مقدمه

با توجه به رشد روز افزون جمعیت، تأمین نیاز های غذایی حال وآینده هر کشوری از مهمترین دغدغه های محققین ومسئولین آن کشور بوده ومحور عمده تحقیقات وبررسیها برای رسیدن به پایداری وثبات در تولیدات کشاورزی قرار گرفته وفعالیت هایی را که در تضاد با اصول پایداری در کشاورزی هستند بایستی حذف و با روش های دیگر جایگزین کرد(5). افزایش تنوع در تولید از ارکان کشاورزی پایدار است وکشت مخلوط گیاهان زراعییکی از بهترین راه های افزایش تنوع در تولید محسوب می شود(13).

کشت مخلوط به کشت همزمان یا غیر همزمان دویا چند گیاه دریک قطعه زمین گفته می شود به طوری که گیاهان یک دوره نسبتاًطولانی را در کنار یکدیگر رشد ونمو کرده واز روابط متقابل درکنار  همدیگربهره گیریکنند(14).آزمایشات Fininsa (1997) حاکی از آن بود که کشت تأخیری لوبیا در فاصله بین ردیف های ذرت به کاهش شدید عملکرد لوبیا و افزایش عملکرد ذرت در کشت منجر می شود.

Panhwarو همکاران(2004) نتیجه گیری کردند که عملکرد و اجزای عملکرد سویا در کشت مخلوط با ذرت در اثر غالبیت شدیدی که ذرت دارد کاهش یافت. بالاترین مقدار نسبت برابری زمین در آزمایش آنان 38/1 برای دو ردیف ذرت و3/1 برای 3 ردیف کشت ذرت به دست آمد. مطالعهGebyehuوSimane (2006) نشان داد که در کشت مخلوط ارقام رونده لوبیا با ذرت تفاوت معنی داری از نظر تعداد غلاف لوبیا در بوته، تعداد دانه لوبیا در غلاف، وزن صد دانه و شاخص برداشت وجود داشت. کشت مخلوط ارقام رونده لوبیا با واریته های زودرس ذرت سودمندتر بوده و نسبت برابری زمین در آنها بیشتر از بقیه ارقام و واریته های ذرت و لوبیا بوده و بیش از یک بود.

Adenyan وAyoola (2007) گزارش کردند که مقدار عملکرد دانه ذرت و علوفه کاساوا در کشت مخلوط ذرت - سویا ویا ذرت- کاساوا نسبت به تک کشتی کاهش یافت ولی این کاهش معنی دار نبود. ارتفاع گیاهان سویا و ذرت در موقع برداشت، تعداد روز هایاز کاشت تا 50 درصد گلدهی، تعداد غلاف در گیاه سویا، وزن صد دانه و عملکرد دانه در این آزمایش بطور معنی داری کاهش یافت.تحقیقاتMuonekeو همکاران(2007) نشان داد که در تراکم های مختلف دو گیاه ذرت وسویا در کشت مخلوط،  تعداد غلاف در بوته سویا42 تا46 درصد کاهش یافت. با افزایش نسبت ذرت عملکرد سویا کاهش یافت اماارتفاع گیاه ذرت تحت تأثیر قرار نگرفت. نسبت برابری زمین در کشت مخلوط را 02/1 تا63/1 بود.

هدف از اجرای این طرح، مقایسه علوفه تولیدی ذرت و عملکرد دانه و اجزای عملکرد لوبیا در کشت مخلوط و تک کشتی و تعیین بهترین آرایش کشت و زمان کشت در کشت مخلوط بود.

مواد و روش ها

آزمایش در سال زراعی 1385 در مزرعه آموزشی و تحقیقاتی پردیس کشاورزی ومنابع طبیعی دانشگاه تهران، واقع در شهر کرج با مختصات جغرافیایی 50 درجه و54 دقیقه طول شرقی و35 درجه و 55 دقیقه عرض شمالی ، متوسط ارتفاع از سطح دریا 1310 متر، منطقه ای نیمه خشک با زمستان نسبتاً سرد وتابستان معتدل، میانگین نزولات جوی،260 میلیمتر و خاکبا بافت لومی رسی، اسیدیته 32/8 و شوری (EC) 45/2 دسی زیمنس بر متر اجرا شد.بارش موثر طی دوره رشد گیاهان تقریبا صفر بود و میانگین دما طی دوره رشد گیاه 26 درجه سانتیگراد بود. آزمایش به صورت کرت های خردشده و در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با 4 تکرار اجرا شد. عامل اصلی، زمان کشت در 3 سطح شامل:

=S₁کشت مخلوط همزمان لوبیا - ذرت

 =S₂کشت با تأخیر 20 روزه لوبیا در داخل ردیف های از قبل پیش بینی شده در محصول سبز شده ذرت

S₃=کشت با تأخیر 20 روزه ذرت در داخل ردیف های از قبل پیش بینی شده در محصول سبز شده لوبیا

عامل فرعی،آرایش کشت(نسبت ذرت – لوبیا) در پنج سطح شامل:

تک کشتی لوبیا (100: 00) (D₁)، نسبت دو به یک لوبیا به ذرت (66/66 :33/33))ِD₂)، نسبت یک به یک لوبیا به ذرت(50:50)(D₃)، نسبت یک به دو لوبیا به ذرت(33/33 :66/66)(D₄)وتک کشتی ذرت(100:00)(D₅)

ارقام مورد استفاده برای ذرت و لوبیا به ترتیب هیبرید سینگل کراس 704 و واریته گلی بود. برای تامین نیتروژن، فسفر و پتاسیم مورد نیاز  از 200 کیلوگرم کود اوره( 46 درصد)،150 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل(45 درصد) و150 کیلوگرم سولفات پتاسیم(47 درصد) در هکتار استفاده شد. میزان کود بر اساس بافت خاک، نیاز کشت مخلوط و مقدار عملکرد مورد انتظار داده شد.

فاصله خطوط کشت برای هر دو گیاه 60 سانتیمتر وفاصله بین دو بوته روی خط 10 سانتی متر در نظر گرفته شد. اندازه پلات 6/3×5 متر مربع بود و الگوی اختلاط دو گونه گیاهی به صورت سری های جایگزینی اعمال شد.مرحله اول کشت 9 خرداد ماه 1385 ومرحله دوم 20 روز بعد صورت گرفت.

برداشت لوبیا در زمان رسیدگی فیزیولوژیک دانه (120 روز بعد از کاشت) و در ذرت موقع خمیری شدن دانه ها (95 روز بعد از کاشت) با دست انجام گرفت. صفات مورد اندازه گیری در لوبیا شامل تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، عملکرد دانه و وزن تک بوته بود و در مورد ذرت شامل وزن ماده خشک در بوته، عملکرد ماده خشک و ارتفاع بوته بود. برای تعیین مقدار بیوماس کل یا عملکرد بیولوژیک ذرت در هر کرتیک متر از ابتدا وانتهای ردیف حذف و یکمتر از کرت های وسطی شامل 10 بوته ذرت قطع شده و پس از انتقال به آزمایشگاه با ترازو مقدار وزن تر علوفهاندازه گیری و یادداشت شد. سپسبرای تعیین مقدار ماده خشک، نمونه ها به مدت 48  ساعت درون دستگاه آون در دمای 75 درجه سانتی گراد قرار داده شد. صفاتی از قبیل ارتفاع بوته در مرحله گلدهی  برای حد اقل 10 بوته اندازه گیری و یادداشت شد.

 نمونه برداری بوته های  لوبیا از ردیف های میانی هرخط کشت انجام شد. از هر کرت آزمایشی 30 بوته برداشت گردید و پس از شمارش  تعداد غلاف ها در هر بوته، هر نمونه خرمن کوبی و تعداد بذور آن با دستگاه شمارش بذر، شمارش و میانگین تعداد دانه در بوته و تعداد دانه در غلاف محاسبه شد. برای تعیین وزن صد دانه 4 نمونه صد تایی از توده بذور تولید شده تصادفی برداشت شده و توزین گردید.

ارزیابی عملکرد تیمارهای این آزمایش با شاخص نسبت برابری زمین انجام شد که به این صورت محاسبه شد(13):

LER = Yia/Ysa + Yib/Ysb

که:

 : LER-نسبت برابری زمین

:Yia-  مقدار محصول گیاه a در کشت مخلوط

-:Yib مقدار محصول گیاه b در کشت مخلوط

-:Ysa مقدار محصول گیاه  aدر تک کشتی

- :Ysb مقدار محصول گیاهb در تک کشتی.

از نرم افزار MSTATC برای تجزیه واریانس و مقایسه داده ها استفاده شد. آزمون دانکن برای مقایسه میانگین داده ها بکار رفت.

نتایج

لوبیا

تعداد دانه در غلاف: تجزیه واریانس داده ها  اختلاف معنی دار (05/0 >α) تعداد دانه در غلاف میان تیمارهای آزمایشی را نشان داد(جدول 1). بیشترین و کمترین تعداد دانه درغلاف به ترتیب مربوط به )S₂کشت تاخیری لوبیا در مخلوط) و )S₃کشت تاخیری ذرت در مخلوط) بود(شکل1).

تعداد دانه در غلاف نیز در آرایش های کشت دارای اختلافات معنی داری با همدیگر بودند(جدول 1).مقایسه میانگین های صفت تعداد دانه در غلاف بیانگر آن بود که بیشترین و کمترین تعداد دانه در غلاف به ترتیب در تیمار D₃(نسبت یک به یک لوبیا به ذرت) و ) D₁تک کشتی لوبیا)مشاهده شد(شکل2).

جدول 1---------------------

شکل 1-------------------

شکل 2-------------------------

تعداد غلاف در بوته:ترکیب تیماریزمان کشت ×آرایش کشت بر صفت تعداد غلاف در بوته لوبیا در کشت مخلوط معنی دار(01/0>α ) بود(جدول 1).بیشترین و کمترین تعداد غلاف در بوته لوبیا  درمیان تیمارهای کشت مخلوط به ترتیب درS₃D₂(کشت تاخیری ذرت در مخلوط و نسبت دو به یک لوبیا به ذرت)و ) S₂D₄کشت تاخیری لوبیا در مخلوط و نسبت یک به دو لوبیا به ذرت)مشاهده شد(شکل3).

عملکرد دانه:ترکیب تیماریزمان کشت ×آرایش کشت بر عملکرد دانه لوبیا معنی داری بود(جدول 1).در میان تیمارهای آزمایشیآرایش کشتS₃D₂ و S₂D₄ به ترتیب بیشترین و کمترین عمکرد دانه در هکتار را داشتند (شکل3).یکی از علل این افزایش و کاهش عملکرد دانه در تیمار های مذکور را می توان با تعداد غلاف در بوته تیمارهای مرتبط توجیه کرد.

      وزن تک بوته:ترکیب تیماریزمان کشت ×آرایش کشت بر صفت وزن تک بوته لوبیا معنی دار بود (جدول 1) بیشترین وزن تک بوته در تک کشتی های لوبیا تک کشتی لوبیا در تاریخ کشت اول و تک کشتی لوبیا با تاخیر20 روزه تولید شد. در میان تیمارهای کشت مخلوط کمترین و بیشترین وزن تک بوته به ترتیب مربوط به کشت تاخیری ذرت در لوبیا با نسبت (1:2) لوبیا/ذرت و کشت تاخیری لوبیا در ذرت با نسبت (2:1) لوبیا/ذرتبود (شکل3).

شکل 3---------------------

ذرت

وزن ماده خشک در بوته:ترکیب تیماریزمان کشت ×آرایش کشت بر وزن ماده خشک در بوته ذرت معنی دار بود(جدول 2).مقایسه میانگین ها نشان داد که بیشترین مقدار ماده خشک تجمع یافته در تک بوته در تیمار های کشت خالص ذرت مشاهده شد و وزن ماده خشک در بوته در تیمارهایکشت تاخیری لوبیا در ذرت با نسبت کشت (1:1) لوبیا/ذرت، کشت مخلوط همزمان با نسبت کاشت(1:1) لوبیا/ذرت، کشت مخلوط همزمان با نسبت کاشت (1:2) لوبیا/ذرت و کشت تاخیری ذرت در لوبیا با نسبت کاشت (1:1) لوبیا/ذرت نیز تفاوت معنی داری با وزن تک بوته تیمار های کشت خالص ذرت(S₃D₂ و(S₂D₃ نداشتند.تیمارهای کشت تاخیری لوبیا در ذرت با نسبت کاشت (1:0) لوبیا/ذرت، کشت تاخیری ذرت در لوبیا با نسبت کاشت (1:0) لوبیا/ذرت و کشت مخلوط همزمان با نسبت کاشت (1:0) لوبیا/ذرت کمترین وزن تک بوته را داشتند(شکل3).

عملکرد ماده خشک:ترکیب تیماری بین زمان کشت×آرایش کشت بر صفت عملکرد ماده خشک معنی دار بود(جدول 2).بیشترین میانگین عملکرد ماده خشک از تک کشتی های ذرت حاصل شد. در میان تیمارهای کشت مخلوط تیمارکشت تاخیری لوبیا در ذرت با نسبت کاشت (2:1) اوبیا/ذرت از نظر عملکرد ماده خشک بهترین تیمار شناخته شد. تیمار هایکشت تاخیری ذرت در لوبیا با نسبت کاشت (1:2) لوبیا/ذرت، کشت تاخیری لوبیا در ذرت با نسبت کاشت (1:2) لوبیا/ذرت و کشت مخلوط همزمان با نسبت(1:2) لوبیا/ذرت کمترین ماده خشک علوفهرا تولید کردند(شکل3).

ارتفاع بوته:ترکیب تیماری زمان کشت ×آرایش کشت باعث ایجاد تفاوت های معنی داری در صفت ارتفاع بوته ذرت گردید(جدول 2).مقایسه میانگین ها این واقعیت را آشکار کرد که بالاترین ارتفاع گیاه ذرت مربوط به سطوح تک کشتی در هر سه نوع کشت (S₂D₅،S₃D₅S₁D₅) بود. در میان تیمارهای کشت مخلوط تیمارهایکشت مخلوط همزمان با نسبت کاشت (2:1) لوبیا/ذرت، کشت تاخیری لوبیا در ذرت با نسبت کاشت (2:1) و کشت مخلوط همزمان با نسبت کاشت (1:1) لوبیا/ذرت با تیمار تک کشتی ذرت(S₁D₅) از لحاظ ارتفاع بوته تفاوت معنی داری نداشتند. کمترین ارتفاع بوته مربوط بهکشت تاخیری ذرت در لوبیا با نسبت کاشت (1:2) لوبیا/ذرت

 و کشت تاخیری ذرت در لوبیا با نسبت کاشت (1:1) لوبیا/ذرت بود(شکل3).

نسبت برابری زمین

بیشترین مقدارنسبت برابری زمین ازکشت تاخیری 20 روزه ذرت در مخلوط ذرت لوبیا به مقدار 14/1 مربوط به نسبت کشت6/66 :3/ 33 لوبیا:ذرت(S₃D₂) بود. در این تیمار سهم نسبت برابری زمین هم برای لوبیا و هم ذرت بصورت تقریبا برابر و به میزان بالایی بود. کمترین نسبت برابری زمین در تیمار کشت تاخیری لوبیا در ذرت با نسبت کاشت (1:2) لوبیا/ذرت به میزان 81/0 مشاهده شد در این تیمار سهم نسبت برابری زمین هم برای لوبیا و هم ذرت پایین بود( جدول 3).منحنی دوطرفه افزایش یا کاهش هرکدام از گیاهان و تغییرات عملکرد آنها نشان می دهد که با افزایش جزیی نسبت ذرت در مخلوط شیب کاهش عملکرد لوبیا شدید است و ذرت در نسبت های بالای لوبیا همچنان دارای شیب آهسته ای از نظر کاهش عملکرد می باشد (شکل 4).

جدول 3-------------------

شکل 4--------

بحث

در کشت مخلوط ذرت- لوبیا با 20 روز تأخیر در کاشت ذرت وهمچنین افزایش سهم لوبیا در آرایش کشت تعداد غلاف در بوته، وزن تک بوته وعملکرد لوبیا زیاد شد.تأخیر در کاشت ذرت در کشت مخلوط ذرت- لوبیا وکاهش سهم  ذرت در آرایش کشت موجب شد تا بوته های لوبیا در اوایل دوره رشد واستقرار و همچنین در مرحله توسعه شاخ وبرگ کمتر تحت تأثیر غالبیت ذرت قرار گیرندودر نتیجه تعداد غلافها، وزن دانه تک بوته وعملکردآنها زیادتر شد. با کاهش سهم لوبیا در کشت مخلوط و تأخیر در کشت لوبیا در مخلوط ذرت- لوبیا از مقدار وزن تک بوته وعملکرد دانه لوبیا کاسته شد.زیرا از دو جانب امکان سایه اندازی ذرت بر بوته های لوبیا افزوده می شود ودر نتیجه به علت غالبیت شدید ذرت در مخلوط امکان توسعه شاخ و برگ طبیعی لوبیا کمتر شده و لذا تیمارهایی که هر دو اثر تشدید کنندگی سایه اندازی ذرت(افزایش سهم ذرت در آرایش کشت و تأخیر در کاشت لوبیا در کشت مخلوط ذرت- لوبیا) را با خود یکجا دارند حداقل عملکرد های لوبیا را داشتند. در تیمارهایD₃یا نسبت 1:1 ذرت لوبیا به نظر میرسد که گیاهان لوبیا در تمام دوره رشد از سبز شدن تا گلدهی و تشکیل دانه در غلاف تحت تاثیر سایه اندازییکنواختی از ذرت قرار گرفتند و بیشترین تعداد دانه در غلاف را تولید کردند.به عبارتی اثر سایه اندازی ذرت و  بهره برداری این تیمارها در مرحله لقاح گلها متعادل تر بوده است. نتایج این آزمایش با نتایج تحقیقاتMukhala و همکاران(1999)، Hosseini و همکاران (2004) و Panhwarو همکاران (2004)مطابقت دارد.

تأخیر در کشت لوبیا در کشت مخلوط ذرت با لوبیا باعث افزایش عملکرد ذرت نسبت به کشت همزمان و یا کشت تأخیری ذرت در مخلوط ذرت با لوبیا شد که با نتایج Fininsa (1997 ) مطابقت دارد.

ذرت به دلیل خصوصیات ظاهری که دارد معمولا گیاه غالب بوده و لوبیا رقابت کمی با ذرت ایجاد می کند. با افزایش سهم ذرت در آرایش کشت رقابت  بین گیاهان ذرت در روی خطوط کشت و همچنین بین ردیف ها بیشتر شده و وزن ماده خشک تک بوته ذرت را کاهش داد. با کاهش سهم ذرت در آرایش کشت و تأخیر در کاشت لوبیا در کشت مخلوط ذرت- لوبیا وزنماده خشک تک بوته ذرت زیادتر شد.به نظر می رسد گیاهان ذرت در حالت ذکر شده بیشترین دسترسی به منابع را داشته اند زیرا هم رقابت بین گیاهان ذرت با یکدیگر وهمچنین با بوته های لوبیا در حداقل بوده است. بیشترین مقدار عملکرد ماده خشک ذرت در تک کشتیذرت به دست آمد که طبیعتا به دلیل تعداد بوته بیشتر آن در تک کشتی است و با افزایش سهمذرت در آرایش کشت عملکرد ماده خشک ذرت زیاد شد. در تایید نتایج این آزمایش Morgadoو Willey(2003 )اظهار داشتند که مقدار محصول ذرت با افزایش سهم لوبیا در آرایش کشت کاهش یافت. به نظر می رسد در تمام آزمایش های کشت مخلوط ذرت-  لوبیا مقدار عملکرد ماده خشک تک بوته ذرت افزایش مییابد زیرا ذرت گیاه غالب بوده است.نتایج مشابه ای توسط Mukhala.و همکاران(1999) و Hosseiniو همکاران(2004) ارائه شده است.

      باافزایش سهم ذرت در آرایش کشت و کاشت به موقع ذرت در کشت مخلوط ذرت- لوبیا بیشترین ارتفاع بوته ذرت به دست آمد.به نظر می رسد دلیل آن رقابت برای کسب نور بین گیاهان ذرت بوده است که این رقابت در تک کشتی های ذرت در کشت به موقع ذرت حداکثر بوده است (6). در مجموع دلایل افزایش عملکرد در کشت مخلوط لوبیا و ذرت را می توان به چند علت مربوط دانست. بین دو گیاه ذرت و لوبیا از نظر سیستم ریشه تفاوت وجود دارد. ریشه سطحی و افشان ذرت و ریشه راست و عمقی لوبیا از نظر دسترسی به عناصر غذایی و آب در سطوح مختلف خاک متفاوتند. بعلاوه دو گیاه از نظر نوع عناصر غذایی مورد نیاز و قابلیت تثبیت زیستی نیتروژن متفاوتند (7).

      با توجه به مقادیر بالاتر نسبت برابری زمین در تیمارهایکشت تاخیریذرت در مخلوط نسبت به تیمارهای کشت تاخیری لوبیا در مخلوط و کشت همزمان این دو گیاه، این نوع کشت مخلوط توصیه می شود و بطور کلی بعلت کاهش نسبت برابری زمین در کشت تاخیری لوبیا در مخلوط این نوع کشت توصیه نمی شود. در صورت انجام کشت مخلوط ذرت-لوبیا بصورت همزمان، نسبت یک به یک لوبیا به ذرت بیشترین نسبت برابری زمین را عاید می سازد. Myers و Janick(1996) در کشت مخلوط لوبیا چشم بلبلی و تاج خروس،Hosseiniو همکاران (2004) در کشت مخلوط لوبیا چشم بلبلی و ارزن علوفه ایو Mansoori (2010) در کشت مخلوط ذرت و سویا نتایج مشابه ای را گزارش کردند.

نتیجه گیری

با توجه به نتایج بدست آمده در کشت تأخیری ذرت :لوبیا،  با تأخیر در کشت لوبیا به دلیل رقابت زیاد ذرت وکاهش شدید عملکرد لوبیا در کشت مخلوط وهمچنین کاهش نسبت برابری زمین سودمند نبوده و بنابراین توصیه ای برای اجرای آن نمی شود.در کشت همزمان ذرت علوفه ای ولوبیای دانه ای نسبت برابری زمین نزدیک به واحد بوده ولی به دلیل مشکل در برداشت ذرت قابل توصیه نیست.کشت مخلوط ذرت:لوبیا با 20 روز وبیشتر تأخیر در کشت ذرت وبیشتر بودن درصد اختلاط لوبیا سودمندی بیشتری داشت.