Response of rice growth and grain yield to seeding date and planting method in direct seeding in Rasht

مقدمه

برنج، غذای مصرفی بیش از نیمی از جمعیت جهان (Chauhan et al., 2015) و یکی از مهم­ترین محصولات زراعی بر اساس سطح زیر کشت و میزان تولید است (FAO, 2017). زراعت برنج در دنیا به دو روش عمده انجام می‌شود. در آسیا و آسیای جنوب شرقی، کشت برنج بیشتر به‌صورت نشاکاری می­باشد که شامل پرورش نشاها در خزانه و سپس انتقال نشا به زمین اصلی گلخراب­شده می­باشد که این امر، نیاز به آب فراوان دارد. با توجه به تغییر اقلیم و کاهش نزولات جوی، کمبود آب در سال­های اخیر، به یک نگرانی مهم و جدّی در سرتاسر دنیا تبدیل شده است
(Mahajan et al., 2012). این موضوع به­ویژه در کشور ایران که متوسط بارندگی سالیانه آن به­طور چشم­گیری کمتر از متوسط جهانی است، از اهمیت دو چندانی برخوردار است. در عین حال، افزایش رقابت بین بخش کشاورزی و صنعت بر سر آب، منجر به کاهش سهم آب در بخش کشاورزی شده است
(Chauhan et al., 2012)؛ بنابراین انتظار می­رود که دستیابی شالیکاران به منابع آبی در آینده کاهش یابد (Mahajan et al., 2013) و ادامه حیات و پایداری بوم‌نظام‌های کشت نشایی برنج، در معرض خطر جدّی قرار گیرد (Chauhan et al., 2014). همچنین تحقیقات نشان داده است که گلخرابی، اثرات مخربی بر ساختمان خاک دارد و سبب کاهش عملکرد محصول بعدی (غیر از برنج) در تناوب می‌شود
 (Timsina and Connor, 2001). درمقابل، افزایش فراهمی عناصر غذایی (فسفر، مس و آهن) و کنترل بهتر علف­های‌هرز از مزایای کشت نشایی به حساب می­آید (Surendra et al., 2001).

 در کشت مستقیم، بذرها به‌صورت دست­پاش یا ردیفی در خاک مرطوب یا خشک کاشته می­شوند و در نتیجه، آماده­سازی خزانه و نشاکاری در این روش کشت حذف می­شود (Chauhan et al., 2015). همچنین کشت مستقیم برنج به 18-11 درصد آب کمتری برای استقرار گیاه نسبت به سیستم نشاکاری نیاز دارد (Kumar and Ladha, 2011; Laing et al., 2018 ). با وجود مزایای متعدد کشت مستقیم برنج، به دلیل نبود آب ایستا در زمان سبز شدن گیاه زراعی و عدم وجود مزیت اندازه گیاهچه برنج نسبت به علف‌هرز، میزان خسارت علف­های‌هرز در کشت مستقیم برنج بیشتر از کشت نشایی است (Chauhan et al., 2015; Kaur et al., 2017)؛ اگرچه با مصرف متوالی علف­کش­های مناسب در کشت مستقیم برنج می­توان خسارت علف­های هرز را به­طور قابل توجهی کاهش داد. 

تاریخ بذرپاشی و روش کاشت، از مهم­ترین عوامل زراعی هستند که بر عملکرد برنج در کشت مستقیم تأثیر می‌گذارند. انتخاب تاریخ مناسب بذرپاشی در کشت مستقیم برنج جهت اجتناب از خسارت سرمازدگی گیاهچه­ها در بهار به­ویژه در مرحله حساس استقرار گیاهچه­ها بسیار مهم است
(Thakura et al., 2010). معمولاٌ کاشت بذر زودتر از زمان مناسب، سبب کاهش جوانه­زنی، ظهور کند و استقرار ضعیف گیاهچه­ها، افزایش خسارت بیماری­های خاکزاد و افزایش احتمال خطر سرمازدگی گیاهچه­های برنج در کشت مستقیم می­شود؛ در نتیجه، تاریخ بذرپاشی اثر مستقیمی بر میزان استقرار گیاهچه­های برنج در کشت مستقیم دارد (Tiwari et al., 2018). با این وجود، تاریخ مناسب بذرپاشی سبب می­شود که رشد رویشی در دوره زمانی با دمای مناسب هوا و حداکثر تشعشع خورشیدی اتفاق افتد. در مقابل، تاریخ بذرپاشی دیرهنگام هم می­تواند خطر همزمانی مرحله رسیدگی و برداشت برنج با باران­های شهریور ماه، افزایش احتمال ورس و در نتیجه کاهش عملکرد را به همراه داشته باشد. همچنین، امکان فرار از گرمای زیاد یا بارندگی در طی مرحله گرده­افشانی و دوره پرشدن دانه باید در انتخاب تاریخ بذرپاشی مد نظر قرار گیرد (Jagadish et al., 2007). نتایج آزمایش­ها نشان داد که تاریخ مناسب بذرپاشی، منجر به افزایش تعداد پنجه در متر مربع، تعداد دانه در خوشه، طول خوشه، وزن 1000 دانه و در نتیجه عملکرد می­شود
 (Akbar et al., 2010; Bashir et al., 2010). در تحقیقی، تاریخ بذرپاشی هشت اردیبهشت را برای رقم خزر و 18 اردیبهشت را برای ارقام طارم محلی و هاشمی در آمل پیشنهاد کردند (Jalali et al., 2015). نتایج تحقیق دیگری حاکی از آن است که تاریخ 20 اردیبهشت، مناسب­ترین تاریخ جهت دستیابی به بالاترین عملکرد برنج در کشت مستقیم در رشت بود (Basharkhah et al., 2010). کاهش عملکرد در کشت مستقیم، به کاهش طول دوره رشد ارقام و در نتیجه کاهش انتقال کربوهیدرات­های غیرساختمانی به مخزن اصلی یعنی دانه نسبت داده شده است (Limochi et al., 2013). در کشت مستقیم بذر در بستر مرطوب، بذرکاری به‌صورت دست­پاش، کاشت بذر به‌صورت خطی و کاشت بذر به‌صورت کپه­ای انجام ­می­شود. گزارش شده است که مقاومت برنج به ورس در سیستم کشت مستقیم در کاشت به‌صورت کپه­ای و خطی، به­طور قابل توجهی نسبت به کاشت دست­پاش بیشتر بود (Yoshinaga, 2005).

با وجود تحقیقات زیاد و تلاش­های گسترده از اواسط دهه 90 میلادی جهت کشت مستقیم برنج در دنیا، میزان پذیرش این روش در شمال کشور کم است؛ اگرچه در سال­های اخیر، تشدید مشکلات مربوط به سیستم کشت نشایی برنج و معرفی علف­کش­های مناسب کشت مستقیم، علاقه­مندی کشاورزان به کشت مستقیم برنج را افزایش داده است. در حال حاضر، اطلاعات کمی در زمینه تاریخ مناسب بذرپاشی و روش کاشت در کشت مستقیم برنج در شمال کشور وجود دارد. بنابراین، این تحقیق با هدف تعیین تاریخ مناسب بذرپاشی و روش مطلوب کشت مستقیم برنج در شمال کشور، رشت، انجام شد. 

مواد و روش‌ها

این تحقیق در سال 1397 در مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت با طول جغرافیایی 40 درجه و 50 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 36 درجه و 54 دقیقه شمالی و ارتفاع حدود 10 متر پایین‌تر از سطح دریا انجام شد. قبل از انجام آزمایش، از عمق صفر تا30 سانتی­متر خاک مزرعه آزمایشی نمونه­برداری صورت گرفت که نتایج تجزیه خاک در جدول 1 آمده است.

جدول 1 – خصوصیات فیزیکی و ‌شیمیائی خاک مزرعه آزمایشی (صفر-30 سانتی­متر)

Table 1. Physiochemical properties of the experimental field soil

اطلاعات مربوط به میزان بارندگی و دما در طول دوره رشد برنج، به ترتیب در شکل‌های 1 و 2 ارایه شده است. این آزمایش به صورت کرت­های خرد شده و در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار، در مؤسسه تحقیقات برنج کشور دررشت انجام شد. هفت تاریخ بذرپاشی (11، 18 و 25 اردیبهشت و یک، هشت، 15 و 22 خرداد) به عنوان کرت اصلی و روش­های کاشت دست­پاش، کشت خطی و کشت کپه­ای به عنوان کرت فرعی در نظر گرفته شدند. همچنین یک کرت شاهد نشاکاری نیز جهت مقایسه عملکرد کشت مستقیم با کشت نشایی به تیمارهای آزمایشی در هر تکرار اضافه شد. 90 کیلوگرم بذر در هکتار برای کشت مستقیم در نظر گرفته شد که با توجه به وزن 1000 دانه شلتوک برنج مورد استفاده (رقم هاشمی)، تراکم در واحد سطح، حدود 360 عدد بذر در متر مربع بود. فاصله بین ردیف­ها و فاصله بین کپه­ها 20 سانتی­متر بود. شایان ذکر است که جهت جوانه­زنی و استقرار مطلوب گیاهچه­ها، 48 ساعت قبل از بذرپاشی، بذرهای برنج در آب اکسیژن­دار خیسانده و پیش جوانه­دار شدند (Akhgari and Kaviani, 2019). در ضمن، نشاکاری در تاریخ 20 اردیبهشت 1397 در کرت­های مربوط به آن صورت پذیرفت و سه گیاهچه نشاهای 30 روزه برنج رقم هاشمی در هر کپه با فاصله کاشت 20 × 25 سانتی­متر در کرت­هایی با ابعاد چهار در پنج متر به زمین اصلی منتقل شدند. در کشت مستقیم تا چهار هفته، فقط آبیاری سطحی و سپس غرقاب متناسب با ارتفاع گیاهچه برنج اعمال شد و بعد از چهار برگی برنج تا دو هفته قبل از برداشت، ارتفاع آب حدود پنج تا هفت سانتی­متر ثابت بود. علف­کش­های مورد استفاده در کشت مستقیم شامل کانسیل (فرمولاسیون WG 30% با نام عمومی تریافامون + اتوکسی‌سولفورون‌)  و کلین­وید (فرمولاسیون SC40% با نام عمومی بیس‌پایریباک‌سدیم) بودند. علف­کش کانسیل به میزان 150 گرم در هکتار بعد از آماده­سازی نهایی زمین و یک هفته قبل از بذرپاشی استفاده شد. همچنین علف­کش کلین­وید به میزان 100 میلی­لیتر در هکتار در مرحله دو تا سه برگی علف­های‌هرز با استفاده از سمپاش پشتی مصرف شد. در کشت نشایی نیز مخلوطی از علف­کش­ بن‌سولفورون‌متیل و بوتاکلر، به­ترتیب به­میزان 75 گرم و چهار لیتر در هکتار، پنج روز پس از نشاکاری و به­روش دست­پاش مصرف شد.

نمودار 1- میزان بارندگی هفتگی در طول دوره رشد برنج

Figure 1. Weekly precipitation during rice growing period

نمودار 2- میزان دمای هفتگی (بیشینه، میانگین و کمینه) در طول دوره رشد برنج

Figure 2. Weekly temperatures (maximum, minimum and average) during rice growing period

میزان کود نیتروژن مورد استفاده، 100 کیلوگرم اوره در هکتار برای رقم بومی هاشمی بود که50 درصد آن در زمان آخرین مرحله آماده سازی زمین و 50 درصد بقیه در زمان تشکیل اولین جوانه پانیکول در غلاف به خاک داده شد. همچنین 100 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل و 150 کیلوگرم سولفات پتاسیم در هکتار، به­عنوان کود پایه در زمان آخرین مرحله آماده­سازی زمین خاک اضافه و با خاک مخلوط شد. بر طبق عرف منطقه، وجین ‌دستی علف‌های‌هرز در کرت­های نشایی در سه هفته پس از نشاکاری صورت گرفت، در حالی­ که در کشت مستقیم برنج، وجین دستی انجام نشد.

چهار هفته پس از بذرپاشی، تعداد گیاهچه­های استقرار یافته در کرت­های کشت مستقیم، با استفاده از کوآدرات 50 × 50 سانتی­متر شمارش و ثبت شد. همچنین، جهت اندازه‌گیری زیست‌توده علف‌های‌هرز، نمونه‌برداری بلافاصله قبل از برداشت محصول از سطحی معادل 25/0 مترمربع در چهار نقطه از هر کرت انجام شد و سپس وزن خشک آن با قرار دادن نمونه‌ها در آون با دمای 75 درجه به مدت 72 ساعت اندازه‌گیری شد. در زمان رسیدگی محصول، عملکرد شلتوک در سطحی معادل چهار مترمربع اندازه­گیری شد و بر مبنای رطوبت 14 درصد محاسبه شد. همچنین، تعداد پنجه بارور از مساحتی به اندازه یک متر مربع در هر کرت شمارش شد. در ضمن، تعداد 10 خوشه ساقه اصلی در هر کرت، به­طور تصادفی انتخاب شدند و تعداد دانه پر و پوک در هر خوشه شمارش و میانگین آن‌ها ثبت شد. درصد باروری خوشه از تقسیم تعداد دانه پر در خوشه به تعداد کل دانه در خوشه ضرب­ در 100 محاسبه شد. در ضمن، تعداد 500 عدد دانه پر در بین توده بذر مذکور به­طور تصادفی انتخاب شدند و وزن آن‌ها با استفاده از ترازویی با دقت 01/0 گرم اندازه‌گیری شد و وزن 1000 دانه برای هر تیمار محاسبه شد. برای اندازه­گیری زیست­توده برنج، در هر کرت، بوته­های برنج از مساحت یک مترمربع در زمان رسیدگی محصول کف­بر شدند و پس از 24 ساعت آفتاب‌خشک، به مدت 72 ساعت در آونی با دمای 75 درجه سانتی­گراد قرار داده شدند و سپس وزن آن‌ها اندازه‌گیری شد. شاخص برداشت از تقسیم وزن خشک شلتوک به زیست­توده ضرب ­در 100 محاسبه شد.

تجزیه واریانس داده‌ها با استفاده از نرم­افزار (ver.9.1) SAS و بر اساس آزمایش کرت­های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی انجام شد و میانگین‌ها با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد انجام مقایسه شدند (SAS, 2004). با توجه به عدم تولید دانه در تاریخ بذرپاشی 22 خرداد، این تاریخ در هنگام تجزیه داده­ها حذف شد. همچنین جهت مقایسه آماری عملکرد کشت مستقیم با کشت نشایی، عملکرد شلتوک در بهترین تیمار تاریخ و روش کاشت با عملکرد شلتوک در کرت­های نشایی از طریق خطای استاندارد انجام شد. قابل ذکر است که فرض نرمال بودن داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و با آزمون کولموگروف-اسمیرنوف مورد بررسی و تأیید قرار گرفت.

نتایج و بحث

تعداد گیاهچه در متر مربع

اثر اصلی تاریخ بذرپاشی بر تعداد گیاهجه در متر مربع معنی­دار بود، اما اثر اصلی روش کاشت و اثر متقابل آن با تاریخ بذرپاشی معنی­دار نبود (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین نشان داد که حداکثر تعداد گیاهچه در متر مربع (96 گیاهچه) در تاریخ بذرپاشی 11 اردیبهشت مشاهده شد که از لحاظ آماری، اختلاف معنی­داری با تعداد گیاهچه در تاریخ بذرپاشی 25 اردیبهشت (92 گیاهچه)، اول خرداد (94 گیاهچه) و هشت خرداد (88 گیاهچه) نداشت. تعداد گیاهچه در تاریخ بذرپاشی 15 خرداد (75 گیاهچه) و 18 اردیبهشت (79 گیاهچه) به­طور معنی­داری کمتر از سایر تاریخ­های بذرپاشی بود (جدول 3). کاهش معنی­دار تعداد گیاهچه در متر مربع در تاریخ بذرپاشی 18 اردیبهشت در مقایسه با تاریخ­های بذرپاشی 11 و 25 اردیبهشت، به خاطر وقوع رگبار شدید بعد از بذرپاشی بود که سبب کاهش تعداد گیاهچه­های استقرار یافته شد. این امر سبب شد که عملکرد دانه نیز در این تاریخ بذرپاشی به­طور معنی­داری کمتر از تاریخ­های بذرپاشی 11 و 25 اردیبهشت باشد. گزارش شده است که تاریخ بذرپاشی، اثر مستقیمی بر میزان استقرار گیاهچه­های برنج در کشت مستقیم دارد (Tiwari et al., 2018).

تعداد خوشه در متر مربع

تعداد خوشه به­طور معنی­داری تحت تأثیر تاریخ بذرپاشی قرار گرفت، درحالی­که اثر روش کاشت و اثر متقابل آن با تاریخ بذرپاشی بر تعداد خوشه معنی­دار نبود (جدول 2). اختلاف معنی­داری در تعداد خوشه در میان تاریخ­های بذرپاشی 11، 18 و 25 اردیبهشت مشاهده نشد، ولی تأخیر بیشتر در تاریخ بذرپاشی، منجر به کاهش تعداد خوشه در متر مربع شد. بذرپاشی در تاریخ یک، هشت و 15 خرداد، منجر به کاهش معنی­دار تعداد خوشه، به­ترتیب به­میزان 13، 19 و 23 درصد در مقایسه با بذرپاشی در تاریخ 11 اردیبهشت شد (جدول 3). کاهش معنی­دار تعداد خوشه در تاریخ­های کشت دیرهنگام توسط محقق دیگری نیز گزارش شده است (Jalali et al., 2015). نمو سریع‌تر گیاه و کاهش طول دوره رویشی در تاریخ­های بذرپاشی دیرهنگام، سبب کاهش تجمع زیست­توده و میزان پنجه­زنی در گیاه می­شود که این امر در نهایت منجر به کاهش تعداد خوشه در گیاه می‌شود. به­علاوه، در تاریخ­های بذرپاشی دیرهنگام، درصد بیشتری از پنجه­های گیاه توانایی تولید خوشه را از دست داده و غیربارور باقی می­مانند.

جدول 2- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) ویژگی‌های مورد بررسی در برنج تحت تأثیر تاریخ بذرپاشی و روش کاشت

Table 2. Variance analysis (mean squares) of the effects of seeding date and planting method on the measured traits

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

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

جدول 3- مقایسه میانگین ویژگی­های مورد بررسی تحت تأثیر تاریخ بذرپاشی و روش کاشت در برنج

Table 3. Mean comparison of the the effects of seeding date and planting method on the measured traits in rice

میانگین­های دارای حروف مشابه در هر ستون برای هر صفت، از لحاظ آماری تفاوت معنی­داری (LSD≤0.05) با یکدیگر ندارند.

Means in the same column within the same traits followed by the same letter are not significantly different based on of LSD test at 5% level.

تعداد دانه پر در خوشه، تعداد کل دانه و درصد باروری خوشه

تعداد دانه پر در خوشه، تعداد کل دانه و درصد باروری خوشه، تنها تحت تأثیر معنی­دار تاریخ بذرپاشی قرار گرفتند (جدول 2). حداکثر تعداد دانه پر در خوشه در تاریخ­های بذرپاشی 11 (58 دانه در خوشه) و 18 اردیبهشت (53 دانه در خوشه) مشاهده شد و با تأخیر در تاریخ بذرپاشی، تعداد دانه پر در خوشه به­طور معنی­داری کاهش یافت .نتایج نشان داد که بذرپاشی در تاریخ­ یک، هشت و 15 خرداد، منجر به کاهش تعداد دانه پر در خوشه به­ترتیب به­میزان 24، 40 و 60 درصد در مقایسه با تاریخ بذرپاشی 11 اردیبهشت شد. بیشترین تعداد دانه در خوشه در تاریخ بذرپاشی 11 و 18 اردیبهشت و حداقل آن نیز در تاریخ بذرپاشی 15 خرداد مشاهده شد (جدول 3). با تأخیر در تاریخ بذرپاشی از 11 اردیبهشت به 18 خرداد، درصد باروری خوشه به­طور معنی­داری کاهش یافت و از 5/87 درصد به 46 درصد رسید (جدول 3). این نتایج بیانگر تأثیرپذیری قابل توجه این جزء از عملکرد از تاریخ کاشت می­باشد. سایر محققان نیز نشان دادند که تعداد دانه و درصد باروری خوشه تحت تاثیر معنی­دار تاریخ کاشت قرار گرفت (Valad Abadi et al., 2011; Jalali et al., 2015). به­نظر می­رسد که مصادف شدن گرده­افشانی برنج در تاریخ­های بذرپاشی دیرهنگام با هوای گرم می­تواند منجر به عدم گرده­افشانی مناسب و در نتیجه افزایش تعداد دانه­های پوک در خوشه (Jagadish et al., 2010) و در نهایت کاهش تعداد دانه در خوشه (Tao et al., 2007) شود. 

وزن 1000 دانه

وزن 1000 دانه به­طور معنی­داری تحت تأثیر تاریخ بذرپاشی و روش کاشت قرار گرفت (جدول 4). حداکثر وزن 1000 دانه در تاریخ­های بذرپاشی 11 تا 25 اردیبهشت مشاهده شد و تأخیر بیشتر در تاریخ بذرپاشی، منجر به کاهش معنی­دار وزن 1000 دانه شد، به­طوری­که بذرپاشی در تاریخ 15 خرداد منجر به کاهش وزن 1000 دانه به میزان 38 درصد در مقایسه با تاریخ بذرپاشی 11 اردیبهشت شد (جدول 5). وزن 1000 دانه در کاشت خطی به­طور معنی­داری بیشتر از مقدار آن در کاشت دست­پاش بود. اثر معنی­دار تاریخ بذرپاشی بر وزن 1000 دانه در کشت مستقیم برنج توسط سایر محققان نیز گزارش شده است (Gill et al., 2006; Pal et al., 2017)، به­طوری­که تأخیر در تاریخ بذرپاشی منجر به کاهش معنی­دار وزن 1000 دانه شد (Ahmed et al., 2016). به­نظر می­رسد که مصادف شدن دوره پر شدن دانه با گرمای زیاد، منجر به کاهش طول دوره پر شدن دانه­ها و کاهش تجمع کربوهیدرا­ت­ها در دانه و در نتیجه کاهش وزن 1000 دانه و در نهایت عملکرد دانه می­شود
(Bahuguna et al., 2015).

جدول 4- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) ویژگی­های مورد بررسی در برنج تحت تأثیر تاریخ بذرپاشی و روش کاشت

Table 4. Analysis of variance (mean squares) of the effects of date and planting method on measured traits in rice

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

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

در همین راستا گزارش شده است که دمای زیاد، منجر به رشد و نمو سریع دانه و کاهش طول دوره پر شدن دانه شد (Ohe et al., 2007). همچنین گزارش شده است که دمای بالا در طی مرحله زایشی، از طریق تسریع پیر شدن خوشه، سبب کاهش وزن دانه شد (Kim et al., 2011). نتایج یک تحقیق،  بازدارندگی توزیع مواد فتوسنتزی را دلیل احتمالی کاهش وزن دانه برنج در شرایط تنش گرما در طی مرحله گرده­افشانی بیان کرد و محدودیت منبع و مخزن را عامل موثر در کاهش وزن دانه در این شرایط ندانست (Zhang et al., 2018). همچنین در تاریخ­های کاشت دیرهنگام، همزمانی مرحله رسیدگی برنج با بارندگی شهریورماه و در نتیجه کاهش تعداد ساعات آفتابی نیز می­تواند منجر به کاهش تولید مواد فتوسنتزی و کاهش وزن 1000 دانه شود.

جدول 5- مقایسه میانگین ویژگی­های اندازه­گیری شده در برنج تحت تأثیر تاریخ بذرپاشی و روش کاشت

Table 5- Mean comparison of the effects of seeding date and planting method on measured traits in rice

میانگین­های دارای حروف مشابه در هر ستون برای هر صفت، از لحاظ آماری تفاوت معنی­داری (LSD≤0.05) با یکدیگر ندارند.

Means in the same column within the same traits followed by the same letter are not significantly different based on of LSD test at 5% level.

عملکرد شلتوک

اثر تاریخ بذرپاشی بر عملکرد شلتوک معنی­دار بود، ولی اثر روش کاشت و نیز اثر متقابل روش کاشت و تاریخ بذرپاشی بر این صفت معنی­دار نبود (جدول 4). مقایسه میانگین‌ها نشان داد که حداکثر عملکرد دانه به میزان 4415 و 4326 کیلوگرم در هکتار، به­ترتیب در تاریخ بذرپاشی 11 و 25 اردیبشت به­دست آمد (جدول 5). نکته جالب توجه، کاهش معنی­دار عملکرد شلتوک در تاریخ بذرپاشی 18 اردیبهشت در مقایسه با تاریخ بذرپاشی 11 و 25 اردیبهشت بود. به­نظر می­رسد که دلیل این امر، وقوع بارندگی شدید (رگبار) بلافاصله پس از بذرپاشی بود که منجر به کاهش جوانه­زنی و استقرار گیاهچه­ها و کاهش تعداد خوشه در متر مربع شد. همچنین نتایج نشان داد که با تأخیر در تاریخ بذرپاشی، عملکرد شلتوک به­صورت معنی­داری کاهش یافت، به­طوری­که عملکرد شلتوک در تاریخ بذرپاشی یک، هشت و 15 خرداد در مقایسه با تاریخ بذرپاشی 11 اردیبهشت، به­ترتیب به­میزان 41، 43 و 70 درصد کاهش یافت (جدول 5)؛ ضمن این‌که در تاریخ بذرپاشی 22 خرداد، هیچ­گونه برداشت شلتوک صورت نگرفت. کاهش خوشه در متر مربع، افزایش درصد پوکی دانه­ها در خوشه و در نتیجه کاهش تعداد دانه پر در خوشه و کاهش وزن 1000 دانه، از مهم‌ترین دلایل کاهش عملکرد شلتوک در تاریخ­های بذرپاشی دیرهنگام بودند. در بررسی اثر تاریخ­ بذرپاشی بر عملکرد ارقام برنج در کشت مستقیم مشخص شد که کاهش طول دوره رشد ارقام و در نتیجه کاهش انتقال کربوهیدرات­های غیرساختمانی به دانه، از عوامل مؤثر در کاهش عملکرد بود (Limochi et al., 2013). همچنین مصادف شدن گرده­افشانی برنج در تاریخ­های بذرپاشی دیرهنگام با هوای گرم می­تواند منجر به کاهش زنده ماندن دانه­های گرده و عقیم شدن گلچه­ها (Sathishraj et al., 2015)، افزایش تعداد دانه­های پوک در خوشه (Jagadish et al., 2010)، کاهش تعداد و وزن دانه (Tao et al., 2007) و در نتیجه کاهش جدی عملکرد شود ((Bahuguna et al., 2015, Ishimaru et al., 2016; Ali et al., 2019. در همین راستا گزارش شده است که دمای بیشتر از 33 درجه سانتیگراد در دوره گلدهی، منجر به افزایش عقیم ماندن گلچه­ها در برنج شده است (Bheemanahalli et al., 2016). همچنین دمای بالا می­تواند سبب اختلال در پارامترهای فیزیولوژیک از قبیل محتوای کلروفیل، میزان فتوسنتز خالص و فعالیت آنزیم ریبولوز بی­فسفات کربوکسیلاز شود (Ou et al., 2005). در آزمایشی مشاهده شد که تأخیر بذرپاشی در کشت مستقیم، سبب کاهش قابل توجه عملکرد در ژنوتیپ‌های برنج شد و دلیل اصلی آن، کاهش اندازه و ظرفیت منبع اعلام شد  (Pal et al., 2017). همچنین گزارش شده است که در انتخاب تاریخ مناسب بذرپاشی، باید عدم تداخل سرمای دیرهنگام بهاره با فرآیند جوانه­زنی (Thakura et al., 2010) و فرار از بارندگی در طی مرحله گرده­افشانی مدنظر قرار گیرد (Jagadish et al., 2007; Bheemanahalli et al., 2016). در همین راستا مشاهدات مزرعه­ای نشان داد که میزان خسارت نسل سوم کرم ساقه­خوار با تأخیر در تاریخ کاشت، به­طور چشمگیری افزایش یافت. به­علاوه، نتایج مقایسه میانگین نشان داد که اختلاف معنی­داری بین عملکرد شلتوک در کشت مستقیم برنج (184±4414 کیلوگرم در هکتار) در مناسب­ترین زمان بذرپاشی یعنی11 اردیبهشت و عملکرد شلتوک در کشت نشایی (215±4295 کیلوگرم در هکتار) وجود نداشت. در خصوص مقایسه بین عملکرد شلتوک در کشت مستقیم و کشت نشایی برنج، نتایج متعدد و متناقضی توسط محققان گزارش شده است. مطابق نتایج این تحقیق، برخی از محققان گزارش کردند که تفاوت معنی­داری بین عملکرد شلتوک در کشت مستقیم و کشت نشایی وجود نداشت (Kukal and Aggarwal, 2002; Kumar and Ladha, 2011 ). در مقابل، برخی از محققان (Gill et al., 2006; Sudhir-Yadav et al., 2011; Ali et al., 2014) افزایش معنی­داری عملکرد برنج در کشت مستقیم نسبت به کشت نشایی را گزارش کردند و این افزایش عملکرد شلتوک را به بالاتر بودن تعداد پنجه بارور و وزن 1000 دانه در کشت مستقیم نسبت دادند. در عین حال، محقق دیگری گزارش کرد که عملکرد شلتوک در کشت مستقیم به­طور معنی­داری کمتر از عملکرد شلتوک در کشت نشایی بود (Mishra et al., 2017). تناقض در گزارشات محققان در این خصوص، احتمالا ناشی از مدیریت متفاوت مزارع کشت مستقیم برنج در آزمایشات انجام شده می­باشد. در این راستا گزارش شده است که در صورت کنترل مطلوب علف­های‌هرز، تفاوت معنی­داری بین عملکرد در کشت مستقیم و نشایی مشاهده نشد، درحالی­که در صورت عدم کنترل علف­های‌هرز، افت عملکرد در کشت مستقیم و نشایی به­ترتیب برابر با 66 و 14 درصد بود (Ala et al., 2014). به­نظر می­رسد که با اتخاذ راهکارهایی مناسب جهت جوانه­زنی و استقرار مطلوب گیاهچه­ها، انتخاب تاریخ مناسب بذرپاشی، کنترل مطلوب علف­های‌هرز با مصرف تلفیقی از علف­کش­های پیش­رویشی و پس­رویشی و همچنین جلوگیری یا کاهش میزان ورس بوته­ها در کشت مستقیم، می­توان به عملکردی مشابه یا حتی بیشتر از کشت نشایی دست یافت.

زیست­توده برنج و شاخص برداشت

زیست‌توده برنج فقط تحت تأثیر معنی­دار تاریخ بذرپاشی قرار گرفت (جدول 4). حداکثر زیست‌توده برنج در تاریخ بذرپاشی 11 و 25 اردیبهشت، به­ترتیب به­میزان 10963 و 10607 کیلوگرم در هکتار بود که از لحاظ آماری فاقد اختلاف معنی­دار با یکدیگر بودند. مشابه روند تغییرات عملکرد شلتوک، میزان زیست‌توده تولید شده به­‌وسیله برنج نیز در تاریخ بذرپاشی 18 اردیبهشت به­طور معنی­داری کمتر از تاریخ­های بذرپاشی 11 و 25 اردیبهشت بود. تأخیر در تاریخ بذرپاشی، سبب کاهش معنی­دار زیست­توده برنج شد، به­طوری­که زیست­توده برنج در تاریخ بذرپاشی اول، هشتم و 15 خرداد در مقایسه با تاریخ بذرپاشی 11 اردیبهشت، به­ترتیب به­میزان 19، 22 و 49 درصد کاهش یافت (جدول 5). گزارش شده است که تولید بیشتر ماده خشک در تاریخ بذرپاشی زودهنگام، منجر به انتقال بیشتر مواد فتوسنتزی به دانه ­ها در طی دوره پر شدن دانه در تاریخ بذرپاشی زودهنگام شد (Pal et al., 2017). کاهش زیست­توده برنج در تاریخ­های بذرپاشی دیرهنگام می­تواند ناشی از کوتاه شدن طول دوره رشد رویشی و در نتیجه کاهش میزان تولید و تجمع مواد فتوسنتزی در گیاه باشد.

 نتایج تجزیه واریانس نشان داد که شاخص برداشت فقط تحت تأثیر تاریخ بذرپاشی قرار گرفت (جدول 4). بذرپاشی در تاریخ­های اول، هشتم و 15 اردیبهشت، سبب کاهش معنی­دار شاخص برداشت نسبت به تاریخ بذرپاشی در اردیبهشت ماه شد (جدول 5). گزارش شده است که تأخیر در بذپاشی، کاهش معنی­دار شاخص برداشت در کشت مستقیم برنج را در پی داشت (Valad Abadi et al., 2011). با توجه به فرمول شاخص برداشت (نسبت عملکرد شلتوک به زیست­توده برنج)، این موضوع نشان می­دهد که تأخیر در تاریخ بذرپاشی، اثر سوء بیشتری بر کاهش عملکرد شلتوک در مقایسه با زیست­توده برنج داشت. همانطور که قبلا گفته شد، تأخیر در تاریخ بذرپاشی، منجر به کاهش معنی­دار اجزای عملکرد یعنی تعداد خوشه در متر مربع، تعداد دانه در خوشه و وزن 1000 دانه شد که در نهایت این موضوع، سبب کاهش بیشتر عملکرد شلتوک نسبت به زیست­توده برنج شد.

وزن خشک علف­های‌­هرز

اثر تاریخ بذرپاشی و روش کاشت بر وزن خشک علف­های‌هرز معنی­دار نبود (جدول 4). نتایج نشان داد که علف‌کش­های کانسیل و کلین­وید توانستند به­طور موثری علف­های‌هرز موجود در کشت مستقیم را کنترل کنند، به‌طوری­که وزن خشک علف­های‌هرز در کلیه کرت­های کشت مستقیم کمتر از 6/22 گرم بر متر مربع بود (جدول 5). اگرچه به باور اکثر محققان، علف‌های‌هرز، مانع اصلی در پذیرش و گسترش کشت مستقیم برنج هستند (Chauhan et al., 2015; Kaur et al., 2017)، نتایج این تحقیق نشان داد که با بهره‌گیری صحیح و کاربرد تناوبی برخی علف‌کش‌های جدید میزان خسارت علف‌های‌هرز به شدت کاهش یافت.

نتیجه­گیری کلی

به­طورکلی نتایج نشان داد که انتخاب تاریخ مناسب بذرپاشی، عاملی ضروری جهت دستیابی به بیشترین عملکرد شلتوک در کشت مستقیم برنج می­باشد، در حالی­که روش کاشت، اثر معنی­داری بر عملکرد در کشت مستقیم نداشت. بر اساس نتایج آزمایش، عملکرد مطلوب برنج در کشت مستقیم با بذرپاشی از تاریخ 11 تا 25 اردیبهشت حاصل شد و بذرپاشی در خرداد، سبب کاهش معنی­دار عملکرد شلتوک یا حتی سبب از بین رفتن کامل محصول در کشت خیلی دیرهنگام شد. نتایج نشان داد که بذرپاشی در تاریخ اول، هشتم و 15 خرداد، سبب کاهش عملکرد شلتوک به­ترتیب به­میزان 41، 43 و 70 درصد و کاهش زیست­توده برنج به­ترتیب به­میزان 19، 22 و 49 درصد در مقایسه با بذرپاشی در تاریخ 11 اردیبهشت شد. این موضوع نشان­دهنده حساسیت بیشتر عملکرد شلتوک نسبت به تأخیر در تاریخ کاشت در مقایسه با زیست‌توده برنج می­باشد. با این توصیف، اختلاف معنی­داری بین عملکرد شلتوک در کشت مستقیم و کشت نشایی مشاهده نشد. در مجموع و بر اساس نتایج این تحقیق، عملکرد مطلوب برنج در کشت مستقیم با بذرپاشی از تاریخ 11 تا 25 اردیبهشت حاصل شد.

REFERENCES

1. Ahmed, S., Humphreys, E. & Chauhan, B.S. (2016). Optimum sowing date and cultivar duration of dry-seeded boro on the High Ganges River Floodplain of Bangladesh. Field Crops Research, 190, 91–102.
2. Akbar, N., Iqbal, A., Khan, H. Z., Hanif, M. K. & Bashir, M. U. (2010). Effect of different sowing dates on yield and yield components of direct seeded fine rice (Oryza sativa). Journal of Plant Breeding and Crop Science, 2(10), 312–315.
3. Akhgari, H. & Kaviani, B. (2019). Effect of priming on seed and plantlet vigor of two cultivars of rice (Oryza sativa). Iranian Journal of Seed Science and Technology, 8(1), 1–17. (In Persian).
4. Ala, A., AghaAlikhani, M., Amiri Larijani, B. & Soufizadeh, S. (2014). Comparison between direct seeding and transplanting of rice in Mazandaran Province: Weed competition, yield and yield components. Iranian Journal of Field Crops Research, 12(3), 463–475. (In Persian).
5. Ali, F., Waters, D. L. E., Ovenden, B., Bundock, P., Raymond, C. A. & Rose, T. J. (2019). Heat stress during grain fill reduces head rice yield through genotype dependant increased husk biomass and grain breakage. Journal of Cereal Science, 90, 1–7.
6. Bahuguna, R. N., Jha, J., Madan, P., Shah, D., Lawas, M. L., Khetarpal, S. & Jagadish, S. V. K. (2015). Physiological and biochemical characterization of NERICA-L 44: anovel source of heat tolerance at the vegetative and reproductive stages in rice. Physiologia Plantarum, 154, 543–559.
7. Basharkhah, M., Valad Abadi, S. A., Daneshian, J. & Erfani, A. (2010). Effect of different seeding date on assimilate accumulation of rice cultivars in direct seeded rice. New Finding in Agriculture, 5 (2), 133–145. (In Persian).
8. Bashir, M U., Akber, N., Iqbal, A. & Zaman, H. (2010). Effect of different sowing dates on yield and yield components of direct seeded coarse rice (Oryza sativa). Pakistan Journal of Agricultural Science, 47(4), 361–365.
9. Bheemanahalli, R., Sathishraj, R., Tack, J., Nalley, L. L., Muthurajan, R. & Jagadish, K. S. V. (2016). Temperature thresholds for spikelet sterility and associated warming impacts for subtropical rice. Agricultural and Forest Meteorology, 221, 122–130.
10. Chauhan, B. S., Hussain, A. T., Bernard, A. S. & Evengelista, G. (2015). Effect of crop establishment methods and weed control treatments on weed management, and rice yield. Field Crops Research, 172, 72–84.
11. Chauhan, B. S., Mahajan, G., Sardana, V., Timsina, J. & Jat, M. L. (2012). Productivity and sustainability of the rice–wheat cropping system in the Indo-Gangetic Plains of the Indian subcontinent: problems, opportunities, and strategies. Advances in Agronomy, 117, 315–369.
12. Chauhan, B. S., Prabhjyot-Kaur Mahajan, G., Randhawa, R. K., Singh, H. & Kang, M. S. (2014). Global warming and its possible impact on agriculture in India. Advances in Agronomy, 123, 65–121.
13. Food and Agricultural Organization (FAO). (2017). FAOSTAT statistics database [Online]. Available at http:// http://faostat.fao.org.
14. Gill, M. S., Kumar, A. & Kumar, P. (2006). Growth and yield of rice (Oryza sativa) cultivars under various methods and times of sowing. Indian Journal of Agronomy, 51, 123–27.
15. Ishimaru, T., Xaiyalath, S., Nallathambi, J., Sathishraj, R., Yoshimoto, , Phoudalay, L. Samson, B., Hasegawa T., Hayashi, K., Arumugam, G., Muthurajan,  R. & Jagadisha, K. S. V. (2016). Quantifying rice spikelet sterility in potential heat-vulnerable regions: field surveys in Laos and southern India. Field Crops Research, 190, 3–9.
16. Jagadish, S. V. K., Craufurd, P. Q. & Wheeler, T. R. (2007). High temperature stress and spikelet fertility in rice (Oryza sativa). Journal of Experimental Botany, 58, 1627–1635.
17. Jagadish, S. V. K., Muthurajan, R., Oane, R., Wheeler, T. R., Heuer, S., Bennett, J. & Craufurd, P. Q. (2010). Physiological and proteomic approaches to address heat tolerance during anthesis in rice (Oryza sativa). Journal of Experimental Botany, 61, 143–156.
18. Jalali, J., Nasiri, M., Habibi, M. & Kheyri, N. (2015). Evaluation of possibility of increasing success coefficient of direct seeding of rice genotypes by changing sowing dates. Crop Physiology Journal, 7(26), 85–103. (In Persian).
19. Kaur, J. & Singh, A. (2017). Direct seeded rice: prospects, problems/ constraints and researchable issues in India. Current Agriculture Research Journal, 5(1), 13-32.
20. Kim, J. H., Shon, J. Y., Lee, C. K., Yang, W. H., Yoon, Y. W., Yanga, W. H., Kim, Y. G. & Lee, B. W. (2011). Relationship between grain filling duration and leaf senescence of temperate rice under high temperature. Field Crops Research, 122, 207–213.
21. Kukal, S. S. & Aggarwal, G. C. (2002). Percolation losses of water in relation to puddling intensity and depth in a sandy loam rice (Oryza sativa) field. Agricultural Water Management, 57, 49–59.
22. Kumar, V. & Ladha, J.K. (2011). Direct seeding of rice: recent developments and future research needs. Advances in Agronomy, 111, 297–413.
23. Laing, A.M., Roth, C.H., Chialue, L., Gaydon, D. S., Grünbühel, C. M., Inthavong, T., Phengvichith, V., Schiller, J., Sipaseuth, Thiravong, K. & Williams, L. J. (2018). Mechanised dry seeding is an adaptation strategy for managing climate risks and reducing labour demand costs in rainfed rice production in lowland Lao PDR. Field Crops Research, 225, 32–46.
24. Limochi, K., Siadat, A. & Gilani, A. A. (2013). Sowing dates effect on yield and growth indexes of rice cultivars in northern Khozestan. Electronic Journal of Crop Production, 6(2), 167-184. (In Persian).
25. Mahajan, G., Chauhan, B. S., Timsina, J., Singh, P. P. & Singh, K. (2012). Crop performance and water and nitrogen-use efficiencies in dry-seeded rice in response to irrigation and fertilizer amounts in northwest India. Field Crops Research, 134, 59–70.
26. Mahajan, G., Chauhan, B. S. & Gill, M. S. (2013). Dry-seeded rice culture in Punjab state of India: lessons learned from farmers. Field Crops Research, 144, 89–99.
27. Mishra, A. K., Khanal, A. R. & Pede, V. O. (2017). Is direct seeded rice a boon for economic performance? Empirical evidence from India. Food Policy, 73, 10–18.
28. Ohe, I., Saitoh, K. & Kuroda, T. (2007). Effects of high temperature on growth, yield and dry-matter production of rice grown in the paddy field. Plant Production Science, 10, 412–422.
29. Ou, Z. Y., Lin, G. Z. & Peng, C. L. (2005). Response of flag leaves of super high-yielding rice Pei’ai 64S/E32 and Liangyoupeijiu to high temperature. Chinese Journsa19, 249–254.
30. Pal, R., Mahajan, G., Sardana, V. & Chauhan, B. S. (2017). Impact of sowing date on yield, dry matter and nitrogen accumulation and nitrogen translocation in dry-seeded rice in North-West India. Field Crops Research, 206, 138–148.
31. (2004). SAS Institute, version 9.1.3. Cary, NC, USA.
32. Sathishraj, R., Bheemanahalli, R., Ramachandran, M., Dingkuhn, M., Muthurajan, R. & Krishna, J. S. (2015). Capturing heat stress induced variability in spikelet sterility using panicle: leaf and air temperature under field conditions. Field Crops Research, 190, 10–17.
33. Sudhir-Yadav, Gill, G., Humphreys, E., Kukal, S. S. & Walia, U. S. (2011). Effect of water management on dry seeded and puddled transplanted rice. Part 1. Crop performance. Field Crops Research, 120, 112–122.
34. Surendra, S., Sharma, S. N., Rajendra, P., Singh, S. & Prasad, R. (2001). The effect of seeding and tillage methods on productivity of rice–wheat cropping system. Soil and Tillage Research, 61, 125–131.
35. Tao, L. X., Tan, H. J., Wang, X., Cao, L. Y. & Cheng, S. H. (2007). Effects of high temperature stress on super hybrid rice Guodao 6 during flowering and filling phases. Chinese Journal of Rice Science 21, 518–524.
36. Thakura, P., Kumara, S., Malika, J.A., Bergerb, J.D. & Nayyara, H. (2010). Cold stress effects on reproductive development in grain crops: an overview. Environmental and Experimental of Botany, 67, 429–443.
37. Timsina, J. & Connor, D. J. (2001). The productivity and sustainability of the rice–wheat cropping systems: issues and challenges. Field Crops Research, 69, 93–132.
38. Tiwari, P., Tiwari, R. K., Tiwari J. & Vaishali Y. (2018). Effect of sowing dates on physiological parameters, productivity and economical gain of different rice varieties under rainfed condition. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(2), 2451–2457.
39. Valad Abadi, S. A., Basharkhah, M., Daneshian, J. & Erfani, A. (2011). Effect of different seeding date on dry matter and Physiological properties of rice cultivars in direct seeded rice. Journal of Crop Ecophysiology, 3(1), 68–81. (In Persian).
40. Yoshinaga, S. (2005). Improved lodging resistance in rice (Oryza sativa) cultivated by submerged direct seeding using a newly developed hill seeder. Japan Agricultural Research Quarterly, 39, 147–152.
41. Zhang, C. X., Feng, B. H., Chen, T. T., Fu, W. M., Li, H. B, Li, G. Y., Jin, Q. Y., Tao, L. X. & Fu, G. F. (2018). Heat stress reduced kernel weight in rice at anthesis is associated with impaired source-sink relationship and sugars allocation. Environmental and Experimental Botany, 155, 718–733.