بررسی تاثیر انواع کود نیتروژن و آرایش کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم رقم زرین در منطقه میانه
چکیده مقاله
به منظور بررسی تأثیر انواع کود نیتروژن و آرایش کاشت بر عملکرد و اجزاء عملکرد رقم زرین در شرایط آب و هوایی منطقه میانه، آزمایشی در سال زراعی ۹۰- ۱۳۸۹ به صورت طرح کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. فاکتور فرعی شامل چهار نوع کود نیترون (اوره با پوشش گوگردی، سولفات آمونیوم، اوره و شاهد بدون مصرف کود) و فاکتور اصلی شامل سه آرایش کاشت (دو ردیف، سه ردیف کاشت روی پشته و کشت مسطح) بود.
صفات مورد بررسی شامل شاخص های رشد، عملکرد و اجزای عملکرد دانه بود. نتایج نشان داد که آرایش کاشت روی عملکرد دانه، طول سنبله، ذخیره مواد و بیوماس در سطح ۱ درصد و بر شاخص برداشت، ارتفاع بوته، تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزاردانه، انتقال مجدد، سطح برگ زیر برگ پرچم در سطح ۵ درصد دارای تأثیر معنی داری بود. همچنین انواع مختلف کود بر عملکرد دانه، بیوماس، تعداد سنبله در مترمربع و ارتفاع بوته در سطح ۱ درصد و بر تعداد دانه در سنبله، طول سنبله، شاخص برداشت،
وزن هزاردانه، ذخیرۀ مواد، انتقال مجدد، درصد پروتئین، درصد گلوتن، سطح برگ پرچم و سطح برگ زیر برگ پرچم در سطح ۵ درصد تأثیر معنی داری داشت. با توجه به خواص کمی و کیفی تیمارهای مختلف این آزمایش، تیمار دو ردیف کاشت روی پشته با نوع کودی اوره با پوشش گوگردی با عملکردی معادل۴۶۲۰ کیلوگرم در هکتار و ۱۰/۱۱ درصد پروتئین، مناسب ترین تیمار در شرایط آزمایش مذکور شناخته شد.
واژه های کلیدی: گندم، آرایش کاشت، نیتروژن، اوره با پوشش گوگردی.
فصل اول
مقدمه و کلیات
مقدمه
افزایش و رشد جمعیت دنیا یکی از مسایل مهم قرن حاضر است. رشد جمعیت در کشورهای در حال توسعه ۲/۲ درصد است. بدین ترتیب جمعیت دنیا تا سال ۲۰۲۵ به ۲/۸ میلیارد نفر خواهد رسید (۱). براساس برآوردهای سازمان ملل، اگر میزان زاد و ولد افزایش یابد جمعیت جهان در سال ۲۰۵۰ بین ۳/۷ تا ۷/۱۰ میلیارد نفر خواهد بود، ولی اگر نرخ رشد به همین منوال ادامه یابد، این تعداد به ۴/۱۴ میلیارد نفر خواهد رسید. بنابراین با توجه به افزایش جمعیت، تولید مواد غذایی در چند دهه اخیر جنبه استراتژیک به خود گرفته است
و در حال حاضر برنامه های تحقیقاتی کشورهای مختلف، در جهت دستیابی به منابع غذایی جدید، بالا بردن عملکرد گیاهان زراعی و بهره-برداری بهینه از پتانسیل های موجود کشاورزی هدایت می شوند (۲). غلات یکی از مهم ترین منابع تولیدات غذایی برای انسان است. در حدود ۵۵ درصد از پروتئین ها، ۱۵ درصد از چربی ها، ۷۰ درصد از گلوسیدها و به طور کلی۵۰ درصد از کالری مصرف شده توسط انسان در دنیا را غلات تأمین می کند.
برای افزایش تولید محصولات کشاورزی دو راه موجود است، افزایش سطح زیر کشت و افزایش میزان تولید در واحد سطح. به دلیل محدود بودن سطح زمین های قابل کشت، افزایش تولید گندم در آینده مستلزم افزایش عملکرد در واحد سطح خواهد بود (۶۰). افزایش عملکرد در واحد سطح نیز به دو روش قابل حصول است ۱) اعمال روش های زراعی پیشرفته ۲) تولید ارقام برتر از لحاظ پتانسیل عملکرد، مقاومت به بیماری ها و آفات و تحمل تنش های محیطی.
امروزه به علت هزینه ی بالای تولید کودهای شیمیایی، لازم است که جذب و مصرف عناصر غذایی به وسیله ی گیاه از کارآیی بالایی برخوردار باشد تا بدین وسیله از هزینه ی تولید کاسته شده و سود بالاتری برای زارعین به دست آید (۳۰). مدیریت مصرف کودهای شیمیایی به ویژه نیتروژن، از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. رشد، نمو و عملکرد گندم در نتیجه ی کمبود و یا فزونی نیتروژن تحت تأثیر قرار می گیرد. بنابراین کمبود این عنصر موجب افت عملکرد، کاهش پروتئین، افت کیفیت نانوایی و فزونی آن موجب تأخیر در رسیدگی، رشد رویشی بیشتر، کاهش مقاومت به سرما، خوابیدگی و نیز مستعد بودن به انواع بیماری ها می گردد (۳۰، ۵، ۱۳، ۲۴ و ۲۲).
مقدار مصرف نیتروژن محدوده ی ثابت و مشخصی ندارد و هر نوع اشتباه باعث کاهش محصول می شود. تا چندین سال قبل تنظیم مقدار مصرف نیتروژن با حداکثر میزان محصول از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بود. ولی امروزه به علت افزایش قیمت کود، این امر امکان پذیر نمی باشد. ورود کودهای نیتروژن به آب های سطحی مانند دریاچه ها، رودخانه ها و غیره موجب افزایش گیاهان آبزی و در نتیجه کاهش اکسیژن آب و مرگ موجودات زنده و گندیدگی آب می-شود. در کشت مسطح، مبارزه ی مکانیکی با علف های هرز غیر ممکن بوده و راندمان پایین آبیاری از معایب آن به شمار می رود در حالی که کشت پشته ای دارای مزیت ذخیره ی بیشتر آب، مدیریت بهتر نسبت به استفاده از آب، کود و کاهش علف هرز و مبارزه ی آسان تر با علف های هرز می باشد.
آمار مربوط به سطح زیر کشت، عملکرد در واحد سطح و تولید کل گندم در دنیا در جدول ۱-۱ از سال ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۰ خلاصه شده است (FAOStat, 2010).
تاریخچه ی تکامل و کشت گندم
اسناد و پروژه های باستان شناسی نشان داده اند که از گذشته استفاده از غلات به ویژه گندم به عنوان غذا برای انسان همواره معمول بوده است. قدمت گندم را ۱۵-۱۰ هزار سال قبل از میلاد مسیح در خاورمیانه نسبت می دهند و حدس زده می شود که اولین محل استفاده از گندم باید در دره ی دجله و فرات (بین النهرین) باشد. اولین آثار برداشت گندم و جو حدوداً ۱۵۰۰۰ سال قبل در کبارا و نهالوران فلسطین پیدا شده است.
پس از اهلی شدن گندم زراعت آن گسترش زیادی پیدا کرده است و گسترش ارقام انتخاب شده محلی و یا اصلاح شده به حدی رسیده است که سد راه توسعه نمونه های بومی و وحشی گشته و حتی در مواردی از بقا آن ها نیز جلوگیری کرده است. بعد از انقلاب سبز که طی سال های ۱۹۷۰-۱۹۶۰ روی داد برتری ارقام اصلاح شده از نظر عملکرد به خوبی شناخته شد و همچنین این ارقام به دیگر کشورها به خصوص کشورهای در حال توسعه چون ایران، ترکیه، پاکستان و هندوستان فرستاده شد. در این کشورها وقتی این ارقام به همراه سطوح بالای کود و آب کافی کاشته شدند عملکرد آن ها به طور معنی داری نسبت به واریته های قدیمی از سطح بالاتری برخوردار بود.
نواحی کشت گندم در دنیا
گندم به دلیل دارا بودن ویژگی های ژنتیکی متفاوت، انعطاف پذیری فنوتیپ ها، ژنوتیپ ها و داشتن ارقام مختلف، تقریباً در تمام دنیا کشت می گردد. گندم بین ۳۰ تا ۶۰ درجه ی عرض شمالی و ۲۷ تا ۴۰ درجه ی عرض جنوبی قابل کشت است. گندم همچنین تا ارتفاع ۳۵۰۰-۳۰۰۰ متری از سطح دریا و در تبت تا ارتفاع ۴۵۷۰ متری کشت می شود.
به طور کلی هوای سرد و مرطوب در طول دوره ی رشد و هوای گرم و خشک در طول دوره ی تشکیل دانه بهترین شرایط برای رشد گندم است.
اهمیت اقتصادی و تغذیه ای گندم
اهمیت اقتصادی گندم چه از نظر قابلیت کشت و کار و چه از نظر تغذیه در دنیا بیش از سایر محصولات کشاورزی می-باشد و حتی در مناطقی که به علت متغیر بودن شرایط اقلیمی و یا خشکی محیط امکان تولید گیاهی نباشد، می-توان گندم را تولید نمود.
خصوصیات گیاه شناسی گندم
گندم از تیره پوآسه (Poaceae) از زیر تیره Pooideae، از طایفه ی Triticeae از زیر طایفه Triticide و از جنس Triticum می-باشد. گیاهی یک ساله، روز بلند و سه کربنه است (۱۰).
گندم معمولی یا گندم نان که در سال ۱۸۵۳ توسط کارل لینه نام گذاری گردید جزو گندم های هگزاپلوئید (۲n=6x=42) بوده و از گسترش و پراکندگی زیادی در جهان برخوردار می باشد و گونه ای غالب در تولید گندم به حساب می آید. این گونه، دارای چندین هزار رقم زراعی است که در مناطق مختلف دنیا و تحت شرایط اقلیمی متفاوت کشت می شوند. چون محصول دانه ی واریته های متعلق به این گونه در درجه ی اول برای تهیه ی نان استفاده می گردند به گندم معمولی یا گندم نان موسوم هستند و در اصل هنگامی که به کلمه ی گندم اشاره می شود به طور عمده منظور این گونه است.
عوامل مهم در رشد و نمو گندم
حرارت
دما یکی از مهم ترین عوامل رشد و نمو گندم است. حداقل درجه حرارت رویش گندم ۴-۳ درجه سلسیوس (صفر فیزیولوژیک گندم) و اپتیمم حدود ۲۵ درجه سلسیوس و حداکثر آن در حدود ۳۰-۲۲ درجه سلسیوس است (۸). زمان مناسب برای سبز شدن دانه گندم موقعی است که درجه حرارت خاک به ۱۳ درجه سلسیوس تقلیل یافته باشد و درجه حرارت محیط خارج در حدود ۲۵-۱۵ درجه سلسیوس باشد (۸). مناسب ترین درجه حرارت برای جوانه زنی گندم ۲۵-۲۰ درجه سلسیوس است (۱۴). مجموع درجه حرارت از زمان کاشت تا برداشت (GDD) بسته به نوع بهاره یا پاییزه بودن گندم ۲۲۰۰-۱۳۵۰ درجه سلسیوس است. این میزان درجه حرارت به طور متوسط در حدود ۱۵۰ روز می باشد (۱۴و۸).
رطوبت
رطوبت نقش مهمی در توسعه ی کشت گندم در دنیا دارد. مناسب ترین نواحی کشت گندم در نیمکره ی شمالی در نواحی نیمه خشک با بارندگی سالیانه ی ۵۰۸-۲۵۴ میلی متر و نواحی نیمه مرطوب با ۸۰۵-۷۶۲ میلی متر بارندگی سالیانه دیده می شود (۴). مقدار آب لازم از زمان کاشت تا برداشت گندم در حدود ۸-۴ هزار متر مکعب در هر هکتار است و گندم به ویژه نوع پاییزه برای ساختن یک واحد ماده خشک نیاز به ۵۱۳ واحد آب دارد.
خاک
رشد و نمو گندم به خاک وابستگی زیادی دارد. گندم در اراضی محصول خوبی می دهد که نفوذ پذیری آب آن اراضی کم باشد، همچنین دارای مواد غذایی کافی باشد. به طور کلی گندم در خاک های سیاه و قهوه ای بهترین محصول را می دهد.
نور
گندم گیاهی روز بلند است، لذا برای گل دادن احتیاج زیادی به نور دارد. نور در کربن گیری گیاه نقش مهمی داشته و نور زیادی باعث بهتر پنجه زدن، گل دادن، دانه دادن، بهتر شدن رنگ برگ و دانه، ازدیاد قند و نشاسته و افزایش وزن بیشتر هزار دانه و محکم شدن گیاه و افزایش محصول می شود.
نقش نیتروژن و جایگاه آن
تأثیر کود شیمیایی در افزایش تولید مواد غذایی بر کسی پوشیده نیست. به طوری که امروزه جزو جانشین ناپذیر کشاورزی نوین شده است. انقلاب سبز در نیمه دوم قرن گذشته که با فن آوری آمیخته شده است به طور وصف ناپذیری به کودهای مصنوعی بستگی دارد.
راس و همکاران (۱۹۸۹) برآورد کردند که در سال ۱۹۸۵ در سطح جهان با مصرف ۸/۳۸ میلیون تن کود نیتروژن در غلات بیش از ۵۰ درصد به تولید آن ها در همان سال افزوده شده است. آن ها رابطه ی بین مصرف کود نیتروژن در غلات و متوسط تولید در سطح جهانی طی فاصله ی سال های ۱۹۵۶ و ۱۹۸۵ پیدا کرده اند که معادله آن چنین است:
فهرست مطالب
چکیده ۱
فصل اول – مقدمه و کلیات
۱٫ ۱٫ مقدمه ۳
۱٫ ۲٫ تاریخچه ی تکامل و کشت گندم ۵
۱٫ ۳٫ نواحی کشت گندم در دنیا ۶
۱٫ ۴٫ اهمیت اقتصادی و تغذیه ای گندم ۶
۱٫ ۵٫ خصوصیات گیاهشناسی گندم ۶
۱٫ ۶٫ عوامل مهم در رشد و نمو گندم ۷
۱٫ ۶٫ ۱٫ حرارت ۷
۱٫ ۶٫ ۲٫ رطوبت ۸
۱٫ ۶٫ ۳٫ خاک ۸
۱٫ ۶٫ ۴٫ نور ۸
۱٫ ۷٫ نقش نیتروژن و جایگاه آن ۹
۱٫ ۸٫ هدف تحقیق ۱۱
فصل دوم – بررسی منابع
۲٫ ۱٫ آرایش کاشت ۱۳
۲٫ ۲٫ نیتروژن ۲۵
فصل سوم – مواد و روش ها
۳٫ ۱٫ محل اجرای آزمایش ۳۷
۳٫ ۲٫ خاک محل آزمایش ۳۷
۳٫ ۳٫ مشخصات هواشناسی ۳۸
۳٫ ۴٫ تیمارهای آزمایش ۳۸
۳٫ ۵٫ الگوی کاشت ۳۸
۳٫ ۶٫ نیتروژن ۳۹
۳٫ ۷٫ مشخصات رقم مورد آزمایش ۳۹
۳٫ ۸٫ مشخصات طرح آزمایش ۳۹
۳٫ ۹٫ تهیه زمین و اجرای نقشه ی کاشت ۴۰
۳٫ ۱۰٫ کود مورد نیاز ۴۲
۳٫ ۱۱٫ محاسبه ی بذر مورد نیاز ۴۲
۳٫ ۱۲٫ عملیات کاشت و داشت ۴۲
۳٫ ۱۳٫ مراحل مختلف نمونه برداری ۴۳
۳٫ ۱۳٫ ۱٫ تعیین روند و آنالیز رشد دانه ۴۳
۳٫ ۱۳٫ ۲٫ نمونه گیری سطح برگ پرچم ۴۳
۳٫ ۱۳٫ ۳٫ نمونه گیری سطح زیر برگ پرچم ۴۴
۳٫ ۱۳٫ ۴٫ تعیین روند ذخیره سازی و انتقال مجدد مواد پرورده ۴۴
۳٫ ۱۴٫ اندازه گیری ها ۴۴
۳٫ ۱۴٫ ۱٫ ارتفاع بوته ۴۴
۳٫ ۱۴٫ ۲٫ تعداد سنبله در واحد سطح ۴۵
۳٫ ۱۴٫ ۳٫ تعداد دانه در سنبله ۴۵
۳٫ ۱۴٫ ۴٫ وزن هزاردانه ۴۵
۳٫ ۱۴٫ ۵٫ عملکرد بیوماس ۴۵
۳٫ ۱۴٫ ۶٫ عملکرد دانه ۴۵
۳٫ ۱۴٫ ۷٫ طول سنبله ۴۶
۳٫ ۱۴٫ ۸٫ شاخص برداشت ۴۶
۳٫ ۱۴٫ ۹٫ درصد پروتئین ۴۶
۳٫ ۱۵٫ عملیات برداشت ۴۶
۳٫ ۱۶٫ تجزیه ی آماری ۴۶
فصل چهارم – نتایج و بحث
۴٫ ۱٫ مراحل نمو مورفولوژیکی ۴۸
۴٫ ۱٫ ۱٫ طول سنبله ۴۸
۴٫ ۱٫ ۲٫ ارتفاع بوته ۵۱
۴٫ ۱٫ ۳٫ سطح برگ پرچم ۵۳
۴٫ ۱٫ ۴٫ سطح زیر برگ پرچم ۵۴
۴٫ ۲٫ عملکرد دانه و اجزای عملکرد ۵۶
۴٫ ۲٫ ۱٫ تعداد سنبله در مترمربع ۵۶
۴٫ ۲٫ ۲٫ تعداد دانه در سنبله ۵۸
۴٫ ۲٫ ۳٫ وزن هزاردانه ۶۰
۴٫ ۲٫ ۴٫ بیوماس ۶۲
۴٫ ۲٫ ۵٫ عملکرد دانه ۶۴
۴٫ ۲٫ ۶٫ شاخص برداشت ۶۷
۴٫ ۲٫ ۷٫ ذخیره مواد ۶۹
۴٫ ۲٫ ۸٫ انتقال مجدد ۷۱
۴٫ ۳٫ صفات کمی مرتبط با کیفیت دانه ۷۳
۴٫ ۳٫ ۱٫ میزان پروتئین ۷۳
۴٫ ۳٫ ۲٫ گلوتن ۷۴
۴٫ ۴٫ نتیجه گیری ۷۷
۴٫ ۵٫ پیشنهادات ۷۸
منابع ۸۰
چکیده ی انگلیسی ۹۱
فهرست جداول
۱-۱- سطح زیر کشت، عملکرد در واحد سطح و تولید کل گندم در سطح دنیا ۵
۳-۱- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در عمق ۳۰-۰ سانتی متر ۳۷
۴-۱- جدول تجزیه واریانس صفات مورفولوژیکی ۴۹
۴-۲– نتایج تجزیه واریانس عملکرد و اجزای عملکرد ۵۶
۴-۳– نتایج تجزیه واریانس صفات فیزیولوژیکی ۶۹
۴-۴- همبستگی اجزای عملکرد با عملکرد در فاکتور نیتروژن ۷۵
۴-۵- همبستگی اجزای عملکرد با عملکرد در فاکتور آرایش کاشت ۷۵
فهرست اشکال
۳-۱- نقشه کاشت ۴۱
۴-۱- مقایسه میانگین صفت طول سنبله تحت تأثیر آرایش کاشت ۵۰
۴-۲- مقایسه میانگین صفت طول سنبله تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۵۰
۴-۳- مقایسه میانگین صفت ارتفاع بوته تحت تأثیر آرایش کاشت ۵۲
۴-۴- مقایسه میانگین ارتفاع بوته تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۵۲
۴-۵- مقایسه میانگین صفت سطح برگ پرچم تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۵۴
۴-۶- مقایسه میانگین صفت سطح برگ زیر برگ پرچم تحت تأثیر انواع آرایش کاشت ۵۵
۴-۷- مقایسه میانگین صفت سطح برگ زیر برگ پرچم تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۵۵
۴-۸- مقایسه میانگین صفت تعداد سنبله در مترمربع تحت تأثیر انواع آرایش کاشت ۵۷
۴-۹- مقایسه میانگین صفت تعداد سنبله در مترمربع تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۵۸
۴-۱۰- مقایسه میانگین صفت تعداد دانه درسنبله تحت تأثیر انواع آرایش کاشت ۵۹
۴-۱۱- مقایسه میانگین صفت تعداد دانه در سنبله تحت تأثیر مختلف کود نیتروژن ۶۰
۴-۱۲- مقایسه میانگین صفت وزن هزاردانه تحت تأثیر انواع آرایش کاشت ۶۱
۴-۱۳- مقایسه میانگین صفت وزن هزاردانه تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۶۲
۴-۱۴- مقایسه میانگین صفت عملکرد بیولوژیک تحت تأثیر انواع آرایش کاشت ۶۳
۴-۱۵- مقایسه میانگین صفت عملکرد بیولوژیک تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۶۴
۴-۱۶- مقایسه میانگین صفت عملکرد دانه تحت تأثیر انواع آرایش کاشت ۶۶
۴-۱۷- مقایسه میانگین صفت عملکرد دانه تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۶۶
۴-۱۸- مقایسه میانگین صفت شاخص برداشت تحت تأثیر انواع آرایش کاشت ۶۸
۴-۱۹- مقایسه میانگین صفت شاخص برداشت تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۶۸
۴-۲۰- مقایسه میانگین صفت ذخیره مواد تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۷۰
۴-۲۱- مقایسه میانگین صفت ذخیره مواد تحت تأثیر انواع آرایش های کاشت ۷۰
۴-۲۲- مقایسه میانگین صفت انتقال مجدد تحت تأثیر انواع آرایش های کاشت ۷۲
۴-۲۳- مقایسه میانگین صفت انتقال مجدد تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۷۲
۴-۲۴- مقایسه میانگین صفت درصد پروتئین تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۷۴
۴-۲۵- مقایسه میانگین صفت درصد گلوتن تحت تأثیر انواع مختلف کود نیتروژن ۷۵