تأثیر مقادیر مصرف نیتروژن و زمان‌های مختلف آبیاری تکمیلی بر عملکرد و صفات اگرومورفولوژیک گندم بهاره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان،گرگان، ایران

2 گروه زراعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،گرگان،ایران

3 بخش تحقیقات علوم زراعی-باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی تأثیر میزان مصرف نیتروژن و زمان آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه گندم، آزمایشی به‌صورت طرح کرت­های خرد شده و با طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی با چهار تکرار در سال‌های 98-1397 و 99-1398 در مزرعه تحقیقاتی هنرستان کشاورزی امام خمینی (ره) علی آباد کتول اجرا شد. آبیاری در کرت­های اصلی (عدم آبیاری، آبیاری در مرحله 33 زدوکس یا پایان ساقه­دهی و آبیاری در مرحله 70 زدوکس یا پایان گل­دهی) و مقدار نیتروژن در کرت­های فرعی (صفر، 5/57 و 115 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع کود‌ اوره) قرار گرفت. اثر متقابل تیمارهای آبیاری و سطوح نیتروژن تقریبا بر همه صفات غیرمعنی‌دار شد. بیشترین عملکرد با استفاده از ترکیب تیماری آبیاری تکمیلی در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی)  و مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن خالص به‌دست آمد. عملکرد دانه، همبستگی مثبتی با صفات عملکرد زیستی، طول و وزن سنبله و تعداد دانه و وزن دانه در سنبله داشت. تجزیه به عامل­ها مشخص کرد که دو عامل اول، 5/74 درصد از تغییرات کل را توجیه کردند. نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام نشان داد که تنها صفت وزن سنبله وارد مدل شد و به تنهایی 7/80 درصد از تغییرات عملکرد دانه را توجیه کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of nitrogen rate and supplemental irrigation time on yield and agro-morphological traits of spring wheat

نویسندگان [English]

  • Hossein Vaziri 1
  • Mohammad Reza Dadashi 1
  • Hossein AjamNorozi 1
  • Afshin Soltani 2
  • Saeed Yarahmadi 3
1 Department of Agronomy, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran
2 Faculty of Plant Production, Gorgan University of Agriculture and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Horticulture-Crops Research Department, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Gorgan, Iran
چکیده [English]

In order to investigate the effects of nitrogen rate and time of irrigation on the grain yield and yield components of wheat, an experimental was conducted as split plot based on randomized complete block design with four replications in the research farm of Aliabad Katoul Emam Khomeini agriculture high school during 2018-2019 and 2019-2020. Irrigation time was in the main plots (no irrigation and irrigation at 33and 70 zadoks stages) and nitrogen rate was in the sub plot (zero, 57.5 and 115 kg N/ha from urea source). Significant interaction was not observed between irrigation treatments and nitrogen rates in almost all traits. The highest yield was obtained using a supplementary irrigation in 70 Zadox stage and 115 kg of pure nitrogen treatments. Grain yield had a positive correlation with biological yield, spike length snd weight, number of seeds per spike and seed weight per spike. Factor analysis revealed that the first two factors explained 74.5% of the total variation. The results of stepwise regression analysis showed that only the spike weight entered the model and justified 80.7% of the grain yield variation alone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Factor analysis
  • fertilization
  • grain yield components
  • Stepwise regression
  • thousand grain weight

مقدمه

گندم با شرایط متنوع آب و هوایی سازگاری بسیار بالایی دارد و بنابراین در سطح وسیعی در سراسر جهان کشت می­شود. یک پنجم کل کالری جهان از گندم تامین می­شود و بنابراین در امنیت غذایی جهان نقش بسیار مهمی دارد (Reynolds et al., 2010). بر اساس آمار سازمان خواروبار جهانی (FAO) در سال 2019، میزان کل تولید گندم در جهان 765769635 تن و سطح زیر کشت آن 215901958 هکتار بود. همچنین میزان کل تولید گندم در ایران 15550000 تن و سطح زیر کشت آن 8097016 هکتار است (FAO, 2019). عملکرد گندم مانند بسیاری از محصولات دیگر به‌وسیله عوامل ژنتیکی و شرایط محیطی کنترل می‌شود. خشکی یکی از مهم‌ترین فاکتورهای محدود کننده رشد گیاهان زراعی در بسیاری از مناطق دنیا می­باشد (Souri & Hatamian, 2019; Ahmadi & Souri, 2019 ).

نیتروژن یکی از مهم‌ترین عناصر معدنی مورد نیاز گیاهان است که بیشتر از هر عنصر معدنی دیگر رشد، نمو و عملکرد محصول را تحت تأثیر قرار می­دهد. در اکثر مناطق کشاورزی دنیا، محدودیت آب و همچنین کمبود نیتروژن در انتهای فصل رشد، دو عامل محدود کننده اصلی عملکرد گندم می­باشند (Aghaye Noroozlo et al., 2019; Mohammadipour & Souri, 2019). در حدود 40 درصد مزارع گندم در کشورهای در حال توسعه، آبیاری می­شوند و کارآیی استفاده از مواد غذایی در شرایط آبی، کمتر از استانداردهای بین‌المللی است. در مناطقی که با محدودیت آب روبرو هستند، آبیاری تکمیلی می­تواند کمبود بارندگی­های فصلی را جبران کند و تولید رضایت‌بخش و پایداری را ایجاد نماید (IAEA, 2000).

حدود دو سوم کل کودهای مصرفی در کشورهای در حال توسعه نیتروژن است؛ بنابراین کشاورزان هر ساله هزینه زیادی بابت تأمین کودهای نیتروژ‌ن پرداخت می­کنند. مصرف بهینه کودهای نیتروژن، علاوه بر صرفه‌جویی اقتصادی، در حفاظت از محیط‌زیست نیز کمک شایانی خواهد کرد(Souri et al., 2019).

آبیاری تکمیلی و کاربرد تقسیطی کود نیتروژن در هنگام نیاز گیاه، نقش مؤثری در افزایش کارایی نیتروژن دارند؛ بنابراین مدیریت اشتباه در آبیاری یا در مصرف کودهای نیتروژن، کارآیی دیگری را کاهش می­دهد (Heidarpour & Talaee, 2017).

در پژوهشی سه ساله گزارش شد که رابطه بین نیتروژن مصرفی با عملکرد دانه گندم، از معادله رگرسیون درجه دوم پیروی می‌کند و مصرف 80 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار، برای دست‌یابی به عملکرد دانه بهینه تعیین شد. هم‌چنین از میان تیمارهای آبیاری تکمیلی، 50 میلی‌متر آبیاری در مرحله گل‌دهی گندم نسبت به بدون آبیاری، عملکرد دانه را 43 درصد افزایش داد (Heidarpour & Talaee, 2017). هم‌چنین گزارش شد که مقدار مصرف نیتروژن بر ارتفاع ساقه، طول پدانکل، طول سنبله، تعداد دانه در متر مربع، عملکرد سنبله و کارآیی مصرف نیتروژن تأثیر معنی‌داری داشت (Mirzakhani, 2019). در پژوهشی که با هدف ارزیابی ویژگی­های رشدی، عملکرد و اجزای عملکرد گندم و جو در شرایط تنش­های آبی و نیتروژن انجام شد، تنش آبی و کمبود نیتروژن، باعث کاهش کلیه صفات از جمله کاهش 50 درصدی در عملکرد دانه شد. بیشترین آسیب ناشی از تنش آبی و نیتروژن، به عملکرد دانه در هکتار به میزان 94/48 درصد تعلق داشت و با در نظر گرفتن تغییرات سایر صفات می­توان استنباط کرد که این آسیب، ناشی از کاهش شدید اجزای عملکرد (تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و تعداد سنبله بارور در متر مربع) می­باشد
(Radaei Alamoli et al., 2020). در پژوهشی دیگر، اثر مقادیر مختلف آبیاری تکمیلی همراه با مقادیر مختلف نیتروژن روی رقم سبلان مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد در شرایط دیم، تحت تأثیر میزان و توزیع بارندگی­های فصلی است. کارآیی استفاده از آب و نیتروژن به‌طور معنی‌داری با آبیاری تکمیلی افزایش یافت. در شرایط آبیاری محدود، حداکثر کارآیی استفاده از آب زمانی حاصل شد که 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار همراه با یک سوم آبیاری کامل انجام شد (Tavakkoli & Oweis, 2004). در پژوهشی که در سال 2014 و با هدف بررسی تاثیر زمان آبیاری تکمیلی و میزان مصرف کود نیتروژن انجام شد گزارش شد که تیمار 200 میلی‌متر آبیاری (100 میلی‌متر 30 روز پس از کاشت و 100 میلی‌متر 45 روز پس از کاشت) و 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، بهترین ترکیب تیماری بود (Shirazi et al., 2014). 

پژوهشی به مدت سه سال به‌منظور بررسی اثر آبیاری تکمیلی و کود نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم انجام شد. صفات ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ و عملکرد زیستی به‌وسیله آبیاری تکمیلی و میزان مصرف کود نیتروژن تحت تأثیر قرار گرفتند. اثر متقابل نیتروژن و آبیاری تکمیلی بر عملکرد دانه، تأثیر معنی‌داری داشت. نتایج این پژوهش نشان داد که در شرایط محدودیت آب آبیاری، حداکثر کارایی استفاده از آب با مصرف 98 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به همراه آبیاری تکمیلی به میزان 156 میلی­متر بدست آمد (Montazar & Mohseni., 2011). کشور ما یکی از مناطق خشک و شاخص دنیاست که نیازمند مدیریت بهینه استفاده از منابع، مخصوصاً منابع محدود آب برای تولید محصولات کشاورزی است. استفاده از روش‌هایی مانند کم آبیاری، روش آبیاری محدود و دیگر تکنیک‌های موجود می‌توانند در این زمینه موثر و مفید باشند (Hatamian et al., 2019; Zargar Shooshtari et al., 2020).

نیتروژن در تغذیه گیاهان نقش کلیدی ایفا می­کند و به میزان زیادی توسط گیاه مصرف می­شود؛ با این وجود، همواره با کمبود نیتروژن مواجه هستیم. کمبود نیتروژن پس از تنش خشکی، دومین عامل اصلی محدود کننده عملکرد در دیم‌زارهاست. به‌دلیل نقش مهم نیتروژن در تغذیه گیاه و کمبود نیتروژن در خاک، مدیریت منابع نیتروژن نقش بسیار مهمی در میزان تولید محصول خواهد داشت. با افزایش مصرف نیتروژن، تولید ماده خشک و عملکرد دانه افزایش می­یابد، اما در برخی پژوهش­ها گزارش شده است که در شرایط تنش آبی شدید، با افزایش مصرف نیتروژن عملکرد دانه کاهش می­یابد (Aouragh., 2005; Rusan et al., 2005 El Mejahed & ). در شرایط استان گلستان، نیاز آبی بخش قابل توجهی از دوره رشد گندم (بیش از 65 درصد دوره رشد) به‌وسیله عامل غیر قابل کنترل باران تامین می‌شود. پراکنش نامنظم باران و دمای بالای هوا باعث شده است که آب مهم‌ترین عامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی باشد. آبیاری در بیشتر موارد، منجر به افزایش عملکرد گندم می­شود. غیر قابل کنترل بودن عوامل اقلیمی، مدیریت آبیاری گندم را با مشکل جدی مواجه نموده است؛ به همین دلیل، ضمن این‌که در بیشتر موارد به بیشینه مقدار خود نمی‌رسد، تولید نیز از پایداری لازم برخوردار نیست (Kiani & Nourinia., 2015). در ایران بیش از 65 درصد کودهای مصرفی را کودهای نیتروژن تشکیل می­دهند که با توجه به تولید 76 میلیون تن محصولات کشاورزی، کارایی آن بسیار پایین است. مصرف بی­رویه کودهای نیتروژن، باعث آلودگی آب­های زیرزمینی می­شود؛ بنابراین بکارگیری روش­های مدیریتی که بر اساس افزایش کارایی نیتروژن و آب استوار باشد، می­تواند باعث افزایش تولیدات کشاورزی شود (Kougar & Malakouti, 2006). هدف از اجرای این پژوهش، بررسی تأثیر زمان آبیاری تکمیلی و مقدار نیتروژن و اثر متقابل آن‌ها بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه و تعیین زمان مناسب آبیاری تکمیلی و مقدار بهینه نیتروژن مصرفی به‌منظور رسیدن به بهترین کارایی مصرف نیتروژن است.

 

مواد و روش­ها

این آزمایش طی دو سال زراعی 98-1397 و 99-1398 در مزرعه تحقیقاتی هنرستان کشاورزی امام خمینی (ره) واقع در روستای حاجی‌کلاته از توابع شهرستان علی آباد کتول (با عرض جغرافیایی 37 درجه و 33 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 54 درجه و 53 دقیقه شرقی  و با ارتفاع 61 متر از سطح دریا) انجام شد. آزمایش به‌صورت کرت­های خرد شده و در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی و با چهار تکرار اجرا شد. در این پژوهش، آبیاری تکمیلی به عنوان فاکتور اصلی در سه سطح عدم آبیاری، آبیاری در مرحله 33 زدوکس (پایان ساقه­دهی) و آبیاری در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) و کود نیتروژن به عنوان فاکتور فرعی در سه سطح عدم مصرف، مصرف 5/57 کیلوگرم نیتروژن خالص (نصف مقدار توصیه شده بر اساس آزمون خاک) و مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن خالص (مقدار توصیه شده بر اساس آزمون خاک) در هکتار بود که از منبع اوره تأمین شد. مرحله 33 زدوکس، مصادف با انتهای ساقه رفتن گیاه است. در سال­های زراعی اول و دوم، مزرعه به‌ترتیب در تاریخ­های 19 و 26 اسفند‌ماه در این مرحله قرار داشتند. به دلیل افزایش دمای هوا و افزایش سرعت رشد گیاهان در این مرحله، میزان تبخیر و تعرق و نیاز آبی گیاه افزایش می­یابد. مرحله  70زدوکس مصادف با پایان گل­دهی و شروع دانه‌بندی است. در این مرحله به دلیل افزایش دمای هوا و افزایش میزان تبخیر و تعرق، گیاه بیشترین نیاز آبی را دارد (McKenzie & Woods., 2011).

کود نیتروژن در چهار مرحله، قبل از کاشت، پنجه زنی، ساقه­روی و مرحله سنبله‌دهی استفاده شد. آبیاری با استفاده از سیستم تحت فشار و نوار تیپ انجام شد و عمق آبیاری بر اساس درصد رطوبت وزنی خاک در ناحیه ریشه و بر اساس رابطه (1) برآورد شد (Jafari et al., 2009).

رابطه (1)   

در این رابطه، I: عمق آبیاری برحسب سانتی‌متر، FC: حد ظرفیت زراعی بر حسب درصد رطوبت وزنی خاک، : در صد رطوبت وزنی خاک قبل از آبیاری، D: عمق نفوذ ریشه و BD: درصد رطوبت وزنی خاک در ناحیه ریشه بر حسب گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

به‌منظور تعیین میزان حجم ورودی آب به داخل هر کرت، دبی ورودی آب به داخل هر کرت با استفاده از روش حجمی محاسبه شد. بدین منظور از یک لوله پلی اتیلن سایز 90 میلی‌متر با شیب مناسب استفاده شد و یک ردیف از تیپ آبیاری در داخل لوله قرار گرفت. در انتهای لوله، یک چاله حفر شد و سطلی به‌منظور جمع‌آوری آب در آن قرار گرفت. با استفاده از زمان‌سنج و استوانه مدرج، دبی ورودی به هر کرت محاسبه شد و مدت زمان آبیاری برای رسیدن به حد ظرفیت زراعی تعیین شد. ابتدا در آبان‌ماه زمین شخم زده شد و در آذر‌ماه در دو مرحله، زمین دیسک زده شد. سپس میزان توصیه‌شده کودهای فسفر (220 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل) و پتاس (130 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم) بر اساس آنالیز خاک و قبل از کاشت استفاده شد (جدول 1). بیشینه، کمینه و میانگین ماهانه درجه حرارت هوا، بارندگی و تبخیر و تعرق مرجع در سال زراعی 1397-1398 و 1398- 1399 در جدول 2 آمده است.

 

 

 

جدول 1- ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه آزمایشی (عمق صفر-30 سانتیمتر).

Table 1. Physiochemical characteristics of the experimental field soil (0-30 cm depth).

Soil texture

K(ava)ppm

P(ava)ppm

%Total.N

Organic matter (%)

PH

EC

Silty-Clay-Loam

228

4.2

0.16

1.56

7.6

1.4

 

 

در تاریخ 20/9/1397 کشت سال اول و در تاریخ 11/9/1398 کشت سال دوم، به‌وسیله دستگاه خطی‌کار غلات و به میزان 135 کیلوگرم در هکتار انجام شد. فاصله ردیف­ها 18 سانتی­متر، ابعاد کرت­ها 5/2 در چهار متر، فاصله بین تکرارها سه متر و فاصله بین کرت­های اصلی دو متر بود. در این پژوهش از لاین 91-17 که با نام تجاری کلاته ثبت شده است و از بخش زراعی-باغی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان تهیه شده بود استفاده شد. رقم کلاته یکی از برترین ژنوتیپ‌های بهاره منطقه از نظر سازگاری و میزان عملکرد است. این ژنوتیپ از آن‌جا که نیاز به دوره سرمایی برای ورنالیزاسیون ندارد، یک رقم بهاره می­باشد و در نواحی گرم و مرطوب سواحل خزر در پاییز کشت می­شود. مبارزه با علف‌های‌هرز در مرحله پنجه زنی، به‌وسیله 2-4-D + ام سی پی آ شرکت شیماگرو و با غلظت یک لیتر در هکتار برای علف‌های پهن برگ و کلودینافوپ پروپارژیل شرکت پاک سم با غلظت یک لیتر در هکتار برای باریک برگ­ها انجام شد. همچنین در فروردین و اردیبهشت‌ماه، مزرعه طی دو مرحله با غلظت یک لیتر در هکتار قارچ‌کش‌های تیلت و فولیکور که از شرکت آریا شیمی تهیه شدند سم‌پاشی شد.

 

 

جدول 2- بیشینه، کمینه و میانگین ماهانه درجه حرارت هوا، بارندگی و تبخیر و تعرق مرجع در سال زراعی 1397-1398 و 1398-1399

Table 2. Maximum, minimum, and mean monthly air temperature, rainfall and penman-monteith reference evapotranspiration (ET0) in 2018-2019 and 2019-2020.

Sunshine hours

ETo(mm)

Rain(mm)

Tmean(oC)

Tmin(oC)

Tmax(oC)

month

Year

103.3

38.3

51.2

11.9

7.8

16.0

December

2018

140.7

36.3

120.7

10.0

4.7

15.2

January

2019

139.1

30.7

158.9

9.0

4.3

13.6

February

153.2

61.9

148.5

11.3

5.9

16.7

March

120.0

56.9

93.2

14.1

9.7

18.5

April

210.5

113.7

38.0

19.8

13.8

25.8

May

264.9

215.6

7.8

26.7

20

33.4

June

140.0

25.2

30.3

10.5

5.8

15.2

December

138.4

33.5

26.3

9.5

4.6

14.3

January

2020

180.7

41.1

91.6

8.9

3.4

14.5

February

142.4

51.2

58.3

11.5

6.7

16.3

March

100.4

40

101.1

12.2

8.1

16.2

April

       179.4

121.3

60.4

19.0

13.2

24.8

May

290.8

219.9

13.2

26.2

18.6

33.8

June

 

 

برای مبارزه با آفات سن گندم و سوسک برگخوار لما نیز در اردیبهشت‌ماه از سم فنیتریتیون شرکت پاک سم و با غلظت 2/1 لیتر در هکتار استفاده شد. در زراعت گندم به‌طور معمول از علف­کش­ها و قارچ­کش­ها استفاده می­شود. صفات روز تا سنبله­دهی و روز تا رسیدگی فیزیولوژیک ثبت شد. ارتفاع بوته به‌صورت ارتفاع از سطح خاک تا نوک سنبله اصلی بدون اندازه گرفتن ریشک در زمان رسیدگی فیزیولوژیک و بر حسب سانتی‌متر با استفاده از خط کش ثبت شد. برای اندازه گیری عملکرد و اجزای عملکرد بعد از حذف حاشیه­ها، بوته ها را از سطح زمین و از یک متر مربع داخل کرت‌ها برداشت و کل زیست‌توده با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت 1/0 گرم وزن شد (عملکرد زیستی) و سپس دانه از کاه جدا و جداگانه وزن شد تا عملکرد دانه بر حسب گرم در متر مربع تعیین شود. برای اندازه گیری صفات طول و وزن سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، طول و وزن خشک پدانکل و نسبت طول به وزن پدانکل، نمونه‌ای متشکل از پنج سنبله‌ اصلی به‌صورت تصادفی از هر کرت آزمایشی تهیه شد و صفات مورد نظر برای هر یک از پنج نمونه اندازه‌گیری و میانگین آن‌ها برای محاسبات آماری مورد استفاده قرار گرفت. سرعت پرشدن دانه از تقسیم عملکرد دانه بر حسب گرم بر متر‌مربع بر طول دوره پر شدن دانه به‌دست آمد. طول دوره پر شدن دانه از اختلاف بین روز تا سنبله­دهی و روز تا رسیدگی به‌دست آمد.

آزمون نرمال بودن داده­ها با استفاده از آزمون کلموگرف-اسمیرنف و با ستفاده از نرم افزار XLSTAT 2016 انجام شد. تجزیه واریانس و مقایسه میانگین داده­ها با استفاده از نرم افزار SAS نسخه نه و آزمون LSD انجام شد.

 

نتایج و بحث

در ابتدا نرمال بودن داده­ها با استفاده از آزمون کلموگرف-اسمیرنف انجام شد. صفات روز تا سنبله­دهی و روز تا رسیدگی توزیع نرمالی نداشتند و تجزیه واریانس با استفاده از صفاتی که دارای توزیع نرمال بودند انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر سال برای همه صفات مورد اندازه گیری معنی­دار شد (جدول 3). میزان بارندگی در طول دوره رشد در سال زراعی اول و دوم به‌ترتیب 3/618 و 2/381 میلیمتر بود (جدول 2). همچنین مجموع ساعات آفتابی در طول فصل رشد در سال زراعی اول و دوم به‌ترتیب 7/1131 و 1/1172 بود. معنی­دار شدن اثر سال می­تواند به دلیل اختلاف زیاد دو سال زراعی از نظر میزان بارندگی باشد.

همچنین تأثیر سال و میزان نیتروژن بر عملکرد دانه، وزن هزار دانه، طول سنبله، سرعت پر شدن دانه، عملکرد زیستی و ارتفاع بوته معنی‌دار بود. کارایی استفاده از آب با افزایش میزان مصرف نیتروژن، افزایش معنی­داری نشان می‌دهد و همچنین تأثیر سال و میزان نیتروژن بر کارایی استفاده از آب باران معنی­دار بود (Sedri et al., 2017). میزان و پراکنش بارندگی­ها در سال زراعی اول بسیار بهتر از سال زراعی دوم بود. اثر متقابل سال و نیتروژن بر صفات عملکرد دانه، وزن هزار دانه، طول سنبله، سرعت پر شدن دانه، عملکرد زیستی و ارتفاع بوته می­تواند به دلیل تفاوت بسیار زیادی باشد که بین دو سال زراعی از نظر میزان و پراکنش بارندگی­ها وجود داشت. از آن‌جا که بین عملکرد دانه و صفات وزن هزار دانه، طول سنبله، سرعت پر شدن دانه و عملکرد زیستی همبستگی بالایی به‌ترتیب برابر با 57/0، 81/0، 67/0 و 73/0 مشاهده شد، قابل انتظار است که اثر متقابل سال و نیتروژن بر عملکرد دانه از طریق این صفات ایجاد شده باشد. تیمار آبیاری روی صفات ارتفاع بوته، طول و وزن پدانکل تأثیر معنی­داری نداشت. طول سنبله نیز در تیمارهای آبیاری مختلف تغییری نداشت و در جدول تجزیه واریانس معنی‌دار نشد. بین تیمارهای آبیاری و سطوح نیتروژن در همه صفات اثر متقابل معنی‌داری مشاهده نشد (جدول 3).

با توجه به معنی‌دار نشدن اثر متقابل بین آبیاری و کود نیتروژن، هر کدام از آن‌ها به‌طور مجزا مورد بررسی مقایسه میانگین قرار گرفتند (جدول 3). تیمار آبیاری بر صفات عملکرد دانه و زیستی و صفات مرتبط با عملکرد دانه هم‌چون سرعت پر شدن دانه، وزن هزار دانه، سنبله و دانه در سنبله تأثیر معنی‌داری داشت. بنابراین تیمار آبیاری از طریق بهبود سرعت پر شدن دانه، باعث افزایش وزن هزار دانه و در نتیجه افزایش وزن سنبله و وزن دانه در سنبله شد و در نهایت عملکرد دانه بهبود یافت. بین صفت سرعت پرشدن دانه و صفات وزن هزار دانه، سنبله و دانه در سنبله، همبستگی مثبت بالایی مشاهده شد (جدول 5) که نتایج جدول مقایسات میانگین را تایید می­کند. بالا بودن سرعت پر شدن دانه، نقش مهمی در فرار گیاه از تنش­های محیطی پایان فصل رشد دارد
 (Katozi et al., 2009).

میزان توانایی اندام­های سبز گیاه در تولید و انتقال مواد فتوسنتزی به طرف دانه­های در حال پر شدن، یکی از عوامل مهم تأثیر گذار بر عملکرد دانه گندم می­باشد. همچنین انتقال مجدد ترکیبات ذخیره شده در ساقه به دانه­های در حال پرشدن، یکی از مکانیسم­های موثر بر عملکرد دانه در شرایط کمبود رطوبت پس از گرده‌فشانی است (Abdoli, 2019). زمانی که گندم به مرحله پر شدن دانه می‌رسد، به‌تدریج از میزان بارندگی­ها کاسته شده و از طرفی دمای هوا، تبخیر و تعرق و در نتیجه نیاز آبی گندم افزایش می‌یابد. بنابراین در مرحله پر شدن دانه ممکن است گیاه تا حدودی با کمبود آب مواجه شود و حدی از تنش خشکی را تجربه کتد. تنش خشکی در مرحله پر شدن دانه از طریق کاهش هدایت روزنه­ای (Lawlor, 2002)، کاهش سنتز روبیسکو و افزایش تخریب آن (Ono et al., 2013)، تخریب دستگاه فتوسنتزی و کاهش کلروفیل (Bagherikia et al., 2017) و تسریع پیری برگ­ها (Rivero et al., 2009) سبب کاهش سرعت فتوسنتز و فتوآسیمیلات تولیدی (Ardalani et al., 2016) و در نهایت افت عملکرد دانه می­شود. بنابراین فتوسنتز جاری برای پر شدن دانه­ها کافی نیست و نیاز دانه­ها برای پر شدن دانه از طریق انتقال مجدد مواد فتوسنتزی ذخیره شده در بخش­های مختلف ساقه­ها جبران می‌شود (Azhand et al., 2015). هر عاملی که روی سرعت فتوسنتز جاری تأثیر گذارد، بر تجمع و انتقال مجدد مواد فتوسنتزی نیز تأثیرگذار است (Pampana et al., 2014).

تنش رطوبتی پس از گرده افشانی بر روی فتوسنتز جاری و همچنین میزان انتقال مجدد کربوهیدرات­های غیرساختمانی از ساقه به دانه موثر است. در صفت عملکرد دانه و سایر صفات وابسته به عملکرد دانه هم‌چون عملکرد زیستی، وزن هزار دانه، سنبله و دانه در سنبله و سرعت پر شدن دانه، تیمار آبیاری در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) تفاوت معنی‌داری با عدم آبیاری و آبیاری در مرحله 33 زدوکس (پایان ساقه­دهی) داشت (جدول 4)، اما با توجه به بارش­های زیاد در مرحله­ رشدی 33 زدوکس (پایان ساقه­دهی) در طی دو سال زراعی، تفاوت بین تیمار آبیاری در این مرحله و عدم آبیاری معنی‌دار نشد. با توجه به بارش­های زیادی که در مرحله پنجه­زنی گیاه در طی دو سال آزمایش صورت گرفت، آبیاری در مرحله 33 زدوکس (پایان ساقه­دهی) توجیهی نداشت و تنها آبیاری تکمیلی در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) با توجه به افزایش دمای هوا و افزایش تبخیر و تعرق و همچنین کاهش نزولات آسمانی در منطقه در آن مرحله رشدی گیاه تأثیر معنی‌داری بر صفات عملکرد دانه و اجزای عملکرد داشت. آبیاری در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) باعث افزایش 97/14 درصدی عملکرد دانه نسبت به شرایط بدون آبیاری شد. اثر متقابل آبیاری و سال روی صفات عملکرد و اجزا عملکرد دانه معنی‌دار نبود و در هر دو سال آبیاری در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) بهتر از عدم آبیاری و آبیاری در مرحله 33 زدوکس (پایان ساقه­دهی) بود.

مصرف کود نیتروژن بر اکثر صفات اثر معنی‌داری داشت. با مصرف کود نیتروژن، افزایش معنی‌داری در ارتفاع بوته و طول پدانکل مشاهده شد. مصرف نیتروژن موجب افزایش معنی‌دار ارتفاع بوته و طول پدانکل نسبت به عدم مصرف کود نیتروژن شد، اما در بین سطوح نیتروژن مصرفی، تفاوت معنی‌داری از نظر این صفات مشاهده نشد. پدانکل با توجه به نزدیکی به سنبله، نقش مهمی در تامین مواد فتوسنتزی در مرحله پر شدن دانه دارد و می‌تواند مقادیر قابل توجهی از کربوهیدرات­های مازاد بر نیاز گیاه را ذخیره کند و با انتقال مجدد آن‌ها به دانه­های در حال پر شدن، موجب افزایش عملکرد دانه گندم شود (Mirzakhani, 2019). مصرف کودهای نیتروژن همراه با آبیاری تکمیلی، با در دسترس قرار دادن نیتروژن مورد نیاز گیاه، سبب افزایش تولید مواد فتوسنتزی و در نتیجه بهبود رشد رویشی گیاه می­شود (Faraji et al., 2006).

در این پژوهش نیز با مصرف کود نیتروژنه و آبیاری تکمیلی، ارتفاع بوته، طول پدانکل و همچنین عملکرد زیستی افزایش معنی­داری داشتند؛ این افزایش­ها به دلیل نقش عنصر نیتروژن در تحریک رشد رویشی است. همچنین مصرف کود نیتروژن موجب افزایش معنی‌داری در صفات عملکرد دانه و زیستی و وزن دانه در سنبله شد. بین هر سه سطح مصرف نیتروژن از نظر صفات عملکرد دانه و زیستی و وزن دانه در سنبله تفاوت معنی‌داری مشاهده شد. در پژوهشی گزارش شد که مقدار مصرف نیتروژن بر ارتفاع ساقه، طول پدانکل و سنبله، تعداد دانه در متر مربع، عملکرد زیستی سنبله و کارایی مصرف نیتروژن تأثیر معنی‌داری داشت (Mirzakhani, 2019). گزارش شده است که عملکرد دانه در سنبله، تحت تأثیر مقدار نیتروژن مصرفی قرار گرفت، به‌طوری‌که تیمار مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن، بیشترین عملکرد دانه در سنبله را داشت (.(Hassanzadeh Gorttapeh et al., 2008 اثر کود نیتروژن در جدول تجزیه واریانس بر صفت طول سنبله معنی‌دار نبود (جدول 3). در پژوهشی گزارش شد که تیمار محلول پاشی کود نیتروژن، تأثیر معنی‌داری بر صفت طول سنبله نداشت .(Soughi et al., 2010) در پژوهشی دیگر که با هدف بررسی مقادیر مختلف نیتروژن بر عملکرد گندم انجام گرفت گزارش شد که اثر تیمار نیتروژن بر صفت طول سنبله معنی‌دار نبود .(Hosseini et al., 2011)

از نظر صفات وزن هزار دانه و سنبله، تنها تیمار کودی 115 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، تفاوت معنی‌داری با تیمارهای دیگر داشت. مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن در هکتار موجب افزایش 14/32 درصدی عملکرد دانه شد. در پژوهشی گزارش شد که اثر مقادیر نیتروژن بر عملکرد زیست توده و دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت و کارایی زراعی نیتروژن و کارایی استفاده از آب باران معنی‌دار بود (Sedri et al., 2017). نیتروژن مهم‌ترین عنصری است که اکثر زمین­های زیر کشت گندم با کمبود آن مواجه هستند. این عنصر بیش از سایر عناصر غذایی به هدر می‌رود و مقدار بازیافت آن، کمتر از نیمی از مقدار مصرف شده است (Souri et al., 2019).

 

 

جدول 3- تجزیه واریانس مرکب عملکرد دانه و اجزای عملکرد

Table 3. Combined variance analysis of grain yield and Yield components

S.O.V

Df

Plant Height

Seed Filling Duration

Seed filling rate

Thousand grain Weight

Peduncle Length

Peduncle Weight

Spike length

Spike Weight

Number of grains/spike

Seed weight/spike

Yield

Biological Yield

Year

1

760.50**

72.00**

23.22**

114.00**

34.58**

0.104**

3.64**

5.07**

1123.38**

4.31**

7140ns

140008**

Block(year)

6

30.17**

4.46**

6.69*

2.95**

3.52ns

0.030**

0.94**

0.26**

89.01**

0.16**

14265**

103457**

Irrigation

2

5.90ns

1.00ns

6.09*

3.13**

3.26ns

0.001ns

0.14ns

0.44**

97.26**

0.28**

9462*

53328.6*

Year*Irrigation

2

11.88*

3.88**

3.08ns

0.19ns

0.29ns

0.004ns

0.11ns

0.09ns

28.31ns

0.05ns

7504ns

40269ns

Error (1)

12

19.51**

0.99**

1.37ns

1.88**

8.29**

0.007*

0.59*

0.09ns

36.49*

0.06*

2420ns

13674ns

Nitrogen

2

48.82**

3.37**

13.73**

1.73*

12.86**

0.031**

0.31ns

0.31**

51.52*

0.15**

30740**

214435**

Irrigation*Nitrogen

4

4.86 ns

0.12ns

0.67ns

0.32ns

3.85ns

0.002ns

0.33ns

0.01ns

16.52ns

0.01ns

1156ns

2196ns

Year*Nitrogen

2

72.38**

0.63ns

14.40**

4.35**

8.00*

0.026**

1.15*

0.10ns

29.30ns

0.05ns

27240**

304331**

Year*Irrigation*Nitrogen

4

0.41ns

0.33ns

0.74ns

0.64ns

3.92ns

0.001ns

0.33ns

0.00ns

7.68ns

0.00ns

1693ns

7951ns

Error (2)

36

2.40

0.34

2.26

0.47

2.15

0.003

0.23

0.04

15.42

0.02

3583

14739

CV%

 

1.58

1.45

11.31

1.75

4.15

8.00

4.99

7.74

7.18

7.46

11.10

8.09

 

جدول 4- مقایسه میانگین صفات مرتبط با عملکرد و اجزای عملکرد در تیمارهای آبیاری و نیتروژن

Table 4. Mean comparison of the yield and yield components affected by irrigation and nitrogen treatment

 

Plant Height (cm)

Seed Filling Duration

Seed Filling Rate(g/m2/day)

Thousand Grain Weight (g)

Peduncle Length (cm)

Peduncle Weight (g)

Spike length (cm)

Spike Weight (cm)

Number of grains/spike

Seed weight /spike (g)

Yield (g/m2)

Biological yield (g/m2)

Irrigation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No irrigation

97.56a

40.43a

12.73b

38.32b

35.22a

0.708a

9.58a

2.43b

52.31b

2.12b

503.48b

1463.54b

Irrigation in stage 33 zadox

98.31a

40.43a

12.96b

38.96b

35.73a

0.706a

9.60a

2.69b

55.66a

2.14b

526.2b

1464.6b

Irrigation in stage 70 zadox

97.37a

40.79a

13.7a

39.60a

35.02a

0.719a

9.72a

2.88a

55.92a

2.32a

578.85a

1539.33a

LSD

2.77

0.62

0.73

0.86

1.81

0.05

0.48

0.189

3.79

0.16

30.94

73.55

Nitrogen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No nitrogen

96.14b

40.18c

11.18b

38.98b

34.49b

0.69b

9.5a

2.65b

52.96b

2 c

429.59c

1402.08c

57.5 Kg N/ha

98.22a

40.54b

13.08a

39.1b

35.62a

0.70ab

9.68a

2.73b

55.23ab

2.2b

500.62b

1508.33b

115 kg N/ha

98.77a

40.93a

13.86a

39.51a

35.86a

0.73a

9.71a

2.86a

55.70a

2.3a

567.67a

1590.63a

LSD

0.9

0.34

0.88

0.4

0.86

0.03

0.28

0.12

2.29

0.09

35.04

71.07

 

 

 

 

 

 

بنابراین مدیریت مصرف بهینه کودهای نیتروژن برای موفقیت در افزایش تولید دانه و پروتئین گندم از اهمیت ویژه­ای برخوردار است (Davis et al., 2002). کودهای نیتروژن موجب افزایش سطح برگ و تولید ماده خشک می­شوند؛ بنابراین انتظار می­رود که دانه گندم با افزایش مصرف نیتروژن سنگین­تر شود و وزن هزار دانه افزایش یابد. مصرف نیتروژن سبب تحریک توسعه سطح برگ می‌شود و افزایش ظرفیت فتوسنتزی را به‌دنبال خواهد داشت. افزایش سطوح فتوسنتزی در اثر مصرف نیتروژن، از عوامل موثر بر عملکرد دانه می­باشند (nemat pour et al., 2015).

محاسبه ضرایب همبستگی، تجزیه رگرسیون به روش گام به گام و تجزیه به عامل­ها در شرایط مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و آبیاری در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) انجام شد. عملکرد دانه در این شرایط، همبستگی مثبتی با صفات عملکرد زیستی (73/0)، طول (81/0) و وزن سنبله (9/0)، تعداد دانه در سنبله (81/0) و وزن دانه در سنبله (9/0) داشت. در تحقیقی گزارش شد که عملکرد دانه در شرایط آبیاری تکمیلی و مصرف کود نیتروژن با صفات عملکرد زیستی، طول و وزن سنبله همبستگی مثبت و معنی‌داری دارد (Radaei Alamoli et al., 2020). مطالعات پیشین گزارش کرده بودند که بین عملکرد دانه و صفات وزن هزار دانه، تعداد سنبله، وزن دانه در سنبله و وزن سنبله همبستگی مثبت و معنی‌داری وجود دارد
(Leilah & Al-Khateeb, 2005). وزن دانه در سنبله، یکی از اجزای اصلی صفت وزن سنبله است و همبستگی کاملی بین این دو صفت مشاهده شد (جدول 5).

افزایش وزن دانه در سنبله می­تواند به دلیل افزایش در وزن هزار دانه و یا تعداد دانه در سنبله باشد. همچنین بین صفت وزن دانه در سنبله با صفات وزن هزار دانه و تعداد دانه در سنبله به‌ترتیب همبستگی برابر با 58/0 و 96/0 مشاهده شد. با توجه به جدول مقایسات میانگین می­توان دریافت که آبیاری تکمیلی در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) و مصرف نیتروژن به میزان 115 کیلوگرم در هکتار، موجب افزایش معنی­داری در صفات تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه شد بنابراین قابل انتظار خواهد بود که صفت وزن دانه در سنبله نیز افزایش معنی­داری نشان دهد که چنین افزایشی نیز در جدول مقایسات میانگین در نتیجه انجام آبیاری تکمیلی در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) و مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن خالص مشاهده شد. در نهایت انتظار می­رود که عملکرد دانه، همبستگی بالایی با وزن سنبله و وزن دانه در سنبله نشان دهد. عملکرد دانه با صفات وزن سنبله و دانه در سنبله همبستگی بسیار بالا و برابر با 9/0 نشان داد. بنابراین انجام آبیاری تکمیلی در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) و مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن خالص از طریق افزایش در وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله موجب افزیش وزن دانه در سنبله و وزن سنبله شد و در نهایت باعث افزایش معنی­داری در عملکرد دانه شد. عملکرد دانه با صفات روز تا سنبله­دهی و روز تا رسیدگی، همبستگی منفی به‌ترتیب برابر با 81/0- و 85/0- نشان داد.

منطقه­ای که پژوهش حاضر در آن انجام شد، از نظر پهنه‌بندی اقلیم کشور بر اساس طبقه ‌بندی کوپن، منطقه‌ای نیمه گرمسیری با تابستان­های گرم و خشک است. همچنین بین صفات روز تا سنبله‌دهی و روز تا رسیدگی، همبستگی برابر با 99/0 مشاهده شد؛ در نتیجه گیاهانی که زودتر وارد مرحله سنبله‌دهی می‌شوند، زودتر نیز به مرحله رسیدگی فیزیولوژیک خواهند رسید و مرحله پر شدن دانه در شرایط دمایی مطلوب‌تری قرار خواهد گرفت. در این منطقه به دلیل گرمای زیاد انتهای فصل و تأثیر منفی تنش گرما بر عملکرد دانه، هر چه گیاه زودتر وارد مرحله سنبله‌دهی شود و همچنین زودتر به مرحله رسیدگی فیزیولوژیک برسد، مرحله پر شدن دانه در شرایط دمایی مطلوب‌تری قرار می­گیرد و عملکرد دانه بیشتر خواهد بود. تنش گرما پس از گل‌دهی از طریق تسریع رسیدگی، پیری زود هنگام، کاهش آسمیلات­ها، کاهش تعداد دانه و وزن هزار دانه، باعث کاهش عملکرد دانه می‌شود و همچنین افزایش دما در دوره پر شدن دانه، باعث تسریع در رسیدگی فیزیولوژیک در گندم می­شود (Reynolds et al., 2000; Hays et al., 2007).

همانطور که در جدول ضرایب همبستگی مشاهده می‌شود، وزن هزار دانه و تعداد دانه در سنبله، همبستگی منفی و بسیار بالایی با صفات روز تا سنبله‌دهی و روز تا رسیدگی نشان دادند. در پژوهشی که در منطقه گنبد کاووس استان گلستان انجام شد، همبستگی منفی بین صفات روز تا سنبله‌دهی و روز تا رسیدگی و عملکرد دانه گزارش شد که با یافته‌های این پژوهش مطابقت دارد (Yarahmadi et al., 2020).

 

 

جدول 5- ضرایب همبستگی ساده بین عملکرد و اجزای عملکرد در شرایط آبیاری تکمیلی در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) و مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن در هکتار

Table 5. Simple correlation coefficients between grain yield and yield component under supplementary irrigation conditions at 70 zadox stage and application of 115 kg N / ha.

 

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Plant height(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0.37ns

Days to heading(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0.99**

0.40ns

Days to maturity(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0.61ns

0.47ns

0.38ns

Seed filling duration(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

-0.42ns

-0.58ns

-0.56ns

0.02ns

Seed filling rate(5)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0.78*

-0.21ns

-0.70ns

-0.74*

0.10ns

Thousand grain weight(6)

 

 

 

 

 

 

 

1

0.47ns

0.59ns

-0.53ns

-0.64ns

-0.60ns

0.02ns

Peduncle length(7)

 

 

 

 

 

 

1

0.47ns

0.75*

0.53ns

-0.55ns

-0.79*

-0.77*

0.11ns

Peduncle weight(8)

 

 

 

 

 

1

0.71*

0.11ns

0.49ns

0.59ns

-0.46ns

-0.59ns

-0.56ns

-0.09ns

Spike length(9)

 

 

 

 

1

0.79*

0.80*

0.28ns

0.62ns

0.48ns

-0.59ns

-0.89**

-0.87**

-0.46ns

Spike weight(10)

 

 

 

1

0.97**

0.85**

0.78*

0.09ns

0.51ns

0.38ns

-0.57ns

-0.78*

-0.75*

-0.41ns

Number of seed/spike(11)

 

 

1

0.96**

1.00**

0.77*

0.77*

0.28ns

0.58ns

0.45ns

-0.58ns

-0.89**

-0.87**

-0.51ns

Seed weight/spike(12)

 

1

0.90**

0.81**

0.90**

0.81*

0.70ns

0.48ns

0.57ns

0.67ns

0.63ns

-0.85**

-0.81*

-0.41ns

Grain yield(13)

1

0.73*

0.52ns

0.45ns

0.55ns

0.67ns

0.47ns

0.38ns

0.77*

0.93**

-0.22ns

-0.54ns

-0.55 ns

-0.05ns

Biological yield(14)

 

 

رگرسیون مرحله­ای به روش گام به گام برای عملکرد، به عنوان متغیر تابع و دیگر صفات مورد بررسی به عنوان متغیر مستقل انجام شد. در میان صفات گوناگون، تنها صفت وزن سنبله وارد مدل شد و به تنهایی 7/80 درصد از تغییرات عملکرد را توجیه نمود. وزن سنبله با صفات وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه و عملکرد زیستی همبستگی بالا و به‌ترتیب برابر با 62/0، 97/0، 9/0 و 55/0 داشت (جدول 5). بنابراین قابل انتظار خواهد بود که صفت وزن سنبله به تنهایی وارد مدل شود و بخش قابل توجهی از تغییرات این صفت را توجیه نماید.

هم‌چنین تجزیه به عامل­ها نشان داد که دو عامل اول، 5/74 درصد از تغییرات کل را توجیه کردند (جدول 6). در عامل نخست، صفات روز تا سنبله­دهی و رسیدگی و طول دوره پر شدن دانه، دارای ضرایب مثبت و بزرگ بودند و صفات سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه و سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، عملکرد و عملکرد زیستی دارای ضرایب منفی بودند، به‌طوری که قدر مطلق این ضرایب بسیار بزرگ بود. در این عامل، صفات مربوط به عملکرد دانه دارای ضرایب منفی و صفات روز تا سنبله­دهی و رسیدگی دارای ضرایب مثبت بودند که همبستگی منفی بین عملکرد دانه و صفات روز تا سنبله­دهی و رسیدگی را تایید می­کند. این عامل را می­توان عامل مربوط به صفات وابسته به عملکرد و صفات فنولوژیک نامید. عامل مربوط به صفات وابسته به عملکرد و صفات فنولوژیک، 1/60 درصد از تغییرات کل را توجیه نمود.

در عامل دوم، ارتفاع بوته و طول پدانکل، بار عاملی منفی داشتند، به‌طوری‌که قدر مطلق آن‌ها بیش از 5/0 بود. همچنین بین ارتفاع بوته و عملکرد دانه نیز همبستگی منفی مشاهده شد؛ این عامل، 4/14 درصد از تغییرات کل را توجیه نمود (جدول 6). این عامل را می­توان عامل مربوط به ارتفاع بوته نامید. در پژوهشی که با هدف بررسی اثر تنش خشکی و مقادیر مختلف کود نیتروژنه بر گندم انجام شد، تجزیه به عامل­ها در شرایط عدم تنش انجام شد. صفات وزن خشک سنبله، عملکرد زیستی و عملکرد دانه، طول پدانکل و سنبله، وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله و واحد سطح، بیشترین بار عاملی را داشتند. این عامل 53 درصد از تغییرات کل را توجیه نمود و عامل مربوط به عملکرد و صفات وابسته به عملکرد نامیده شد (Radaei Alamoli et al., 2020). بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که صفات وزن هزار دانه و سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله و سرعت پر شدن دانه، از اجزای اصلی عملکرد دانه می‌باشند که تحت تأثیر عامل مشترکی قرار دارند.

 

 

 

جدول 6- تجزیه به عامل­ها در شرایط آبیاری تکمیلی در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی) و مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن در هکتار

Table 6. Factor analysis under supplementary irrigation conditions at 70 zadox stage and application of 115 kg N/ha.

Factor3

Factor2

Factor1

Traits

0.332

-0.522

0.275

Plant height

0.214

0.037

0.917

Days to heading

0.291

0.011

0.953

Days to maturity

0.298

-0.102

0.606

Seed filling duration

0.320

-0.422

-0.721

Seed filling rate

0.282

-0.340

-0.755

Thousand grain weight

-0.456

-0.661

-0.563

Peduncle length

0.052

-0.083

-0.835

Peduncle weight

0.382

0.220

-0.774

Spike length

-0.017

0.359

-0.933

Spike weight

0.071

0.484

-0.850

Number of seed / spike

-0.068

0.388

-0.919

Seed weight/spike

0.022

0.138

-0.925

Grain yield

0.481

-0.241

-0.707

Biological yield

1.157

2.160

9.014

Eigenvalue

7.715

14.403

60.096

Variability (%)

82.213

74.498

60.096

Cumulative %

 

 

نتیجه‌گیری کلی

نتایج تجزیه همبستگی نشان داد که بین عملکرد دانه و صفات عملکرد زیستی، وزن سنبله، تعداد دانه در سنبله و وزن دانه در سنبله، همبستگی مثبت و بالایی وجود داشت. هم‌چنین نتایج تجزیه واریانس نشان داد که مصرف 115 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار به همراه آبیاری در مرحله 70 زدوکس (پایان گل­دهی)، موجب افزایش معنی‌داری در صفات وزن هزار دانه و سنبله، تعداد دانه در سنبله و عملکرد زیستی شد. بنابراین می­توان دریافت که مصرف نیتروژن و آبیاری تکمیلی از طریق افزایش در صفات وزن سنبله و هزار دانه، تعداد دانه در سنبله و وزن دانه در سنبله، باعث افزایش عملکرد دانه می­شود. در تجزیه رگرسیون، تنها صفت وزن سنبله وارد مدل شد که خود این صفت تحت تأثیر تعداد دانه در سنبله و وزن سنبله قرار دارد. بنابراین می­توان عنوان کرد که صفات مرتبط با سنبله همچون طول و وزن سنبله، تعداد دانه در سنبله و وزن دانه در سنبله را می­توان در انتخاب ژنوتیپ­های برتر در خزانه­های اصلاحی و به‌منظور معرفی ارقام آبی استفاده نمود.

 

سپاسگزاری

از زحمات جناب آقای مهندس عقیل خسروی مدیر محترم هنرستان کشاورزی امام خمینی (ره) علی آباد کتول به خاطر همه همکاری­های ایشان در اجرای این پژوهش تشکر و قدردانی می‌شود.

 

REFFRENCE

  1. Abdoli, M. (2019). Remobilization of photoassimilates a strategy to deal with drought stress in wheat. Wheat Research2(1), 87-104.
  2. Aghaye Noroozlo, Y., Souri, M. K. & Delshad, M. (2019). Effects of soil application of amino acids, ammonium, and nitrate on nutrient accumulation and growth characteristics of sweet Basil. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 50(22), 2864-2872.
  3. Ahmadi, M. & Souri, M. K. (2019). Nutrient uptake, proline content and antioxidant enzymes activity of pepper (Capsicum annuum L.) under higher electrical conductivity of nutrient solution created by nitrate or chloride salts of potassium and calcium. Acta Scientiarum Polonorum-Hortorum Cultus, 18(5), 113-122.
  4. Ardalani, S., Saeidi, M., Jalali-Honarmand, S., Ghobadi, M. E. & Abdoli, M. (2015). Evaluation of grain yield and its relationship with remobilization of dry matter in bread wheat cultivars under water deficit stress at the post anthesis. Iranian Dryland Agronomy Journal, 3(2): 173-196. (In Persian)
  5. Azhand, M., Jalali-Honarmand, S., Saeidi, M., Ghobadi, M., Chaghamirza, K. & Abdoli, M. 2016. Evaluation of storage capacity and stem reserves contribution to grain yield of bread wheat affected by terminal drought stress. Journal of Plant Ecophysiology, 7(23): 1-16. (In Persian)
  6. Bagherikia, S., Pahlevani, M., Yamchi, A., Zenalinezhad, K., & Mostafaie, A. (2018). Remobilization of stem soluble carbohydrates in bread wheat under terminal drought stress. Journal of Plant Process and Function7(24), 53-72. (In Persian)
  7. Davis, J. G., Westfall, D. G., Mortvedt, J. J. & Shanahan, J. F. (2002). Fertilizing winter wheat. Agronomy Journal. 84, 1198- 1203.
  8. El Mejahed, K. & Aouragh, L. (2005). Green manure and n fertilizer in soil quality and profitability of wheat based system in semiarid morocco using nuclear techniques. In: Management of Nutrients, Water in Rainfed Arid, Semi-arid Areas for Increasing Crop, Production, IAEA-TECDOC-1468, 89–106.
  9. Faraji, H., Siadat, A., Fathi, G., Emam, Y., Nadian, H. & Rasekh, A. (2006). Effect of nitrogen on wheat yield in condition of drought stress in growth duration last. Journal of Agriculture Science. 29(1), 99-111. (In Persian)
  10. Food and Agriculture Organization. (2019). FAOSTAT. Retrieved March 11, 2021, from http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
  11. Hassanzadeh Gorttapeh, A., Fathollahzadeh, A., Nasrollahzadeh Asl, A. & Akhondi, N. (2008). Agronomic nitrogen efficiency in different wheat genotypes in west Azerbijan province. Eletronic Journal of Crop Production. 1 (1): 82-100. (In Persian).
  12. Hatamian, M., Rezaie Nejad, A., Kafi, M., Souri, M. & Shahbazi, K. (2019). Growth characteristics of ornamental Judas tree (cercis siliquastrum L.) seedling under different concentrations of lead and cadmium in irrigation water. Acta Scientiarum polonorumHortorum Cultus, 18(2), 87-96.
  13. Hays, D. B., Do, J. H., Mason, R. E., Morgan, G. & Finlayson, S. A. (2007). Heat stress induced ethylene production in developing wheat grains induces kernel abortion and increased maturation in a susceptible cultivar. Plant Science, 172, 1113–1123.
  14. Heidarpour, N. & Talaee, S. (2017). Effects of supplemental irrigation time and nitrogen rates on yield and agronomic characteristics of dryland wheat (Triticum aestivum L.) Kohdasht variety. Iranian Journal of Field Crop Science, 47(4), 541-549. (In Persian)
  15. Hosseini, R., Galeshi, S., Soltani, A. & Kalateh, M. (2011). The effect of nitrogen on yield and yield component in modern and old wheat cultivars. Electronic Journal of Crop Production, 4(1), 187-199. (In Persian)
  16. International Atomic Energy Agency. (2000). Optimizing nitrogen fertilizer application to irrigated wheat. Retrieved March 7, 2021, from https://www.iaea.org/publications/6037/optimizing-nitrogen-fertilizer-application-to-irrigated-wheat.
  17. Jafari, A., Paknejad, F. & Jami Al-Ahmadi, M. (2012). Evaluation of selection indices for drought tolerance of corn (Zea mays L.) hybrids. International Journal of Plant Production3(4), 33-38.
  18. Katozi, M., Khoei, F. R. & Sabouri, H. (2009). Effect of irrigation management on grain filling rate, grain filling duration and leaf relative water content on three rice (Oryza sativa) cultivars. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources13(47 (B)), 623-638. (In Persian)
  19. Kiani A. R. & Nourinia A. A. (2015). An investigation of rainfall and supplementary irrigation productivity in some wheat cultivars. Journal of Water and Soil Conservation, 21(5), 155-173.
  20. Kougar, Z. & Malakouti, M. J. (2006). Nitrogen. In: A Look at the Fertility Status of Iranian Soils (Evaluation and Utilization). (pp. 1-45.) Agricultural Research, Education & Extension Organization.
  21. Lawlor, D. W. (2002). Limitation to photosynthesis in water‐stressed leaves: stomata vs. metabolism and the role of ATP.Annals of botany89(7), 871-885.
  22. Leilah, A. A. & Al-Khateeb, S. A. (2005). Statistical analysis of wheat yield under drought conditions. Journal of Arid environments, 61(3), 483-496.
  23. McKenzie, H. M. & Woods, S. A. (2011). Crop water use and requirements. Retrieved March, 10, 2021, Ministry of Agriculture and forestry. Alberta, from https://open.alberta.ca/dataset/9a017865-5692-464d-92ac-93b5d50558db/resource/c0d20e0c-9f14-4f6d-8144-b8a6bc3452ba/download/5485851-2011-agri-facts-crop-water-use-requirements-revised-100-561-1-2011-11.pdf.
  24. Mirzakhani, M. (2019). Response of nitrogen use efficiency and agronomic characteristics of winter wheat to rate, time and method of nitrogen application. Iranian Journal of Field Crop Science, 50(2), 77-87. (In Persian)
  25. Mohammadipour, N. & Souri, M. K. (2019). Beneficial effects of glycine on growth and leaf nutrient concentrations of coriander (Coriandrum sativum) plants. Journal of Plant Nutrition, 42(14), 1637-1644.
  26. Montazar, A. & Mohseni, M. (2011). Influence of supplemental irrigation and applied nitrogen on wheat water productivity and yields. Journal of Agricultural Science3(1), 78.
  27. Nemat pour, A., Kazemeini, S. A. M. & Bahrani, J. (2015). Effect of seeding and nitrogen rates on yield and yield components of wheat grown in rapeseed residues. Iranian Journal of Field Crops Research, 13(1), 120-130.
  28. Ono, Y., Wada, S., Izumi, M., Makino, A. & Ishida, H. (2013). Evidence for contribution of autophagy to R ubisco degradation during leaf senescence in Arabidopsis thaliana. Plant, cell & environment, 36(6), 1147-1159.
  29. Pampana, S., Mariotti, M., Ercoli, L. & Masoni, A. (2014). Remobilization of dry matter, nitrogen and phosphorus in durum wheat as affected by genotype and environment. Italian Journal of Agronomy, 3, 303-314.
  30. Radaei Alamoli, Z., Jahansooz, M. R., Bagher Hosseini, S. M. & Soufizadeh, S. (2020). Evaluation the growth characteristics, yield and yield components of wheat and barley under water and nitrogen stress conditions. Iranian Journal of Field Crop Science, 51(2), 87-104. (In Persian)
  31. Reynolds, M. P., Delgado, M. I. B., Gutièrrez-Rodríguez, M. & Larquè-Saavedra, A. (2000). Photosynthesis of wheat in a warm, irrigated environment. I: Genetic diversity and crop productivity. Field Crops Research, 66, 37–50.
  32. Reynolds, M., Bonnett D., Chapman S. C., Furbank R. T., Manes Y., Mather D. E. & Parry M. A. (2010). Raising yield potential of wheat. I. Overview of a consortium approach and breeding strategies. Journal of experimental botany, 62(2), 439-452.
  33. Rivero, R. M., Shulaev, V. & Blumwald, E. (2009). Cytokinin-dependent photorespiration and the protection of photosynthesis during water deficit. Plant Physiology, 150, 1530-1540.
  34. Rusan, M. M., Battikhi, A. & Zuraiqi, S. (2005). Enhancement of nitrogen and water use efficiency by optimizing the combination of soil, crop and nitrogen management. In: Management of Nutrients and Water in Rainfed Arid and Semi-arid Areas for Increasing Crop Production, IAEA-TECDOC-1468, 155–177.
  35. Sedri, M. H., Golchin, A., Fieziaslasl, V. & Sioseh-Mardeh, A. (2017). Evaluation of nitrogen application management on drought tolerance and water use efficiency of rain in rainfed wheat. Iranian Journal of Field Crop Science, 48(3), 763-776. (In Persian)
  36. Shirazi, S. M., Yusop, Z., Zardari, N. H., & Ismail, Z. (2014). Effect of irrigation regimes and nitrogen levels on the growth and yield of wheat. Advances in Agriculture, 2014.
  37. Soughi, H., Kazemi, M., Kalateh, A. M., Shykh, F., Abroudi, S. & Askar, M. (2010). Effect of different amounts of foliar-and soil-applied n on yield and yield components of promising bread wheat. Electronic Journal of Crop Production, 2(4), 167-176. (In Persian)
  38. Souri, M. K. & Hatamian, M. (2019). Aminochelates in plant nutrition: a review. Journal of Plant Nutrition, 42(1), 67-78.
  39. Souri, M. K., Naiji, M. & Kianmehr, M. H. (2019). Nitrogen release dynamics of a slow release urea pellet and its effect on growth, yield, and nutrient uptake of sweet basil (Ocimum basilicum L.). Journal of plant nutrition, 42(6), 604-614.
  40. Tavakkoli, A. R. & Oweis, T. Y. (2004). The role of supplemental irrigation and nitrogen in producing bread wheat in the highlands of Iran. Agricultural Water Management, 65(3), 225-236.
  41. Yarahmadi, S., Nematzade, G., Sabouri, H. & Najafi Zarrini, H. (2020). The importance of agro-morphological traits in supplementary irrigation conditions as selection criteria for spring wheat improvement. Iranian Journal of Field Crop Science, 51(4), 25-37. (In Persian)
  42. Zargar Shooshtari, F., Souri, M. K., Hasandokht, M. R. & Kalate Jari, S. (2020). Glycine mitigates fertilizer requirements of agricultural crops: case study with cucumber as a high fertilizer demanding crop. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 7(1), 1-10.
دوره 53، شماره 1
فروردین 1401
صفحه 175-188
  • تاریخ دریافت: 19 بهمن 1399
  • تاریخ بازنگری: 20 فروردین 1400
  • تاریخ پذیرش: 23 فروردین 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 01 فروردین 1401