مجله پژوهشهاي زراعي ايران، جلد 7، شماره 1، سال 1388
تاثير سطوح مختلف كود نيتروژن دار بر عملكرد و اجزاي عملكرد دانه گندم
در شرايط آبي و ديم (Triticum aestivum)
يحيي امام، سميه سليمي كوچي، آوات شكوفا1
چكيده
بخش زيادي از اراضي زير كشت كشور ما در مناطق خشك و نيمه خشك قرارگرفته است. در اين اراضي كمبود منابع آب و خشكي محـيط، عملكرد گندم را به شدت كاهش مي دهد. نيتروژن بعنوان عنصري كليدي در تغذيه گياهان نقش بسزايي در افزايش عملكـرد كمـي و كيفـي گياهان زراعي دارد و همچنين به افزايش توان گياه براي مقابله با شرايط دشوار محيطي كمك زيادي مي كند. به منظور بررسي تاثير تعـديل كنندگي نيتروژن بر عملكرد دانه در شرايط تنش خشكي، پژوهشي مزرعهاي در سـال زراعـ ي84 -1383 در ايسـتگاه پـژوه شهـاي زراعـي دانشكده كشاورزي دانشگاه شيراز طراحي و اجرا شد. آزمايش به صورت فاكتوريل در طرح پايه بلوكهاي كامـل تصـادفي و بـا سـه تكـرار انجام شد. تيمارهاي مورد مطالعه ، شامل چهار سطح نيتروژن ( 0 ،100،50و 150 كيلوگرم نيتروژن خالص در هكتار از منبع اوره)، پـنج رقـم گندم زمستانه: اكوا، بزوستايا، قدس، رحيم و 12 بودند كه در دو قطعه آبياري معمول و بدون آبياري (ديم) پياده شدند. نتايج نشان داد كـه بـا افزايش مقدار نيتروژن، افزايش معنيداري در شاخص سطح برگ و دوام سطح برگ در شرايط تنش خشكي به دست آمد. سطح برگ بيشـتر همراه با دوام بيشتر در سطوح بالاتر نيتروژن (نسبت به شاهد)، باعث افزايش معني دارعملكرد دانه گرديد. تيمار تنش خشكي موجب كاهش ارتفاع بوتهها و افت ميزان تجمع ماده خشك كل گرديد. در هر دو شرايط رطوبتي، با افزايش مقـدار نيتـروژن، توليـد مـاده خشـك افـزايش يافت و در شرايط تنش خشكي به بهبود اثرهاي مخرب تنش منجر شد. تنش خشكي با كاهش چشـمگير ميـانگين عملكـرد دانـه و اجـزاي
عمكرد هم همراه بود. در اين پژوهش عملكرد دانه ژنوتيپ هاي قدس و 12، با داشتن اجزاي عملكرد مطلوب، بيشترين و عملكرد دانـه رقـم
اكوا كمترين بود. به نظر مي رسد رقم اكوا رقمي حساس به تنش خشكي باشد. با افزايش سطوح نيتـروژ ن، غلظـت نيتـروژن دانـه در هـر دو
شرايط رطوبتي افزايش يافت. در بين ژنوتيپهاي مورد بررسي، تفاوت اندكي از لحاظ غلظت نيتروژن دانه مشاهده شد. به نظر مي رسد تنش
خشكي تاثير معنيداري برجذب نيتروژن نداشته باشد، هر چند ميانگين غلظت نيتروژن دانه ها در شرايط تنش خشـكي كمتـر از شـاهد بـو د. پژوهش هاي تكميلي بعدي در خصوص حساسيت رقم اكوا به تنش خشكي و امكان استفاده از نيتروژن بـراي تعـديل اثـرات تـنش خشـكي قابل توصيه است.
واژ ههاي كليدي: گندم نان ، نيتروژن ، تنش خشكي، ژنوثيپ، عملكرد و اجزاء عملكرد دانه .
مقدمه غلات تامين م يشود 1(). گندم از نظـر ميـزان توليـد و سـطح
غلات مهمتـرين گياهـان زراعـي و حايـل بـين بشـريت و زير كشت جهاني نسبت به ديگر غلات دانه اي رتبه ي اول را
گرســنگي بــه شــما ر مــي آينــد 1(). غــلات تــامين كننــد ه دارا م يباشـد (02). متوسـط نـزولات آسـماني بخـش عمـده 07 درصــد غــذاي مــردم كــره زمــي ن مــي باشــند. گنــدم اراضي ايران، كه در مناطق خشك و نيمه خشك واقـع شـد ه Triticum aestivum, L.)) و بــرنج رويهــم رفتــه تقريبــا 60 اسـت، كمتـر از 250 ميليمتـر در سـال مـ يباشـد. ايـن ميـزان
درصد انرژي مورد نياز بشر را تامين م يكننـ د. بـه طـور كلـي نـزولات از نظـر پـراكنش زمـاني نيـز تناسـبي بـا الگـوي نيـاز بيش از سه چهارم انرژي و نيمي از پروتئين مورد نيـاز بشـر از غلات به آب ندارد (6)، پاسخ گياهـان بـه تـنش خشـكي نيـز
1- به ترتيب عضو هيات علمي، دانشجوي سابق كارشناسي ارشد و دانشجوي دكتري دانشكده كشاورزي، دانشگاه شيراز.
كود نيتروژن دار بر عملكرد و اجزاي عملكرد ...
پيچيده بوده و با ساير عوامل مانند دما و جذب عناصر غذايي بــرهمكنش دارد. بعــلاوه، وقــوع تــنش خشــكي در شــرايط
مزرعه بـه صـورت تـدريجي و فزاينـده صـور ت مـ يگيـرد و
گياهان استراتژي هـاي مختلفـي بـراي انطبـاق خـود بـه تـنش خشكي نشان مي دهند (8 و 12).
مجموعــه اي از صــفات فنولوژيــك، مورفولوژيــك و فيزيولوژيـك در ميـزان تحمـل بـه تـنش خشـكي در گنـدم دخالت داشته كه در رابطه با زمان وقوع، مـدت زمـان (دوام) تـنش، فراوانـي وقـوع خشـكي و ويژگـي هـاي خـاك مـورد شناسايي و ارزشيابي قرار مي گيرند (1، 3، 5 و 23).
كاربرد كودهـاي نيتـروژن در افـزاي ش عملكـرد و نيـز در افزايش ميزان پروتئين دانـه تـاثير دار د. البتـه مصـرف بـيش از حد نيتروژن موجب تحريك رشد رويشي بيش از حـد گيـاه، نازك و دراز شـدن سـاقه و در نتيجـه، خوابيـدگي بوتـ ههـا و همچنين، مصـرف بـيش از حـد آب مـ يشـو د. ممكـن اسـت زيادي نيتروژن خاك در صورتي كـه مقـدار و سـ اير عناصـر غـذايي كـم باشـد، دوره رشـد گيـاه را طـولان يتـر كـرده و رسيدن محصول را به تاخير اندازد (92).
از آنجا كه قابليت در دسترس بودن نيتروژن در خـاك و جذب مواد پرورده بر رشد و عملكـرد گياهـان زراعـي تـاثير بارزي دارد ،پژوهشگران اميدوارند بـا كـاربرد مـواد نيتـروژن دار در شـرايط تـنش هـاي محيطـي بتواننـد افـت عملكـرد را كاهش دهند (22).
حتي هنگامي كه گياهان در محلولهاي غـذايي پـرورش داده ميشوند، ممكن اسـت تـنش اسـمزي جـذب نيتـرات را كاهش( 91) يا افـزايش دهـد 2(و17). كـاربرد كـود نيتـروژن دار به مقدار زياد سـبب افـزايش تـوان جـذب آب از اعمـا ق
بيشـتر خـاك توسـط ريش ـههـاي گنـدم تحـت شـرايط تـنش خشكي گرديده است (71 و22) كه ممكن است بـه افـزايش كارآيي استفاده از آب منجر گردد (4).
مقدار كودهـاي نيتـروژن دار مـورد نيـاز گياهـان زراعـي
جدول 1: ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك محل مورد آزمايش
جهت نيـل بـه عملكردهـاي بهينـه بـه نـوع محصـول، خـاك،
اقليم، شرايط زراعي و سن فيزيولوژيـك گيـاه وابسـته اسـ ت.رشد و عملكرد ارقام مختلف يك گونه زراعي ممكن اسـتنسبت به يك ميزان مشخص نيتروژن واكنش هاي متفـاوتي ازخود بروز دهد 2(). از آنجا كـه قابليـت فراهمـي نيتـروژن درخاك و ظرفيت جذب و تحليل مواد پـرورده از عمـده تـرينعوامل موثر بر رشد و عملكرد گياهان زراعـي اسـت (2 و4).و از طرفي كاربرد كودهاي نيتروژن دار در شرايط تنش هـايمحيطي مختلف م يتوانـد افـت عملكـرد در شـرايط محيطـيدشـوار را كـاهش دهـد(3 و 22)، پـژوهش حاضـر بـا هـدفبررسي تاثير تعديل شوندگي عملكرد دانه پنج رقم گندم نـانتوسط نيتروژن در شرايط تنش خشكي، طراحي و به صـورتمزرعه اي اجرا شده است.
مواد وروش ها
مطالعـه حاضـر بـه صـورت پـژوهش مزرع ـهاي در قطعـهسـيزده ايسـتگاه پـژوهش هـاي زراعـي دانشـكده كشـاورزيدانشگاه شيراز واقع در باجگاه با طول جغرافيايي 25 درجـه و46 دقيقـه شـرقي و عـرض جغرافيـايي 92 درجـه و 05 دقيقـهشمالي و همچنين، ارتفـاع 1810 متـر از سـطح دريـا در سـالزراعي 48-1383 اجرا گرديد.
پس از انجـام عمليـات شـخم و ديسـك اوليـه در مهـر وآبان ماه 1383 ،از خـاك مزرعـه بـا بافـت رسـي شـني و نـامعلمـي Fine mixed, Mesic typic calcixerpets بـراي تعيـينويژگي هاي فيزيكي و شيميايي نمونهگيري به عمل آمد. ايننمونه ها( چهار نمونـ ه) از عمـق 03-0 سـانتيمتري خـاك و ازتمامي نقاط مزرعه گرفته شد و نتا يج در جدول 1 نشـان دادهشده است.
مجموع بارندگي سالانه فصل رشد، معادل 582 ميليمتر وميانگين بلند مدت (03 سـال ه) بارنـدگي منطقـه، برابـ ر 8/418
بود. متوسط درجه حرارت سـا لانه فصـل رشـد 33/41 درجـهسانتيگراد و ميانگين بلند مـدت درجـه حـرارت سـالان ه5/13
درجــه ســانتيگراد بــو د. اطلاعــات هواشناســي منطقــه شــامل حداقل، ميـانگين و حـداكثر دمـاي روزانـه و ميـانگين بـارش ماهانه تمام طول فصل رشد در جدول هـاي 2 و3 نشـان داده شده است. حداكثر ميزان بارندگي در مـاه آذر و حـداقل آن در ماه هاي مهر، آبان، فروردين، خرداد، تير (بدون بارندگي) بوده است.
ايـن پـژوهش در قالـب دو آزمـايش مجـز ا بـه صـورت آزمايش هاي فاكتوريل در پايه بلوك كامل تصادفي و با سـه تكرار طراحي و اجرا شد. در آزمـايش اول تيمارهـا در بسـتر آبيــاري مطلــوب و در آزمــايش دوم تيمارهــا در بســتر ديــم اعمال شدند.
تيمارهاي مورد مطالعه در ايـن آزمـايش شـامل پـنج رقـم گندم، اكوا، بزوستايا، قدس، رحـيم، و 12 و مقـادير مختلـف كــود نيتــروژن 0(و 05 و 100 و 150 كيلــوگرم نيتــروژن در هكتار) و سطوح آبياري (آبياري مطلوب و ديم) بودند.
ابعاد كرتهـا ي آزمايشـي 3×4 متـر بـو د. فاصـله بـين دو كــرت مجــاور بــراي اطمينــان از عـدم نشــت آب آبيــاري و تداخل سطوح كـود نيتـروژن بـه كـار رفتـه، 120 سـانتيمتر و
جدول2 : حداكثر، حداقل و ميانگين دماي ماهيانه براي سال زراعي (48-1383) و مقايسه آن با ميانگين 03 ساله منطقه بر حسب درجه
سانتيگراد
جدول3 : متوسط ماهانه بارش در ماه هاي مختلف سال زراعي (84-1383) و مقايسه آن با ميانگين 30 ساله منطقه
مجله پژوهشهاي زراعي ايران، جلد 7، شماره 1، سال 1388
فاصله بين دو بلوك مجـاور 150 سـانتيمتر بـود كـه در قطعـهآبياري اين فاصله جهت حفر جوي، بـراي سـهولت در انجـامعمليات آبياري منظور گرديد.
هر كرت شامل 51 خط كشـت بـا فاصـله 02 سـانتيمتر ازيكديگر و طول 4 متر بود. فاصله بين دو قطعه آزمايش 5 متـربود كه به صورت نكاشت باقي گذاشـته شـ د. تـراكم كاشـتبذر معادل 250 بوته در مترمربع بود كه با در نظر گرفتن وزنهزار دانه و درصد جوانه زني مقدار بـذر مصـرفي تعيـين و درعمق 5 سانتيمتري با فاصله روي رديف 2 سـانتيمتر بـا دسـتكشت شدند. بذرها قبل از كاشت با قارچ كـش كربوكسـي ن-تيرام (ويتاواكس) عليه بيماري سياهك پنهان و آشكار گنـدمضدعفوني شدند.
كاشت در تاريخ هاي 72 و 82 آبان مـاه صـورت گرفـتكه همزمان با اولين بارندگي ها در فصل زراعي بـو د. در ايـنآزمايش ،كود نيتروژن از منبع اوره تامين گرديـد و در قطعـهآبياري شامل چهـار سـطح صـفر، 05، 100 و 150 كيلـوگرمنيتروژن در هكتار و در قطعه ديم شامل سه سطح صـفر، 05 و100 كيلوگرم نيتروژن در هكتـار بـو د. مقـادير كـود مصـرفيطي دو مرحله، نيمي در زمـا ن كاشـت و نـيم ديگـر در زمـانپنجه زني، مصـرف گرديـ د. بـر اسـاس نتـايج آزمـون خـاك،نيازي به افزودن كودهـاي پتـاس و فسـفر نبـو د. مراقبـ تهـايزراعي به صورت يكنواخت براي همه كـر تهـاي آزمايشـيدر طول فصل رشد انجام گرفت. با علفهاي هرز پهن برگو باريك برگ از طريق وجين دسـتي در م رحلـه 4-2 برگـيبوته هاي گندم مبارزه شـ د. هـيچ نـوع آفـت و يـا بيمـاري درطول مدت آزمايش مشاهده نگرديد.
در قطعه آبياري، ميزان آب مورد نياز گيـاه و زمـان آن ازطريق اندازهگيري مكرر رطوبت خاك به روش وزني تعيـينو بـا شـيوه آبيـاري نشـتي در دسـترس گيـاه قـرار گرفـ ت. بـهمنظور اندازه گيري مقدار آب مصرفي در هـر نوبـت آبيـاري،قبل از آبياري نسبت بـه تعيـين رطوبـت خـاك از عمـ قهـاي30-0 و 06-03 سانتيمتري به روش وزني اقدام گرديد.
براي محاسبه عمق آب مورد نياز از معادلـه زيـر اسـتفادهگرديد:
(Fc −θm )×Pb×D
dn =
100
كود نيتروژن دار بر عملكرد و اجزاي عملكرد ...
جدول 4: ظرفيت مزرعهاي و نقطه پژمردگي عمق هاي مختلف خاك مزرعه
كه در آن:
dn : ارتفـاع آب مـورد نيـاز بـراي رسـاندن عمـق خـاك
مورد نظر به حد ظرفيت مزرعهاي بر حسب سانتيمتر Fc: حد ظرفيت مزرعه اي در خاك محل مورد آزمايش بر حسب درصد وزني
θm : رطوبت وزنـي خـاك كـه بـه صـورت تفاضـل وزن نمونه هـاي مرطـوب و نمون ـه هـاي خشـك شـده در آون (بـه
مدت 42 ساعت در حرارت 110 درجـه سـانتيگرا د) محاسـبه مي گردد.
D: ارتفاع يا عمـق نمونـ هبـرداري از خـاك كـه در ايـن آزمايش به صورت دو نمونهبرداري 03 سانتيمتري بود.
Pb: جـرم مخصـوص ظـاهري خـاك بـر حسـب 3-gcm است. مقادير Pb با توجه به آزمـاي شهـاي قبلـي در باجگـاه 3 -gcm 4/1 در نظر گرفته شد.
مقــادير ظرفيــت مزرعــ هاي (Fc ) در منطقــه باجگــاه در عمق هاي مختلف خاك به شرح زير بود:
بعــد از محاســبه آب مــورد نيــاز بــراي آبيــاري، مزرعــه آزمايشـي بـا سـيفون آبيـاري مـ يشـد. ميـزان آب آبيـاري از فرمول زير محاسبه گرديد :
1 Q= 0.65×10−3 ×A×(2gh)2
كه در آن:
Q: دبي بر حسب ليتر بر ثانيه A: سطح مقطع سيفون بر حسب سانتيمتر g: شتاب جاذبه اي زمين برابربا 981 سانتيمتر بر مجذور ثانيه h: اخـتلاف ارتفـاع بـين سـطح آب در نهـر اصـلي و كـف كرت بر حسب سانتيمتر
قبــل از شــروع مرحلــه پنجــ هزنــي در وســط هــر كــرت آزمايشي، محلي كه در آن بوته هـا كـاملاكـاملاً يكنواخـت بودنـد، به عنوان ناحيه برداشت نهايي1 به ابعاد 1×1 متـ ر بـا مـي خهـاي
3. Grain protein concentration 4. Kjeldahl method
فلزي و طناب كشي مشخص گرديد. تعيين عملكـرد نهـايي و اجزاي عملكرد از اين محل انجام شد.
درطول فصـل رشـد برخـي ويژگـ يهـاي مرفولوژيـك از جملـه: شـاخص سـطح بـرگ ، ارتفـاع بوتـه، وزن تـر و وزن خشك بوته ها تعيين گرديدند .در برداشت نهايي كـر تهـاي آزمايشي، ارتفاع نهايي بوته ها، طـول سـنبل ه، تعـدا د سـنبل ه در واحد سـط ح، عملكـرد دانـه، عملكـرد بيولوژيـك ، شـاخص برداشت و غلظت نيتروژن دانـه (GNC) 2 تعيـين شـ د. غلظـت نيتروژن در دانه به وسيله روش كجلـدال 3 انـداز هگيـري شـ د. غلظت پروتئين دانـه (GPC)4 از رابطـ ة: 6.2×GPC =GNC بدست آمد.
داده هاي به دست آمده با استفاده از نرم افزارهاي آمـاري SAS و MSTATC بـه طـور جداگانـه مـورد تجزيـه وتحليـل آماري قرار گرفتند و ميـانگين هـا بـا اسـتفاده از آزمـون چنـد دامنه اي دانكن مقايسه شدند.
نتايج وبحث
ارتفاع بوته
بررسـي نتـايج پـژوهش حاضـر نشـان داد كـه بـا افـزايش مقدار نيتروژن مصرفي، ارتفاع بوتـه هـا افـزايش يافـت و ايـن افزايش ارتفاع در تمـامي مراحـل انـداز هگيـري مشـهود بـو د. تاثير سطوح نيتروژن بر ارتفاع بوته در مراحل مختلف رشد و همچنين، ارتفاع نهايي بوتـه هـا در شـرايط آبيـاري و ديـم در جدول هاي 5 و 6 نشان داده شده است.
جدول 5: ارتفاع نهايي بوته در سطوح نيتروژن در شرايط آبياري و ديم
ميانگين هاي داراي حروف مشترك در هر ستون اختلاف آماري معني داري در سطح احتمال 5 درصد بر مبناي آزمون دانكن ندارند.
1. Final harvest area 2. Grain nitrogen concentration
مجله پژوهشهاي زراعي ايران، جلد 7، شماره 1، سال 1388
جدول 6: ارتفاع بوته ها تحت تاثير سطوح نيتروژن در شرايط آبياري و ديم در طول مدت آزمايش
ميانگين هاي داراي حروف مشترك در هر ستون اختلاف آماري معني داري در سطح احتمال 5 درصد بر مبناي آزمون دانكن ندارنـ د.تـاري خهـاي نمونه برداري: 1S (51 اسفند)، 2S (4 ارديبهشت)، 3S (01 ارديبهشت)، 4S (62 ارديبهشت) و 5S (71 خرداد)
در تيمار آبياري، در اوايل فصل رشد (نمونه بـرداري او ل) (100 كيلوگرم نيتروژن در هكتار) كمتر از ساير تيمارها بـودتفـاوت معنـي داري در ارتفـاع بوت ـههـا بـين سـطوح نيتـروژن (جدول 5).
مشاهده نشد، ولي در نمونهبرداري هاي بعدي تا انتهاي فصـل بيشـترين ارتفـاع نهـايي بوتـه در هـر دو شـرايط رطـوبتيرشد، بيشترين ارتفـاع مربـوط بـه تيمـار 3N و 4N (بـه ترتيـب مربوط به رقم اكوا بود. بررسي روند تغييـر ارتفـاع ايـن رقـم100و 150 كيلـوگرم نيتـروژن در هكتـار) و كمتـرين ارتفـاع در طول فصل رشد در ش ـرايط آبيـاري و ديـم، حـاكي از آنمربوط به تيمار شاهد (1(N بود (جدول 6). بين تيمارهـاي 3N است كه در مراحل ابتدايي فصل رشد گرچه تفـاوت ارتفـاعو 4N در شرايط آبياري مطلوب تفاوت معنيداري در ارتفـاع اين رقم با ساير ارقام معنيدار نبود، ليكن، با نزديك شدن بـهبوته ها ديده نشد. در قطعـه ديـم، در تمـامي نمونـ هبـردار يهـا زمان گلدهي تفاوت ارتفاع اين رقـم بـا سـاير ارقـام معنـ يدارتفاوت ارتفاع بوته ها براثر كاربرد نيتروژن معنـ يدارگرديـد و گرديـد. مقايسـه ي ارتفـاع نهـايي بوت ـههـا در ارقـام مختلـفبيشترين ارتفاع بوته از تيمار 3N (100 كيلـوگرم نيتـروژن در حـاكي از ازديـاد ارتفـاع رقـم آكـوا نسـبت بـه سـاير ارقـامهكتار) و كمتـرين ارتفـاع از تيمـار شـاهد (1(N بدسـت آمـد مي باشد. بعلاوه، ميانگين ارتفاع رقم اكوا در شـرايط آبيـاري
(جدول 6). مطلوب 07/48 سـانتيمتر و در شـرايط ديـم، 61/26 سـانتيمترمطالعه حاضر همچنين نشان داد كه افزودن كود نيتـروژن بود كه طي بررسيهاي صورت گرفته در سـال قبـل (توسـطدار سبب ميگردد كه ميزان رشد رويشي (ارتفاع) در شرايط همين پژوهشگران) رقم اكـوا رقـم حسـاس بـه شـرايط تـنشديـم نسـبت بـه حالـت آبيـاري مطلـوب كمتـر كـاهش يابـد رطوبتي معرفي شده بود. ايـن رقـم بـا توليـد پوشـش گيـاهي(جدول 5)، بـه گونـ هاي كـه د رصـد كـاهش ارتفـاع بوتـه در زيادتر و مصـرف بيشـتر آب، مقاومـت كمتـري را در مقابـلقطعـــه ديـــم نســـبت بـــه آبيـــاري مطلـــوب در تيمـــار 3N شرايط نامساعد محيطي از جمله تنش رطـوبتي از خـود بـروز
جدول 7: ارتفاع بوته ژنوتيپ هاي مختلف گندم در شرايط آبياري و ديم
ميانگين هاي داراي حروف مشترك در هر ستون اختلاف آماري معني داري در سطح احتمال 5 درصد بر مبناي آزمون دانكن ندارند. تاريخ هاي نمونه بـردار ي:
1S (51 اسفند)، 2S (4 ارديبهشت)، 3S (01 ارديبهشت)، 4S (62 ارديبهشت) و 5S (71 خرداد)
كود نيتروژن دار بر عملكرد و اجزاي عملكرد ...
داد (جدول 7). كمترين ارتفاع بوته در هر دو شرايط آبيـاري و ديم در رقم 21 مشاهده گرديـد (جـدول 7). بررسـي رونـد تغيير ارتفاع اين رقم در طول فصل رشد در شرايط آبيـاري و ديم، حـاكي ازآن بـود كـه در مراحـل ابتـدايي فصـل رشـد، تفاوت ارتفاع اين رقم بـا سـاير ارقـام معنـ يدار نبـوده اسـت، ليكن، از نمونه برداري دوم (مرحله رشـد طويـل شـدن سـاقه، مطــابق بــا مرحلــة 23 كــد زيــداكس و همكــاران (03)) تــا گلدهي تفاوت ارتفاع اين رقم با ساير ارقام معنـ يدار گرديـ د( جدول 7). نتايج اغلب پژوهش ها نشان داده اسـت كـه تـنش خشكي قبل از گلدهي گنـدم باعـث كـاهش ارتفـاع بوتـه هـا مي گردد (4، 61 و 32).
شاخص سطح برگ
تفاوت شاخص سطح برگ بين ژنوتيپهـاي مختلـف در شـرايط آبيـاري مطلـوب تـا قبـل از مرحلـه گـ لشـكفتگي11 معني دار نبود، ولي از اين مرحله بـه بعـد تـا زمـان رسـيدگي، تفاوت معني دار در بين ارقام مختلف مشاهده شد.
رونــد تغييــرات شــاخص ســطح بــرگ بــراي تمــامي ژنوتيپ ها در طول فصل رشد كم و بيش مشابه بـود، بنحـوي كه ابتدا روند افزايشـي داشـت و در زمـان گـل شـكفتگي بـه حداكثر ميزان خود رسيد و سپس رونـد كاهشـي را تـا زمـان رسيدگي فيزيولوژيك دنبال كـرد (شـكل 1). رونـد مشـابهي در ژنوتيپهاي كاشته شده در شـرايط ديـم مشـاهده گرديـد(شكل 2). مطابق نتايج كربي و همكـاران (41) سـطح بـرگدر بوته هاي جو زماني به حداكثر رس ـيد كـه بـرگ پـرچم بـهحد رشد نهايي خود رسيده بود (پيـدايش زبانـ ك11 مطـابق بـامرحله ي 93 كد زيداكس و همكاران (03)).
رايو و همكاران (62) نيز دريافتند كه شـرايط ديـم سـبب
كاهش شاخص سطح برگ گنـدم نسـبت بـه حالـت آبيـاريمطلوب مي گردد. شاخص سطح برگ بوته هاي رشد يافته در
شرايط ديم تـا مرحلـه پنجـ هزنـي بـا بوتـه هـاي رشـد يافتـه در
شرايط آبياري مطلوب مشابه بود (جـدول 8). تـنش ناشـي ازكمبود رطوبت قبل و بعـد از گلـدهي اثرهـاي متفـاوتي را بـرسطح برگ مي گذارد (3 و4 ). تنش خشكي پيش از گلـدهياز راه كاهش اندازه سلولها، گسترش برگ را محدود كرده
شكل 1: شاخص سطح برگ ژنوتيپها در شرايط آبياري
( نشاندهنده زمان گل شكفتگي است)
شكل 2: شاخص سطح برگ ژنوتيپها در شرايط ديم
( نشاندهنده زمان گل شكفتگي است)
و ممكن است تغيير در شكل برگ را هم ايجاد كند 2(). اين
موضوع باعث دريافت كمتر نور توسط بوته ها م يگـرد د(22،31). در حـالي كـه تـنش رطـوبتي بعـد از گلـدهي از طريـق
تسريع پيري برگ سبب كاهش شاخص سطح برگ مي شـود
(9). پژوهشگران تفاوت بـين ارقـام از لحـاظ شـاخص سـطح
1. Anthesis
برگ، درصد جذب نور فعال فتوسنتزي و تجمع ماده خشك در گندم (52)، جو (81) و تريتيكالـه (21) را گـزارش كـردهاند. در بين ژنوتيپ هاي مـورد مطالعـه در ايـن پـژوهش، ايـنتفاوت معنيدار در مقدار سطح برگ در نمونـ هبـرداري سـومسطح برگ (01 ارديبهشت) بيشتر مشهود بود (جـدول 8). ازميــان ارقــام مــورد مطالعــه، رقــم 12 داراي بــالاترين مقــدارميـانگين سـطح بـرگ و ارقـام بزوسـتايا، رحـيم و قـدس درمكان هاي بعدي قـرار داشـتند و در نهايـت، رقـم اكـوا دارايكمتــرين ميــانگين مقــدار ســطح بــرگ بــود (جــدول 8 وشكل 1). در شرايط ديم، هيچ گونـه تفـاوت معنـ يداري بـينارقام از لحاظ سطح برگ در هـيچ يـك از نمونـ هبـردار يهـ امشاهده نشد، هرچند همچنان رقم 12 داراي بـالاترين مقـدارسطح برگ بود (جدول 8 و شكل 2).
افزايش در شاخص سطح برگ با كاهش تبخير از سـطحخاك همراه است (4) و اين امـ ر مـ يتوانـد افـزايش مصـرفآب در اثر افزايش سطح بـرگ را جبـران كنـد (3 و 24). دركشاورزي مناطق خشـك، تغييرهـ اي بـه نسـبت كوچـك درشرايط محيطي ممكن است اثر مهمي در توليـد زيسـ تتـودهداشته باشد (16). بنابراين به نظر مـ يرسـد، افـزايش شـاخصسـطح بـرگ در شـرايط ديـم بتوانـد بـه افـزايش توليـد مـادهخشك و كاهش اثرهاي منفي ناشـي از تـنش رطـوبتي منجـرگردد (3 و4 ).
مجله پژوهشهاي زراعي ايران، جلد 7، شماره 1، سال 1388
جدول 8: شاخص سطح برگ ژنوتيپ هاي گندم در شرايط آبياري و ديم
ميانگين هاي داراي حروف مشترك در هر ستون اختلاف آماري معني داري در سطح احتمال 5 درصد بر مبناي آزمون دانكن ندارند.
4…,2,1LAI : شاخص سطح برگ در طول فصل رشد . تاريخ هاي نمونه برداري: (4 ارديبهشت)، (01 ارديبهشت)، (62 ارديبهشت) و( 71 خرداد)
كاربرد نيتـروژن سـبب افـزا يش معنـ يدار شـاخص سـطحبرگ در تمام نمونه برداري هـاي طـول فصـل رشـد در تيمـارآبياري مطلـوب و ديـم گرديـد (جـدول 9). در اواخـر فصـلرشد تمامي برگها زرد شدند، ريشـ كهـا و سـنبل ههـا رنـگسـبز خـود را (كلروفيـل) تـا حـدودي حفـظ كردنـد و ايـنموضوع در سطوح بـالاتر نيتـروژن بيشـتر مشـهود ب ـود .نتـايجنشان داد كه هر چه مقدار كود نيتروژن دار مصـرفي افـزايشيابد، شاخص سطح برگ توليـدي نيـز در هـر نمونـه بـردار يافزايش م ييابد. بيشترين مقدار شاخص سطح برگ در تيمـارآبياري در بالاترين سـطوح كـود نيتـروژن دار مشـاهده شـد،بررسي نتايج آزمايش نشـان داد كـه تفـاوت معنـ يداري بـينسطوح 100 و 150 كيلوگرم نيتروژن خالص در هكتار وجودندارد، هرچند با تيمار 2N (05 كيلـوگرم نيتـروژن خـالص درهكتـــار) و 1N (شـــاهد، بـــدون اســـتفاده از كـــو د) تفـــاوتمعني داري مشاهده شد (جدول 9).
در قطعــه ديــم بيشــترين ميــانگين شــاخص ســطح بــرگمربوط به تيمار 3N (100 كيلوگرم نيتروژن خالص در هكتار)و كمترين آن مربوط بـه تيمـار 1N (شـاه د) بـود (جـدول 9).ميــزان توليــد بــرگ در شــرايط ديــم در حــالتي كــه كــودنيتروژن دار افزوده شده بود، نسبت به تيمار شاهد، حـداقل دوبرابر گرديد (جدول 9). افـزايش در سـرعت رشـد محصـول(CGR)21 كه در اثر كاربرد كود نيتروژن دار حاصل مـ يشـود
(2 و)4 ، از راه افزايش در ميزان سـطح بـرگ يـا افـزايش دركارآيي مصرف نور ايجـاد مـ يگـردد (01 و 71) و بـه دنبـال
آن، كارآيي مصرف آب نيز در نتيجه افـز ايش جـذب تـابشبهبود مي يابد (2، 3 و.)4
واكـنش گياهـان بـه كمبـود نيتـروژن تـا حـدودي شـبيهواكـنش آنهـا بـه كمبـود آب اسـت 3(). در شـرايط كمبـود
نيتروژن رشد ريشه ثابت مي ماند و يا افـزايش مـ ييابـد، ولـيرشـد بـرگ هـا كـم مـي شـود (11و 28). در شـرايط كمبـود1. Ligule 2. Crop growth rate
كود نيتروژن دار بر عملكرد و اجزاي عملكرد ...
جدول 9: شاخص سطح برگ گندم تحت تاثير مقاديرنيتروژن در شرايط آبياري و ديم در طول فصل رشد
ميانگين هاي داراي حروف مشترك در هر ستون اختلاف آماري معنيداري در سطح احتمال 5 درصد بر مبناي آزمون دانكن ندارند.
4…,2,1LAI : شاخص سطح برگ درطول فصل رشد. تاريخ هاي نمون هبرداري:
(4 ارديبهشت)، (01 ارديبهشت)، (62 ارديبهشت) و( 71 خرداد)
نيتروژن ، گياهان ماده پروردة كمتري را به برگهـا و بخـشبيشتري را به ريشه ها اختصاص ميدهند (2، 4، 11 و 82).
وزن خشك كل
نت ـايج حاصـل از ايـن آزمـايش نشـان داد كـ ه بـا افـزايشميزان نيتروژن تجمع زيست توده (ماده خشك كـ ل) افـزايشيافت (جدول10). افزودن نيتروژن سبب افزايش تحمـل گيـاهدر برابـر اثـر كاهنـده تـنش بـر رشـد و تجمـع مـاده خشـكگرديد .در قطعه آبياري مطلوب بيشترين وزن خشك كـ ل ازتيمار 150 كيلوگرم نيتروژن در هكتار و كمترين آن از تيمـا رشاهد بـه دسـت آمـ د. بـه گونـه ي مشـابهي در شـر ايط تـنش
خشكي هم بيشترين وزن خشك كل از تيمـا ر100 كيلـوگرم
نيتروژن در هكتار و كمترين آن از تيمار شاهد به دسـت آمـد(جدول 10). افزودن كـود نيتـروژن دار سـبب افـزايش تـوانمقابلـه گيـاه بـا تـنش رطـوبتي در شـرايط ديـم شـده اسـ ت.لاتري-سوكي و همكـاران (61) نيـز در پـژوهش خـود رويگندم دوروم به اين نتيجه رسيدند كه توليـد مـاده خشـك درشرايط تنش رطـوبتي در صـورت كـاربرد كـود نيتـروژن دارافـزايش مـ ييابـد. كمبـود نيتـروژن، سـبب تحريـك كـاهش
مقدار كلروفيل مي شود (13)، بنابراين، كمبود نيتروژن سـببكاهش شاخص سطح بـرگ و زيسـت تـود ه گنـدم مـي شـو د
جدول 01: مقايسه ميانگين وزن خشك كل گندم در سطوح نيتروژن در رژيم هاي رطوبتي آبياري و ديم
ميانگين هاي داراي حروف مشترك در هر ستون، اختلاف آماري معنيداري در سطح احتمال 5% درصد بر مبناي آزمون دانكن ندارند.
TDW1, 2, 3, 4, 5: وزن خشك كل در مراحل مختلف نمونه برداري: (51 اسفند)، (4 ارديبهشت)، (01 ارديبهشت)، (62 ارديبهشت) و( 71 خرداد)
(31 و 16). برعكس، افـزايش فراهمـي نيتـروژن، بـا افـزايشغلظت كلروفيل و شاخص سطح برگ همراه اسـت كـه ايـنموضوع سبب بهبود جـذب نـور و توليـد زيسـت تـوده بيشـترمي شود (2، 4 و 31). در پژوهش هاي مختلف نشان داده شدهكـه بـا كـاربرد نيتـروژن، مـاده خشـك كـ ل در رژي ـمهـايگوناگون رطوبتي افزايش م ييابد 2(و .)3
عملكرد دانه
ميانگين عملكرد دانـه در شـرايط ديـم نسـبت بـه آبيـاريمطلــوب كــاه ش معنــي دار نشــان داد (جــدول 21). تــنشخشكي در قطعه ديم سبب كاهش عملكرد دانه، در مقايسه با
شرايط مطلوب رطوبتي گرديد. كاهش عملكـرد دانـ ه تحـت
تاثير تنش رطوبتي توسط پژوهشگران متعددي گزارش شـدهاست (2 ،9، 02 و22). در پژوهش حاضـ ر، كـاهش عملكـرددانه در تيمار ديم بـه وي ـژه ،در ژنوتيـ پهـاي قـدس و 12، بـهدليل مقاوم بودن ارقام به تـن ش خشـك ي بـو ده و اي ـن ارقـام بـاداشـتن اجـزاي عملكـرد مطلـوب از قبيـل تعـداد سـنبلك درسنبله، تعداد سنبله در متر مربع، عملكرد بيولوژيك، شـاخصبرداشــت و وزن هــزا ر دانــه، عملكــرد بيشــتري را بــه خــوداختصـاص دادنـد (جـدول 11). رقـم اكـوا بـه علـت داشـتنكمتـرين اجـزاي عملكـرد دانـه و همچنـين، كمتـرين ميـزان
كود نيتروژن دار بر عملكرد و اجزاي عملكرد ...
جدول 13: تاثير سطوح نيتروژن بر درصد پروتئين دانة ژنوتيپ هاي گندم در شرايط آبياري و ديم
ميانگينهاي داراي حروف مشترك بزرگ در هـر سـتون و حـروف مشـترك كوچـك در هـر رديـف، اختلاف آماري معني داري در سطح احتمال5% درصد بر مبناي آزمون دانكن ندارند
منابع
1- امام، ي. زراعت غلات. چاپ سوم. 1386. انتشارات دانشگاه شيراز. 190 صفحه.
2- امام، ي. و م. ج .ثقه الاسلامي. 1384. عملكرد گياهان زراعي، فيزيولوژي و فرآيندها. انتشارات دانشگاه شيراز .593 صفحه. 3- امام، ي و م. زواره. 1384. تحمل خشكي در گياهان عالي (تحليل هاي ژنتيكي، فيزيولوژيكي و زيست شناختي ملكولي). مركز نشر دانشگاهي.
186صفحه. 4- امام و م. نيك نژاد. 1385. مقدمه اي بر فيزيولوژي عملكرد گياهان زراعي. چاپ دوم. شيراز .انتشارات دانشگاه شيراز. 571 صفحه.
5- اهدايي، ب. 1372. »انتخاب براي مقاومت به خشكي در گندم«. مجموعه مقالات كليدي اولين كنگره علوم زراعي و اصلاح نباتات ايران. دانشگاه تهران، دانشكده كشاورزي. صفحه 34.
6 - اهدايي، ب. 1373. »تغييرات ژنتيكي براي ذخيره ساقه و انتقال آن به گندم در گندم بهاره تحت شرايط تنش خشكي انتهايي«.در: مجموعه مقالات كليدي پنجمين كنگره زراعت و اصلاح نباتات ايران، كرج، دانشكده كشاورزي. صفحه181.
7 - مبين يدهكردي، ع. 1382. »اعمال مديريت تامين و تقاضاي آب، راهكارهاي مناسب براي رفع بحران و چالشهاي آب و آينده«. فصلنامه نظام مهندسي كشاورزي. شماره 2، صفحات 06- 45.
8-Austin, R.B., A.A. Ford, and C.L. Morgan. 1989. Genetic variation in photosynthesis. J. Agric. Sci. Camb.112: 287294.
-9Blum, A., S. Ramaiah, E.T., Kansamasu, and G.M. Paulsen. 1990. Wheat recovery from drought stress at the tillering stage of development. Field Crops Res. 24: 67-85.
10-Brown, S.C., J.D.H. Keating, P.J. Gregory, and P.J.M. Cooper. 1987. Effects of fertilizer, variety and location on barley production under rainfed conditions in northern Syria. 1. Root and shoot growth. Field Crops Res. 16: 53-66.
11-Cooper, P.J.M., P.J. Gregory, D. Tully, and H.C. Harris. 1987. Improving water use efficiency of annual crops in the rainfed farming systems of West Asia and North Africa. Exp. Agric. Farming Syst. Ser. -5, 23: 113-158.
-21Czerednik, A., and E. Nalborczyk. 2001. Physiological factor affecting yield formation in the canopy of traditional and new morphotypes of triticale plant. Acta Physiol. Planta. (A.P.P.). 23: 53-68.
-31Johnson, V.A., and P.J. Mattern. 1987. Wheat, rye and triticale. In: R.A. Olsen, and K.J. Frey, (Eds.), Nutritional quality of cereal grains: Genetic and agronomy improvements. Vol. 28, American Society of Agronomy Inc., Madison, WI, U, pp. 133-182.
14-Kirby, E.J.M., M. Appleyard, and G. Fellow. 1982. Effect of sowing date on the temperature response of leaf emergence and leaf size in barley. Plant Cell. Environ. 5: 477-484.
15-Kramer, P.J. 1983. Water Relation of Plant. New York. Academic. Press. pp. 342-415.
16-Latiri-Souki, K., S. Nortcliff, and D.W. Lawlor. 1998. Nitrogen fertilizer can increase dry matter production, grain yield and radiation and water use efficiencies of durum wheat under semi-arid conditions. Europ. J. Agron. 9: 21-34. 17-Lawlor, D.W. 1995. Photosynthesis, productivity and environment. J. Exp. Botany. 46: 1449-1461.
415-421.
كود نيتروژن دار بر عملكرد و اجزاي عملكرد ...
Effect of nitrogen levels on grain yield and yield components of wheat
(Triticum aestivum, L.) under irrigation and rainfed conditions
Y. Emam, S. Salimi Koochi, A. Shekoofa 1
Abstract
Most areas under cultivation in Iran are located in arid and semiarid zones where water resources are
limiting. This affects the grain yield and yield components of cereals. Nitrogen, as a key element in crop nutrition, has an important role in increasing crop yield and quality. It also enhances crop potential against environmental stresses such as drought. In order to study the effect of grain yield alleviation by nitrogen under drought stress conditions, a filed experiment was designed and conducted during 2004-2005 growing season at experimental farm of College of Agriculture Shiraz University. This research carried out in two individual parts (irrigated and rainfed) with factorial experiments and based on randomized complete block design with three replications. Treatments involved four levels of nitrogen (0, 50,100 and 150 kg/h) and five bread wheat cultivars "21" and Ghods genotype as "resistant" cultivars, Rahim with "medium resistance" and Bezostaya and Equa, as "sensitive" cultivars. The results showed that under water stress conditions, nitrogen enhanced, leaf area index and leaf area duration significantly. Increased leaf area and leaf area duration due to high levels of nitrogen, compared to control, resulted in significant increase in grain yield. Total dry matter was decreased by drought stress under rainfed conditions. In both moisture regimes, with increased
nitrogen rate, dry matter production was increased and the negative effects of stress was alleviated. Ghods and 21 genotypes which appeared to have resistance to drought stress, with good yield components attained maximum grain yield and Equa had the minimum grain yield. Small difference between grain nitrogen content of genotypes was observed. Drought stress did not appear to affect nitrogen absorption under water stress conditions, although the mean grain nitrogen content was slightly lower under water stress conditions. Further research is recommended on sensitivity of Equa cultivar to drought stress and the possibility of using N fertilizer as a mean for alleviation of the adverse effects of drought stress on bread wheat yield.
Key words: Wheat (Triticum aestivum), nitrogen, drought stress, genotype, yield and yield components.
1- Contribution from College of Agriculture, Shiraz University.