واکنش رشد و عملکرد ماشک دیم به تراکم کاشت و سطوح نیتروژن درشرایط کشت حفاظتی و مرسوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم، سازمان تحقیقات اموزش و ترویج کشاورزی، گچساران، ایران

2 استادیار، گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.

چکیده

افزایش تولید علوفه در اراضی دیم، مستلزم توجه به مسایل به‌زراعی مانند تراکم کاشت و مصرف نیتروژن و لزوم توجه به حفظ منابع آب و خاک می‌باشد؛ بنابراین به‌منظور بررسی اثر تراکم کاشت و مقادیر نیتروژن پیش‌کاشت بر طول دوره‌های رشد و عملکرد زراعی ماشک علوفه­ای رقم طلوع در شرایط کشت حفاظتی و مرسوم، پژوهشی سه ساله (1396-1392) به‌صورت استریپ اسپلیت پلات و بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم گچساران انجام شد. تیمارها شامل بقایای کلش گندم در دو سطح (عدم وجود و وجود بقایای گیاهی) به‌عنوان عامل اصلی، تراکم‌ کاشت در سه سطح (100، 150 و 200 بوته در مترمربع) به‌عنوان عامل فرعی و کود نیتروژن در سه سطح (صفر، 15 و 30 کیلوگرم در هکتار) به‌عنوان عامل فرعی فرعی انتخاب شدند. تجزیه مرکب داده­ها نشان داد که اثر تیمارهای آزمایشی بر مراحل سبزشدن، گلدهی، رسیدگی و ارتفاع ماشک معنی‌دار نشد. اثر سال و تراکم کاشت بر عملکرد علوفه تر و خشک و عملکرد دانه و زیست­توده معنی‌دار بود. نتایج، بیانگر تأثیر بیش از هفت درصدی بقایای گندم بر افزایش عملکرد علوفه تر در سال­های اجرای آزمایش بود. بهترین تراکم کاشت ماشک جهت تولید علوفه و دانه در منطقه گچساران، به‌ترتیب 150 و 100 بوته در مترمربع تشخیص داده شد. در اکثر ویژگی‌های مورد بررسی، کاربرد کود نیتروژن تأثیر معنی‌داری نداشت.  نتایج برهمکنش نیتروژن و بقایای گیاهی نشان داد که کاربرد 15 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به صورت پیش‌کاشت، با افزایش نسبی عملکرد دانه، به‌ویژه با وجود بقایای گندم همراه بود، اما کاربرد مقدار بیشتر نیتروژن (30 کیلوگرم در هکتار)، با وجود یا عدم وجود بقایا، منجر به کاهش عملکرد دانه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The response of vetch (Vicia sativa) growth and yield to planting density and starter nitrogen under conservation and conventional conditions

نویسندگان [English]

  • Nosratollah Heidarpour 1
  • Amin Namdari 1
  • Abolfazl Baghbani-Arani 2
1 Dryland Agricultural Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Gachsaran, Iran
2 Dept. of Agriculture, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Improving forage production in dryland areas requires attention to the issues such as planting density, nitrogen use and conserving water and soil resources. In this regard, the current study was conducted to investigate the influence of planting density, starter nitrogen level and tillage practices (conventional and conservation) on vetch (Vicia sativa) growth and yield under rain fed semi tropical conditions (Gachsaran dryland research station). The experiment was conducted in a strip split plot in three replicates for three years.  Treatments included residues of preceding wheat (with or without), planting density (100, 150 and 200 plants per m2) and applied nitrogen as starter fertilizer (0, 15 and 30 kg.ha-1 N). Based on the results of analysis of variance, no treatment had significant effect on early growth, days to flowering and ripening and plant height. The results showed that retaining preceding wheat residues caused significant increase in fresh forage and grain yields. For the most studied traits, adding starter nitrogen fertilizer didn’t cause any significant effect. The results of nitrogen and residue interactions showed that although adding 15  kg ha-1 starter N slightly increased grain yield especially when the residues were retained on the soil but higher amount (30 kg ha-1 ) reduced grain yield regardless the presence or absence of residues. If producing forage is the main purpose of vetch planting, 150 plants per m2 is recommendable while for seed production, 100 plants per m2 leads to better seed yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • dry forage
  • dry land farming
  • fresh forage
  • Grain yield
  • wheat residues

مقدمه

افزایش تولید علوفه در دیم­زارها، یکی از راهکارهای افزایش تولید علوفه در کشور و کاهش فشار بر مراتع می­باشد (Heidarpour et al., 2017). با توجه به وسعت اراضی دیم و لزوم وجود محصولی جدید در تناوب دیم‌زارها، گیاهان خانواده بقولات می‌توانند در کاهش فرسایش، بهره‌برداری از مناطق کم بازده و جهت­گیری کشاورزی دیم به سمت کشاورزی پایدار، نقش اساسی داشته باشند. سالانه حدود نیمی از اراضی دیم کشور (دو تا سه میلیون هکتار) تحت شرایط آیش قرار می‌گیرند و گیاهان علوفه‌ای یک‌ساله در تناوب زراعی دیم‌زارها، سهم بسیار ناچیزی را به خود اختصاص داده­اند (Alizadeh, 2011). در همین راستا گزارش شده ‌است که از حدود  5/5 میلیون هکتار سطح زیر کشت دیم کشور، حدود 89/0 میلیون هکتار به کشت گیاهان علوفه‌ای اختصاص یافته است که کمتر از 5/1 درصد مساحت دیم‌زارهای کشور می‌باشد (Lameie, 2012). زراعـــت گیاهـــان علوفـــه‌ای در چرخه نظام‌های زراعـی مبتنـی بـر تـک کشـتی غـلات، مزایای زیـادی را در بـر دارد. کشـت یـک گیـاه علوفـــه‌ای در تنـــاوب بـــا غـــلات، در اصـــلاح خصوصیات خاک و افـزایش نفوذپـذیری بـاران در خاک مؤثر است و در نهایت، سبب افزایش عملکرد غلات در تناوب می‌شود (Heidarpour et al., 2017). پتانســیل تولیــد بــالا، تحمــل بــه خشکی و سـرما، سـازگاری بـه شـرایط محیطی و تثبیـت بـالای نیتـروژن، از شـاخص‌های مهم در رابطه با انتخاب گیاهان علوفه‌ای جهت کشت در شرایط دیم می‌باشند (Lameie, 2012).

ماشک معمولی (Vicia sativa) از جملـه گیاهـانی است که در مراتع و علف­زارها به‌صورت خودرو رشد می‌کند. ماشک‌هـا برای حفاظت و اصلاح ساختمان خاک، بـه‌عنـوان کـود سـبز، علوفـه خشک، سیلو و علوفه سبز کشت می‌شوند. علوفه این محصول‌ برای دام‌ها مناسب و میزان پروتئین آن در زمان مناسب برداشت، بین 20- 15 درصد اسـت. اگرچه ارزش غـذایی ماشک بـا یونجـه برابر است، ولی مهم­ترین مزیت آن نسبت به یونجه، عدم ایجـاد نفـخ در دام‌ است
 (Kurdali et al., 1996). ماشـک گیـاهی بسیار مناسب برای احداث چراگاه است و سـبب تقویـت نفوذپذیری و نگهداری درازمـدت آب در خـاک مـی‌شـود (Jiang et al., 2013). در مطالعهYau et al.  (2003) که به‌مدت شش سال در شمال لبنان اجرا شد، در بین گیاهان علوفه‌ای مورد بررسی در تناوب با کشت جو، ماشک معمولی به‌دلیل تولید بیشترین میزان علوفه خشک و دانه، به‌عنوان مناسب‌ترین گیاه علوفه‌ای معرفی شد. در سال‌های اخیر، ماشک به‌عنوان یک گیاه پوششی مناسب قبل از کشت ذرت، برای کنترل علف‌های‌هرز به‌ویژه درسیستم بدون شخم، مورد مطالعه قرار گرفته است (Hoffman et al., 2003).

نتایج مطالعات نشان داده است که کاربرد نیتروژن در مقادیر کـم (30- 15 کیلـوگرم در هکتار) به‌عنـوان نیتروژن، تـأثیر مثبتـی بـر تثبیـت زیستی نیتروژن دارد، ولی مقـادیر بـالاتر (30 و 45 کیلوگرم در هکتار) آن، اثر بازدارندگی خواهد داشت (Shrivastava et al., 2000; Abtahi et al., 2014). در این میانو بسته به هدف تولید، تراکم کشت ماشک (علوفه یا دانه) متفاوت است. در تحقیقی، Sharifi et al.  (2010) گزارش کردند که ماشک با شرایط دیم سازگاری خوبی دارد و می‌تواند با رعایت الگوی کاشت مناسب، عملکرد مطلوبی را تولید کند. این محققان بیان کردند که کشت ماشک با هدف تولید علوفه و تولید دانه، به­ترتیب در فاصله ردیف 20 و 5/17 سانتی­متر، مناسب­ترین شرایط را دارد.

وضعیت فیزیکی خاک، یکی از عوامل تعیین‌کننده رشد گیاهچه تا زمان سبز شدن است که تحت تأثیر سیستم خاک­ورزی و حفظ بقایای گیاهی قرار می‌گیرد. کاربرد فن‌آوری‌های نوین در سیستم‌های خاک­ورزی حفاظتی می‌تواند به‌عنوان یکی از روش‌های کاربردی در کشاورزی پایدار، در کاهش روند فرسایش تأثیرگذار باشد. در خاک­ورزی حفاظتی، بقایای گیاهی در سطح خاک حفظ می‌شوند و در اندازه خاک­دانه‌ها تغییری ایجاد نمی‌شود (Safari et al., 2012). واکنش عملکرد محصول به روش‌های خاک­ورزی حفاظتی و حفظ بقایای گیاهی در راستای توسعه کشاورزی پایدار، تحت تأثیر نوع محصول، شرایط آب و هوایی منطقه و سامانه کشت (دیم یا آبی) قرار می­گیرد. در شرایط دیم که رطوبت عامل محدود کننده عملکرد است، معمولا خاک­ورزی حفاظتی و حفظ بقایای گیاهی در سطح خاک، افزایش عملکرد محصول را به دنبال دارد. نتایج مقایسه روش­های خاک­ورزی در شرایط دیم کشور ایتالیا، بیانگر افزایش عملکرد گندم (بیش از 50 درصد) در روش بی‌خاک­ورزی نسبت به خاک­ورزی مرسوم (شخم با گاوآهن برگردان‌دار تا عمق 30 سانتی‌متر و دیسک) است (De Vita et al., 2007).et al  Borzali (2003) در تحقیقی روی اثر روش‌های مختلف خاک­ورزی بر عملکرد و اجزای عملکرد سویا به این نتیجه رسیدند که بیشترین عملکرد دانه، به سیستم بدون خاک­ورزی کلش­دار (باقی ماندن بقایا) اختصاص داشت. آن‌ها علت را به بیشتر بودن وزن هزار دانه در اثر افزایش قدرت حفظ رطوبت خاک و افزایش طول دوره رسیدگی در این سیستم خاک­ورزی نسبت دادند. در تحقیقی دیگر بیان شد که در شرایط کشت آبی، معمولاً عملکرد محصول در خاک­ورزی حفاظتی، کمتر یا برابر با عملکرد محصول در خاک­ورزی مرسوم است (Afzalinia & Karimi, 2017). در شرایط دیم، اعمال سیستم حفاظتی به‌دلیل حفظ رطوبت خاک قادر است سبب افزایش عملکرد دانه گیاه شود؛ همچنین از مزایای خاک­ورزی حفاظتی در مناطق خشک می‌توان به حفظ رطوبت خاک، افزایش درجه حرارت خاک در فصل پاییز و تعدیل آن در فصل تابستان، افزایش حاصلخیزی خاک و زود‌رس کردن محصول اشاره نمود
(Abdolrahmani & Valizadeh, 2018).

با درنظر گرفتن اهمیت بهره‌برداری از پتانسیل زمین‌های دیم به‌ویژه در مناطق نیمه‌گرمسیری جهت افزایش تولید علوفه در کشور و نیز توجه روز افزون به کشاورزی حفاظتی جهت پایدار نمودن تولید، ضرورت انجام پژوهش‌هایی در زمینه جنبه‌های زراعی تولید ماشک در مناطق دیم در سیستم کشاورزی حفاظتی احساس می‌شود. بر این اساس، پژوهش اخیر به‌منظور مشخص نمودن اثرات بقایای کلش گندم، تراکم مختلف کاشت و مقادیر نیتروژن بر عملکرد محصول ماشک علوفه‌ای طی سه سال زراعی در شرایط دیم منطقه گچساران انجام  شد.

 

مواد و روش‌ها

این پژوهش در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم گچساران به‌مدت با عرض جغرافیایی 30 درجه و 18 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 50 درجه و 59 دقیقه شرقی، در ارتفاع 668 متری از سطح دریا و  آب و هوای نیمه گرمسیری با میانگین بارندگی سالانه 450 میلی‌متر، به‌مدت سه سال زراعی (1396-1392) اجرا شد.. جدول 1 و 2، به‌ترتیب میانگین بارندگی و دمای ماهانه منطقه در سال­های مورد مطالعه و ویژگی‌های فیزیکی و‌ شیمیایی خاک محل آزمایش را نشان می­دهند.

این آزمایش به‌صورت استریپ اسپلیت پلات و بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. ترکیب­های تیماری شامل بقایای گندم با دو سطح (با وجود بقایا و بدون وجود بقایا) به‌عنوان عامل اصلی، تراکم‌ کاشت در سه سطح (100، 150و 200 بوته در متر مربع) به‌عنوان عامل فرعی و نیتروژن در سه سطح (صفر، 15 و 30 کیلوگرم در هکتار) به‌عنوان عامل فرعی فرعی که به صورت کود پیش‌کاشت در نظر گرفته شد، بودند.

 

جدول 1- مجموع بارندگی و میانگین دمای ماهانه منطقه در طی سال­های اجرای آزمایش

Table 1. Total monthly precipitation and average temperature during the years of the experiment

 

Precipitation (mm)

Temperature (C)

 

2013-2014

2014-2015

2015-2016

2016-2017

Long term

2013-2014

2014-2015

2015-2016

2016-2017

Long term

October

0

7.4

0

0

3

23.9

25.5

27.3

24.9

24.9

November

117.3

31.1

81.7

3.4

32.5

19

17.5

18.4

20.3

18.6

December

56.2

107.9

57.5

78.5

92.1

13.9

17.8

13.2

14

13.2

January 

161.6

5.5

139.4

4

114.5

9.8

11.9

11.2

14.4

10.7

February  

32.3

12.8

30.5

88.5

77.1

11.3

14.8

11.4

11.3

11.3

March

23

83.3

21.7

25.3

53.2

15.7

14.2

16.1

14.7

14.7

April

18

63.8

57.3

28.7

44.3

18.7

19.6

17.4

20

18.6

May

1

3.8

2

8.4

14.3

25

26.2

25.9

26.6

25.4

Total

310.3

315.7

390.1

236.8

431

 

 

 

 

 

جدول 2- ویژگی­های فیزیکی و  شیمیایی خاک محل آزمایش پیش از کشت

Table 2. Physicochemical properties of the experimental site soil before planting

 

Depth

 

Texture

EC

(dS m-1)

 

pH

 

Organic carbon (%)

 

N

(%)

Absorbent Phosphorus (mg. kg-1)

Absorbent Potassium (mg. kg-1)

 

0-30 cm

 

Silty clay loam

 

0.5

 

7.6

 

0.5

 

0.061

 

15.5

 

266

 

 

آزمایش در قطعه زمینی که سال زراعی گذشته زیر کشت گندم (تناوب گندم- ماشک) بود، اجرا شد. در این قطعه زمین، عملیات خاک­ورزی در اوایل پاییز و با استفاده از گاوآهن قلمی و هرس بشقابی انجام ‌گرفت و میزان کود مصرفی بر اساس آزمون تجزیه خاک محل اجرای آزمایش و با در نظر گرفتن تیمارهای مورد مطالعه اعمال شد. همزمان از ماشک علوفه­ای رقم جدید طلوع (رقم دیم ویژه مناطق گرمسیر و معرفی شده توسط ایستگاه تحقیقات دیم گچساران)، با وزن هزار دانه 48 گرم، به تناسب تیمارها استفاده شد. ابعاد هر یک از کرت‌های آزمایشی پنج در 12متر بود و کاشت بذرها بعد از بارندگی مؤثر در نیمه اول آذرماه و گاورو شدن زمین، توسط خطی‌کار برزگر همدان (13 ردیفه) با فاصله خطوط کاشت 5/17سانتی‌متر و مجهز به سیستم جایگذاری کود در زیر بذر انجام گرفت و تاریخ برداشت ماشک در نیمه دوم اردیبهشت صورت پذیرفت. برای کاشت، دو قطعه زمین هم­جوار و با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی یکسان خاک، انتخاب شدند و هر سال، یکی از قطعات، زیرکشت یکنواخت گندم رفت و در قطعه بعدی، تیمارهای آزمایشی در قالب گزینه تناوبی گندم – ماشک اعمال ‌شدند. در این میان نیز جهت یکنواخت سازی فاز دوم آزمایش، گندم دیم رقم کوهدشت با تراکم کاشت 300 بوته در مترمربع (وزن هزاردانه 38 گرم) با خطی‌کار یاد شده کاشته شد. در طی دورة رشد و نمو ماشک، کلیه مراقبت‌های زراعی از قبیل کنترل علف‌های‌هرز، به‌صورت وجین دستی در یک نوبت انجام شد. در طی فصل رشد، آسیب قابل توجهی از نظر هجوم آفات یا بیماری­های گیاهی مشاهده نشد و صفاتی مانند 50 درصد سبزشدن، گل‌دهی و رسیدگی و نیز صفت ارتفاع بوته یاداشت شدند. در همین راستا، عملکرد علوفه تر و خشک ماشک در مرحله 50 درصد گل‌دهی آن اندازه گیری شد؛ بدین منظور، نمونه‌های محصول از هر یک از کرت­های آزمایشی از سه نقطه (در درون هر کرت) و دو ردیف کاشت به طول یک متر انتخاب شدند و محصول به صورت کف بر برداشت شد و بلافاصله وزن آن به‌عنوان عملکرد علوفه تر ثبت شد. سپس نمونه­های گیاهی به‌مدت 48 ساعت، در آونی در دمای 70 درجه سانتی‌گراد خشک شدند و وزن آن‌ها به‌عنوان عملکرد علوفه خشک توزین ثبت شد. پس از رسیدن کامل محصول (اواسط اردیبهشت) و با حذف حاشیه هر یک از کرت­های آزمایشی، کل محصول کف بر شدند و پس از خشک شدن در هوای آزاد، وزن خشک آن‌ها ثبت شد. سپس عملکرد زیست‌توده تعیین شد و بعد از کوبیدن و تمیز کردن محصول، عملکرد دانه نیز تعیین شد. بر این اساس، بخشی از هر کرت به تعیین عملکرد علوفه و باقیمانده نیز به تعیین عملکرد دانه و زیست‌توده اختصاص یافت. پس از گردآوری داده­های سه ساله، آزمون یکنواختی واریانس خطای بین سال­ها انجام شد و یکنواختی آن با استفاده از آزمون بارتلت بررسی شد. در پایان، داده‌ها با نرم افزار MSTAT-C تجزیه مرکب شد و میانگین آن­ها با آزمون حداقل تفاوت معنی‌دار (LSD) مقایسه شدند.

 

نتایج و بحث

صفات فنولوژیک و مرفولوژیک

نتایج تجزیه مرکب نشان داد که تأثیر هیچکدام از اثرات اصلی و برهمکنش تیمارهای آزمایشی بر تاریخ سبز شدن، گلدهی، رسیدگی و ارتفاع ماشک معنی‌دار نشد (جدول 3).

 

جدول 3- تجزیه واریانس بقایای گندم (W)، تراکم کاشت (D) و  سطوح نیتروژن (N) بر برخی صفات فنولوژیک و زراعی ماشک

Table 3. Analysis of variance of wheat residues, seeding rate and nitrogen starter levesl on phonological and agronomical traits of common vetch

S.O.V

df

DE

DF

DM

Plant Height

Fresh forage yield

Dry forage yield

Biomass

Grain yield

1000 GW

Y

2

150 ns

1170 ns

3157 ns

1532 ns

495120149**

47727964 **

80863218 **

1067132**

1832**

E1

6

0.29

3.86

7.43

175

1896269

810878

740955

72800

23.7

W

1

0.9 ns

0.06 ns

7.13 ns

174 ns

19921373*

3418241 ns

493797 ns

353 ns

8.5 ns

Y × W

2

0.52 ns

3.26 ns

38.52 ns

13 ns

3316600 ns

1065901 ns

1492849 ns

121543*

45 ns

E2

6

0.067

3.77

0.3

106

8309201

2739663

3068963

46138

17.9

D

2

6.01 ns

4.4 ns

0.4 ns

196 ns

17613467 **

3152797 *

479143*

111727*

64.4*

Y × D

4

4.07 ns

1.04 ns

2.15 ns

203 ns

3762940 ns

1247779 ns

748580 ns

34535 ns

37.7 ns

E3

12

0.39

3.77

0.8

54

2519141

942230

784683

26486

7.3

D × W

2

0.13 ns

3.38 ns

0.1 ns

33 ns

1096909 ns

837665 ns

538531 ns

15570 ns

36.9 ns

Y × D × W

4

0.45 ns

4.97 ns

0.32 ns

2 ns

368887 ns

984661 ns

1268393 ns

24161 ns

12.3 ns

N

2

0.78 ns

7.12 ns

0.04 ns

45 ns

10184670 *

147816 ns

1386492 ns

47264 ns

11.7 ns

Y × N

4

0.54 ns

5.73 ns

0.47 ns

47 ns

8152203 *

1400215 ns

776364 ns

26908 ns

65.2 ns

E4

12

0.3

2.39

0.5

40

4613590

1103660

1108988

29664

14.7

W × N

2

0.055 ns

0.48 ns

0.86 ns

28 ns

258201 ns

582347 ns

374726 ns

113670*

2.6 ns

Y ×W×N

4

0.74 ns

0.74 ns

0.2 ns

76 ns

1985249 ns

490387 ns

33014 ns

22783 ns

10.4 ns

D × N

4

0.15 ns

1.75 ns

0.56 ns

29 ns

4777348 ns

633640 ns

952311 ns

113640 ns

10.7 ns

Y ×D ×N

8

0.18 ns

1.04 ns

0.33 ns

51 ns

3208450 ns

710395 ns

157679 ns

18944 ns

21.5 ns

D ×W × N

4

0.46 ns

0.47 ns

0.32 ns

30 ns

1234154 ns

535982 ns

355333 ns

13469 ns

15.9 ns

Y×D×W×N

8

0.3 ns

1.35 ns

0.53 ns

29 ns

3099949 ns

1140523 ns

1217471 ns

60008 ns

16.5 ns

E

72

0.31

1.65

0.52

27

3050472

990896

658337

26824

17.4

CV (%)

-

4

1.2

1.5

9.7

10.1

13.7

14.2

12.3

8.7

DE: روز تا سبز شدن؛ DF: روز تا گلدهی؛ DM: روز تا رسیدگی؛ GW: وزن دانه؛ Y: سال؛ N: سطح نیتروژن؛ D: تراکم؛ N: سطح نیتروژن آغازگر؛ W: باقیمانده گندم. **، * و ns: به‌ترتیب معنی‌دار در سطوح یک و پنج درصد و غیر معنی‌دار.

DE: days to emergence, DF: days to flowering, DM: days to maturity, GW: grain weight, Y: year, N: nitrogen level, D: Density, N: N fertilizer level (starter), W: Wheat residues. **, * and ns: significant at 1% and 5% of probability levels and non-significant.

 

 

عملکرد علوفه تر و خشک

نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر سال و اثر تراکم کاشت بر عملکرد علوفه تر و خشک ماشک معنی‌دار و اثر بقایای کلش و سطوح نیتروژن و اثر برهمکنش سال در سطوح نیتروژن بر عملکرد علوفه تر معنی‌دار شد (جدول 3). نتایج مقایسه میانگین نشان داد که عملکرد علوفه تر و خشک در سال زراعی 95- 1394 نسبت به بقیه سال‌ها افزایش قابل ‌ملاحظه‌ای داشت (جدول 4). در مطابقت با نتایج این تحقیق،
 et al. Heidarpour (2018) در مطالعه سه ساله‌ای که در منطقه نیمه‌گرمسیری دیم گچساران انجام دادند گزارش کردند که حداکثر عملکرد ماشک، جو و کشت مخلوط آن‌ها در سال­هایی که میزان بارندگی بالا بود، به‌دست آمد. در شرایط دیم، مهمترین عامل محدودکننده عملکرد محصولات، کمبود رطوبت موجود در خاک است؛ بنابراین سال‌هایی که بارندگی بیشتر و به‌متوسط بارندگی منطقه نزدیکتر است، محصولات دیم، عملکرد بیشتری را تولید خواهند کرد. همچنین در شرایط تنش کمبود آب (به­ویژه در شرایط دیم)، معمولا گیاهان با تنش گرمایی هم مواجه هستند که در سال دوم کشت ماشک (95 - 1394)، به‌دلیل پایین‌تر بودن دمای متوسط سالیانه، گیاه ماشک تنش کمتری را تحمل کرد و توانست علوفه تر و خشک بیشتری تولید نماید. در خصوص تعیین بهترین تراکم کاشت، همان‌طور که جدول 4 نشان می‌دهد، بیشترین عملکرد علوفه تر و خشک از تیمار تراکم 150 بوته در مترمربع به‌دست آمد، ولی با تراکم 200 بوته در مترمربع نیز اختلاف آماری معنی‌داری نداشت (جدول 4). استفاده از بقایای گندم نیز سبب افزایش بیش از هفت درصدی عملکرد علوفه تر ماشک شد (جدول 4).

مقایسه میانگین اثر برهمکنش سال و سطوح کود نیتروژن نیز نشان داد که در هر سه سال مورد مطالعه، بیشترین عملکرد علوفه تر، به سال زراعی 95-1394 و تیمار بدون کود نیتروژن به میزان 191/13 تن در هکتار تعلق داشت که با سطوح دیگر کود نیتروژن در همان سال اختلاف معنی‌داری نداشتند، در حالی‌که کمترین میزان علوفه تر (137/6 تن در هکتار) در سال 94-1393، با مصرف 30 کیلوگرم کود نیتروژن مشاهده شد (شکل 1). در هر سه سال مطالعه و در اکثر سطوح نیتروژن، اختلاف آماری معنی‌داری بین عدم مصرف و کاربرد 15 و 30 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن در صفات مورد بررسی مشاهده نشد، ولی در سال کم ­باران (96 - 1395)، کاربرد 15 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار، بالاترین عملکرد علوفه تر را تولید نمود
 (شکل 1).

 

 

جدول 4- مقایسه میانگین اثرات سال، بقایای گیاهی و تراکم کاشت بر برخی صفات زراعی ماشک

Table 4. Mean comparison of the main effects of year, wheat residues and planting density on vetch agronomical traits.

Treatment

 

Fresh forage

 (t. ha-1)

Dry forage

(t. ha-1)

Biomass

(t. ha-1)

1000 grains weight

(g)

Grain yield

(t. ha-1)

 

 

Year

2014-2015

7.17 c

3.07 b

3.78 a

54.7 a

0.68 a

2015-2016

13 a

4.11 a

1.72 b

44.4 b

0.49 b

2016-2017

8.66 b

2.24 c

1.61 c

44.7 b

0.4 b

 

Wheat residues

With plant residues

 

9.97 a

3.284a

2.42a

48.2a

0.525a

 

 

Without plant residues

9.26 b

2.995a

2.32a

47.7a

0.522a

 

Planting density

(Plant. m-2)

 

100

9.04 b

2.87 b

2.44 a

48.8 a

0.57 a

150

10.18 a

3.3 a

2.4 a

46.7 b

0.52 ab

200

9.63 b

3.26 a

2.18 b

48.4 a

0.48 b

 

 

شکل 1- مقایسه میانگین اثر برهمکنش سطوح کود نیتروژن و سال بر عملکرد علوفه تر ماشک

Figure 1. Means comparison of interaction effects of nitrogen rate and year on vetch fresh forage yield

 

 

Zeiditoolabi et al. (2012) نشان دادند که ماشک معمولی و برگ پهن در شرایط دیم و در تراکم 150 بوته در متر مربع، بیشترین عملکرد علوفه‌ تر و خشک را دارا بودند که با نتیجه به‌دست آمده مطابقت داشت. در تولید گیاه لگوم ماشک که یک گیاه تثبیت کننده نیتروژن با نیاز غذایی پایین به نیتروژن (در حدود 20 تا 30 کیلوگرم در هکتار) است، می‌توان از مقدار کمتری کود نیتروژن استفاده نمود، ولی در سال‌های کم­باران و با تأثیر منفی تنش خشکی بر میزان تثبیت نیتروژن، کاربرد 15 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن خالص، سبب افزایش عملکرد علوفه تر شد. احتمالا کمبود رطوبت خاک، تأثیر منفی بر فعالیت گره­های تثبیت کننده نیتروژن دارند و بنابراین مصرف مقدار کمی نیتروژن، می‌تواند تا حدی جبران کننده این کاهش باشد. کاربرد بقایای گیاهی به روش خاک­ورزی حفاظتی، سبب افزایش ماده آلی خاک و در نهایت افزایش عملکرد گیاهان زراعی می‌شود. واکنش عملکرد محصول به روش‌های خاک­ورزی حفاظتی و حفظ بقایای گیاهی در راستای توسعه کشاورزی پایدار، تابع نوع محصول، شرایط آب و هوایی منطقه و سامانه کشت (دیم یا آبی) است. در شرایط دیم که رطوبت عامل محدود کننده عملکرد محصول است، معمولا خاک­ورزی حفاظتی و حفظ بقایای گیاهی در سطح خاک، افزایش عملکرد محصول را به دنبال خواهد داشت
(De Vita et al., 2007). از مزایای خاک­ورزی حفاظتی در مناطق خشک، حفظ رطوبت خاک، افزایش درجه حرارت خاک در فصل پاییز و تعدیل آن در فصل تابستان، افزایش حاصلخیزی خاک و زودرس شدن محصول می‌باشد (Abdolrahmani & Valizadeh, 2018).

وزن هزار دانه

تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر سال و تراکم کاشت بر وزن هزار دانه ماشک معنی‌دار شد (جدول 3). نتایج مقایسه میانگین نشان داد ‌که در سال زراعی 94- 1393 که میزان بارندگی بالاتر و پراکنش مناسب­تری داشت، در وزن هزار دانه، حدود 19 درصد (7/54 گرم) نسبت به سال‌های دیگر افزایش یافت (جدول 4). در صورت پراکنش مناسب بارش، در دوره پر شدن دانه ماشک در فروردین ماه، رطوبت کافی در خاک وجود دارد که موجب سنگین­تر شدن دانه­های تولیدی می­شود. مقایسه میانگین تراکم‌های مختلف کاشت نیز نشان داد ‌که بالاترین وزن هزار دانه در تراکم 100 بوته در مترمربع به‌دست آمد (جدول 4). تراکم کشت بالا به دلیل تشدید رقابت بین بوته­ها و تراکم کم به­دلیل عدم پوشش کافی سایه­انداز و تبخیر آب از خاک، موجب کاهش وزن دانه تولیدی شدند. گزارش شده است که بیشترین وزن هزار دانه ماشک ارقام معمولی و کرکدار در شرایط دیم، در تراکم 100 بوته در مترمربع و در رقم ماشک برگ پهن در تراکم 150 بوته در مترمربع به‌دست آمده است (Zeiditoolabi et al., 2012). از طرفی (2004) Ayaz et al. نشان دادند که افزایش تراکم در زراعت ماشک برگ پهن، باعث کاهش وزن هزار دانه شد. وزن هزار دانه، یک خصوصیت ژنتیکی است، اما مقدار آن متأثر از شرایط دوره رسیدگی نیز می‌باشد و این شرایط ممکن است موجب تغییرات 20 تا 30 درصدی در وزن هزار دانه شوند
(Zeiditoolabi et al., 2012).

 

عملکرد زیست‌توده و دانه

عملکرد زیست‌توده و دانه ماشک، تحت تاثیر سال و تراکم کاشت ماشک قرار گرفت (جدول 3). برهمکنش سال و بقایا و برهمکنش بقایا و سطوح نیتروژن بر عملکرد دانه معنی‌دار بود (جدول 3). جدول مقایسه میانگین نشان داد که در سال زراعی 94-1393، بیشترین عملکرد زیست­توده و عملکرد دانه به‌دست آمد؛ این در حالی بود که در همین سال، عملکرد علوفه­تر در کمترین مقدار خود قرار داشت (جدول 4). این نشان می‌دهد که در سال زراعی 94-1393 که بیش از 19 درصد افت در میزان بارندگی وجود داشته است، به‌ترتیب بیش از 44 و 25 درصد عملکرد علوفه تر و خشک نیز کاهش یافته­اند؛ پس می‌توان گفت که چون مزرعه در شرایط دیم و کمبود رطوبت بوده است، در سال پرباران 95-1394 گیاه ماشک، شاخ و برگ و پنجه بیشتری تولید کرد، ولی در پایان فصل رشد و در تکمیل دانه­ها با مشکل کمبود رطوبت مواجه شد و نتوانست وزن هزاردانه مطلوب و به‌تبع آن عملکرد دانه و زیست‌توده خوبی نیز تولید نماید. همچنین جدول داده‌های هواشناسی نشان می‌دهد که در سال زراعی 94-1393، پراکنش باران بهتر بوده است (جدول 1). Khorsandi et al.  (2016) گزارش کردند که تفاوت در بارندگی سال‌های مختلف اجرای آزمایش، عملکرد زیستی و عملکرد دانه نخود دیم را تحت تأثیر قرار داد. Venkatesh et al.  2008)) نیز در مورد تأثیر کمبود بارندگی در شرایط دیم در کاهش عملکرد لگوم‌ها از طریق ایجاد محدودیت در تثبیت زیستی نیتروژن، نتایج مشابهی را گزارش کردند. در تحقیقی،
et al.  Baghbani (2017) گزارش کردند که در طی دو سال آزمایش، سالی که بارندگی پراکنش بهتری داشت و متوسط دما در طول دوره پرشدن دانه شنبلیله کمتر بود، شنبلیله به دلیل تداوم و حفظ کلروفیل به‌مدت طولانی‌تر و فتوسنتز بیشتر، عملکرد زیستی و دانه بیشتری تولید کرد.

با افزایش تراکم ماشک، از میزان زیست‌توده و عملکرد دانه کاسته شد، به‌طوری‌که به‌ترتیب بیشترین و کمترین مقادیر آن‌ها در تراکم 100 و 200 بوته در مترمربع به‌دست آمد. همچنین با دو برابر شدن تراکم ماشک، میزان زیست‌توده و عملکرد دانه به‌ترتیب 65/10 و 96/15 درصد کاهش یافت (جدول 4). نتایج تحقیقی نشان داد که بیشترین وزن هزار دانه و عملکرد دانه ماشک برگ پهن در تراکم 100 بوته در مترمربع حاصل شد و با افزایش تراکم کاشت، عملکرد دانه کاهش یافت. دلیل کاهش عملکرد دانه با افزایش تراکم کاشت، ایجاد رقابت در پر کردن دانه بین شاخه های گل­دهنده ذکر شد (Zeiditoolabi et al., 2012).

مقایسه میانگین اثر برهمکنش بقایای گیاهی و سال بر عملکرد دانه نیز نشان داد که در تمامی سال‌ها، کاربرد بقایای گیاهی سبب افزایش عملکرد دانه ماشک شد (شکل 2). در سال اول، دوم و سوم مطالعه، کاربرد بقایای گیاهی (روش خاک­ورزی حفاظتی) نسبت به بدون بقایا، به‌ترتیب موجب افزایش 78/37، 1/43 و 37/20 درصدی عملکرد دانه شد.

 

شکل 2- مقایسه میانگین اثر برهمکنش بقایای گیاهی و سال بر عملکرد دانه ماشک

Figure 2. Means comparison of the interaction effects of wheat residues and year on vetch grain yield

 

 

نتایج مقایسه میانگین اثر برهمکنش بقایای گیاهی و کود نیتروژن نشان داد که تیمار مصرف 15 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، بالاترین عملکرد دانه را تولید نمود، ولی اختلاف آماری معنی‌داری با تیمارهای بدون کاربرد نیتروژن نداشت، در حالی که مصرف 30 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، سبب کاهش عملکرد دانه ماشک شد (شکل 3).

در تحقیقی مشخص شد که استفاده از بقایای گیاهی مانند جو، آب‌شویی نیترات را کنترل می‌کند و موجب بازیافت  نیتروژن درون نظام کشت می‌شود و ذخیره نیتروژن خاک را افزایش می‌دهد که در نهایت سبب افزایش عملکرد گیاهان زراعی می‌شود
(Gabriel et al., 2012). میزان کربن و نیتروژن خاک، دو عامل عمده‌ای هستند که روی فعالیت میکروبی و زیستی خاک تأثیر می‌گذارند. در تناوب زراعی، برگرداندن بقایای گیاهان مختلف به خاک، باعث افزایش کربن آلی خاک می‌شود و سرعت تنفس را در ریزوسفر توده خاک افزایش می‌دهد و فعالیت آنزیم‌های اوره‌آز، فسفاتاز و دهیدروژناز و همچنین جذب عناصر غذایی توسط گیاه را بهبود می‌بخشد؛ همچنین، تأثیر قابل­توجهی در فعالیت میکروبی و فعالیت آنزیمی دارد (Lupwayi et al., 2010). همچنین کود نیتروژن و به‌خصوص در شکل معدنی آن می‌تواند تأثیرات مثبت یا منفی روی زیست‌ توده میکروبی خاک داشته باشد. گزارش شده است که کاربرد کودهای غیرآلی در شرایط محدودیت عناصر غذایی (مناطق خشک و نیمه‌خشک) می‌تواند اثر محرک بر رشد میکروبی داشته باشد، به‌نحوی‌که کاربرد کود نیتروژن، باعث تولید حجم بالاتری از عملکرد دانه تولیدی می‌شود که در صورت برگرداندن کاه و کلش و بقایای آن‌ها به خاک، سوبسترای کربنی بیشتری جهت تولید انرژی برای جمعیت میکروبی فراهم می‌شود و این درحالی است که غلظت‌های زیاد کودهای شیمیایی می‌تواند سبب کاهش زیست‌توده میکروبی خاک (به‌علت افزایش پتانسیل اسمزی و غیرفعال کردن آنزیم‌های تجزیه کننده مواد آلی) شود (Khamadi et al., 2016). Khorsandi et al.  (2016) گزارش کردند که جهت افزایش عملکرد دانه نخود در اراضی دیم، کاربرد 20 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار مناسب است.

 

شکل 3- مقایسه میانگین اثر برهمکنش بقایای گیاهی و سطوح کود نیتروژن بر عملکرد دانه ماشک

Figure 3. Means comparison of the interaction effects of wheat residues and nitrogen on vetch grain yield

 

 

نتیجه‌گیری کلی

بر اساس نتایج سه ساله این آزمایش، حفظ بقایای گندم، تأثیر معنی­داری بر عملکرد خشک علوفه و عملکرد دانه ماشک نداشت، اما سبب افزایش بیش از هفت درصدی عملکرد علوفه تر شد. مصرف نیتروژن پیش‌کاشت نیز تأثیر مثبت و معنی­داری بر این صفات نداشت. همچنین، نتایج حاکی از آن بود که کاربرد بیشتر از 15 کیلوگرم در هکتار نیتروژن پیش‌کاشت در شرایط وجود یا عدم وجود بقایای گندم ،تأثیر مثبتی بر عملکرد دانه ماشک ندارد. بهترین تراکم کاشت ماشک جهت تولید علوفه، 150 بوته در مترمربع و برای تولید دانه، 100 بوته در مترمربع بود. در مجموع، با توجه به الگوی کشت مناسب منطقه (تناوب گندم - ماشک) و بسته به هدف تولید (علوفه یا دانه)، به‌ترتیب تراکم کاشت 150 و 100 بوته در مترمربع به صورت کشت در بقایای گندم و مصرف 15 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن پیش‌کاشت جهت حصول نتیجه مناسب، برای منطقه گچساران قابل توصیه می­باشد.

 

 REFERENCES

  1. Abdolrahmani, B. & Valizadeh, G.H. (2018). Effect of Hungarian vetch residues on initial establishment and yield of wheat cultivars in field condition. Agroecology Journal, 14(3), 11-22.
  2. Abtahi, S. , Seyed Sharifi, R. & Qaderi, F. (2014). Influence of nitrogen fertilizer rates and seed inoculation with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on yield, fertilizer use efficiency, rate and effective grain filling period of Soybean (Glycine max L.) in second cropping. Stainable Agriculture and Production Science, 24(3), 111-129.
  3. Afzalinia, S. & Karami, A. (2017). Effect of conservation tillage on soil properties and corn yield in the corn-wheat rotation. Iranian Journal of Biosystem Engineering, 49(1), 129-137. (In Persian).
  4. Afzalinia, S., Behaeen, M. A., Karami, A., Dezfuli, A. & Ghasari, A. (2011). Effect of conservation tillage on the soil properties and cotton yield. In: Proceedings of 11th International Congress on Mechanization and Energy in Agriculture, Sept, 21-23, Istanbul, Turkey, pp. 36.
  5. Alizadeh, K.H. (2011). Evaluation of some legume crops intercropping with barley under rain fed conditions. Dry land agricultural research institute. Code: 88/1079.
  6. Ayaz, S., Hill, B. A., Mckenzie, G. D. & Mcneil, D. L. (2004). Variability in yield of four grain legume species in a subhumid temperate environment. Yields and harvest index. Journal Agriculture Science Cambridge, 142, 9-20.
  7. Baghbani Arani, A., Modarres Sanavy, S. A. M., Mashhadi Akbar Boojar, M. & Mokhtassi Bidgoli A. (2017). Towards improving the agronomic performance, chlorophyll fluorescence parameters and pigments in fenugreek using zeolite and vermicompost under deficit water stress. Industrial Crops and Products, 109, 346–357.
  8. Borzali, M., Javanshir, A., Shakiba, M. R., Moghadam, M. & Noorinia, A. (2003). Effect of different methods of tillage on yield and yield components of soybean in Gorgan region. Seed and Plant Improvement Journal, 19(2), 173-189. (In Persian)
  9. De Vita, P., Di Paolo, E., Fecondo, G., Di Fonzo, N. & Pisante, M. (2007). No-tillage and conventional tillage effects on durum wheat yield, grain quality and soil moisture content in southern Soil and Tillage Research, 92(1-2), 69-78.
  10. Gabriel, J. L., Munoz-Carpena, R. & Quemada, M. (2012). The role of cover crops in irrigated systems: Water balance, nitrate leaching, and soil mineral nitrogen accumulation. Agriculture, Ecosystems and Environment, 155, 50-61.
  11. Heidarpour, N., Namdari, A. & Baghbani-Arani, A. (2018). Evaluation of quantitative yield and some physical properties of soil in three years mixed Barley (Khorram) Vetch forage (Vicia sativa) cropping system under rain-fed conditions. Sustainable Agriculture and Production Science, 28(4), 1-13. (In Persian)
  12. Hoffman, M. L., Regnier, E. E. & Cardina, J. (2003). Weed and corn responses to a hairy vetch cover crop. Weed Technology, 7, 594-599.
  13. Jiang, J., Su, M., Chen, Y., Gao, N., Jiao, C., Sun, Z., Li, & Wang, C. (2013). Correlation of drought resistance in grass pea (Lathyrus sativus L.) with reactive oxygen species scavenging and osmotic adjustment. Biologia, 68, 231-240.
  14. Khamadi, F., Mesgarbashi, M., Hosaibi, P., Enaiat, N. & Farzaneh, M. (2016). The effect of crop residue and nitrogen fertilizer levels on soil biological properties and nitrogen indices and redistribution of dry matter in wheat (Triticum aesivum). Agronomy Journal (Pajouhesh and Sazandegi), 109, 149-157. (In Persian)
  15. Khorsandi, H., Valizadeh-Osalo, G., Sadeghzadeh-Ahari, D. & Farayedi, Y. (2016). Study on effects of nitrogen starter and spray fertilizer application differences on chickpea genotype and variety yields and yield components in dryland condition, Iranian Journal of Dryland Agriculture, 4(2), 211-228. (In Persian)
  16. Kurdali, F. N., Sharabi, E. & Arsalan, A. (1996). Rainfed vetch-barley mixed cropping in the Syrian semi-aridconditions. Plant and Soil, 183(1), 137-148.
  17. Lameie hervani, G. (2012). Evaluation of mono culturing and intercropping three annual forage legumes with barley under rain fed conditions. Final report, Dry land agricultural research institute. Code: 89/664.
  18. Lupwayi, N. Z., Brandt, S. A., Harker, K. N., O’Donovan, J. T., Clayton, G. W. & Turkington, T. K. (2010). Contrasing soil microbial responses to fertilizers and herbicides in a canola-barley rotation. Soil Biology Biochemistry, 42, 1997-2004.
  19. Nigem, S., Mohamed, M. A. & Rabie, H. A. (1990). Yield analysis in broad bean. Zagazig-Journal of Agricultural Research, 10, 125-139.
  20. Safari, A., Asoodar, M. A., Ghasemi nejad, M. & Abdali A. (2012). Effect of residue management, different conservation tillage and seeding on soil physical properties and wheat grain yield. Sustainable Agriculture and Production Science, 23(2), 49-59.
  21. Sharifi, S.,  Puriyosof , M. & Alizadeh, K. H. (2010). Effect of row spacing on yield and some morphological traits of Vicia villosa cluster cluster. Journal of Modern Agriculture Sustainable Agriculture, 20, 35-43.
  22. Shrivastava, U. K., Rajput, R. L. & Dwivedi, M. L. (2000). Response of soybean-mustard cropping system to sulfur and bio-fertilizers on farmer’s field. Leguminose Research, 23, 277-278.
  23. Venkatesh, M. S., Singh, N. B. & Basu, P. S. (2008). Foliar application of 2% urea for rainfed Chickpea. Pulses Newsletter. April-June.
  24. Yau, S. K., Bounejmate, M., Ryan, J., Nassar, A., Baalbaki, R. & Maacaroun, R. (2003). Barely-legumes rotations for semi-arid areas of Lebanon. European Journal of Agronomy, 19, 599-610
  25. Yilmaz, S. (2008). Effects of increase phosphorous rates and plant densities on yield and yield related traits of narbon vetch lines. Turkey Journal Agriculture, 32, 49-56.
  26. Zeiditoolabi, N., Direkvandy, S., Heidari, S., Azizi, K. H. & Eghbali, D. (2012). Effect of plant density on yield and seed yield components of forage vetch in rain-fed and supplemental irrigation conditions. Journal of Agronomy Science, 5(8), 39-52.
دوره 52، شماره 1
فروردین 1400
صفحه 167-176
  • تاریخ دریافت: 07 مهر 1398
  • تاریخ بازنگری: 14 فروردین 1399
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1399
  • تاریخ اولین انتشار: 01 فروردین 1400