مقدمه بادام زمینی (Arachis hypogaea L.) یک گیاه حبوبات با اهمیت کشاورزی و اقتصادی است که می تواند به عنوان یک محصول اصلی یا به عنوان منبع چندین محصول غذایی مورد استفاده قرار گیرد. چین یکی از بزرگترین تولید کنندگان بادام زمینی در جهان است. به طور سنتی ، کاشت دو دانه (دو دانه در هر سوراخ) الگوی غالب کاشت در چین است ، زیرا می تواند از تلف شدن پایه جلوگیری کند (Wang etal. 1996). با این وجود ، در این الگوی کاشت ، فاصله باریک بسیار باریک درون گیاه باعث افزایش رقابت فردی می شود و منجر به مهار پتانسیل رشد هر گیاه و عملکرد غلاف پایین می شود (لی etal. 2004). علاوه بر این ، روش کاشت دو بذر سنتی مکانیزاسیون را در طول کاشت تسهیل نمی کند. در سال های اخیر ، عمل کاشت تک بذر (یک بذر در هر سوراخ) در چین توجه دارد ، با هدف بهبود بهره وری گیاه و کاهش میزان بذر. به طور سنتی ، میزان بذر الگوی کاشت دو بذر 270000-300000 بذر در هکتار برای بادام زمینی با بذر بزرگ در مناطق عمده تولید در چین (Wan 2003) بود. گزارش شده است که کاشت تک بذر باعث افزایش عملکرد در نرخ بذر 210000 گیاه در هکتار برای ارقام بادام زمینی با بذر بزرگ ، که 22.2-30.0 lower کمتر از آن در الگوی سنتی کاشت دو بذر در چین بود (ژنگ etal . 2007 ، 2012). بهره وری گیاه از ارقام بذر بزرگ بالاتر از انواع ارقام بذرهای کوچک نشان داد و سازندها بیشتر در مزارع پرمحصول در شمال چین مورد استفاده قرار می گرفتند (ژنگ و همکار 2007). مطالعات قبلی در مورد کاشت تک بذر ، عمدتاً بر رشد و توسعه بخش گیاه زیرزمینی و استفاده از پرتوهای خورشیدی برای تبیین مکانیسم بهبود عملکرد متمرکز بوده است (لی etal. 2004؛ Zheng etal. 2007؛ Zhao etal. 2013) اطلاعات کمی در مورد نقش فیزیولوژی ریشه در بهبود عملکرد توسط الگوهای کاشت تک بذر شناخته شده است. به خوبی شناخته شده است که گیاهان مجزا از نظر جمعیت ، نور ، آب ، مواد مغذی و فضای مخصوصاً در فواصل خیلی باریک با یکدیگر به رقابت می پردازند. کاسپر و جکسون 1997). علاوه بر این ، به ویژه در اکوسیستم ها ، رقابت ریشه می تواند شدیدتر از رقابت شاخه باشد (ویلسون 1988 ؛ گرسانی و براون 2001). یک الگوی منطقی و تراکم کاشت می تواند ضررهای ناشی از رقابت را کاهش داده و تولید محصول را افزایش دهد. بنابراین ، شناختن ترکیب بهینه برای به حداکثر رساندن اقتصادی ضروری است
تولید (هندرسون و دیگران. 2000؛ بتان و همکاران. 2009). الگوی کاشت تک بذر با تراکم مناسب می تواند توانایی جذب ریشه را تقویت کند. گزارش شده است که الگوی کاشت تک بذر می تواند طول ، حجم و سطح جذب ریشه ها و نسبت ریشه به ساقه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و میانگین قطر ریشه را در کل دوره رشد کاهش دهد. این نشان داد که عمل کاشت تک بذر باعث بهبود رشد ریشه ها و خصوصیات مورفولوژیکی آنها می شود (فنگ و همکاران 2013). ثابت شده است که فیزیولوژی ریشه و مورفولوژی از نزدیک با توسعه قسمت گیاه زیرزمینی و تشکیل عملکرد ارتباط دارد (Waines and Ehdaie 2007؛ Yang etal. 2008؛ Zhang etal. 2009b). با این حال ، تا به حال ، پاسخ صفات فیزیولوژیکی ریشه به الگوهای مختلف کاشت و تراکم در بادام زمینی به ندرت مورد بحث قرار گرفته است. به عنوان یک عنصر اساسی گیاه ، سیستم ریشه چندین عملکرد مهم فیزیولوژیکی از جمله جذب مواد مغذی و آب و ترکیب آن را انجام می دهد. اسیدهای آمینه و هورمون ها (Noguchi etal. 2005). این ترکیبات تا حدی در سنتز جذب ریشه و فعالیتهای مختلف فیزیولوژیکی و همچنین در حمل و نقل موادی با شیره زایلم شرکت می کنند که بر رشد شاخه ها تأثیر می گذارد (Guan etal. 2014). شیره خونریزی ریشه و اجزای مغذی آن و همچنین فعالیت ریشه و هورمونهای دارای ریشه مهمترین در انجام عملکردهای ریشه و توسعه زیست توده گیاهان زیرزمینی محسوب می شوند (دیویس و ژانگ 1991 ؛ بیالسیزیک و لچوفسکی 1995 ؛ Peuke 2000 ؛ Cao etal. 2004). میزان شیره خونریزی ریشه تجلی فشار ریشه است و مقدار آن به رشد گیاه ، رشد ریشه مربوط می شود و می تواند به عنوان شاخص فعالیت ریشه مورد استفاده قرار گیرد (جیانگ و دیگران ، 1988). فعالیت کاهش دهنده ریشه و فعالیت نیترات ردوکتاز ریشه (NR) و ATPase پارامترهای جامعی هستند که عملکرد جذب سیستم ریشه را منعکس می کنند (Schenk etal. 1999). یک فعالیت فیزیولوژیکی با ریشه بالا برای حفظ زیست توده ریشه و همچنین رشد شاخساره و دانه و جذب یون لازم است (Yamazki and Harada 1982؛ van der Werf etal. 1988). عمل کاشت تک بذر در چین توجه را به خود جلب می کند و گزارش شده است که کاشت تک بذر می تواند باعث کاهش رقابت و افزایش عملکرد غلاف شود. در مطالعه قبلی ما ، صفات مورفولوژیکی ریشه به طور چشمگیری در الگوی کاشت تک بذر (Feng etal. 2013) بهبود یافته است. با این حال ، تاکنون گزارشی در مورد پاسخ به خصوصیات فیزیولوژیکی رشد بسیار مهم غلاف و شاخ و برگ بادام زمینی گزارش نشده است. کاشت تک بذر با سرعت بذر متوسط (S225) یک عمل بالقوه برای افزایش عملکرد غلاف و صرفه جویی در هزینه بذر است. کلمات کلیدی: بادام زمینی ، الگوی کاشت ، سرعت بذر ، صفات ریشه ، عملکرد
رفرنس
کاشت بذر دو برابر (دو دانه در هر سوراخ) الگوی غالب کاشت بادام زمینی در چین است ، اما رقابت گیاهان درون سوراخ معمولاً رشد و شکل گیری عملکرد آنها را محدود می کند. علاوه بر این ، روش کاشت دو بذر سنتی مکانیزاسیون را در طول کاشت تسهیل نمی کند. هدف از این مطالعه تعیین اینکه آیا کاشت تک بذر با سرعت بذر مناسب عملکرد بهتری نسبت به الگوی کاشت دو بذر سنتی و تفاوت متابولیسم فیزیولوژیکی ریشه دارد. یک آزمایش مزرعه در دو سال متوالی برای مقایسه عملکرد غلاف کاشت تک بذر در 180 000 (S180) ، 225 000 (S225) و 270 000 بذر در هکتار -1 (S270) با کاشت دو بذر در 270 انجام شد. 000 بذر در هکتار (D270) با استفاده از یک طرح بلوک کاملاً تصادفی با چهار تکرار. و میزان شیره خونریزی ریشه ، میزان مواد مغذی و محتوای هورمون اصلی موجود در شیره خونریزی ریشه نیز به طور مقایسه ای مورد بررسی قرار گرفت. اگرچه بازده غلاف کاشت تک بذر در سه تراکم بالاتر از کاشت دو بذر سنتی (D270) بود ، S225 عملکرد بهتری نسبت به دو تیمار کاشت تک بذر دیگر (S180 و S270) داشت. افزایش عملکرد غلاف در کاشت تک بذر در 225000 بذر در هکتار عمدتا به دلیل وزن خشک بالاتر غلاف در گیاه و شاخص برداشت بود. از نظر وزن خشک غلاف و رشد شاخساره ارتباط تنگاتنگی با صفات فیزیولوژیکی ریشه افزایش یافته از جمله افزایش میزان شیره خونریزی ریشه ، محتوای اسیدهای آمینه آزاد ، قندهای محلول ، K + ، Mg2 ، Zn2 و Ca2 ریشه گیاه دارد. فعالیت بهبود یافته کاهش دهنده ریشه ، نیترات ردوکتاز (NR) و ATPase و بالاتر زیتین و زینات ریبوزید (Z + ZR) محتوای شیره خونریزی ریشه
چکیده
بهمنظور ارزیابی کاربرد کود نیتروژنه و تلقیح بذر با ازتوباکتر و آزوسپریلیوم بر عملکرد، سرعت و دوره پر شدن دانه ذرت رقـم سینگلکراس ٥٠٠، آزمایشی در سال زراعی ١٣٨٩ در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان شـرقی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد .عوامل مورد بررسی مقادیر کـود نیتروژنـه در چهار سطح ( صفر ،٦٠، ١٢٠ و١٨٠ کیلوگرم در هکتار از منبع اوره) بهترتیب بهصـورت 0N2، N1, N و 3N و تلقـیح بـذر بـا کودهای زیستی (آزوسپریلیوم لیپوفروم استرینOF، ازتوباکتر کروکوکوم استرین ٥ و عدم تلقـیح بـا بـاکتری بـهعنـوان شـاهد) بودند. نتایج نشان داد که بیشترین کارایی مصرف نیتروژن( ١٣/٣٥ کیلوگرم در کیلوگرم) در سطح کودی٦٠ کیلـوگرم نیتـروژن در هکتار و کمترین آن( ٣٧/٢٣ کیلوگرم در کیلوگرم) در سطح کودی ١٨٠ کیلوگرم نیتروژن در هکتار بهدست آمد. تلقیح بـذر با کودهای زیستی موجب افزایش کارایی مصرف کود نیتروژن نسبت به عدم تلقیح بذر شد. مقادیر کود نیتروژنه و تلقیح بـذر بـا کودهای زیستی تأثیر معنیداری بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه داشت. بیشترین عملکرد دانه( ٣/٩٣١٣ کیلـوگرم در هکتـار) ،حداکثر وزن دانه( ٣١/٠ گرم)، سرعت( ٠٠٨٩/٠ گرم در روز) و دوره مؤثر پر شدن دانه( ٣٧/٥٤ روز) در کـاربرد ١٨٠ کیلـوگرم نیتروژن در هکتار در تلقیح بذر با آزوسپریلیوم بهدست آمد. از این رو بهمنظور افزایش عملکـرد دانـه، سـرعت و دوره مـؤثر پـر شدن دانه میتوان پیشنهاد نمود که ١٨٠ کیلوگرم نیتروژن در هکتار در تلقیح بذر با آزوسپریلیوم بهکار برده شود.
واژههای کلیدی: دوره پر شدن دانه؛ ذرت؛ عملکرد؛ کود نیتروژنه؛ کودهای زیستی
چکیده
بهمنظور ارزیابی کاربرد کود نیتروژنه و تلقیح بذر با ازتوباکتر و آزوسپریلیوم بر عملکرد، سرعت و دوره پر شدن دانه ذرت رقـم سینگلکراس ٥٠٠، آزمایشی در سال زراعی ١٣٨٩ در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان شـرقی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد .عوامل مورد بررسی مقادیر کـود نیتروژنـه در چهار سطح ( صفر ،٦٠، ١٢٠ و١٨٠ کیلوگرم در هکتار از منبع اوره) بهترتیب بهصـورت 0N2، N1, N و 3N و تلقـیح بـذر بـا کودهای زیستی (آزوسپریلیوم لیپوفروم استرینOF، ازتوباکتر کروکوکوم استرین ٥ و عدم تلقـیح بـا بـاکتری بـهعنـوان شـاهد) بودند. نتایج نشان داد که بیشترین کارایی مصرف نیتروژن( ١٣/٣٥ کیلوگرم در کیلوگرم) در سطح کودی٦٠ کیلـوگرم نیتـروژن در هکتار و کمترین آن( ٣٧/٢٣ کیلوگرم در کیلوگرم) در سطح کودی ١٨٠ کیلوگرم نیتروژن در هکتار بهدست آمد. تلقیح بـذر با کودهای زیستی موجب افزایش کارایی مصرف کود نیتروژن نسبت به عدم تلقیح بذر شد. مقادیر کود نیتروژنه و تلقیح بـذر بـا کودهای زیستی تأثیر معنیداری بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه داشت. بیشترین عملکرد دانه( ٣/٩٣١٣ کیلـوگرم در هکتـار) ،حداکثر وزن دانه( ٣١/٠ گرم)، سرعت( ٠٠٨٩/٠ گرم در روز) و دوره مؤثر پر شدن دانه( ٣٧/٥٤ روز) در کـاربرد ١٨٠ کیلـوگرم نیتروژن در هکتار در تلقیح بذر با آزوسپریلیوم بهدست آمد. از این رو بهمنظور افزایش عملکـرد دانـه، سـرعت و دوره مـؤثر پـر شدن دانه میتوان پیشنهاد نمود که ١٨٠ کیلوگرم نیتروژن در هکتار در تلقیح بذر با آزوسپریلیوم بهکار برده شود.
واژههای کلیدی: دوره پر شدن دانه؛ ذرت؛ عملکرد؛ کود نیتروژنه؛ کودهای زیستی
نتایج و بحث
نتایج مدل برای ١٥ نوع ادوات شخم اعم از ادوات شخم اولیه و ثانویه نشان داد که هر کدام از این ادوات شخم بسته به عمق نفوذ تیغهها در خاک، درجه انحنای تیغهها و حجم خاک زیر و روشده دارای الگوهای متفاوتی از توزیع عمودی بذر در خاک بودند. گاوآهنهای بیلچهای ،خاکورز مرکب، برگرداندار و تیلر دوار، بذور را تا عمق- های زیر ١٠ سانتیمتری دفن کردند درحالیکه حداکثر عمق دفن بذور با انجام شخم در ادوات کولتیواتور، خطی
کار، کشت مستقیم در بقایا، زیرشکن و شخم نواری تا دو سانتیمتری خاک زراعی بود. در سایر ادوات نیز بیشتر حجم پخشیدگی بذور در عمق متوسط بین دو تا هشت سانتیمتری خاک بود (اشکال ٢-٤). در همین ارتباط اسپوکاس و همکاران (7002 ,.Spokas et al) نیز نشان دادند که ادوات گاوآهن برگرداندار، چیزل، سیکلوتیلر بذور را در زیر لایه ١٠ سانتیمتری عمق خاک و دیسک ،کولتیواتور، خطیکار و ردیفکار بذرها را در عمقهای سطحی خاک دفن کردند. همچنین استرایکا و همکاران (0991 ,.Straicka et al) گزارش دادند که کار عمق دفن بذور در خاک توسط چیزل همان عمق صفر تا شش سانتیمتری خاک است. در خاک پس از شخم با سوپرچیزل ،٨/٨٤ درصد بذور در لایه صفر تا ٥ سانتی- متری خاک قرار گرفتند درحالیکه برای سیکلوتیلر ،٨٠ درصد بذور در این لایه عمقی خاک، قرار میگیرند. نتایج مدل همچنین نشان داد که استفاده از سیکلوتیلر برای شخم سبب توزیع نسبتاً یکنواخت بذور در عمق صفر تا ١٨ سانتیمتری خاک میشود و این میتواند بهدلیل مخلوطکردن مناسب لایههای خاک با هم باشد. بههمین ترتیب شخم با خاکوز مرکب سبب دفنشدن ٧/٨٩ درصد بذرها در عمق بالای ١٠ سانتیمتری شد درحالیکه گاوآهن برگرداندار موجب قرارگیری ٢/٩٣ درصد بذرها در عمق ١٥ سانتیمتری و پایینتر گردید. حداکثر عمق دفن بذرها در شخم با دیسک نیز ١٣ سانتیمتر پیشبینی شد و در شخم با همین گاوآهن حدود ٧/٨٦ درصد بذرها در لایه صفر تا هشت سانتیمتری خاک قرار گرفتند .
از طرفی علیرغم عمق شخم زیاد گاوآهن زیرشکن ،بیشتر بذرها (٨٧ درصد) در لایه صفر تا هفت سانتی- متری توزیع شدند و بهطور مشابه کولتیواتور زراعی نیز سبب دفن ١٠٠ درصد بذرها در همین لایه گردید. ضمن اینکه ٨٢ درصد بذور دفنشده در محدوده صفر تا هفت سانتیمتری خاک در لایه صفر تا چهار سانتیمتری خاک توزیع شدند. همچنین مدل حداکثر عمق دفنشدن بذرها توسط گاوآهن چیزل را عمق هفت سانتیمتری خاک برآورد نمود. سایر ادوات از قبیل تیلر دوار، ردیفکار ،ادوات کشت نواری، کولتیواتور، کشت مستقیم و خطیکار بذور را در عمقهای سطحی توزیع نمودند به نحویکه خطیکارها سبب قرار گیری ١٠٠ درصد بذر در عمق صفر تا دو سانتیمتری و ادوات کشت نواری و کولتیواتور بذور
تحقیقات
را در لایه صفر تا سه سانتیمتری دفن کردند. ردیفکارهانیز سبب توزیع ٩٥ درصدی بذر در لایه حداکثر تا سهسانتیمتری خاک شدند و در کشت مستقیم نیز ١٠٠ درصد بذر در لایه صفر تا شش سانتیمتری و ٩٨ درصد در لایه صفر تا دو سانتیمتری خاک بودند.
بر پایه همین نتایج مدل عمق بحرانی برای ٥٠ درصد و ٩٠ درصد بذور در هر لایه عمقی نیز محاسبه شد (جدول ٣). بر این اساس عمق بحرانی برای ٥٠ درصد بذور در ادوات زیرشکن، ردیفکار و چیزل در لایه سطحی صفر تا یک سانتیمتری خاک بود. همین عمق بحرانی برای کولتیواتور زراعی ٢-٠ سانتیمتر، سوپر چیزل صفر تا ٥/٢ سانتیمتر، سیکلوتیلر صفر تا سه سانتیمتر، دیسک صفر تا ٥/٣ سانتیمتر، خاکورز مرکب صفر تا ٤ سانتی- متر، تیلر دوار صفر تا هشت سانتیمتر و برای گاوآهن بیلچهای صفر تا ١٠ سانتیمتری عمق خاک بود. این درحالی بود که برای ادوات خطیکار، شخم نواری، کشت مستقیم در بقایا و کولتیواتور ٩٠ درصد بذور بهصورت یک جا بهترتیب در لایه صفر تا یک سانتیمتری بود و بنابراین بی دلیل نیست که این ادوات را در زمره ادوات شخم حفاظتی یا برای کاربرد در سیستم شخم حداقل توصیه میکنند. به نحویکه حتی در مطالعه توزیع عمودی بذر نیز حدود ٢٥ و ٧٥ درصد بذور گندم در لایههای ٤/٠-٧/٠ و ٨/١-٢ سانتیمتری خاک قرار داشتهاند (Chauhan
6002 ,.et al). ضمن اینکه برای گاوآهن برگرداندار ٩٠ درصد بذور در لایه ١٦ تا ١٨ سانتیمتری خاک قرار داشتند. عمق بحرانی برای ٩٠ درصد بذور در ادوات سوپر چیزل و سیکلوتیلر بهطور مشابه لایه صفر تا شش سانتی- متری خاک بود. در تحقیقی نیز در شخم با گاوآهن برگرداندار این اکثریت فراهمی بذور( ٧١ درصد) در عمق ١٠-١٥ سانتیمتری بوده است ( ,Swanton et al.
2000). برخی مطالعات نیز نشان داده که تراکم بذور باقیمانده در لایه صفر تا پنج سانتیمتری خاک در شرایط پس از خاکورزی با سیکلوتیلر بیشتر از شخم با گاوآهن سنتی و کولتیوارتور بوده است (0002 ,.Rahman et al).
همچنین عمق بحرانی بر مبنای ٩٠ درصد بذور در گاوآهن بیلچهای عمق صفر تا ١٦ سانتیمتری، در تیلر دوار عمق صفر تا ١٤ سانتیمتری و در خاکورز مرکب عمق صفر تا ١٠ سانتیمتری خاک بود. برای ادوات دیسک و زیرشکن نیز همین عمق بحرانی نزدیک بهم و بهترتیب
صفر تا هشت و صفر تا نه سانتیمتری خاک بهدست آمد .در خاک پس از شخم با ردیفکار، چیزل و کولتیواتور زراعی نیز ٩٠ درصد بذور بهترتیب در لایههای صفر تا سه، چهار و پنج سانتیمتری خاک یافت شدند. نتایج کلمنتس و همکاران (6991 ,Clements et al.) نیز حاکی از تراکم حجم زیادی از بذور در عمق ١٥ سانتیمتری پس از شخم با گاوآهن برگرداندار بودهاست در حالیکه در شخم با چیزل یا در سیستم بدون شخم، بیش از ٦٠ درصد بذور در لایه بالاتر از پنج سانتیمتری خاک یافت شدهاند .
تفاوت در عمق دفن بذور در شخم با ادوات مختلف را می- توان به درجه انحنای سینه تیغه شخم، عمق نفوذ، تیپ خاک و خصوصیات میکروکلیمائی خاک مرتبط دانست .اگرچه نتایج برخی محققان اثر تیپ خاک بر درجه توزیع بذور در پروفیل عمودی خاک را چندان بزرگ و موثر
Swanton et al., 2000; Cardina et al., ) نمیدانند
.(1991
جدول ٣- عمق بحرانی تجمع ٥٠ و ٩٠ درصد بذور در پروفیل عمودی خاک
Table 3. Critical depth for 50 % (D50) and 90% (D90) seeds in soil vertical distribution
(Implements) ادوات |
( D50 (cm(عمق بحرانی تجمع ٥٠ درصدکل بذور در خاک) |
(D90 (cm (عمق بحرانی تجمع ٩٠درصد کل بذور در خاک) |
(Spring tine) سوپر چیزل |
0-2.5 |
0-6 |
(Power harrow) سیکلوتیلر |
0-3 |
0-6 |
گاوآهن بیلچهای (Spader) |
0-10 |
0-16 |
(Rigid tine) خاکورز مرکب |
0-4 |
0-10 |
(Cultivator) کولتیواتور |
- |
0-11 |
گاوآهن برگرداندار (Moldboard) |
- |
16-18 |
خطیکار (Drill) |
- |
0-1 |
(Residue management) کشت در بقایا |
- |
0-1 |
(Disc) دیسک |
0-3.5 |
0-8 |
(Para plow harrow) زیرشکن |
0-1 |
0-9 |
(Field cultivator) کولتیواتور زراعی |
0-2 |
0-5 |
(Rotovator) تیلر دوار |
0-8 |
0-14 |
(Row cultivator) ردیفکار |
0-1 |
0-3 |
(Chisel) چیزل |
0-1 |
0-4 |
گاوآهن شخم نواری (Strip tillage) |
- |
0-1 |
جدول ٤- تجزیه واریانس اثر نوع ادوات شخم بر توزیع عمودی بذر درScience and Technology, 4(1): 33-35. (Journal)
چکیده
توزیع عمودی بذر، بقایای گیاهی، کودهای گرانوله و سایر ترکیبات شیمیائی در عمق خاک در اثر شخم با ادوات مختلف یکی از مباحث مهم در زراعت بهشمار میآید. به این منظور از مدل SeedChaser برای شناسائی الگوی توزیع عمودی بذر گندم در عمق ١٨- ٠سانتیمتری خاک، با استفاده از ١٥ تیپ دستگاه خاکورزی در مطالعه شبیهسازی و ٩ تیپ از این ادوات در آزمایش مزرعهای بهره گرفته شد. نتایج مدل برای ١٥ نوع ادوات شخم نشان داد که گاوآهنهای بیلچهای، خاکورز مرکب ،برگرداندار و تیلر دوار، بذور را تا عمقهای زیر ١٠ سانتیمتری دفن کردند در حالیکه حداکثر عمق دفن بذور با انجام شخم در ادوات کولتیواتور، خطیکار، کشت مستقیم در بقایا، زیرشکن و شخم نواری تا ٢ سانتیمتری خاک زراعی بود. در سایر ادوات (سوپرچیزل، سیکلوتیلر، دیسک، ردیفکار و چیزل) نیز بیشتر حجم پخشیدگی بذور در عمق متوسط بین ٨-٢ سانتی- متری خاک قرار داشت. نتایج همچنین نشان داد عمق بحرانی برای توزیع ٩٠ درصد بذور در گاوآهن برگرداندار، تیلر دوار و گاوآهن بیلچهای در عمقهای ١٤-١٨ سانتیمتری بود و برای سایر ادوات این عمق بحرانی بالای ١٠ سانتیمتری خاک بود .نتایج شبیهسازی نیز نشان داد که مدل بهخوبی قادر به شبیهسازی توزیع عمودی بذر در خاک است که در آن بیشترین مقادیر پراکندگی مربوط به چیزل و بالاترین دقت در نتایج حاصل از شخم با گاوآهن برگرداندار بود. بنابراین استفاده از نتایج این مدل میتواند در مطالعات بذر قابل توصیه باشد.
واژههای کلیدی: ادوات، بذر، شخم، عمق، مدل SeedChaser
مقدمه
در کشاورزی حفاظتی وضعیت بذور در عمقهای سطحی و بین بقایای گیاهی از جهت در معرض مسقیم قراردان بذور در شرایط محیطی و نهایتاً انتقال آنها به لایههای زیرین خاک در اثر شخم همیشه مورد سوال بوده است (6102 Loddo et al.,) و بنابراین اثر شخم روی توزیع عمودی بذر موجود در خاک یکی از فاکتورهای موثر در توان سبزشدن این بذور بهشمار میرود (6991 ,.Clemets et al). نظامهای خاکورزی توزیع عمودی و افقی بذر علفهای هرز در خاک و تعیین ترکیب گونه و ظهور آنها را تحت تأثیر قرار میدهند به نحویکه حدود ٦٠ درصد از کل بذور علف هرز در عمق صفر تا ٥ سانتیمتری یافت میشوند و تعداد آنها با افزایش عمق دارای ارتباطی لگاریتمی است ( ,.Chauhan et al2006). بر مبنای مطالعات صورت گرفته، شخم عامل اصلی جابجایی عمودی بذر در خاکهای زراعتی است (7991 ,Buhler et al.) و توزیع بذر در پروفیل خاک به عمق شخم و نوع ادوات مورد استفاده بستگی دارد (Gaba 1102 ,et al., 2014; Farouq et al.). توزیع عمودی بذر در خاک ضمن اینکه متأثر از اندازه و شکل بذر است (1993Thompson et al., )، بهشیوه موثری حاصل استفاده از ادوات متفاوت شخم نیز میباشد (Dessiant et 6991 ,.al). در همین ارتباط گزارش شده که شخم پس با گاوآهن برگرداندار ضمن اینکه سبب دفن بذور در عمق- های پایینتر خاک میشود، بر تغییر وزن مخصوص ظاهری خاک نیز موثر است (Parvin, 2012;
3102 Bhattaryya et al.,). در بیان تاثیر سسیستمهای شخم بر توزیع عمودی بذر در خاک، نتایج نشان داده که در سیستم بدون شخم بیشترین حجم بذر بانک بذر (٩٠درصد) در عمق ٠- ٥ سانتیمتری قرار گرفته است در حالیکه در شخم با چیزل ،٦٠ درصد حجم بذرها در لایه ٥-١٠ سانتیمتری و در شخم با گاواهن برگرداندار این اکثریت به ٧١ درصد آن هم در عمق ١٠-١٥ سانتیمتری اختصاص یافته است (0002 ,.Swanton et al). گوربر و همکاران (2010Gruber et al., ) نیز به پراکنش عمودی متفاوت بذر کلزا در خاک پس از شخم با ادوات برگردن- دار، چیزل و روتیواتور اذعان داشتهاند. مطالعات دیگری نیز نشان داده که تراکم بذور باقیمانده در لایه ٠-٥ سانتی- متری خاک در شرایط پس از خاکورزی با سیکلوتیلر بیشتر از شخم با گاوآهن سنتی و کولتیواتور بوده است(0002 ,.Rahman et al). از طرفی استفاده از خاکورزمرکب در قیاس با چیزل سبب توزیع مطلوب بذر در پروفیل خاک و مهیاشدن بستر مطلوب بذری نیز شدهاست (6102 Williams et al.,). در مطالعه دیگری ٨٠- ٩٠ درصد بذر در اثر شخم با چیزل در عمق بالای ١٠ سانتی-
متری خاک بودهاست (Hossein and Begum, 2015). در اثر شخم با خاکورز مرکب بر تحرک عمودی بذر در خاک، نتایج کلمنتس و همکاران ( Clements et al.,1996) نیز حاکی از تراکم حجم زیادی از بذور در عمق
١٥ سانتیمتری پس از شخم با گاوآهن برگرداندار بوده- است درحالیکه در شخم با چیزل یا در سیستم بدون شخم، بیش از ٦٠ درصد بذور در لایه بالاتر از ٥ سانتی- متری خاک یافت شدهاند. از طرفی تمایل به استفاده از سیستم بدون شخم (No tillage) امروزه بهعنوان یکی از راهکارهای کشاورزی حفاظتی جهت ماندگاری فعالیت آنزیمی و حفظ ذخیره رطوبتی خاک ( Tamm et al.,2016) و دفنشدن بذر در عمق ٥-١٥ سانتیمتری خاک شناخته شدهاست (1102 ,Caroca et al.). اوسکالناین و اوسکالنیس (Auskalniene and Auskalnis, 2009) نیز در بررسی خود گزارش دادند که در سیستم شخم حداقل بیشترین تراکم بذری در لایه صفر تا پنج سانتی- متری مشاهده شده است. در تحقیق دیگری بیشترین عمق دفن بذر در خاک بهترتیب مربوط به گاوآهن برگرداندار، شخم حفاظتی گزارش شده، ضمن اینکه میزان پخشیدگی بذر در عمق خاک در سیستم شخم کاهشیافته و بدون شخم یکسان بود ( ,Blaise et al.
2102 ,2015; Bilalise et al.). نتایج سینگ و همکاران (5102 ,Singh et al.) نیز بیانگر تجمع بذر در لایه صفر تا ٢ سانتیمتری خاک در اثر شخم حفاظتی و دفنشدن بذر در لایه ٥- ١٠ سانتیمتری خاک در سیستم کشت مستقیم است. چاوهان و همکاران ( ,Chauhan et al.
2006) با اشاره به نقش حجم خاک جابجاشده در شخم با ادوات کشاورزی مختلف نشان دادند که در سیستمهای شخم با حداقل جابجائی خاک، میزان بذور باقیمانده در لایههای سطحی خاک به مراتب بیشتر از شرایط شخم با ادوات با عمق شخم زیاد بوده است که همین مورد در کشت بذور ریز گیاهان زراعی در عمقهای سطحی در سیستمهای بدون شخم یا شخم حداقل عامل اصلیموفقیت سبزشدن بذور میباشد. یایکوف (Yankov, 2012) نیز در بررسی توزیع بذر گندم پس از شخم با ادوات دیسک، ادوات با عمق شخم ١٤-١٦ سانتیمتری و کشت مستقیم گزارش داد که بیشترین حجم دفنشدن بذر پس از شخم با دیسک در عمق ٤- ٦ سانتیمتری و در سایر ادوات در عمق ٥-٧ سانتیمتری بودهاست.
|
n 0cm ,tillage (P0cm ,0cm n 0cm ,start ) ....... (P18 cm ,0cm n18 بودcm , startکیفیت شلبودن خاک قبل از خاکورزی متغیر (خواهد (0002 ,.Swanton et al). مدلهای مختلفی برای . پیشبینی پویائی بانک بذر و سبزشدن بذور علفهای هرز . n18 cm ,tillage (P0cm ,18 cm n 0cm ,start ) ..... (P18 cm ,18 cm n18 درcm ,startدر سیستمهای زراعی گسترش یافتهاند اما (تاکنون |
در شناسائی توزیع عمودی بذر در خاک در خاک- ورزیهای مختلف، تیپ خاک نیز یکی از پارامترهای قابل بررسی است.کاردینا و همکاران (١٩٩١) گزارش دادند که الگوی توزیع عمودی بذر در خاک بعد ازخاکورزی در دو تیپ خاک لومی- سیلتی و لومی-رسی- سیلتی بسیار بهم نزدیک بوده و تفاوتی بارزی نداشتند ( Cardina et al.,1991). درحالیکه به عقیده سوانتون و همکاران( ٢٠٠٠) الگوی تغییرات بذر در خاک بسته به تیپ خاک و دیگر فاکتورهای مدیریتی از قبیل نوع شخم بهاره یا پاییزه و
|
مواد و روشها
چارچوب اصلی مدل SeedChaser برپایه ماتریکس لسلی (Cousens and Moss, 1990; Gonzalez-8991 ,.Andujar, 1997; Mead et al) است که احتمال جابجائی عمودی بذر از یک لایه به لایه دیگر خاک را حداکثر تا عمق ١٨ سانتیمتری پیشبینی می- کند. این برنامه در زبان جاوا نوشته شده و الگوی توزیع عمودی بذر یا هر ذره دیگری در خاک را در اثر شخم با ١٨ نوع دستگاه بهدست میدهد و رابطه کلی آن بهاین صورت است:
ایران از این مدلها استفادهای نشدهاست که شناخت آن نیاز اولیه برای مطالعه روابط مربوط به تولید بذر، توزیع بذر در بانک بذر، بقا و چرخههای کمون در بانک بذر خاک
و واکنش جوانهزنی و سبزشدن بذور است .SeedChaser یکی از مدلهای پیشبینی توزیع عمودی خاک با قدرت یک گرید در خاک است که الگوی جابجائی بذر علف هرز یا هر ذره یا گرانولهای را در خاک پس از شخم با ١٨ نوع سیستم شخم را پیشبینی میکند ( ,.Spokas et al2007). بنابراین شناخت نحوه توزیع عمودی بذر در خاک علاوه بر ارائه اطلاعاتی مفید در خصوص عمق دفنشدن بذور، توان سبزشدن بذر، قابل تعمیم به چگونگی توزیع بقایا سطحی گیاهی، ترکیبات شیمیائی، کودها،گرانولهها است، میتواند در مدلسازی سبزشدن و جوانهزنی بذر گیاهان زراعی و از همه مهمتر مطالعات علف هرز در شرایط محیطی بسیار پر اهمیت باشد. لذا انجام این تحقیق معرفی مدل SeedChaser برای پیشبینی عمودی توزیع بذر گندم (رقم سرداری) در خاک و ارزیابی توانائی این مدل در پیشبینی الگوی جابجائی بذور در پروفیل عمودی عمق خاک بوده است.
این آزمایش در سایت زراعی دانشگاه پیام نور مرکز سقز (٤٦و ١٧ دقیقه شمالی و ٣٦ و ١٤ دقیقه شرقی) درخرداد ماه سال ١٣٩٥ به اجرا درآمد. در ابتدا الگوی توزیع عمودی بذر در خاک با ١٥ تیپ دستگاه حاکورزی تعریف شده در مدل (جدول ١- شکل١) بر مبنای وجود مجموع ١٠٠٠ عدد بذر در خاک انتخاب و پس از اجرای مدل نتایج الگوی توزیع بذور از عمق صفر- ١٨ سانتیمتری استخراج شدند. سپس از بین ١٥ ادوات تعریفشده در مدل بسته به نوع ادوات معمول مورد استفاده در منطقه ،٩ تیپ از آنها (سوپر چیزل، زیرشکن، برگرداندار، کولتیواتور زراعی، خطیکار، ردیفکار، دیسک، چیزل و تیلر دوار) از شرکت ادوات کشاورزی سازه کشت کاوه بوکان تهیه و هر کدام در کرتهایی به مساحت ١ متر مربع در سه تکرار با سرعت ٧ کیلومتر در ساعت(Spokas 7002 ,et al.) بهکار گرفته شدند. بذر مورد استفاده گندم رقم سرداری بود که از مزراع منطقه در همان سال آزمایش جمعآوری شدند .در هر کرت ابتدا با حفر یک پروفیل عمقی تا لایه ١٨ سانتیمتری با استفاده از خط- کش و با دقت تمام اقدام به دفن ٣٠ عدد بذر گندم ازعمق ١٨ سانتیمتری به بالا شد و سپس هر عمق با یکسانتیمتر خاک (لومی-رسی) پوشانده شد (جدول ٢). ضمن اینکه عرض هر لایه نیز ٨٠ سانتیمتر در نظر گرفته شد که در آن ١٠ سانتیمتر از طرفین بهعنوان اثر حاشیه انتخاب گردید. لایه یک سانتیمتری خاک روی هر عمق بذری از همان خاک انتخاب و بهاندازه مناسب نیز روی لایه بذری فشرده شد. با اجرای عملیات شخم در هر کرت ابتدا توزیع افقی بذور در سطح کرت با متر اندازه- گیری شد و سپس با حفر مجدد پروفیل تعداد بذور موجود در هر لایه بهدقت شمارش گردید. در ادامه نتایج با استفاده از نرم افزار SAS, 2009)SAS) تجزیه و تحلیل شدند. برای سنجش کارایی مدل نیز از آمارههای ضریب تبیین (2R)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و نزدیکی به خط یک به یک استفاده شد.