بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی اثر سطوح مختلف نیتروژن و بقایای گیاهی کلزا بر عملکرد گندم و بهبود برخی خواص فیزیکو شیمیایی خاک در تناوب کلزا- گندم، آزمایشی به مدت چهار سال در قالب طرح آماری کرتهای خرد شده نواری ب درچهار تکرار در ایستگاه تحقیقاتی چهارتخته شهرکرد انجام شد. تیمارها شامل نیتروژن - صفرN1 =، N2 = 25 وN3 = 50 کیلوگرم در هکتار - بهعنوان عامل اصلی و بقایای گیاهی کلزا :M1 - جمعآوری کاه و کلش و خارج کردن از سطح کرتها، :M2 به زیر خاک بردن کاه و کلش موجود با گاو آهن برگرداندار، :M3 مخلوط کردن کاه و کلش موجود توسط دیسک با خاک سطحی و :M4 مخلوط کردن کاه و کلش توسط دیسک با خاک سطحی و سپس به زیر خاک بردن با گاو آهن برگرداندار - بهعنوان عامل فرعی بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر سال روی عملکرد کل و دانه و وزن هزار دانه، اثر نیتروژن روی عملکرد کل، درصد پروتئین، وزن هزار دانه و نیتروژن اندام هوائی اثر مدیریت بقایای گیاهی بر عملکرد کل و دانه، شاخص برداشت و وزن هزار دانه و اثر متقابل نیتروژن در بقایا روی عملکرد دانه و وزن هزار دانه معنی دار بود. بیشترینصفات مورد مطالعه عمدتاً از سال دوم برداشت گندم و تیمارهای N2، M2 و N2M2 بدست آمد. با توجه به نتایج این آزمایش تیمار N2M2 برای این رقم کلزا در منطقه شهرکرد و مناطق با شرایط خاک و اقلیم مشابه توصیه میشود.
مقدمه
بقایای گیاهی منشاء اصلی مواد آلی خاک بوده و مدیریت آنها و عناصر غذایی از جمله راهکارهای زراعی مؤثر در کشاورزی پایدار محسوب میشود. روشهای مدیریتی بقایای گیاهی باتاًثیر مستقیم بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک، در بلند مدت نقش بسزائی در افزایش یا کاهش محصولات زراعی در یک منطقه دارند - Galantini et al., . - 1992 تناوب کشت یکی از سیستمهای مدیریتی برای افزایش بهرهوری از زمین است. زراعت کلزا – گندم یکی از موارد بارز این نوع تناوب میباشد. در این سیستم تناوب مدیریت بقایای گیاهی کلزا از اهمیت زیادی برای محصول دوم دارد. اکثر گزارشات مؤید این است که عملکرد گیاهان با استفاده از برگرداندن بقایای گیاهی در مقایسه با عدم استفاده از آن، افزایش یافته است - توشیح، 1380؛ کشاورزنژاد قادیکلایی و همکاران،392؛ Schulz et al., 2003؛ Sarajuoghi et al., 2012؛ Malhi et . - al., 2006 اضافه کردن کاه و کلش ذرت،گندم، جو و یا کلزا به خاک با عنایت به این که C/N بالائی دارند - 80-300 - ، سبب افزایش جمعیت میکروبی و در نتیجه بروز کمبود نیتروژن در خاک خواهد شد، که برای پیشگیری از تحقق آن لازم است همراه چنین موادی، مقداری کود نیتروژنه مصرف شود تا از آلی شدن نیتروژن جلوگیری به عمل آید . - Gan et al., 2011 - تحقیقات کشاورزنژاد قادیکلایی و همکاران،1392 به بررسی سطوح مختلف نیتروژن، نوع بقایای گیاهی و مقدار بقایا بر عملکرد و اجزاء عملکرد گندم پرداخته و گزارش نمودند بیشترین میزان عملکرد دانه و اجزای عملکردگندم در سطح 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و بیشینه کارایی مصرف نیتروژن در سطح 45 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به دست آمد.
با افزایش میزان بقایا از 25 به 50 درصد کلیه صفات به جز ارتفاع بوته و تعداد سنبله در واحد سطح کاهش یافت. یشینه عملکرد دانه گندم و کارایی مصرف نیتروژن در تیمار بدون بقایا به دست آمد و کاربرد بقایا، باعث کاهش معنی داری در این صفات شد که این کاهش در تیمار بقایای آفتابگردان در مقایسه با سایر بقایای گیاهی کمتر بود. بررسیهای Schulz و همکاران، 2003 نشان داد با افزودن مقادیر 10 و 15 تن در هکتار بقایا و ضایعات در حال تجزیه برنج به خاک در کشت ذرت، بهترتیب باعث افزایش 95 و 147 درصدی عملکرد نسبت به تیمار شاهد شده است. بررسیهای Milka و همکاران، 2001 نشان داد استفاده و اختلاط بقایای گیاهی با طیف گسترده نسبت C/N با خاک مانند برنج و گندم، تأثیر سوء بر عملکرد محصول بعد نداشته و اختلاط این بقایای گیاهی با کود دامی و یا با کود اوره باعث افزایش عملکرد محصول سال بعد شده و در دراز مدت منجر به افزایش کربن آلی و مواد آلی خاک میشود. Sarajuoghi و همکاران، 2012 گزارش نمودند بقایای گیاهی در مقایسه با تیمار شاهد علاوه بر افزایش عملکرد دانه و عملکرد کل ذرت به طور معنیداری باعث افزایش وزن هزار دانه، ارتفاع بوته و قطر بلال میشود. Vermaو همکاران، 2013 در بررسی اثر مدیریت عناصر غذایی و بقایای گیاهی بر جذب عناصر و رشد و عملکرد گندم، بیشترین میزان جذب نیتروژن توسط دانه و کاه گندم را از تیمار برگشت بقایای برنج همراه با کاربرد 30 درصد کود NPK بیشتر از توصیه کودی گزارش نمودند. بررسیهای Malhi و همکاران، 2006 در خصوص مصرف نیتروژن، خاک ورزی و بقایای گیاهی بر روی عملکرد محصول، جذب عناصر غذائی و کیفیت خاک در یک تناوب جو، نخود، کلزا و گندم نشان داد در سیستم بدون خاکورزی عملکرد دانه کلزا بیشتری حاصل گردید. همچنین باقی گذاشتن بقایای گیاهی بهترتیب باعث افزایش 33 و 19 درصدی عملکرد دانه و اندام هوائی گیاه شده است. این محققین گزارش نمودند که مقدار جذب نیتروژن و کربن برداشت شده در گندم و کلزا با مصرف نیتروژن افزایش پیدا کرده است درعوض تیمارهای خاکورزی و بقایای گیاهی تأثیر معنی دار بر جذب این دو عنصر غذائی نداشتند. همچنین گذاشتن بقایای گیاهی همراه با سیستم خاکورزی در مقایسه با تیمار جابجائی و حذف آنها از کرتهای آزمایشی باعث افزایش خاکدانههای پایدار، کاهش فرسایش خاک، بهبود خواص خاک و محیط زیست سالمتر میشود. این تحقیق با هدف بررسی مدیریت بقایای گیاهی کلزا و کاربرد کود نیتروژنی بر روی عملکرد کمی و کیفی گندم و برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک انجام شد.
مواد و روشها
این آزمایش به صورت کرتهای خرد شده نواری در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار به مدت چهار سال زراعی در ایستگاه تحقیقاتی کشاورزی و منابع طبیعی چهارتخته مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی شهرکرد انجام شد. فاکتورهای آزمایشی این تحقیق عبارت بودند از مدیریت مصرف نیتروژن در سه سطح :N1 - عدم مصرف نیتروژن، :N2 مصرف 25 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص و :N3 مصرف 50 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص - در کرتهای اصلی و مدیریت مصرف بقایای گیاهی کلزا در چهار سطح :M1 - جمعآوری کاه و کلش و خارج کردن از سطح کرتها، :M2 به زیر خاک بردن کاه و کلش موجود با گاو آهن برگرداندار، :M3 مخلوط کردن کاه و کلش موجود توسط دیسک با خاک سطحی و :M4 مخلوط کردن کاه و کلش توسط دیسک با خاک سطحی و سپس به زیر خاک بردن با گاو آهن برگرداندار - در کرتهای فرعی. ابتدا در سال اول آزمایش کرتهائی به ابعاد 5× 6/5 متر در نظر گرفته شد و پس از انجام آزمون خاک، عناصر غذایی مورد نیاز در کلیه کرتها بطور یکسان مطابق با نیاز غذایی و توصیه کودی کلزا مصرف شد. در نیمه اول شهریور ماه در کرتهای آزمایشی کلزا، رقم Okapi به میزان 8 کیلوگرم در هکتار با رعایت حاشیه و فاصله مناسب بین کرتها و تکرارها کشت شد. پس از برداشت کلزا، در سال دوم تیمارهای مدیریت بقایا و مصرف نیتروژن اجرا شد. در ادامه آزمایش، گندم از رقم الوند به میزان 200 کیلوگرم در هکتارکشت شد و عناصر غذایی مورد نیاز بهجز نیتروژن بر اساس آزمون خاک بطور یکسان به همه کرتها داده شد. نیتروژن مصرفی در سه قسط یک سوم به صورت پایه و دو سوم باقیمانده در دو نوبت در بهار سال بعد بهصورت سرک مصرف شد. منبع نیتروژن مصرفی کود اوره بود. در طول دوره رشد گندم مراقبتهای لازم انجام شد. پس از برداشت گندم در سال دوم در نیمه اول شهریور همان سال در کرتهای سال اول، مجددًا کلزا کشت شد - تناوب کلزا-گندم - و در سال سوممجدداً گندم کشت شد. در پایان فصل برداشت در هر سال گندم کل کرت برداشت و عملکرد دانه، عملکرد کل، درصد پروتئین و وزن هزار دانه محاسبه و اندازهگیری شد. همچنین در کرتهای آزمایشی پس از برداشت گندم کربن آلی خاک اندازهگیری شد. در پایان آزمایش نتایج به وسیله نرم افزار SAS مورد تجزیه آماری قرار گرفت و مقایسه میانگین ها به روش آزمون چند دامنهای دانکن انجام شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد اثر سال بر عملکرد کل گندم، عملکرد دانه، وزن هزار دانه و کربن آلی خاک معنی دار شد. بیشترین میزان عملکرد کل و عملکرد دانه به ترتیب به میزان ،10134 و 4123/7 کیلوگرم در هکتاراز سال دوم برداشت گندم بدست آمد که افزایش 9/23 و 17 درصدی را نسبت به سال اول نشان داد - جدول . - 1 حداکثر وزن هزار دانه و کربن آلی خاک به ترتیب به میزان 38/4 گرم و 0/78 درصد نیز از سال دوم آزمایش حاصل شد - جدول . - 1 تجزیه بیشتر بقایای گیاهی و آزادسازی عناصر غذایی میتواند از دلایل افزایش در سال دوم با اثر تیمار نیتروژن بر عملکرد کل گندم، وزن هزار دانه، درصد پروتئین و نیتروژن اندام هوایی معنیدار شد. جدول مقایسه میانگینها نشان داد حداکثر عملکرد کل به میزان 10061/6 کیلوگرم در هکتار از تیمار N2 حاصل شد - جدول . - 2 بیشترین وزن هزار دانه، درصد پروتئین و نیتروژن اندام هوایی به ترتیب به میزان 39 گرم، 19/4 و 2/90 درصد از تیمار N3 حاصل شد - جدول . - 1 این نتایج با نتایج تحقیقات Malhi و همکاران، 2006؛ Ayeneband و همکاران، 2010؛ Schulz و همکاران 2003؛ Verma و همکاران، 2013 و Pandiaraj و همکاران، 2015 مطابقت دارد. از دلایل افزایش عملکرد کل و عملکرد دانه در تیمار مدیریت مصرف نیتروژن به دلیل نقش نیتروژن در افزایش فعالیت فتوسنتزی و ساخت کربوهیدراتها و کلروفیل، توسعه رشد رویشی و دوام بیشتر سطح برگ و ساقه میباشد که منجر به افزایش رشد رویشی و کمک به جذب دیگر عناصر غذایی نموده و باعث افزایش عملکرد و اجزاء عملکرد محصول بعدی میشود. به ازاء تولید هر تن دانه گندم، حدود 30 کیلوگرم در هکتار نیتروژن نیاز است . - Pandiaraj et al., 2015 - به هر حال ظرفیت خاکها برای تأمین مقدار نیتروژن مورد نیاز بدون مصرف منبع نیتروژن خارجی سریعاً کاهش پیدا میکند .
نیتروژن برای ساخت اسیدهای آمینه و ترکیبات با وزن مولکولی زیاد مانند پروتئینها مورد استفاده قرار میگیرد. زمانی که میزان نیتروژن بیشتری در اختیار گیاه قرار میگیرد، مواد فتوسنتزی بیشتری برای تولید پروتئین مصرفشده و کمتر برای ساخت مواد دیگر در اختیار قرار میگیرند. بنابراین هر چه میزان این عنصر در گیاه بیشتر باشد مقدار سنتز پروتئین بیشتر میشود . - Marschner, 1995 - همچنین مصرف نیتروژن منجر به افزایش وزن هزار دانه، یکی از اجزاء عملکرد دانه شد. با مصرف نیتروژن افزایش رشد شاخ و برگ، فعالیت فتوسنتزی و درصد کلروفیل در برگ حاصل شده که به تجمع ماده خشک در بذر کمک نموده و انتقال مواد فتوسنتزی را از منبع - برگها و اندامهای فتوسنتزی - به مخزن - دانهها و اندامهای زایشی - افزایش داده و دانههای درشتتر با وزن بیشتر تولید خواهد شد
