اثر کودهای سبز و کود شیمیایی نیتروژنی بر رشد اولیه، عملکرد و اجزای عملکرد گندم (Triticum aestivum L.)

اثر کودهای سبز و کود شیمیایی نیتروژنی بر رشد اولیه، عملکرد و اجزای عملکرد گندم

 (Triticum aestivum L.)

فرزاد گرامی^1*، امیر آینه­بند² و اسفندیار فاتح²

تاریخ دریافت: 23/5/90   تاریخ پذیرش: 14/4/91

1-دانشجوی کارشناسی ارشد،گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز

2- دانشیار و استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز

* مسئول مکاتبه:gerami.farzad@gmail.com

چکیده

به منظور بررسی اثر کودهای سبز مختلف و مقادیر کود شیمیایی نیتروژن بر خصوصیات رشد رویشی، عملکرد و اجزای عملکرد دانه گندم، آزمایشی در سال زراعی90-1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. آزمایش به­صورت کرت­های یک بار خرد شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار بود. فاکتور اصلی شامل مقادیر کود نیتروژن (اوره) (صفر، 50، 100 و 150 کیلوگرم در هکتار) و فاکتور فرعی شامل کودهای سبز (شاهد یا عدم کاربرد کودسبز، ارزن، سسبانیا، آمارانت، لوبیا چشم­بلبلی و ماش) بود. این آزمایش در دو مرحله اجرا شد. ابتدا کاشت و برگرداندن کودهای سبز به خاک و پس از آن کاشت گندم بود. نتایج نشان داد که هردو عامل کودسبز و کود نیتروژن بر رشد اولیه گیاهچه­های گندم مؤثر بودند. اثر کودهای سبز بر وزن خشک و شاخص سطح برگ گیاهچه­های گندم در مقادیر کم نیتروژن بطور معنی­داری بیشتر از سطوح بالای نیتروژن بود. کاربرد 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار همراه با کودسبز لوبیا چشم­بلبلی بیش­ترین وزن خشک و شاخص سطح برگ گیاهچه­های گندم را دارا بود. کاربرد کودسبز اثر معنی­داری بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه در کلیه سطوح نیتروژن مصرفی داشت. از دیدگاه اکولوژیکی، بهترین عملکرد و درصد پروتئین دانه در شرایط کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار همراه با کاربرد کودهای سبز بقولات بویژه ماش و لوبیا چشم­بلبلی بدست آمد. بنابراین با توجه به اینکه مقدار کود توصیه شده در این منطقه 100 کیلوگرم در هکتار است، لذا با کاربرد کودهای سبز بقولات همچون ماش و لوبیا چشم­بلبلی به همراه مصرف 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، علاوه بر دست یابی به عملکرد مطلوب کمی و کیفی، مصرف کود شیمیایی نیتروژنی نیز بطور قابل ملاحظه­ای کاهش یافت.

واژه­های کلیدی: رشد گیاهچه، عملکرد دانه، کودسبز، گندم، نیتروژن.

Effect of Green Manures and Nitrogen Fertilizer Levels on Early Growth, Yield and Yield Components of Wheat (Triticum aestivum L.)

F Gerami^1*, A Aynehband² and E Fateh²

Received: August 14, 2011   Accepted: July 4, 2012

¹MSc. Student, Agronomy and Plant Breeding Department, Agriculture Faculty, ShahidChamran University, Ahvaz, Iran

²Assoc Prof, and Assist Prof, Agronomy and Plant Breeding Department, Agriculture Faculty, ShahidChamran University, Ahvaz, Iran

Corresponding Author:gerami.farzad@gmail.com

Abstract

In order to study the effect of different green manures and nitrogen fertilizer levels on early growth characteristics, grain yield and yield components of wheat, a field experiment was conducted on Agricultural Faculty of Shahid Chamran University of Ahvaz during 2010-2011. The experimental design was split plot based on RCB with three replications. Main plot including nitrogen fertilizer (Urea) rates (i. e. 0, 50, 100, 150 kg ha^-1) and sub-plot including green manures (i.e. control, millet, sesbania, amaranth, cowpea and mungbean). This study was madin two stages. First sowing and incorporated of green manures on to the soil and then, sowing of wheat crop. Results showed that, both green manures and nitrogen fertilizer levels had positive effect on early growth of wheat seedling. Effect of green manures on dry matter and LAI of wheat seedling in lower nitrogen rates were significantly more than higher nitrogen rates. Highest seedling dry matter and LAI were obtained by application of 100 kg N ha^-1 along with cowpea as green manure. Application of green manures had significant effects on grain yield and yield components of wheat crop in all nitrogen rates. In ecological point of view, the best grain yield and biological yield were obtained by use of 50 kg N ha^-1 along with legume green manures especially cowpea and mungbean. Therefore, since application of 100 kg N ha^-1 is recommended nitrogen rate for this region, use of legume green manures especially mungbean and cowpea along with 50 kg N ha^-1, in addition of achieving high qualitative and quantitative yield, amount of used nitrogen fertilizer reduced.

Key words: grain yield, green manure, nitrogen, seedling growth, wheat

مقدمه

     گندم از جمله غلات مهم جهان محسوب می گردد. این گیاه در محدوده وسیعی از شرایط آب و هوایی کشور کشت می­شود. در ایران به­دلیل تأمین غذای غالب مردم از گندم و با توجه به سازگاری مناسب این گیاه به انواع مدیریت­های زراعی، ایجاد شرایط مطلوب به لحاظ تأمین عناصر غذایی مهم، در راستای افزایش کمی و کیفی عملکرد گندم ضروری به­نظر می­رسد. خاک­های زراعی مناطق جنوب غرب ایران به­دلیل عدم اجرای تناوب مناسب گیاهان زراعی، استفاده از تکنیک­های کشاورزی فشرده، بارندگی سالانه کم و درجه حرارت بالا، با کمبود موادآلی مواجه هستند که این امر باعث ایجاد ساختمان ضعیف خاک و نهایتاً بستر نامطلوب برای رشد گیاه می­گردد (آینه­بند و همکاران 2010). مدیریت بهینه مواد آلی، یکی از جنبه­های مهم تولید پایدار در اکوسیستم­های زراعی می­باشد و کربن آلی عنصری کلیدی در کیفیت خاک محسوب شده و نقش مؤثری در چرخه زیستی ایفا می­کند (رسولی و مفتون، 1389). استفاده بی رویه از کودهای شیمیایی بخصوص کود نیتروژنی و عدم کاربرد کودهای آلی طی سال­های اخیر، عامل کاهش چشمگیر در میزان مواد آلی خاک­های کشاورزی ایران بوده است (ملکوتی 1378). برای دست­یابی به خاک­های مناسب از لحاظ رشد گیاه، به خاک­هایی با موادآلی بیشتر از 3% نیاز است (پرامانیک و همکاران 2004).

     کودهای سبز، گیاهانی هستند که به­منظور اصلاح خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک و تأمین عناصرغذایی ضروری برای رشد مطلوب گیاه بعدی کشت می­شوند (چر و همکاران، 2006). استفاده از انواع مختلف گیاهان کودسبز، مدیریتی مناسب برای تولید پایدار در تمام اکوسیستم­های کشاورزی است، چراکه می­تواند باعث افزایش پایداری از طریق کاهش فرسایش، اصلاح خصوصیات فیزیکی، افزایش مواد آلی و نگهداری عناصر غذایی خاک گردد (تجادا و همکاران 2008). نیتروژن از عناصر پر مصرف در کشاورزی فشرده به­شمار می­رود (للوید و همکاران 1997) و باعث افزایش تعداد، حجم و سطح سلولی گردیده و سطح برگ و کارآیی جذب تابش نور توسط گیاه را بیشتر می­کند (ماربت 2000).

     استفاده از کودسبز به همراه کود شیمیایی نیتروژنی باعث می­شود عناصر غذایی به آرامی، درطی فصل رشد در اختیار محصول بعدی قرار گرفته و موجب دست یابی به عملکرد بیشتر نسبت به استفاده صرف از کودشیمیایی شود (آکتار و همکاران 1993 پرامانیک 2004). به­طور مشابه تالگر و همکاران (2009) نیز دریافتند که با استفاده از کودسبز بقولات، نیتروژن به­صورت تدریجی و در یک دوره زمانی طولانی مدت آزاد خواهد شد. بنابراین جذب نیتروژن توسط گیاه زراعی بعدی در طول دوره رشد به­صورت متعادل باقی خواهد ماند. همچنین نتایج بررسی آن­ها نشان داد که گندم کم­ترین عملکرد را در خاک­های بدون تیمار کودسبز داشته و استفاده از کودسبز یونجه باعث دست یابی به محصول بیشتر به لحاظ درصد پروتئین دانه نسبت به تیمار شاهد و کودسبز شبدر قرمز داشت. مایک استنین و آرلاوسکین (2004) اظهار نمودند که بیشترین عملکرد دانه گندم پس از کودسبز یونجه به­دست آمد. در این حالت عملکرد گندم بعد از یونجه 5/18 درصد بیشتر از حالتی بود که بعد از کودسبز شبدر کاشته شد. همچنین نتایج تحقیقی نشان می­دهد که کاربرد کودسبز باعث کاهش 50 درصدی مصرف مقادیر توصیه شده کود نیتروژنی در گیاه برنج گردید (هیرمث و یاتال 1998). حسین و همکاران (1992) با مقایسه تیمارهای کودسبز سسبانیا، ماش و کنف بنگالی به این نتیجه رسیدند که کودسبز سسبانیا بیشترین گره­های تثبیت کننده نیتروژن را تولید نمود که این امر باعث تثبیت بیشتر نیتروژن و افزایش عملکرد دانه گندم در مقایسه با سایر کودهای سبز شد. کاوشال و همکاران (2010) در بررسی خود نشان دادند که در محصول برنج، استفاده از کودسبز سسبانیا و مقدار 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار باعث ایجاد شرایط مطلوب در طول دوره رشد محصول و در نتیجه افزایش عملکرد دانه در واحد سطح گردید. آن­ها همچنین بیان نمودند که کودسبز ممکن است باعث افزایش پتانسیل عملکرد در مقایسه با حالتی شود که کود شیمیایی نیتروژن به­صورت خالص مصرف می­شود. لوپز بلیدو و لوپز بلیدو (2001) در مطالعات خود نشان دادند که عملکرد گندم، تحت تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژنی شامل صفر، 50، 100 و 150 کیلوگرم در هکتار تأثیر معنی­داری بر عملکرد دانه داشت. البته آن­ها اظهار داشتند که سطوح کودی 100 و 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار روند کم و بیش مشابهی از نظر عملکرد دانه داشتند. بطور مشابه کابررا و همکاران (2009) نشان دادند که مصرف کود نیتروژنی تأثیر قابل توجهی بر عملکرد بیولوژیک و عملکرد اقتصادی داشت. ولی وزن هزار دانه و شاخص برداشت تحت تأثیر قرار نگرفت.

     با توجه به اصول حاکم بر کشاورزی پایدار مبنی بر کاهش نهاده­های خارجی همچون کودهای شیمیایی و تکیه بیش­تر بر منابع داخلی مزرعه، تحقیق حاضر با هدف ارزیابی اثرات کودهای سبز و سطوح کود نیتروژنی بر مراحل اولیه رشد، استقرار گیاهچه­های گندم و عملکرد کمی و کیفی این گیاه انجام گرفته تا ضمن استفاده از مزایای اکولوژیک کودهای سبز از میزان مصرف کود شیمیایی نیتروژن کاسته شود.

مواد و روشها

     این پژوهش در سال زراعی 90-1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز با عرض جغرافیایی 31 درجه و 9 دقیقه شمالی و طول 48 درجه و 41 دقیقه شرقی و ارتفاع از سطح دریا 20 متر اجرا گردید. خاک محل آزمایش دارای کلاس بافتی لوم شنی، پ هاش 8/7، ماده آلی 54/0 درصد، نیتروژن کل خاک 049/0، مقدار فسفر قابل جذب 14 میلی گرم برکیلوگرم و مقدار پتاسیم قابل جذب 160 میلی گرم بر کیلوگرم بود. این آزمایش به­صورت
کرت­های یک­بار خردشده، در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی، و با سه تکرار اجرا گردید. فاکتور اصلی شامل کود شیمیایی نیتروژنی دربرگیرنده صفر، 50، 100 و150 کیلوگرم در هکتار) و فاکتور فرعی شامل انواع کودهای سبز سسبانیا  (Sesbania sp.)، ارزن (Pennisetum sp.) ، آمارانت (Amaranthus sp.)، لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata L.)، ماش (Vigna radiate L.)  و شاهد (عدم کاربرد کودسبز) بود. این آزمایش دربرگیرنده دومرحله کاشت بود. مرحله اول، شامل کشت گیاهان کودسبز در تاریخ سوم شهریورماه و بازگرداندن آن­ها به خاک با شخم به­وسیله گاوآهن برگردان دار در تاریخ 13 مهرماه بود. مرحله دوم شامل کشت گیاه گندم در تاریخ 25 آبان­ماه و برداشت آن در هفته اول اردیبهشت ماه بود. در این آزمایش از رقم چمران گندم استفاده شد. بذر گندم به میزان 180 کیلوگرم در هکتار، درکرت­هایی به طول هشت متر، شامل هشت خط با فاصله روی ردیف سه سانتی­متر و فاصله بین ردیف 20 سانتی­متر به­صورت دستی کشت گردید. نیتروژن مورد استفاده از منبع اوره با 46 درصد نیتروژن محاسبه و برای مصرف به صورت پایه و سرک در نظر گرفته شد. فسفر خالص (P₂O₅) به میزان 90 کیلوگرم در هکتار محاسبه و از منبع سوپر فسفات تریپل به­صورت کود پایه مصرف گردید. همچنین پتاسیم (K₂O) از منبع سولفات پتاسیم به میزان 80 کیلوگرم در هکتار محاسبه و به­صورت پایه به­طور یکنواخت در سطح مزرعه پخش گردید.

کلیه عملیات آماده سازی زمین شامل کاشت، آبیاری و مدیریت علف­های هرز مطابق عرف منطقه انجام گرفت. صفات مورد ارزیابی در این تحقیق شامل بررسی روند تغییرات شاخص سطح برگ و وزن خشک در گیاهچه­های گندم و اندازه­گیری عملکرد و اجزای عملکرد دانه بود. به­منظور بررسی روند رشد اولیه، گیاهچه­های گندم از هر کرت در 14، 28 و 42 روز پس از سبز شدن برداشت و بلافاصله به آزمایشگاه منتقل و سطح برگ آن­ها توسط دستگاه Leaf Area meter  اندازه­گیری شده و سپس شاخص سطح برگ آن­ها محاسبه شد. پس از اندازه­گیری سطح برگ، گیاهچه­ها برای اندازه­گیری وزن خشک به دستگاه آون منتقل و به مدت 48 ساعت و در دمای 75 درجه سانتی­گراد نگهداری شدند. سپس نمونه­های خشک شده خارج و وزن خشک آن­ها توسط ترازوی حساس با دقت یک صدم گرم اندازه­گیری شد. برای ارزیابی عملکرد کمی و کیفی گندم، برداشت نهایی آن پس از حذف حاشیه­ها، از ابعاد یک مترمربع و به­صورت دستی انجام و صفات ارتفاع بوته، تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، شاخص برداشت و درصد پروتئین دانه اندازه­گیری شد. در نهایت، تجزیه آماری داده­ها و رسم نمودارها توسط نرم افزار SAS وExcel  و مقایسه میانگین داده­ها به­وسیله آزمونLSD  و درسطح احتمال 05/0 انجام گرفت.

نتایج و بحث

الف- رشد اولیه گیاهچه­های گندم: بر اساس نتایج این آزمایش مشخص شد که در شرایط عدم کاربرد کود نیتروژن بین وزن خشک گیاهچه­ها و شاخص سطح برگ آن­ها در 14 و 28 روز پس از سبز شدن تفاوت محسوسی مشاهده نشد، هرچند که کمیت آن­ها افزایش یافت. عمده­ترین تفاوت در 42 روز پس از سبز شدن مشاهده شد. در این زمان گیاهچه­های گندم پس از گیاهان کودسبز ماش و لوبیا چشم­بلبلی به­طور معنی­داری بیشتر از سایر تیمارها بود. به­لحاظ شاخص سطح برگ نیز عمده­ترین تفاوت ناشی از قرارگرفتن گیاهچه­های گندم پس از کودسبز لوبیا چشم­بلبلی است. از آنجائی­که در این شرایط هیچگونه کود نیتروژنی مصرف نشد لذا عامل اصلی تفاوت ناشی از ویژگی­های خاص گیاهان کودسبز می­باشد، که در این وضعیت کودسبز لوبیا چشم­بلبلی به لحاظ هردو عامل وزن خشک و شاخص سطح برگ بیشترین تأثیر مثبت را دارا بود و در مجموع نیز کودسبز بقولات بهتر از سایر گیاهان کودسبز بودند. در واقع گیاهان کودسبز بقولات با نسبت پایین C/N با سرعت بیشتری تجزیه شده و عناصر غذایی را برای محصول بعدی زودتر از کودهای سبز با ترکیبات لگنین بالا و نسبت C/N بیشتر، آزاد می­کنند (دایگامی و ترن، 2011). لازم به ذکر است که حداکثر وزن خشک و شاخص سطح برگ گیاهچه­های گندم در این شرایط به ترتیب (5/57 گرم درمترمربع ) و (56/0) بود (شکل 1 الف و ب). در ادامه با کاربرد کود نیتروژن، اگرچه روند افزایشی در وزن خشک و شاخص سطح برگ مشابه شرایط بدون کود نیتروژن بود اما دو تفاوت اساسی را نشان داد. اول اینکه به لحاظ کمیت مقدار این دو صفت زراعی افزایش یافت و دوم، اختلاف بین کودهای سبز بسته به مقدار نیتروژن مصرفی و خصوصیات آن­ها متفاوت بود. برای مثال با کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از 28 روز پس از سبز شدن به بعد هم وزن خشک و هم شاخص سطح برگ گیاهچه­های گندم افزایش قابل توجهی نسبت به زمان­های قبل نشان دادند، با این تفاوت که به لحاظ وزن خشک اختلاف بین بیشترین (پس از کودسبز لوبیا چشم­بلبلی) و کمترین (پس از کودسبز ارزن) وزن خشک، 25/46 گرم در مترمربع بود. در حالیکه اگرچه همین شرایط برای شاخص سطح برگ نیز مشاهده شد ولی اختلاف آن­ها چشمگیرتر بود. بعلاوه به­لحاظ کمی، بیشترین مقدار وزن خشک (96/118 گرم در مترمربع) و شاخص سطح برگ (29/1) برای گیاهچه­های رشد یافته پس از کودسبز لوبیا چشم­بلبلی مشاهده شد که اگرچه مشابه شرایط بدون مصرف کود نیتروژنی بود ولی در شرایط کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار شاخص سطح برگ به مقدار 79/0 افزایش نشان داد (شکل2 الف و ب). مک دونالد (1992) در بررسی سطوح مختلف کود نیتروژن بر عملکرد ارقام مختلف گندم در 10 منطقه استرالیا گزارش نمود که با افزایش میزان نیتروژن وزن خشک محصول به­طور معنی­داری افزایش یافت. با کاربرد نیتروژن به میزان 100 کیلوگرم در هکتار که معادل مقدار بهینه مصرف کود برای گندم در استان خوزستان می­باشد بیشترین وزن خشک گیاهچه­های گندم (13/138 گرم در مترمربع) همچنان متعلق به قرار گرفتن آن­ها پس از کودسبز لوبیا چشم­بلبلی بود که در مقایسه با کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به مقدار 17/19 گرم افزایش یافت (مقایسه شکل 3 الف با 2 الف) در حالیکه بین حداکثر شاخص سطح برگ گندم با کاربرد 50 یا 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار تفاوت زیادی به لحاظ کمی مشاهده نشد (مقایسه 3 ب با 2 ب). اما نکته قابل توجه این بود که در حالت کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار اختلاف بین گیاهچه­های گندم تحت تأثیر گیاهان مختلف کودسبز به­طور معنی­داری بیشتر از شرایط کاربرد 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود.

بعبارت دیگر این نتایج نشان می­دهد با افزایش مصرف کود نیتروژن حتی در سطح 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار از تأثیرگذاری اکولوژیکی گیاهان کودسبز کاسته خواهد شد. به تعبیر دیگر در شرایط کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، تیمارهای مختلف کودسبز از اثرگذاری بیشتری بر گیاهچه­های گندم برخوردار می­باشند که با کاربرد 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (اگرچه مقدار بهینه توصیه شده در استان خوزستان است) این تأثیرگذاری آگرواکولوژیکی کم شده و عمدتاً رشد گیاهچه تابع اثر نیتروژن می­باشد. در نهایت با توجه به شکل 4 الف و ب، کاربرد بیش از حد نیتروژن (150 کیلوگرم نیتروژن) اگرچه مشابه با حالات قبل، هم وزن خشک و هم شاخص سطح برگ گیاهچه­های گندم را افزایش داد. اما حداقل سه اثر نامطلوب به لحاظ آگرواکولوژیکی دارا بود. اول اینکه به لحاظ کمیت، بیشترین وزن خشک و شاخص سطح برگ این گیاهچه­ها کمتر از کاربرد 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن بود (مقایسه شکل 4 الف و ب با 3 الف و ب). دوم اینکه اثرگذاری نیتروژن بیش از حد به
گونه­ای بود که تفاوت بین تأثیرگذاری کودهای سبز در این شرایط برای هردو صفت وزن خشک و شاخص سطح برگ کمتر از سطح 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بود و سوم اینکه با کاربرد بیش از حد نیتروژن از تأثیرگذاری برخی گیاهان کودسبز بقولات مانند ماش بسیار کاسته شده به گونه­ای که در این مقدار کود نیتروژن مصرفی کمترین تأثیر را بر رشد گیاهچه­های گندم دارا بود. شهسواری و صفاری (1384) طی پژوهشی اعلام نمودند که با افزایش سطح نیتروژن از 100 به 150 کیلوگرم در هکتار وزن خشک اندام هوایی از 1753 به 1445 گرم در مترمربع کاهش یافت. آن­ها دلیل این کاهش را سایه اندازی و کاهش فتوسنتز اعلام کردند. در مجموع نتایج این بخش نشان داد که کودهای سبز مختلف از تأثیرگذاری متفاوتی بر رشد اولیه گندم برخودار می­باشند که نشان دهنده لزوم دقت در انتخاب گیاهان کودسبز مناسب است. از سوی دیگر نیز برهمکنش بین کودهای سبز و نیتروژن اثرات معنی­داری بر وزن خشک و شاخص سطح برگ در رشد اولیه گیاهچه­های گندم خواهد داشت به گونه­ای که با افزایش مصرف نیتروژن از تأثیرگذاری اکولوژیکی آن­ها کاسته خواهد شد.

در همین ارتباط با مقایسه وزن خشک گیاهچه­های گندم در 42 روز پس از کاشت (شکل 5) مشخص می­شود که اولاً کمترین وزن خشک و شاخص سطح برگ در شرایط عدم کاربرد نیتروژن به­دست آمده است. واکنش بهتر وزن خشک و شاخص سطح برگ به عدم کاربرد کودسبز در شرایط کاربرد 50 و 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در مقایسه با انواع کودهای سبز در مراحل اولیه رشد گیاهچه­های گندم را می­توان آزادسازی تدریجی و همراه با تأخیر عناصر غذایی توسط گیاهان کودسبز و همچنین افزایش نسبت C/N ذکر نمود. دوماً، اگرچه بین کاربرد 50 تا 150 کیلوگرم  نیتروژن  در هکتار  تفاوت  در  وزن  خشک و

شاخص سطح برگ گیاهچه­های گندم دیده می­شود ولی این اختلاف زیاد نیست، هرچند 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بهترین کمیت را دارا است. سوماً، اگرچه در بعضی موارد عدم استفاده از کودسبز (شاهد) در مقایسه با به کارگیری این گیاهان تفاوت معنی­داری را نشان نمی­دهد (و حتی ممکن است اندکی بیشتر باشد) ولی از دیدگاه آگرواکولوژیکی بکارگیری این گیاهان حتی در کوتاه مدت و میان مدت (3 تا 5 سال) اثرات بسیاری بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک خواهد داشت.

با مقایسه انواع کودسبز، لوبیا چشم­بلبلی به­دلیل کیفیت بالای ماده خشک تولید شده، نسبت پایین C/N و قدرت بیشتر تثبیت نیتروژن جوی به­وسیله گره­های ریشه توانسته تأثیر سریع­تری بر رشد گیاهچه گندم داشته باشد (شکل 5 و 6). تالگر و همکاران (2009) در طی پژوهشی دریافتند که در استفاده از گیاهان کودسبز شبدر و یونجه، نیتروژن به­صورت تدریجی و در یک دوره زمانی طولانی مدت در اختیار گیاه بعدی قرار می­گیرد و این آزادسازی در مراحل پایانی رشد رویشی افزایش پیدا می­کند. بگس و همکاران (2000) اظهار نمودند که کودهای سبز بقولات به­علت وجود سیستم ریشه­ای عمیق­تر، قوی­تر و توانایی تثبیت نیتروژن، توانایی آزادسازی سریع­تری نسبت به کودهای سبز غیربقولات دارا هستند. آن­ها بیان داشتند که گیاهان کودسبز بقولات نیز باتوجه به رابطه C/N و کیفیت ماده خشک تولیدی، از لحاظ تأثیر بر روند رشد محصول بعدی متفاوت خواهند بود. همانطورکه در روندهای قبلی نیز نشان داده شد، این شرایط (کاربرد کودسبز) باعث می­شود با بهبود رشد اولیه گیاه هم به لحاظ استقرار و هم به لحاظ رقابت با علف­های هرز گیاهچه­های گندم از شرایط مطلوب­تری برخوردار باشند.

ب- عملکرد و اجزای عملکرد گندم: نتایج جدول تجزیه واریانس در خصوص اجزای عملکرد نشان می­دهد که این صفات تحت تأثیر سطوح مختلف نیتروژن و استفاده از گیاهان کودسبز تفاوت معنی­داری را دارا می­باشند (بجز تعداد سنبله در مترمربع). در حالیکه برهمکنش بین تیمارهای مختلف صرفاً برای ارتفاع بوته­های گندم در سطح احتمال 5 درصد معنی­دار شده است (جدول 1). نتایج جدول مقایسه میانگین نشان می­دهد که با افزایش مصرف کود نیتروژن تا 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، ارتفاع بوته­های گندم و تعداد سنبله در مترمربع و تعداد دانه در سنبله به­طور معنی­داری افزایش یافت.

مصرف فراتر از 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار تنها باعث افزایش معنی­دار تعداد دانه در سنبله گردید، درحالیکه بر سایر صفات اجزای عملکرد تأثیر معنی­داری نداشت (جدول 2). بین گیاهان کودسبز نیز برای این صفات تفاوت معنی­داری مشاهده شد. در مجموع کمترین مقدار برای تمامی صفات اجزای عملکرد در شرایط شاهد (عدم کاربرد کودسبز) روی داد. از بین کودهای سبز مختلف نیز بیشترین ارتفاع بوته گندم تحت تأثیر تیمار کودسبز ماش و بیشترین مقدار برای سایر صفات اجزای عملکرد تحت تأثیر کودسبز لوبیا چشم­بلبلی به­دست آمد. براساس نتایج به­دست آمده مصرف کود شیمیایی نیتروژنی و همچنین کاربرد کودسبز بقولات در مقایسه با کودسبز غیربقولات بواسطه آزادسازی نیتروژن و سایر عناصر غذایی توانسته باعث تحریک رشد رویشی و افزایش ارتفاع بوته­های گندم از طریق افزایش رشد طولی میانگره­های ساقه و طول سنبله گردد. موسوی و همکاران (2009) با کاربرد کودسبز چاودار بدون کاربرد کود نیتروژن، کاهش در عملکرد و اجزای عملکرد گندم را مشاهده نمودند، زیرا در شرایط عدم مصرف کود نیتروژن، نسبت C/N در خاک به بیش از 30 افزایش یافت که این امر باعث رقابت بین میکروارگانیسم­های خاک در استفاده از نیتروژن قابل دسترس گیاه گردید. اما با کاربرد کودسبز به همراه کود نیتروژن، نسبت C/N در خاک متعادل خواهد شد و گیاه کودسبز می­تواند باعث جذب مطلوب نیتروژن و دیگر عناصر غذائی توسط گیاه زراعی بعدی شود. با بررسی برهمکنش دو تیمار کود نیتروژن و نوع گیاه کودسبز مشخص شد که افزایش مصرف کود نیتروژن برای مثال (150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) عمدتاً از تأثیرگذاری کودهای سبز بقولات بر اجزای عملکرد کاسته و شرایط به نفع کودهای  سبز غیربقولات  بود. در  شرایط مصرف 100

جدول 3- نتایج تجزیه واریانس عملکرد کمی و کیفی گندم، تحت تاثیر سطوح نیتروژن و گیاهان مختلف کودسبز

^*و^** به ترتیب در سطح احتمال پنج و یک درصد معنی­ دار می­باشد و ns معنی دار نمی­باشد.

کیلوگرم نیتروژن در هکتار، بیشترین (3/98 سانتی متر) و کمترین (5/83 سانتی متر) ارتفاع بوته­های گندم به ترتیب مربوط به کاربرد کودسبز ماش و عدم کاربرد از کودسبز بود. پرامانیک و همکاران (2004) با مقایسه تیمارهای مختلف کودسبز و تأثیر آن­ها بر ارتفاع بوته در برنج، گزارش نمودند که از بین گیاهان کودسبز Sesbania rostrata، S.aculeata، S.rostra و کنف بنگالی،  S.rostrata باعث تولید بیشترین ارتفاع بوته در برنج گردید و از لحاظ صفت ارتفاع بوته در گندم بین گیاهان مختلف کودسبز اختلاف معنی­داری در سطح احتمال 1 درصد مشاهده شد. همچنین آن­ها نتیجه گرفتند که برهمکنش گیاهان کودسبز و نیتروژن نشان می­دهد که گیاهان کودسبز در سطوح بالاتر مصرف نیتروژن دارای ارتفاع بوته بیشتری برای برنج بودند و کمترین ارتفاع بوته با کاربرد کودسبز در شرایط کودی شاهد (عدم مصرف نیتروژن) به­دست آمد که ناشی از نسبت بالای کربن به نیتروژن و در نتیجه ایجاد کمبود عنصر نیتروژن برای رشد گیاه بود.

از سوی دیگر در همین شرایط (100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) بین گیاهان کودسبز بقولات نیز تفاوت­های معنی­داری در ارتباط با اجزای عملکرد مشاهده شد، به گونه­ای که کودسبز لوبیا چشم­بلبلی در مقایسه با کودسبز ماش تعداد سنبله در مترمربع و وزن هزاردانه بیشتری در گندم تولید کرد اما کاربرد این دو کودسبز بقولات بر صفت تعداد دانه در سنبله معنی­دار نبود (جدول 2). لازم به توضیح است که در تفسیر نتایج چنین آزمایشاتی بایستی دو مفهوم دیدگاه صرفاً زراعی و دیدگاه آگرواکولوژیکی در بعد زمان (کوتاه مدت و میان مدت) در نظرگرفته شود. به­عبارت دیگر ممکن است به لحاظ کمیت در برخی موارد کاربرد گیاهان کودسبز غیربقولات و سطوح زیاد نیتروژن نتایج بهتری را در مقایسه با کاربرد بقولات به عنوان کودسبز و همچنین کمیت پایین­تری از نیتروژن را نشان دهد. اما از دیدگاه آگرواکولوژیکی صرفاً کمیت نهایی ملاک نبوده و نباید تک بعدی به نتایج نگاه کرد. بعبارت دیگر کاهش اندکی در یک صفت به­واسطه کاربرد نوع خاصی از کودسبز در مقادیر کمتر نیتروژن ممکن است اثرات مثبت میان مدت و بلند مدت بسیار بیشتری در مقایسه با نتایج کوتاه مدت کاربرد سایر روش­ها داشته باشد. نتایج تجزیه واریانس برای عملکرد کمی و کیفی گندم، نشان می­دهد که کاربرد سطوح مختلف نیتروژن بر عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و درصد پروتئین دانه در سطح احتمال 01/0 معنی دار بود (جدول 3). کاربرد گیاهان مختلف کودسبز نیز بر صفات عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و درصد پروتئین دانه در سطح احتمال 01/0 و بر عملکرد دانه در سطح احتمال 05/0 معنی­دار بود. اما برهمکنش این دو تیمار (کود نیتروژن و کودسبز) تأثیر معنی­داری را بر این صفات نشان نداد. با توجه به جدول 4 با افزایش مقدار مصرف نیتروژن از صفر تا 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و درصد پروتئین دانه گندم گندم افزایش معنی­داری نشان داد. مصرف 150 کیلوگرم در هکتار اختلاف معنی­داری با کاربرد مقدار 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار دارا می­باشد. بین تیمارهای کودسبز برای صفت عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک کودسبز لوبیاچشم­بلبلی بهترین تأثیر را دارا بود. هرچند که در مجموع گیاهان کودسبز بقولات نتایج بهتری در مقایسه با گیاهان کودسبز غیربقولات برای این دو صفت دارا بودند به لحاظ صفت درصد پروتئین دانه کودسبز سسبانیا که نوع دیگری از بقولات محسوب می­شود بهترین تأثیر را دارا بود (هرچند که به لحاظ آماری تفاوتی با کودسبز لوبیا چشم­بلبلی نداشت). برهمکنش بین این صفات حاکی از این است که ایده­آل ترین عملکرد دانه (با توجه به اصول حاکم بر کشاورزی پایدار) بدست آمده در شرایط کاربرد کودهای سبز لوبیا چشم­بلبلی، ماش و آمارانت با مصرف 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار است (3/7 تن درهکتار). کاربرد کودسبز چاودار همراه با 26 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در مقایسه با تیمار شاهد (عدم مصرف کود نیتروژن) باعث افزایش عملکرد بیولوژیکی گندم به میزان 24 درصد، شاخص برداشت 28 درصد و عملکرد دانه 41 درصد، گردید (موسوی و همکاران، 2009). پرامانیک و همکاران (2004) نشان دادند که کودسبز سسبانیا بطور معنی­داری بر عملکرد و اجزای عملکرد برنج (بجز دانه در پانیکول و وزن هزاردانه) تأثیرگذار بود و بیشترین عملکرد دانه درتیمار کودسبز سسبانیا به­دست آمد. به­علاوه این پژوهشگران اظهار داشتند که اثر کودسبز سسبانیا، به همراه40 کیلوگرم نیتروژن درهکتار بیشترین تأثیر را بر عملکرد دانه داشت. از سوی دیگر بررسی عملکرد بیولوژیک (جدول 2) نشان داد که بیشترین مقدار برای این صفت مربوط به کاربرد کودسبز لوبیا چشم­بلبلی همراه با مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار است. که این شرایط اساساً بیانگر تأثیر بیشتر نیتروژن در مقایسه با کودسبز بر افزایش رشد رویشی بوته­های گندم می­باشد. دلیل این تفسیر بیشتر بودن ارتفاع بوت­ های گندم ( 98/73 سانتی متر) در همین شرایط است (جدول 2). در شرایط کاربرد 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، کمیت درصد پروتئین به­دست آمده نیز نشان می­دهد که مقدار آن (8/10 درصد) در شرایط عدم کاربرد کودسبز از سایر تیمارها کمتر است. در حالیکه کاربرد کودهای سبز غیربقولات (ارزن و آمارانت) کمیت این صفت را در مقایسه با گیاهان کودسبز بقولات (لوبیا چشم­بلبلی و سسبانیا) کمتر افزایش داده­اند. در مجموع نتایج بررسی عملکرد و اجزای عملکرد نیز نشان می­دهد که تأثیر گیاهان کودسبز بر این صفات قابل توجه و معنی­دار است به گونه­ای که به­نظر می­رسد به­علت اختلاف اولیه در رشد گیاهچه­های گندم ناشی از نوع کودسبز (شکل 1 تا 4) تأثیر آن در مراحل زایشی انتهایی بوته­های گندم نیز ادامه یافته که منجر به تفاوت در عملکرد کمی و کیفی این گیاهان شده است.

     بنابراین نتایج این آزمایش نشان می­دهد که تأثیر کودهای سبز بر گیاه زراعی پس از خود صرفاً محدود به مراحل اولیه رشد نبوده بلکه به واسطه شرایطی همچون رشد بهتر، سریع­تر و بیشتر گیاهچه­های گیاه زراعی (در این آزمایش گندم) به لحاظ بهبود ویژگی­هایی همچون وزن خشک و شاخص سطح برگ، تأثیر نهایی آن در انتهای دوره رشد بر عملکرد کمی و کیفی بروز یافته است. در ادامه نتایج ضرایب همبستگی برای عملکرد گندم در این آزمایش (جدول 5) نشان می­دهد که عملکرد دانه همبستگی بسیار معنی­داری با کلیه اجزای عملکرد دارد. درحالیکه برای مثال دو صفت عملکرد بیولوژیک و تعداد سنبله در مترمربع تحت تأثیر وزن هزار دانه قرار نگرفته­اند. بعلاوه صفت وزن هزار دانه نیز همبستگی معنی­داری را با درصد پروتئین نشان نمی­دهد. بعبارت دیگر نتایج این جدول نشان می­دهد که هر عاملی که اجزای عملکرد را تحت تأثیر قرار دهد بطور معنی­داری بر عملکرد نهایی دانه نیز بسیار تأثیرگذار خواهد بود. به تعبیر دیگر انتخاب نوع کودسبز مناسب و میزان مصرف مطلوب کود نیتروژنی با تغییر هریک از اجزای عملکرد برعملکرد نهایی نیز تأثیرگذار خواهند بود.

     در مجموع نتایج این آزمایش نشان داد که کودهای سبز مختلف از تأثیرگذاری متفاوتی بر رشد اولیه گندم برخودار بوده و این موضوع نشان دهنده لزوم دقت در انتخاب گیاهان کودسبز مناسب می­باشد. از سوی دیگر نیز برهمکنش بین گیاهان کودسبز و نیتروژن اثرات معنی­داری بر رشد اولیه گیاهچه­های گندم داشت. همچنین کاربرد کودسبز باعث بهبود رشد اولیه گیاهچه­های گندم و ایجاد شرایط مطلوب هم به لحاظ استقرار و هم به لحاظ رقابت با علف­های هرز می­گردد. در واقع نتایج این آزمایش تاکیدی است بر این نکته که تأثیر کودهای سبز صرفاً محدود به مراحل اولیه رشد نبوده بلکه بر عملکرد کمی و کیفی نهایی گیاهان نیز مؤثر است. لذا انتخاب نوع کودسبز مناسب و میزان کاربرد مطلوب کود نیتروژنی با تغییر هریک از اجزای عملکرد بر بهبود عملکرد نهایی تأثیرگذار خواهند بود. در این آزمایش مشخص گردید که اثر مفید کودهای سبز با افزایش سطح کود نیتروژن کاهش یافت.

جدول 5- ضرایب همبستگی برای عملکرد و اجزای عملکرد گندم.

      * معنی داری در سطح پنج درصد، ** معنی داری در سطح یک درصد و ns معنی دار نمی­باشد.  

منابع مورد استفاده

آینه­بند، ا. 1386. اکولوژی بوم نظام­های کشاورزی. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز.

رسولی ف و مفتون م، 1389. اثر باقیمانده دو ماده آلی با و یا بدون نیتروژن بر رشد و ترکیب شیمیائی گندم و برخی خصوصیات شیمیایی خاک، نشریه آب و خاک، جلد چهارم، شماره دو، صفحه­های 262 تا 273.

شهسواری ن و صفاری م، 1384. اثر مقدار نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم گندم در کرمان. پژوهش و سازندگی، شماره 44، صفحه­های 82 تا 87.

ملکوتی م، 1378. کشاورزی پایدار و افزایش عملکرد با بهینه سازی مصرف کود در ایران. چاپ اول. انتشارات نشر آموزش کشاورزی، کرج. 460 صفحه.

 Aktar MS, Hasan MK, Adhikery R and Chowdhary MK, 1993. Integrated management of sesbania rostrata and urea nitrogen in rice-rice cropping system. Annual Bangladesh Agriculture
3: 109-114.

Aynehband A, Tehrani M and Nabati DA, 2010. Residue management and N-splitting methods effects on yield, biological and chemical characters of canola ecosystem. Journal of Food, Agriculture & Environment 8(2): 317-324.

Baggs EM, Watson CA and Rees RM, 2000. The fate of nitrogen from incorporated cover crop and green manure residues Nutrient Cycling in Agroecosystems 56: 153–163.

Cabrera-Bosquet L, Abriziob R, Araus JL and Nogues S, 2009. Photosynthetic capacity of field-grown durum wheat under different N availabilities: A comparative study from leaf to canopy. Environment Experimental Botany 76: 315-322.

Cherr CM, Scholberg JMS  and McSorley R, 2006. Green Manure Approaches to Crop Production: A Synthesis. Agronomy Journal 98: 302–319.

Dayegamiye AN and Tran TS, 2001. Effects of green manures on soil organic matter and wheat yields and N nutrition, Canadian Journal of Soil Science (1):371-382.

Hiremath SM and Patel ZG, 1998. Effect of winter green manuring and nitrogen application on summer rice (Oryza sativa L.). Indian Journal of Agronomy 43: 71-76.

Hussain T, Sheikh AA, Abbas MA, Jilani G and Yaseen M, 1992. Efficiency of various green manures for N fertilizer substitution and residual effect on the following wheat crop. Pakistan Journal of Agriculture Science 29(3): 263-267.

Kaushal AK, Rana NS, Singh A, Sachin, Neeraj and Srivastav A. 2010. Response of levels and split application of nitrogen in green manured wetland rice (Oryza sativa L.). Asian Journal of Agriculture Sciences 2(2): 42-46.

Lloyd A, Webb J, Archer JR and Bradly RS, 1997. Urea as a nitrogen fertilizer for cereals. Journal of Agronomy Science 128: 263-271.

Lopez-Bellido L, Lopez-Bellido RJ, Castillo JE and Lopez-Bellido FJ, 2001. Effects of long-term tillage, crop rotation and nitrogen fertilization on bread-making quality of hard red spring wheat. Field Crops Research 42: 197-210.

Maiksteniene  S and Arlauskiene A,  2004. Effect of preceding crops and green manure on the fertility of clay loam soil.  Agronomy Research 2 (1): 87–97.

Marbet R, 2000. Differential response of wheat to tillage management systems in a semi-arid area of Morocco. Field Crops Research  66: 165-174.

Mc Donald GK, 1992. Effects of nitrogen fertilizer on the growth, grain yield and grain protein concentration of wheat. Australian Journal of Agricultural Research 43: 949 – 967.

Mosavi SB, Jafarzadeh AA, Neishabouri MR, Ostan S and Feiziasl V, 2009. Rye green manure along with nitrogen fertilizer application increases wheat (Triticum aestivum L.) production under dryland condition. International Journal of Agriculture Research 4(6): 204-212.

Pramanik MYA, Sarkar MAR, Islam MA and Samad MA, 2004. Effect of green manures and different levels of nitrogen on the yield and yield components of transplant Aman rice. Journal of Agronomy 3(2): 122-125.

Talgre L, Lauringson E, Roostalu H and Astover A, 2009. The effects of green manures on yields and  yield quality of spring wheat. Agronomy Research 7(1): 125-132.

Tejada M, Gonzalez JL, GarcMartınez AM and Parrado J, 2008. Effects of different green manures on soil biological properties and maize yield. Bioresource Technology 99:1758–1767.