بلبلی روی افزایش شاخص برداشت نیشکر را تأیید می‌کند. قارچ‌های آربسکولار مایکوریزا، نقش مهمی در بهبود تغذیه و رشد گیاهان دارند، به‌طوری‌که قارچ‌های آربسکولار مایکوریزا با داشتن شبکه ریسه‌ای گسترده و افزایش سطح، سرعت جذب و نیز سنتز آنزیم فسفاتاز، کارایی گیاهان را در جذب آب و عناصر غذایی، به‌ویژه فسفر، ازت، پتاسیم، روی، مس، گوگرد، کلسیم و آهن افزایش می‌دهند و موجب بهبود رشد و عملکرد آن‌ها می‌شوند. همچنین مایکوریزا باعث بهبود جذب نیتروژن، پتاسیم، منیزیم، مس و روی در خاک های فقیر می‌شود ((Brito et al., 2008. با در نظر گرفتن معادله 2 و نقش مثبت قارچ مایکوریزا در افزایش عملکرد نی، درمی‌یابیم که افزایش عملکرد اقتصادی نیشکر، تحت تأثیر قارچ و نیز تأثیر باکتری تثبیت کننده نیتروژن (در فراهم کردن نیتروژن بیش‌تر در محیط ریشه)، بیش‌تر از افزایش عملکرد بیولوژیک آن بود. تیمارهای گوناگون، روی شاخص برداشت لوبیا چشم بلبلی و سویا تأثیر معنی‌داری نداشتند و محل‌های گوناگون نیز فقط روی شاخص برداشت سویا در سطح یک درصد مؤثر بودند و روی شاخص برداشت لوبیا چشم بلبلی تأثیر معنی‌دار نداشتند (جدول 3). این موضوع احتمالاً به این دلیل است که تیمارهای گوناگون روی عملکرد بیولوژیک بقولات تأثیر معنی‌داری نداشتند. با توجه به جدول 6، بیش ترین شاخص برداشت نیشکر و سویا در محل اول به‌دست آمد، زیرا که بیش ترین عملکرد اقتصادی نیز به دلیل ویژگی‌های بهتر خاک (جدول 1)، در این محل حاصل شد. برهم کنش محل در تیمار در سطح احتمال یک درصد، تأثیر معنی‌داری روی شاخص برداشت نیشکر و لوبیا چشم بلبلی داشت. بیش ترین درصد شاخص برداشت، به تیمار کشت نیشکر تلقیح شده با قارچ و لوبیا چشم بلبلی تلقیح شده با باکتری در محل اول و کم‌ترین درصد شاخص برداشت در محل دوم و در کشت خالص به‌دست آمد (جدول 7).

نسبت برابری زمینLER) )

تأثیر تیمارهای گوناگون از نظر نسبت برابری زمین در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 3). در زراعت مخلوط، اگر نسبت برابری زمین بیش‌تر از یک باشد، یا به عبارتی اگر  LER =1+x باشد، به این مفهوم است که مقدار X (در واحد سطح)، زمین اضافه در تک کشتی مورد نیاز است تا بتوان همان مقدار محصولی که در واحد سطح از کشت مخلوط به‌دست آمده است را برداشت کرد. به‌طور مثال، نسبت برابری 068/2 در تیمار مخلوط نیشکر و لوبیا چشم بلبلی نشان دهنده این است که برای تولید مقدار محصول نیشکر و لوبیا چشم بلبلی در این تیمار مخلوط در یک هکتار، نیاز به 068/2  هکتار زمین در حالت کشت خالص این دو گیاه می‌باشد که بیانگر کاهش زمین مورد نیاز از 068/2  هکتار در سیستم تک کشتی این دو محصول به یک هکتار در کشت مخلوط آن‌ها می‌باشد و نشان‌دهنده افزایش راندمان بهره‌وری از زمین و بقیه نهاده‌های کشاورزی در کشت مخلوط نیشکر با لوبیا چشم بلبلی و نیشکر با سویا است. نتایج مطالعه‌‌ای دو ساله در مورد کشت مخلوط گندم، نخود، سویا و سیب زمینی (Solanum tuberosum L.) با نیشکر در پاکستان نشان داد که در هر دو سال مطالعه، نسبت برابری زمین در سامانه مخلوط، بالاتر از سامانه تک کشتی نیشکر بود (Abdul et al., 2014). در این مطالعه، نسبت برابری زمین در تمام تیمارهای مخلوط، بیش‌تر از یک بود (جدول 8). دﻟﯿﻞ آن ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ وﺟﻮد تفاوت‌های ﻣﺮﻓﻮﻟﻮژﯾﮏ دو ﮔﻮﻧﻪ و در ﻧﺘﯿﺠﻪ اﯾﺠﺎد اﺷﮑﻮبﻫﺎی گوناگون و ﺑﻬﺮهﺑﺮداری ﺑﻬﯿﻨﻪ از ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺑﺎﺷﺪ. ﻧﻘﺶ تفاوت‌های ﻣﺮﻓﻮﻟﻮژﯾﮏ در دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ LER ﺑﺎﻻﺗﺮ، ﺗﻮﺳﻂ پژوهشگران دیگر نیز گزارش شده است. به‌عنوان مثال، نتایج یک پژوهش دو ساله در مصر که در مورد کشت مخلوط نیشکر با سویا با نسبت‌های 100 درصد نیشکر به‌همراه 30 و 40 درصد سویا انجام شد نشان داد که بیش ترین میزان LER (56/1) در مخلوط 100 درصد نیشکر به‌همراه 40 درصد سویا در کشت یک ردیفه به‌دست آمد (Morsy et al., 2017). در تحقیق دیگری نیز گزارش شد که نسبت برابری زمین در کشت مخلوط لوبیا چشم بلبلی چشم بلبلی- آفتابگردان، 15/1 بود که نشان دهنده سودمندی 15 درصدی این نسبت در مقایسه با کشت خالص بود (Gholipour & Sharifi, 2018). در پژوهشی دیگر نیز گزارش شد ﮐﻪ ﺑﺎ ﮐﺸﺖ ﻣﺨﻠﻮط آﻓﺘﺎﺑﮕﺮدان و ﺳﻮﯾﺎ، ﻣﻘﺪار LER ﺑﻪ 37/1 رﺳﯿﺪ (Saudy & Elmetwally, 2009). مقدار LER به‌دست آمده در مطالعه حاضر در مقایسه با بسیاری از پژوهش‌های دیگر، بیشتر نیز می‌باشد که این موضوع، حاکی از مثبت بودن کشت مخلوط نیشکر با بقولات است.

 

 

 

 

جدول 7- مقایسه میانگین عملکرد و شاخص برداشت نیشکر، شاخص برداشت لوبیا چشم بلبلی و تعداد و وزن خشک گره‌های تثبیت کننده نیتروژن در ریشه لوبیا چشم بلبلی، تحت تاثیر برهمکنش تیمارها و محل‌های گوناگون.

Table 7. Mean comparison of yield and harvest index of sugarcane, harvest index of cowpea and number and dry weight of nodules in the bean roots affected by interaction of treatments and locations.

Locations

Treatments

Yield of sugarcane (t/ha)

Harvest index of sugarcane (%)

Locations

Treatments

Harvest index of cowpea

(%)

Number of nodules in cowpea root (per m2)

Dry weight of nodules in  cowpea root (g/m2(

First

Pure sugarcane

104.5 d*

89.14 e

First

Pure cowpea

41.22 d

471.5 b

6.2 b

First

Pure sugarcane + Mycorrhizal

109.88 b

94.58 ab

First

Pure cowpea + Rhizobium

44.81a

1507.5 a

11.51 a

First

Intercropping sugarcane with cowpea

108.7 c

91.61 c

First

Intercropping sugarcane with cowpea

44.18 b

469.3 b

6.11 b

First

Intercropping sugarcane with soybean

106.1 cd

88.90 e

First

Intercropping sugarcane with cowpea + Rhizobium

     44.72 a

1483.5 a

11.23  a

First

Intercropping sugarcane with cowpea + Rhizobium

108.91 c

91.25 c

First

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea

44.35 ab

458.5 b

6.31 b

First

Intercropping sugarcane with soybean + Rhizobium

106.52  cd

88.86  e

First

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea + Rhizobium

44.79  a

1500.0  a

11.31a

First

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea

111.1 a

95.01 a

.................

.................

.................

.................

.................

First

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal with soybean

110.1 b

93.68 b

.................

.................

 

.................

.................

.................

First

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with soybean+ Rhizobium

110.33 b

94.10 b

.................

.................

.................

.................

.................

First

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea + Rhizobium

112.8 a

95.09 a

.................

.................

.................

.................

.................

Second

Pure sugarcane

102.10 e

86.28 f

Second

Pure cowpea

41.17 d

377.3 c

5.2 c

Second

Pure sugarcane + Mycorrhizal

108.57 c

92.10 bc

Second

Pure cowpea + Rhizobium

44.69 a

1483.0 a

10.0 b

Second

Intercropping sugarcane with cowpea

106.51 cd

90.92 d

Second

Intercropping sugarcane with cowpea

43.58 c

373.5 c

5.11 c

Second

Intercropping sugarcane with soybean

102.5 e

86.38 f

Second

Intercropping sugarcane with bean+ Rhizobium

44.67 a

1481.5 a

9.85 b

Second

Intercropping sugarcane with cowpea + Rhizobium

106.10 cd

90.98 d

Second

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea

43.48 c

375.0 c

4.89 c

Second

Intercropping sugarcane with soybean + Rhizobium

102.22  e

86.45  f

Second

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea + Rhizobium

44.7  a

1492.5  a

9.71  b

Second

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal with cowpea

109.9 b

93.25 b

.................

.................

.................

.................

.................

Second

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with soybean

108.69 c

92.5 bc

.................

.................

.................

.................

.................

Second

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with soybean+ Rhizobium

108.81c

92.61 bc

.................

.................

.................

.................

.................

Second

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with cowpea + Rhizobium

110.4 b

94.81 a

.................

.................

.................

.................

.................

 

* : میانگین‌هایی که در هر ستون در یک حرف مشترک هستند، تفاوت معنی‌داری ندارند (دانکن 5%).

*: Means with the same letters in same column are not significantly different (Duncan 5%).

 

 

 

جدول 8- نسبت برابری زمین در تیمارهای مختلف.

Table 8. LER in different treatments.

Treatment

Yield of sugarcane (t/ha)

seed yield of cowpea (t/ha)

LER

Treatment

Yield of sugarcane (t/ha)

seed yield of soybean (t/ha)

LER

Pure sugarcane

102.8

..........

.......

Pure sugarcane

102.8

........

........

Pure cowpea

...........

1.739

........

Pure soybean

.......

0.96

........

Pure cowpea + Rhizobium

.......

2.713

.......

pure soybean + Rhizobium

........

1.02

........

Pure sugarcane+ Mycorrhizal

108.8

.........

........

Pure sugarcane + Mycorrhizal

108.8

.........

.........

Intercropping sugarcane with cowpea

108.3

1.761

2.068

Intercropping sugarcane with soybean

103.8

0.95

1.991

Intercropping sugarcane with cowpea + Rhizobium

109.2

2.716

2.056

Intercropping sugarcane with soybean + Rhizobium

104.1

0.97

1.949

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal with cowpea

110.7

1.847

2.066

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with soybean

109.0

0.99

2.019

Intercropping sugarcane+ Mycorrhizal with cowpea + Rhizobium

112.8

2.727

2.037

Intercropping sugarcane + Mycorrhizal with soybean + Rhizobium

109.1

0.93

1.903  

 

 

نتیجه‌گیری کلی

در مطالعه حاضر و در تمام تیمارهای کشت مخلوط و در دو محل، مقدار LER که یکی از مهم‌ترین فاکتورهای ارزیابی کشت مخلوط نسبت به کشت خالص است، ، بیش‌تر از یک شد که این موضوع، نشان دهنده مفید بودن کشت مخلوط نسبت به کشت خالص است. بیش ترین عملکرد، شاخص برداشت نیشکر و LER در تیمار کشت مخلوط نیشکر تلقیح شده با قارچ میکوریزا + لوبیا چشم بلبلی تلقیح شده با باکتری رایزوبیوم به‌دست آمد که می‌تواند نشان ‌دهنده هم‌زیستی خوب ریشه نیشکر با میکوریزا و ریشه لوبیا چشم بلبلی با رایزوبیوم باشد. بیش ترین عملکرد لوبیا چشم بلبلی در تیمارهای تلقیح شده با باکتری حاصل شد که این موضوع نشان دهنده هم‌زیستی خوب رایزوبیوم لگومینوزاروم با ریشه لوبیا چشم بلبلی است. باکتری رایزوبیوم از طریق هم‌زیست شدن با ریشه لوبیا چشم بلبلی، باعث افزایش تثبیت زیستی نیتروژن و طولانی شدن دوره رشد و در نتیجه افزایش صفات مرتبط با عملکرد در لوبیا چشم بلبلی شد. در کل، بهترین نتایج در خصوص صفات مورد ارزیابی، در تیمار کشت مخلوط نیشکر (تلقیح شده با میکوریزا) و لوبیا چشم بلبلی (تلقیح شده با رایزوبیوم) به‌دست آمد. این موضوع حاکی از هم‌زیستی قارچ میکوریزا با ریشه نیشکر و باکتری رایزوبیوم با ریشه لوبیا چشم بلبلی است. بنابراین می‌توان گفت که اثرات مثبت هم‌افزایی حضور هم‌زمان قارچ میکوریزا و لوبیا چشم بلبلی، باعث بهبود صفت‌های ارزیابی شده در این پژوهش شد. در نتیجه بهره‌گیری از قارچ میکوریزا و باکتری رایزوبیوم و استفاده از مخلوط گیاهان برای بهبود وضعیت حاصلخیزی خاک و افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی، از مهم‌ترین شیوه‌های علمی برای کمک به پایداری تعادل سیستم زنده خاک و جلوگیری از خطر تراکم آلاینده‌های شیمیایی در محیط زیست محسوب می‌شود.

 

سپاسگزاری

این مقاله با حمایت شرکت کشت و صنعت نیشکر دهخدا انجام شد که بدینوسیله از این حوزه تشکر می‌شود.


 

REFERENCES

  1. Abdul, R., Qamar, R. & Qamar, J. (2014). Economic assessment of sugarcane (Saccharum officinarum L.) through intercropping. Journal of Agricultural Chemistry and Environment, 3, 24-28.
  2. Alimadadi, A., Jahansouz, M. R., Besharaty, H. & Tavakkol-Afshari, R. (2011). Evaluating the effects of biofertilizers and seed priming on chickpea (Cicer arietinum L.) seed quality. Journal of Soil Research, 24, 156-167. (In Persian).
  3. Aliyari, H., Shekari, F. & Shekari, F. (2000). Oily seeds ''Agronomyand physiology''. Publications of Abdi Tabriz. Tabriz, Iran. 182 pp. (In Persian).
  4. Ambrosano, E. J., Azcon, R., Cantarella, H., Ambrosano, G. M. B., Schammass, E. A., Muraoka, T., Trivelin, P. C., Rossi, F., Guirado, N. & Teramoto, J. R. S. (2010). Crop rotation biomass and arbuscular mycorrhizal fungi effects on sugarcane yield. Science Agriculture, (Piracicaba, Brazil), 67 (6), 692-701.
  5. Antoun, H. & Kloepper, J. W. (2004). Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). Academic Press, London, 1477 pp.
  6. Asadi Rahmani, H. & Saleh-Rastin, N. (2000). Prediction the necessity of Soybean inoculation based on the numbers of Bradyrhizobium japonicum and evaluation of N-availability indices. Iranian Journal of Soil and Water Sciences (Special Issue, soil Biology). 12(7), 21-32. (In Persian).
  7. Asadi Rahmani, H. (2010). Guidelines for the use of biological practices. Ministry of Agricultural Jihad, Agricultural Research and Education Organization. Registration number 1736, 1-12.
  8. Ayanaba, A. & Bromfield, E. S. P. (2003). The efficacy of soybean inoculation on acid soil in tropical Africa. Plant and Soil, 54, 95–106.
  9. Barros, R. L. N., De Olivera, L. B., De Magalhaes, W. B. & Pimentel, C. (2016). Growth and yield of common bean affected by seed inoculatin whit rhizobium and nitrogen fertilization. Experimental Agriculture, 15, 1-15.
  10. Bhat, M. I., Rashid, A., Faisul-ur-Rasool, S. S., Mahdi, S. A. & Raies, A. (2010). Effect of rhizobium and vesicular arbuscular mycorrhizae fungi on green gram (Vigna radiata Wilczek L.) under temperate conditions. Research Journal of Agriculture Science, 1 (2), 113-118.
  11. Brito, I., Michael, J., Goss, M. & Carvalho, D. E. (2008). Agronomic Management of Indigenous Mycorrhizas. Universidade de Evora, ICAM, Apartado. 94, 547-554.
  12. Cassman, K. G., Whitney, A. S. & Fox, R. L. (1999). Phosphorus requirements of soybean and cowpea as affected by mode of N nutrition. Agronomy Journal, 73 (1), 17-22.
  13. Christiane, I. & Graham, P. H. (2002). Variation in di-nitrogen fixation among Andean bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes grown at low and high levels of phosphorus supply. Field Crops Research, 73, 133-143.
  14. Dahmardeh, M., Ghanbari, A., Syahsar, B. A. & Ramrodi, M. (2010). The role of intercropping maize (Zea mays L.) and cowpea (Vigna unguiculata L.) on yield and soil chemical properties. Journal Agriculture Research, 5 (8), 631-639.
  15. Demir, S. (2004). Influence of arbuscular mycorrhiza on some physiological growth parameter of pepper. Journal of Biology, 28, 85-90.
  16. Franzini, I., Rosario Azco, N., Fernanda Latanze, M. & Ricardo, A. (2009). Interactions between glomus species and rhizobium strains affectthe nutritional physiologyofdrought-stressedlegumehosts vinicius. Journal Plant Physiology, 167,614-620.
  17. Gamini, S., Van Holm, L. H. J. & Ekanayake, E. M. H. (2009). Agronomic benefits of rhizobial inoculant use over nitrogen fertilizer application in tropical soybean. Field Crops Research, 68, 199-203.
  18. Gardner, F. P., Pearce, R. B. & Mitchell, R. (1999). Physiology of Crop Plant. Translated by, Koocheki, A. & Sarmadnia, G. Jahad-e-Daneshgahi Press of Mashhad University Publications. Mashhad, Iran. 400 pp. (In Persian).
  19. Garcia, L., Mendoza, R. & Pomar, M. C. (2012). Arbuscular mycorrhizal symbiosis and dark septateendophtes under contrasting grazing modes in the Magellanic steppe of Tierra Del Fugeo. Agriculture Ecosystem and Environment, 155, 1-8.
  20. Ghodrati, G. R. (2011). Evaluation of yield and qualitative and quantitative characteristics of new soybean lines in north region of Khozestan. Crop Physiology Journal, 3 (11), 103-117. (In Persian).
  21. Gholipour, M. & Sharifi, P. (2018). Yield and productivity indices of common bean and sunflower intercropping in different planting ratios. Journal of Plant Ecophysiology, 10(33), 127-137.
  22. Hause, B., Mrosk, C., Isayenkov, S. & Strack, D. (2007). Jasmonates in arbuscularmycorrhizal interactions. Journal of Phytochemistry, 68, 101–110.
  23. Kelly, R. M., Edwards, D. G., Thompson, J. P. & Magarey, R. C. (2005). Growth responses of sugarcane to mycorrhiza spore density and phosphores rate. Australian Journal of Agriculthral Research, 56, 1405-1413.
  24. Khajehpour, M. R. (2005).  Industrial Plants.  Jahad-e-Daneshgahi Press of Isfahan University of Technology Publications.  Isfahan, Iran. 580 pp. (In Persian).
  25. Khalaj, M. A., Moshiri, F. & Asadi Rahmani, H. (2013). Evaluation of the N2-fixing ability of Rhizobia strains in common bean cultivated region of Qazvin. Journal of Water and Soil, 27 (1), 54-60. (In Persian).
  26. Koochecki, A., Shabahang, J., Khorramdel, S. & Azimi, R. (2013). The effect of irrigation intervals and intecropped marjoram (Origanum vulgare) with saffron (Crocus sativus) on possible cooling effect of corms for climate change adaptation. Journal of Iran Field Crops Research, 11(3), 390-400. (In Persian).
  27. Mazaheri, D. & Peyghambari, A. (2002). Study of analyzes in single-farm cultivation and intercropping soybean cultivars. Journal of Pajouhesh & Sazandegi, 54, 37-54. (In Persian).
  28. Morsy, A. S. M., Elwan, A. M. & Eissa, N. M. A. (2017). Studies on intercropping soybean with sugar cane under different nitrogen levels. Egyptian Journal of Agronomy. 39 (2), 221-237.
  29. Mishra, R. H. (2010). Soil Microbiology. Cbs Publishers & Distributors. 187 pp.
  30. Phillips, J. M. & Hayman, D. S. (1970). Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. Transactions of the British Mycological Society, 55, 158-161.
  31. Paul, E. (2006). Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry. Academic Press, 552 pp.
  32. Qiang-Sheng, W., Ying-Ning, Z. & Xin-Hua, H. (2010). Contributions of arbuscular mycorrhizal fungi to growth, photosynthesis, root morphology and ionic balance of citrus seedlings under salt stress. Acta Physiologiae Plantarum, 32, 297–304.
  33. Rasool, A. M., Farooq, A., Zubair, M., Jamil, M., Ahmad, S. & Afghan, S. (2011). Prospects of intercropping rabi crops in autumn planted sugarcane. Pakistan Sugar Journal, 26 (2), 2-5.
  34. Raman, K., Duttamajumder, S. K., Srivastava, B. L., Madhok, H. L. & Ram, K. (2013). Harvest index and the components of biological yield in sugarcane. Indian Journal Genet, 73(4), 386-391.
  35. Ramezanian, A. (2008). Introduction of Rhizobia as plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). In: Proceedings of First National Conference on Pulses, Ferdowsi University of Mashhad, Iran, 407-408.
  36. Sanjay, B. P. & Sujit, S. P. (2014). Measurement of sugarcane leaf chlorophyll. International Journal of Application or Innovation in Engineering and Management, 3 (2), 97-102.
  37. Saudy, H. S. & Elmetwally, I. M. (2009). Weed management under different patterns of sunflower–soybean intercropping. Journal of Central European Agriculture, 10, 41-52.
  38. Seyedi, M. N. & Sed Sharifi, R. (2014). Effect of seed insemination with rhizobium and nitrogen fertilizer utilization on Soybean yield and characteristics in Ardabil conditions. Iranian Journal of Field Crops Research, 11(4), 618-628. (In Persian).
  39. Shokohfar, A. R., Shoholi, R. & Ghodrati, G. R. (2008). Evaluation of soybean to quantity and different species of Bradyrhizobium japonicum in north region of Khozestan. Iranian Journal of Agronomy and Plant Breeding, 4(2), 81- 92. (In Persian).
  40. Shrivastava, U. K., Rajput, R. L. & Dwivedi, M. L. (2009). Response of soybean-mustard cropping system to sulfur and bio-fertilizers on farmer’s field. Legume Research, 23, 277-278.
  41. Shilpa, V. C., Chandranath, H. T. & Khandagave, R. B. (2018). Economics and intercropping indices of sugarcane based intercropping system in plant cane. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(8), 101-108.
  42. Shilpa, V. C., Deepa, G. S. & Chandranath, H. T. (2017). Intercropping in sugarcane (Saccharum officinarum L.). International Journal of Pure and Applied Bioscience. 5(2), 319-323.
  43. Sturz, A.V. & Christie, B. R. (2006). Beneficial microbial alleloplathies in the root zone: The management of soil quality and plant disease with rhizobacteria. Soil and Tillage Research, 72, 107-123.
  44. Togay, N., Togay, Y., Cimrin, K. M. & Turan, M. (2008). Effect of rhizobium inoculation, sulfur and phosphorus application on yield, yield components and nutrient uptake in chick pea (Cicer aretinum L.). African Journal of Biotechnology, 7 (6), 776-782.


[1] . Purity

[2]. Land equivalent ratio

[3]. Harvest index