The effect of tillage systems and planting density on yield and yield components of three barley cultivars (Hordeum vulgare L.)

The Effect of Tillage Systems and Planting Density on Yield and Yield Components of Three Barley Cultivars (Hordeum vulgare L.)

Aliasghar Aghamohammadi1ǀ Mohammad Reza Jahansouz2🖂 ǀ Akbar Seifi3ǀ Sorayya Navid4ǀ 

Seyed Mohammad Bagher Hoseini5

Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

Corresponding Author, Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran. Email: jahansuz@ut.ac.ir

Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

Article Info

ABSTRACT 

Article type: 

Research Article 

Article history: 

Received: March 13, 2022

Received in revised form: February 19, 2024

Accepted: February 21, 2024

Published online: September 22, 2024

Keywords: 

1000 grain weight; conventional tillage; 

fertile till; 

no-tillage, 

optimal density.

In order to investigate the effect of different tillage systems and planting density on yield and yield components of some of barley cultivars, an experiment was conducted at the Research Farm of college of Agricultural and Natural Resources of University of Tehran in 2016-2017. The experiment was conducted as a split-split plot experiment in a randomized complete block design with four replications. The main plot was the different systems of tillage (conventional, reduced, and no-tillage) and the sub-plot included three barley cultivars (Bahman, Nik, and Nosrat) and the sub-sub plot included three planting densities (320, 400, and 470 plants per m2). At the end of the growing season, yield (grain and biological), yield components (number of fertile tillers, number of seeds per spike, and 1000 grain weight), spike length and plant height were measured. Among the studied treatments, the Nik cultivar in conventional tillage (9765 kg.ha-1) and no-tillage (9030 kg.ha-1) and Bahman cultivar in the reduced tillage system (8574 kg ha-1) had the highest grain yield. Even though Nusrat cultivar had more 1000 seed weight (38.4 g) than Nik cultivar (36.59 g) and Bahman (24.57 g), that had lower the yield and harvest index in different tillage systems and planting densities due to the lower number of fertile tillers, the number of seeds per spike and the number of fertile spikes per plant. In the density of 320 and 400 plants per m2, no significant difference was observed in harvest index, and with the increase in density from 400 to 470 plants per m2, the harvest index decreased from 50.7 to 46.3%. Therefore, the cultivation of Nik in conventional tillage and no-tillage systems and Bahman in reduced tillage system and at the optimal density (400 plants per m2) can increase grain production in Alborz province.

Cite this article: Aghamohammadi, A., Jahansouz, M.R., Seifi, A., Navid, S., & Hoseini, S.M.B. (2024). The effect of tillage systems and planting density on yield and yield components of three barley cultivars 

(Hordeum vulgare L.). Iranian Journal of Field Crop Science, 55(3), 31-44. DOI: 10.22059/ijfcs.2024.339551.654901. 

© The Authors. Publisher: University of Tehran Press. 

DOI: http//doi.org/10.22059/ijfcs.2024.339551.654901

تأثیر سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی و تراکم کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم جو (Hordeum vulgare L.)

علیاصغر آقامحمدی1 ǀ محمدرضا جهانسوز🖂2ǀ اکبر سیفی3ǀ ثریا نوید4ǀ سیدمحمدباقر حسینی5

1. گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2. نویسنده مسئول، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. رایانامه: jahansuz@ut.ac.ir

3. گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

4. گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

5. گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

اطلاعات مقاله

چکیده 

نوع مقاله: مقالة پژوهشی

تاریخ دریافت: 22/12/1400

تاریخ بازنگری: 30/11/1402

تاریخ پذیرش: 02/12/1402

تاریخ انتشار: 01/07/1403

کلیدواژه‌ها: 

بی‌خاکورزی، 

پنجه بارور،

تراکم بهینه، 

خاک‌ورزی مرسوم، 

وزن هزار دانه.

به‌منظور بررسی اثر سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی و تراکم کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد برخی از ارقام جو، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال زراعی 96-1395 انجام شد. آزمایش به‌صورت کرت‌های دو بار خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. عامل اصلی سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی (مرسوم، کاهشی و بی‌خاکورزی)، عامل فرعی سه رقم جو (بهمن، نیک و نصرت) و عامل فرعی فرعی سه سطح تراکم کاشت (320، 400 و 470 بوته در متر مربع) بود. در انتهای فصل رشد صفات مربوط به عملکرد (دانه و زیستتوده)، اجزای عملکرد (تعداد پنجه بارور، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه)، طول سنبله و ارتفاع بوته اندازه‌گیری شد. در بین تیمارهای مورد مطالعه، رقم نیک در سامانه‌های خاک‌ورزی مرسوم (9765 کیلوگرم در هکتار) و بی‌خاکورزی (9030 کیلوگرم در هکتار) و رقم بهمن در سامانه خاک‌ورزی کاهشی (8574 کیلوگرم در هکتار) بیشترین عملکرد دانه را داشتند. رقم نصرت نیز اگرچه از وزن هزار دانه (4/38 گرم) بیش‌تری نسبت به رقم نیک (59/36 گرم) و بهمن (57/24 گرم) برخوردار بود، ولی به دلیل پایین بودن تعداد پنجه بارور، تعداد دانه در سنبله و تعداد سنبله بارور در بوته، عملکرد و شاخص برداشت کمتری در سامانه‌های مختلف خاکورزی و تراکم‌های کاشت داشت. در تراکم‌‌های 320 و 400 بوته در متر مربع جو اختلاف معنی‌داری از لحاظ شاخص برداشت مشاهده نشد و با افزایش تراکم از 400 تا 470 بوته در متر مربع شاخص برداشت از 7/50 به 3/46 درصد کاهش یافت. بنابراین کشت رقم نیک در سامانه‌های خاکورزی مرسوم و بی خاکورزی و رقم بهمن در سامانه کم‌خاکورزی و در تراکم بهینه 400 بوته در متر مربع، می‌تواند در افزایش تولیدات دانه‌ای استان البرز راهگشا باشد.

استناد: آقامحمدی، ع.، جهانسوز، م.ر.، سیفی، ا.، نوید، ث.، و حسینی، س.م.ب. (1403). تأثیر سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی و تراکم کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم جو (Hordeum vulgare L.). علوم گیاهان زراعی ایران، 55(3)، 31-44.

 DOI: 10.22059/ijfcs.2024.339551.654901

ناشر: موسسه انتشارات دانشگاه تهران. © نویسندگان                                                                                               

1. مقدمه 

با توجه به محدودیت منابع جهت تولید و تأمین نیاز غذایی جمعیت روبه رشد، بهره‌برداری غیر اصولی از خاک سبب بروز مشکلات عدیده زیست‌محیطی شده است؛ به‌طوری‌که حدود 350 میلیون هکتار از اراضی جهان در اثر اجرای عملیات خاک‌ورزی شدید و نامناسب دچار فرسایش شده و ماده آلی خاک‌های کشاورزی کاهش یافته است (FAO, 2020). روش‌های مختلفی جهت کنترل فرسایش و کاهش مواد آلی خاک وجود دارد که ازجمله مهم‌ترین آن‌ها استفاده از خاک‌ورزی حفاظتی و خصوصاً بی‌خاکورزی است. کشاورزی حفاظتی سامانه کاشت گیاهی است که در آن حداقل 30 درصد از بقایای گیاه قبلی باید در سطح خاک باقی بماند تا بتواند فرسایش بادی یا آبی را کاهش دهد (CTIC, 2005). محققین گزارش کردند که تبدیل خاک‌ورزی مرسوم به خاک‌ورزی حفاظتی و حضور بقایای گیاهی در سطح مزرعه در طولانی‌مدت باعث بهبود ماده آلی خاک، کاهش فرسایش آبی، تجزیه کربن آلی در خاک و بهبود شرایط رشد و تولید گیاهان زراعی می‌شود (Colecchia et al., 2015).

گیاه زراعی جو ازجمله غلات سریع‌الرشد و کم‌توقع بوده که با توجه به تنوع ژنتیکی بالا، سازگاری گسترده‌ای از نظر آب‌وهوا داشته و به‌عنوان محصول استراتژیک نقش مهمی در امنیت غذایی مردم بسیاری از ممالک جهان و مناطق خشک دارد

 (FAO, 2018). عملکرد دانه غلات که ناشی از اثرات تجمعی اجزای متشکله آن می‌باشد تحت تأثیر عوامل اقلیمی، مدیریتی و ژنتیکی بوده و ارقام در شرایط مختلف عملکرد متفاوتی دارند (Corraliza et al., 2019)؛ لذا گزینش و انتخاب رقم مناسب بر اساس صفات مؤثر بر عملکرد جهت کشت در مناطق خاص به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک بسیار بااهمیت بوده و می‌تواند در افزایش مقاومت به تنش‌های محیطی و کاهش خلأ عملکرد نقش بسزایی داشته باشد (Alsayayydeh et al., 2019).

استفاده از ارقام مناسب و پربازده و تراکم بهینه کاشت به‌عنوان مهم‌ترین روش‌های زراعی، جهت افزایش عملکرد در واحد سطح از اهمیت بسزایی برخوردار است (Jin et al., 2017; Yang et al., 2014). میزان تراکم کاشت‌ها در مزرعه بر جذب و بهره‌وری گیاه از عوامل محیطی مانند نور (تشعشع فعال فتوسنتزی)، مواد غذایی و ... تأثیر گذاشته و به‌عنوان یک ابزار مدیریتی مفید، عملکرد دانه در واحد سطح را تعیین می‌کند (Rasaei et al., 2012). رشد گیاهان عمدتاً وابسته به دما، جذب نور، حاصلخیزی خاک و مواد مغذی بوده و افزایش جمعیت گیاهی ممکن است دسترسی به این عوامل را محدود نماید؛ بنابراین برای گیاهان زراعی بایستی حد مطلوب تراکم گیاهی معلوم شود تا حداکثر عملکرد حاصل شود (Nazari et al., 2012). محققین اظهار داشتند که عملکرد گیاه زراعی جو در سامانه‌های خاک‌ورزی حفاظتی در سال اول آزمایش کمتر ولی در سال‌های بعد بیشتر از مرسوم بوده که از دلایل آن می‌توان به محتوی رطوبت نسبی زیاد خاک، افزایش آب قابل‌ دسترس، استفاده بیشتر گیاه از آب و کارایی مصرف آب بیشتر در دوره قبل از گل‌دهی در سامانه‌های خاک‌ورزی حفاظتی اشاره کرد (Sun et al., 2018; Shao et al., 2015). محققین گزارش کردند که تعداد بوته در متر مربع در زمان برداشت در سامانه خاک‌ورزی مرسوم بیشتر از خاک‌ورزی حفاظتی بود که دلیل آن مساعد بودن شرایط خاک برای جوانه‌زنی و استقرار گیاهچه در سامانه خاک‌ورزی مرسوم نسبت به بی‌خاکورزی بود (Colecchia et al., 2015). برخی از محققین طی بررسی اثر تراکم کاشت (300، 350، 400 و 450 بوته در متر مربع) بر عملکرد جو (رقم نصرت و لوکا)، گزارش کردند که عملکرد دانه و شاخص برداشت در تراکم ۳۵۰ بوته در متر مربع به‌دلیل توزیع بهتر روی زمین و جذب حداکثر نور خورشید بیشتر از سایر تراکم‌های مورد مطالعه بود (Famia et al., 2014). با توجه به اهمیت موضوع، پژوهش حاضر باهدف مقایسه سامانه خاک‌ورزی حفاظتی با خاک‌ورزی مرسوم و اثر تراکم کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام مختلف گیاه جو در شرایط آبی به‌منظور شناسایی مناسب‌ترین سامانه خاک‌ورزی، بهترین تراکم و برترین رقم انجام شد.

2. روششناسی پژوهش

پژوهش حاضر در سال زراعی ٩6- ١٣٩5 در مزرعه آموزشی - پژوهشی گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج با مختصات جغرافیایی 50 درجه و 54 دقیقه طول شرقی و 35 درجه و 55 دقیقه عرض شمالی و ارتفاع 5/1312 متر از سطح دریا انجام شد. متوسط بلندمدت بارندگی سالانه در این منطقه 251 میلی‌متر بوده که عمده پراکنش آن در فصول پاییز و زمستان است. میانگین درجه حرارت سالانه این منطقه نیز 4/14 درجه سلسیوس و حداقل و حداکثر مطلق دما بهترتیب 20- و 42 درجه سلسیوس می‌باشد. به‌منظور بررسی خصوصیات خاک مزرعه آزمایشی بر پایه عمق نفوذ ریشه، از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری خاک از چندین نقطه مزرعه نمونه‌برداری انجام شد. بر اساس نتیجه تجزیه، بافت خاک مزرعه‌های آزمایشی لومی-رسی بود (جدول 1). با توجه به آزمایش خاک، میزان فسفر موجود در خاک در حد متعادل بود و نیازی به افزودن کود حاوی فسفر وجود نداشت؛ اما میزان نیتروژن و پتاسیم خاک کمتر از حد مطلوب بود. به همین دلیل جهت تأمین نیاز گیاه مقدار 150 کیلوگرم در هکتار کود سولفات پتاسیم در زمان کاشت و 200 کیلوگرم در هکتار کود اوره در مراحل مختلف رشدی (25 کیلوگرم در هکتار در مرحله سبز شدن، 75 کیلوگرم در هکتار در مرحله پنجه‌زنی و 100 کیلوگرم در هکتار نیز در مرحله ساقهروی) به‌صورت یکسان به همه‌ی کرت‌های آزمایش اضافه شد.

جدول 1. خصوصیات خاک مزرعه مورد آزمایش در عمق صفر تا 30 سانتی‌متری.

EC

pH

OM

Texture

N

P

K

(dS m-1)

(%)

(%)

(mg.kg-1)

(mg.kg-1)

1.60

7.50

0.77

Clay-loam

0.07

21.20

152.00

جهت بررسی تأثیر سیستم‌های مختلف خاک‌ورزی و تراکم کاشت بر عملکرد ارقام جو، آزمایشی به‌صورت اسپلیتاسپلیتپلات (کرت‌های دو بار خردشده) بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار و 27 تیمار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح فاکتور اصلی (نوع خاک‌ورزی: خاک‌ورزی مرسوم (CT)، خاک‌ورزی کاهشی (RT) و بی‌خاکورزی (NT))، سه سطح فاکتور فرعی (ارقام جو: بهمن، نیک و نصرت) و سه سطح فاکتور فرعی فرعی (تراکم بذر: 320، 400 و 470 بوته در متر مربع) بودند. شناسنامه ارقام مورد مطالعه جو نیز در جدول 2 ارائه شده است.

جدول 2. برخی از ویژگی‌های رشدی رقم‌های مورد بررسی جو در این آزمایش.

Cultivar

Year of introduction

Yield (t ha-1)

Height (cm)

Growth type

Type

Bahman

2009

5.5-6.5

80

Winter

Late

Nosrat

1996

5.5-6.0

100

Spring-Winter

Middle

Nike

2013

6.0-6.5

85

Spring-Winter

Semi early

در هر کرت آزمایش 12 خط کشت با فاصله 16 سانتی‌متر با طول کرت 10 متر منظور شد. آزمایش در زمینی که در سال قبل تحت کشت ذرت دانه‌ای بود انجام شد. ذرت دانه‌ای در مرحله رسیدگی کامل برداشت و بقایای آن به‌طور کامل در سطح زمین پراکنده شده بود. پس از برداشت محصول، آماده‌سازی زمین در خاکورزی‌های مختلف به روش‌های زیر انجام شد:

الف) خاک‌ورزی مرسوم: عملیات خاک‌ورزی در اکثر مناطق ایران بهوسیله گاوآهن برگردان‌دار و بدون وجود بقایای گیاهی انجام می‌شود. توانایی گاوآهن در برگرداندن خاک، امکان دفن بقایای گیاهی را در عمقی پایین‌تر از عمق بستر بذر فراهم نموده و با زیر و رو کردن خاک، هوادهی و مخلوط شدن مواد غذایی با لایه توسعه ریشه را امکان‌پذیر می‌کند. برگرداندن خاک همچنین با دفن بذور علف‌های هرز تأثیر بسزایی در کاهش جمعیت علف‌های هرز در کشت محصول بعدی ایفا می‌کند. بدین منظور در آزمایش حاضر از دستگاه‌های متداول و مرسوم منطقه برای خاک‌ورزی استفاده شد. زمین ابتدا به‌وسیله گاوآهن برگردان‌دار به عمق 30-25 سانتی‌متر شخم زده شد. سپس یک دیسک به عمق 15-10 سانتی‌متر برای نرمکردن کلوخه‌ها زده شد و در نهایت با استفاده لولر، زمین تسطیح شد. برای کاشت بذر و کوددهی نیز از دستگاه خطی‌کار تاکا مدل Rock 2200 استفاده شد. در این روش تردد ماشین‌آلات جهت آماده‌سازی و کاشت بذر پنج بار بود.

ب) کم‌خاکورزی، کاهشی یا حداقل: در روش کم‌خاک‌ورزی عملیات بر حسب نوع گیاه و میزان بقایای محصول قبلی تا عمـــق کــافی (۱۵-۸ سانتی متر) برای قرار دادن کود و بذر و مخلوط کردن بقایا با لایه سطحی انجام می‌گیرد. در آزمایش حاضر دستگاه شخم کاهشی که یک دستگاه خاک‌ورز مرکب (چیزل پکر) بود، جهت آماده‌سازی زمین برای کشت، تنها یک‌بار وارد زمین شد. پس از تهیه زمین، خطی‌کار تاکا جهت کاشت بذر وارد زمین شد. در این روش تردد ماشین‌آلات جهت آماده‌سازی و کاشت بذر دو بار بود.

ج) بی‌خاکورزی: در روش بی‌خاک‌ورزی هیچ نوع عملیات خاک‌ورزی صورت نمی­پذیرد و تنها ماشین کاشت، کود و بذر را باحداقل بهمخوردگی در خاک قرار می‌دهد. همچنین در این روش بقایای گیاهی در سطح خاک (روی خاک) رها میشوند. در آزمایش حاضر در این نوع خاک‌ورزی عملیات کاشت بذر صرفاً با استفاده از خطی‌کار بدون خاک‌ورزی شیلان (Shilan 2500) و بدون اینکه خاک شخم بخورد، انجام شد. در این روش تردد ماشین‌آلات جهت کاشت بذر یک‌بار بود.

جهت کشت ارقام جو، بذور ابتدا از نظر درصد خلوص و قوه نامیه مورد آزمایش قرار گرفتند و بر اساس آزمون جوانه‌زنی از درصد خلوص 98 و قوه نامیه 96 درصد برخوردار بودند. پس از آماده‌سازی زمین، کشت ارقام جو در 27 آبان‌ماه انجام شد. برای بهدست آمدن تراکم 350، 450 و 550 بوته در متر مربع، بر اساس وزن هزار دانه بهترتیب میزان 138، 176، و 214 کیلوگرم در هکتار بذر رقم بهمن و 150، 191، و 232 کیلوگرم در هکتار بذر رقم نیک و نصرت کاشته شد. بلافاصله پس از کاشت، کرت‌های آزمایش به‌صورت یکنواخت با روش تحت‌ فشار (بارانی) آبیاری شدند. به‌منظور جلوگیری از وقوع تنش خشکی بر گیاهان و ایجاد شرایط پتانسیل برای رشد، در طی دورۀ رشد پنج بار مزارع آبیاری شد. علف‌های ‌هرز مزرعه نیز به‌صورت دستی وجین شد. مزارع مورد مطالعه عاری از هرگونه آفات و بیماری بودند؛ لذا هیچ کنترلی انجام نشد.

به‌منظور اندازه‌گیری عملکرد و اجزاء عملکرد از چهار ردیف وسط هر کرت پس از حذف اثر حاشیه‌ای (50 سانتی‌متر ابتدایی و انتهایی هر واحد آزمایشی)، در اواخر خردادماه یک متر مربع برداشت شد و پس از شمارش تعداد سنبله در متر مربع، 10 بوته کامل از هر کرت نیز به‌طور تصادفی جهت اندازه‌گیری صفات ارتفاع بوته (تا انتهای سنبله)، تعداد پنجه بارور، طول سنبله، تعداد دانه در سنبله و وزن 1000 دانه انتخاب شد. طول سنبله از انتهای دمگل تا انتهای سنبله‌هایی که در امتداد سنبله قرار داشتند، اندازه‌گیری شد. برای اندازه‌گیری عملکردهای زیستی و دانه، نیز اندام‌های مورد هدف به مدت 48 ساعت در آون با دمای 75 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد و درنهایت با ترازوهای دیجیتالی دقیق توزین شدند. شاخص برداشت ارقام نیز با استفاده از رابطه 1 محاسبه شد.

رابطه 1-

100 × (عملکرد زیستتوده (کیلوگرم در هکتار/عملکرد دانه (کیلوگرم در هکتار) = شاخص برداشت

بعد از جمع‌آوری داده‌ها و ثبت در اکسل (Excel)، تمامی تجزیه‌های آماری صورتگرفته در تحقیق حاضر با استفاده از نرم‌افزار آماری SAS (SAS Institute, 2008) نسخه 9.4 صورت گرفت. بدین منظور و با توجه به نیاز از رویه‌های GLM، MEANS و CORR استفاده شد. قبل از تجزیه واریانس، از نرمالبودن توزیع خطای آزمایشی در هر یک از تیمارها و یکنواختبودن آن در بلوک‌های آزمایشی اطمینان حاصل شد و سپس عملیات تجزیه واریانس و مقایسه میانگین داده‌ها، بر اساس آزمون چنددامنه‌ای دانکن در سطح یک درصد صورت گرفت.

3. نتایج پژوهش و بحث

1-3. عملکرد دانه

نتایج نشان داد که فقط اثر اصلی رقم و متقابل خاک‌ورزی × رقم بر عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 3). ارقام مورد بررسی جو در سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی عملکرد دانه متفاوتی داشتند؛ به‌طوری‌که رقم نیک در سامانه‌های خاک‌ورزی مرسوم (9765 کیلوگرم در هکتار) و بی‌خاکورزی (9030 کیلوگرم در هکتار) و رقم بهمن در سامانه خاک‌ورزی کاهشی (8574 کیلوگرم در هکتار) از بیشترین عملکرد دانه برخوردار بودند (شکل 1). رقم نصرت در سامانه بی‌خاکورزی (6366 کیلوگرم در هکتار) نیز کمترین عملکرد دانه را داشت. محققین گزارش کردند که وضعیت تخلخل و ویژگی‌های مؤثر بر انتقال آب در خاک در سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی به‌دلیل تأثیر در رشد ریشه گیاه و جذب آب و عناصر غذایی می‌تواند از علل کاهش عملکرد دانه در سال‌های ابتدایی استفاده از سامانه‌های خاک‌ورزی حفاظتی باشد (Cai et al., 2014). گزارش‌ها نشان داد که رشد ریشه گیاهان تحت تأثیر سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی که خاک در آن‌ها شرایط فیزیکی متفاوتی دارند قرار می‌گیرند؛ به‌طوری‌که در خاک‌ورزی حفاظتی موجودات زنده موجب ایجاد خلل و فرج پیوسته در خاک شده که برخی از ارقام غلات در این شرایط می‌توانند بهتر از سایر ارقام از وضعیت موجود بهره‌برداری کنند (McKenzie et al., 2009) و یا فشردگی خاک می‌تواند باعث ایجاد مقاومت مکانیکی در برابر ریشه‌دهی و رشد و نمو ریشه در بعضی از ارقام غلات شود (Atkinson et al., 2007). محققین گزارش کردند که عملکرد دانه جو در سامانه خاک‌ورزی مرسوم بهترتیب 29 و 17 درصد بیشتر از کم‌خاکورزی و بی‌خاکورزی بود (Malecka et al., 2012). 

2-3. عملکرد زیستتوده

فقط اثر اصلی رقم و تراکم در سطح احتمال یک درصد و اثر متقابل خاک‌ورزی × رقم بر عملکرد زیستی ارقام جو در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار بود (جدول 3). عملکرد زیستتوده رابطه مستقیمی با تراکم کاشت داشته و با افزایش تراکم عملکرد زیستتوده افزایش یافت (شکل 1). بیشترین عملکرد زیستتوده جو در تراکم 470 بوته در متر مربع، 17404 کیلوگرم در هکتار و کمترین در تراکم 320 بوته در متر مربع، 15905 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد (شکل 1). همانند عملکرد دانه، رقم نیک در سامانه‌ خاک‌ورزی مرسوم (18636 کیلوگرم در هکتار) و رقم بهمن در سامانه خاکورزی کاهشی (18608 کیلوگرم در هکتار) از عملکرد زیستی بیشتری نسبت به سایر ارقام برخوردار بود (شکل 1). در سامانه‌های بی‌خاکورزی و کم‌خاکورزی نیز رقم نصرت عملکردهای دانه و زیستتوده کمتری را داشت. به‌طور کلی نتایج نشان داد که عملکرد زیستتوده ارقام در سامانه خاک‌ورزی مرسوم (17378 کیلوگرم در هکتار)، 0/11 درصد بیشتر از بی‌خاکورزی (15460 کیلوگرم در هکتار) و 3/1 درصد بیشتر از کمخاک‌ورزی (17145 کیلوگرم در هکتار) بود (شکل 1). عملکرد زیستتوده ارقام نیز در سامانه بی‌خاکورزی 8/10 درصد کمتر از کم‌خاکورزی بود. محققین گزارش کردند که سامانه‌های مختلف خاک‌ورزی بر ماده خشک تولیدی و به ‌تبع آن عملکرد دانه تأثیر مستقیمی دارند، لذا تفاوت در میزان زیست‌توده می‌تواند منجر به تغییر در عملکرد محصول شود (Kumudini et al., 2008). 

مطالعات نشان داد که در سال اول کشت حفاظتی، تخلخل کم و چگالی بالا در لایه اولیه خاک موجب سفت و غیر قابل نفوذ شدن خاک و نامناسبشدن شرایط برای رشد ریشه گیاه می‌شود. اثر فشردگی لایه زیرین خاک بر رشد ریشه ممکن است مستقیماً تحت تأثیر مقاومت مکانیکی خاک و یا به‌صورت غیر مستقیم متاًثر از مقدار اکسیژن خاک و قابلیت دسترسی عناصر غذایی و وضعیت آب خاک باشد (Wiese, 2013; Keshavarzpour, 2013).

3-3. شاخص برداشت

نتایج نشان داد که فقط اثرهای اصلی رقم و تراکم کاشت بر شاخص برداشت بهترتیب در سطح احتمال پنج و یک درصد معنی‌دار بود (جدول 3). در بین ارقام رقم نیک با 5/51 درصد بیشترین و رقم بهمن با 1/46 درصد کمترین شاخص برداشت را داشت (شکل 2). در تراکم‌‌های 320 و 400 بوته در متر مربع جو اختلاف معنی‌داری از لحاظ شاخص برداشت مشاهده نشد و با افزایش تراکم از 400 تا 470 بوته در متر مربع، شاخص برداشت از 7/50 به 3/46 درصد کاهش یافت (شکل 2). از دلایل این امر می‌توان به ﺗﻔﺎوت اﻟﮕﻮی ﺗﻮزﯾﻊ ﻣﻮاد ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰی بین اندام‌های روﯾﺸﯽ و زاﯾﺸﯽ و عملکرد زیستتوده بالای ارقام در تراکم‌های بالا اشاره نمود (شکل 1). محققین گزارش کردند که با افزایش تراکم تا حد مطلوب، بر میزان شاخص برداشت افزوده می‌شود و با افزایش تراکم از حد مطلوب به‌دلیل تشدید رقابت بین و درونبوته‌ای مواد فتوسنتزی بیش‌تر به اندام‌های هوایی تخصیص داده شده که همین امر منجر به کاهش عملکرد دانه نسبت به اندام‌های هوایی و درنهایت شاخص برداشت شد (Farnia et al., 2015; 

Yadav & Dhanai, 2017).

جدول 3. تجزیه واریانس اثر خاک‌ورزی، رقم و تراکم کاشت بر صفات عملکر