Pearl millet (Pennesitum americanum) forage yield under different irrigation regimes and nitrogen fertilizer rates

Authors

1 Assistant Professor, Agricultural Research Institute, Iranian Research Organization for Science and Technology

2 Professor of University of Tehran

3 Associate Professor of of University of Tehran

Abstract

Growing drought tolerant crops such as pearl millet can save water where irrigation water supply is limited. The objective of this project was to evaluate the pearl millet (Pennesitum americanum) forage yield under different irrigation regimes and nitrogen fertilizer rates. The field experiment was designed as a split factorial arrangement in randomized complete block design with four replications at the Research Field of University of Tehran, Karaj, in 2007. The combination of Irrigation regimes (40, 60, 80 and 100 % maximum allowable depletion of available soil water) and nitrogen fertilizer rates (0, 75, 150 and 225 kg N ha-1) were allocated to the main plots and harvest was assigned to the sub plots. It was observed that 40 and 60% maximum allowable depletion of available soil water produced the highest dry matter yield over three harvests (21.45 and 20 t ha-1, respectively). As water depletion increased to 100% maximum allowable depletion of available soil water and getting close to the third harvest, the leaf and total dry matter yield followed a decreasing trend. At 40% maximum allowable depletion of available soil water treatment, the highest total dry matter was produced on first harvest. The interaction effect of harvest×nitrogen was highly significant on total dry matter yield. The highest yield was produced on second harvest at 225 and 150 kg N ha-1. The lowest dry matter was produced in control treatment over all harvests. Therefore, by 60% depletion of maximum allowable depletion of available soil water and consuming 150 kg N ha-1, acceptable dry matter yield could be produced.

Keywords

Full Text

مقدمه

کمبود آب یکی از عوامل محدود کننده تولید در بسیاری از بخش‌های جهان محسوب می‌شود. پیش‌بینی‌های تغییر اقلیم نشان می‌دهد که افزایش درجه حرارت و کاهش در میانگین بارندگی در آینده شدیدترشده(Farre and Faci, 2006)، در نتیجه استفاده کارآمد از آب در کشاورزی برای حفظ این منبع محدود، ضروری است. ذخایر محدود آب آبیاری یکی از دلایلی است که بسیاری از کشاورزان را بر می‌انگیزد تا عمداً مقدار آب کمتری نسبت به آنچه برای بدست آوردن حداکثر محصول لازم است را بکار گیرند(Craciun and Craciun,1999). افزایش در کارایی مصرف آب1 (WUE) می‌تواند به وسیله رهیافت‌های مختلفی حاصل شود. یکی از این رهیافت‌ها، تغییر توانایی گیاهان برای تولید عملکردهای قابل قبول تحت شرایط کمبود آبیاری یا کم آبیاری می‌باشد (Zwar and Bastiaanssen, 2004).تنش خشکی یک عامل پیچیده شامل عوامل مختلف اقلیمی، خاکی و زراعی است که بوسیله سه عامل اصلی زمان وقوع تنش، دوره تنش و شدت تنش طبقه بندی می‌شود. در مناطق گرمسیری نیمه خشک، به علت بارندگی نامنظم و غیر قابل پیش‌بینی و همچنین درجه حرات‌های بالا، سطوح بالای تشعشع خورشیدی و ویژگی خاک‌های فقیر آن، پیچیدگی‌ها و مشکلات تنش خشکی شدت می‌یابد(Serraj et al., 2003).

ارزن مرواریدی یکیاز غلات مهم در نظام‌های کشاورزی در اراضی خشک گرمسیری و نیمه گرمسیریمی‌باشد که بسیار به تنش‌های شوری و خشکی مقاوم است (Kusaka et al., 2005). این گیاه اغلب در خاک‌های شنی با قدرت نگهداری پایین آب و در محیط‌های گرم و خشک و متغیر در میزان بارندگی رشد می‌کند (Payne et al., 1990Sharma and Pareek, 1993;).Spencer و Sivkumar (1987) بیان کردند که بارندگی و خاک مهمترین منابع محیطی هستند که می‌توانند باعث افزایش و یا کاهش عملکرد ارزن مرواریدی شوند.Winkel و همکاران (2000) در مطالعهاثر تنش خشکی بر ارزن مرواریدی گزارش کردند که زیست توده ارزن مرواریدی تحت تیمارهای تنش قبل از گلدهی و در ابتدای گلدهی به ترتیب 38 و 48 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. Zegada-Lizarazu و Iijima (2005) نیزدر مقایسه واکنش ارزن مرواریدی و سایر گونه‌های ارزن به شرایط خشکی و غرقابی، دریافتند که در اکثر ارزن‌ها کاهش معنی‌داری در وزن خشک اندام‌های هوایی و سطح برگ در تیمار خشکی نسبت به شرایط کنترل مشاهده شد، اما ارزن مرواریدی و ارزن بارنیارد از این قاعده مستثنی بوده و سطح برگ این دو رقم تحت شرایط خشکی کاهش پیدا نکرد.

مواد معدنی نیز یکی دیگر از عوامل مهمی هستند که می‌توانند عملکرد گیاه را تحت تاثیر قرار دهند (Clark,1990) و نیتروژن یکی از مهمترین مواد غذایی در نظام‌های تولید گیاهان زراعی می‌باشد (Shapiro et al., 2003).برخیاز مطالعات نشان می‌دهند که کارایی مصرف آب بالاتر می‌تواند از طریق مصرف کود حاصل شود.Viets (1962) بیان کرد که در اکثر موارد هنگامی‌که آب ذخیره شده ثابت باشد، هر عامل مدیریتی که عملکرد را افزایش دهد، کارایی مصرف آب را نیز افزایش خواهد داد. Sivakumar و Salaam (1999) در بررسی اثر مصرف کود بر کارایی مصرف آب ارزن مرواریدی دریافتند که تجمع ماده خشک در برگ و ساقه به طور پیوسته تا 80 روز پس از کاشت در دو تیمار بدونکود(شاهد) و با مصرف کود نیتروژن و فسفر افزایش پیدا کرد. عملکرد ماده خشک در تیمارهایی که کود دریافت کرده بودند، تقریباً دو برابر تیمار شاهد بود.با این وجود، تفاوت معنی‌داری بین کارایی مصرف آب این دو تیمار مشاهده نگردید. در مقایسه اثر رقم ومدیریت کود بر تولید ارزن در نیجریه، ارزن مرواریدی 517 تا 551 کیلوگرم در هکتار عملکرد بیشتری نسبت به سایر ارزن‌ها تولید نمود (Maman et al., 2000). حتی در سال‌های خشک، رشد ارزن مرواریدی تحت شرایط مدیریت خوب و با کاربرد کود، بیشتر از شرایط شاهد بود. Payne (1997) و Bationo و همکاران (1990) بیان کردند که افزایش تراکم بوته همراه با بکار بردن کود سبب افزایش ماه خشک خواهد شد. Bruck و همکاران (2000)در مطالعه اثرات فراهمی فسفر و آب بر عملکرد ارزن مرواریدی، گزارش کردند که کمبود آب عملکرد را در حدود 34 درصد کاهش داد.

با توجه به کمبود علوفه در ایران و لزوم کشت گیاهان علوفه‌ای‌ با حداقل نیاز آبی،آزمایش حاضر با هدف مطالعه واکنش عملکرد ارزن مرواریدی علوفه‌ای بهرژیم‌های مختلف آبیاری و مقادیر مصرف نیتروژن اجرا شد.

 

مواد و روشها

آزمایش در سال 1387 در مزرعه آموزشی و پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران،‌ واقع در محمد آباد کرج (با ارتفاع 1321 متر از سطح دریا و عرض جغرافیایی´56 ، °35 شمالی و طول جغرافیایی´58 ، °50 شرقی) اجراء شد. بر اساس نتایج آزمایش خاک، بافت خاک لوم رسی(4/30درصد رس، 6/41درصد سیلت و28درصد شن)، میزان نیتروژن 11/0 درصد و میزان فسفر و پتاسیم قابل جذب به ترتیب 14 و 214 میلی‌گرم در کیلوگرم بود.آزمایش به صورت فاکتوریل خرد شده در زمان در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار انجام شد. عوامل مورد مطالعه شامل رژیم‌های ‌آبیاری در چهار سطح 40 (شاهد)، 60، 80 و 100 درصد حداکثر تخلیه مجاز کل آب خاک قابل دسترس، مقدار مصرف نیتروژن در چهار سطح صفر، 75، 150 و 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و چین‌های مختلف علوفه در سه سطح بودند. ترکیب رژیم‌های آبیاری و مقدار مصرف نیتروژن به کرت‌های اصلی و چین‌های علوفه به کرت‌های فرعی اختصاص داده شد.  هنگامیکه محتوای آب خاک در یک تیمار خاص به سطح آستانه یا پایین تر از حد آن رسید، تیمارها تا حد ظرفیت زراعی آبیاری شدند(Meneze et al., 1999). اندازه‌گیری محتوای آب قابل دسترس به روش وزنی صورت گرفت. بدین منظور با آگری به قطر 3 سانتی‌متر تا عمق 1 متری خاک به فواصل 10 سانتی‌متری هر دو روز یکبار نمونه برداری شد. نمونه‌ها جهت جلوگیری از تغییر رطوبت داخل کیسه‌های پلاستیکی قرار داده شد و به آزمایشگاه انتقال داده شدند. سپس وزن تر نمونه‌ها و وزن خشک آنها 24 ساعت بعد از قراردادن در آون با دمای 105 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری گردید. درصد رطوبت وزنی با استفاده از فرمول زیر جهت تعین حد آستانه برای هر تیمار محاسبه شد.

معادله 1--------------

 

جهت تامین نیتروژن مورد نیاز از کود اوره استفاده شد. بدین منظورنصف مقدار کود اوره تعیین شده برای هر تیمار، به چین اول اختصاص داده شد. بدین ترتیب که  آن در هنگام کاشت همراه با کودهای فسفری و پتاسیمی و  باقیمانده به صورت سرک در ابتدای پنجه‌زنی به گیاه داده شد. نصف مقدار باقیماده از کوداوره در هر تیمار، بعد از برداشت چین اول و نصف دیگر پس از برداشت چین دوم به گیاه داده شد.

جهت آماده سازی زمین،ابتدا در پاییز 1386 با گاو آهن برگردان‌دار شخم عمیق و در اردیبهشت 1387 یک شخم نیمه عمیق با گاو آهن برگردان‌دار زده شد. بعد از آن با دو دیسک عمود بر هم و ماله زمین آماده کشت گردید. ارزن مراریدی در 21 اردیبهشت در فواصل ردیف‌های 60 سانتی‌متر و فاصله روی ردیف 6 سانتی‌متر (Maman et al., 2000; Van Oosterom et al., 2001) کاشته شد. هر کرت آزمایشی شامل 5 ردیف 6 متری (18 متر مربع) بود که ابتدا و انتهای هر کرت مسدود گردید. قبل از کاشت،به وسیله ایجاد شیار روی پشته، 280 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم و کود پایه نیتروژن بر اساس تیمارهای کودی، به طور یکنواخت درون آن پخش گردید و روی آن با 3 سانتی‌متر خاک پوشانده شد. سپس بذور ارزن به صورت کپه‌ای با فواصل 6 سانتی‌متر روی پشته کاشته شدند. تنک ابتدایی و نهاییبه ترتیب در 18 و 26 روز پس از کاشت جهت ایجاد تراکم یکسان انجام شد. سپس جهت مبارزه با علف‌های هرز، مرزعه با علفکش 2,4,D+MPCA سمپاشی گردید و از رشد سایر علف‌های هرز در طول رویش توسط وجین دستی ممانعت به عمل آمد.

برداشت هر چین هنگامی صورت گرفت که ارتفاع سایه‌انداز گیاه در تیمار شاهد به 90-100 سانتی متر رسید. در هر برداشت، 4 متر مربع از هر کرت با حذف دو ردیف کناری و 50سانتی‌متر از بالا و پایین کرت به عنوان اثر حاشیه‌ای، برداشت شد. نمونه‌ها بلافاصله در مزرعه برای تعیین وزن تر علوفه توسط ترازو توزین شدند و یک نمونه 5/1 کیلوگرمی از هر تیمار جهت تعیین سطح برگ و وزن خشک به آزمایشگاه انتقال یافت. سپس نمونه‌ها  به بخش‌های برگ و ساقه (شامل غلاف برگ‌ها) تقسیم شدند. به علت حجم زیاد نمونه ها، برای اندازه‌گیری سطح برگ، 10 درصد وزن کل برگ به عنوان ریز نمونه جدا شد و سطح برگ آن توسط دستگاه Leaf Area Meter (Delta-T, MK2, ENGLAND) اندازه‌گیری گشت. پس از اندازه‌گیری سطح برگ، بخش‌های ساقه و برگ بطور جداگانه در پاکت گذاشته شده و در آون به مدت 48 ساعت در درجه حرارت 70 درجه سانتی‌گراد تا رسیدن به یک وزن ثابت خشک شدند (Van Oosterom et al., 2001). بنابراین، شاخص سطح برگ(LAI)از تقسیم کل سطح برگ به سطح برداشت هر کرت محاسبه شد. صفات مورد مطالعه در این آزمایش شامل وزن تر، وزن خشک کل، وزن خشک برگ و ساقه، شاخص سطح برگ و نسبت برگ به ساقه بودند.

پیش از انــجام محاسبات آماری، ابتدا نرمال بودن خطای داده‌ها ارزیابی شد. محاسبات آماری با استفاده از نرم افزارهایSAS ver.6.12و رسم نمودارها و جداول آماری نیز توسط نرم افزارExcelصورت گرفت. مقایسه میانگین صفات مورد نظر با استفاده از آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح 5% و 1% انجام شد.

نتایج و بحث

مجموع عملکرد علوفه تر و خشک سه چین

 اثر سطوح مختلف آبیاری و مقدار مصرف نیتروژن بر عملکرد علوفه تر و خشک تولید شده مجموع سه چین معنی‌دار بود(جدول 1). همانطور که در جدول 2 مشاهده می‌شود، با افزایش درصد تخلیه آب، عملکرد علوفه‌تر و خشک کاهش پیدا کرد. تیمارهای 40 و 100 درصد تخلیه آب قابل دسترس به ترتیب با تولید 106 و 43 تن در هکتار بیشترین وکمترین عملکرد علوفه‌تر را تولید کردند. عملکرد ماده خشک مجموع سه چین نیز از روندی یکسان پیروی کرد، با این تفاوت که علی رغم تفاوت معنی‌دار بین عملکرد علوفه‌تر تیمارهای 40 و 60 درصد تخلیه آب قابل دسترس،بین عملکرد ماده خشک این دو تیمار تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (جدول 2).احتمالاً تفاوت بین عملکرد علوفه تر این دو تیمار به علت وجود آب بیشتر در بافت گیاهی تیمار 40 درصد می‌باشد. همچنین میزان کاهش عملکرد نسبت به تیمار شاهد (40 درصد)، در تیمارهای80 و 100 درصد تخلیه آب قابل دسترس، به ترتیب 27 و 48 درصد بود. Farreو Faci (2006) نیز گزارش کردند عملکرد زیست توده و عملکرد دانه با افزایش شدت تنش خشکی کاهش می‌یابد.

افزایش مصرف نیتروژن،سبب افزایش عملکرد علوفه تر و خشک مجموع سه چین گردید. تیمارهای 150 و 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار،بالاترین و تیمار شاهد (صفر کیلوگرم نیتروژن) کمترین عملکرد علوفه تر و خشک را تولید کردند (جدول 3).Ayub و همکاران (2009) نیز گزارش کردند بالاترین عملکرد علوفه و عملکرد ماده خشک (83/19 تن در هکتار) با کاربرد 180کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد. بنابراین، به نظر می‌رسد هنگامیکه آب ذخیره شده ثابت باشد، با افزایش نیتروژن عملکرد نیز افزایش پیدا می‌کند.در نتیجه اثر متقابل آبیاری و نیتروژن برای صفات عملکرد تر و عملکرد ماده خشک کل معنی‌دار نشد(Viets, 1962).

جداول 1-3--------------------

                                                 

عملکرد ماده خشک کل، برگ و ساقه در چین‌های مختلف

نتایج تجزیه واریانس سه چین نشان داد که اثر نیتروژن و آبیاری بر عملکرد ماده خشک کل، برگ و ساقه معنی‌دار بود (جدول4). با افزایش میزان مصرف نیتروژن، ماده خشک کل و ماده خشک برگ افزایش پیدا کرد و بالاترین عملکرد ماده خشک کل (32/6 تن در هکتار) و برگ در تیمار 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار مشاهده شد که البته با تیمار 150 کیلوگرم نیتروژن تفاوت معنی‌داری نداشت (جدول 5). Sivakumar و Salaam (1999)گزارش کردندکه عملکرد ماده خشک ارزن مرواریدی با مصرف کود به مقدار دو برابر نسبت به شاهد (بدون مصرف کود) افزایش یافت. در آزمایش حاضر،افزایش عملکرد در تیمار حداکثر کود دهی کمتر از دو برابر بود. این تفاوت احتمالاً به نوع خاکی که آزمایش در آن اجرا شده است، باز می‌گردد. زیرا درصد موادآلی و میزان نیتروژن ابتدایی خاک می‌تواند بر تولید تاثیر بگذارد (Maman et al., 2000). در مقایسه میانگین عملکرد ماده خشک ساقه هیچ تفاوت معنی‌داری بین تیمارهای 75، 150 و 225 کیلوگرم کود نیتروژن مشاهده نشد و تنها تیمار شاهد کمترین عملکرد ماده خشک ساقه را تولید نمود (جدول 5). بنابراین به نظر می‌رسد که در سطوح بالای نیتروژن، رشد برگ‌ها بیشتر از رشد ساقه تحریک شده است.

جداول 4-5-----------------

 

روند تغییراتعملکرد ماده خشک کل، عملکرد ماده خشک برگ و ساقه در رژیم‌های مختلف آبیاری یکسان بود (جدول 6) به نحوی که با افزایش درصد تخلیه آب خاک، هر سه عملکرد کاهش یافت.کمبود آب قابل دسترس عملکرد ماده خشک کل را بین 7تا 47 درصد کاهش داد. Winkelو همکاران(1997) نیز کاهش 40درصدی عملکرد ماده خشک را در شرایط تنش خشکی نسبت به شرایط شاهد گزارش کردند. ثقۀالاسلامی و همکاران (2006)نیز گزارش کردند که عملکرد ماده خشک ارزن مرواریدی در تنش متوسط 28 درصد کاهش می‌یابد که با نتایج این آزمایش مطابقت دارد. عملکرد ماده خشک کل و برگ تیمارهای 40 و 60 درصد تخلیه آب قابل دسترس با یکدیگر تفاوت معنی‌داری نداشتند. حال آنکه عملکرد ماده خشک کل و برگ در تیمار 100درصد نسبت به تیمار شاهد به ترتیب 47 و 45 درصد کاهش نشان داد. همچنین عملکرد ماده خشک برگ نسبت به ساقه در تیمار تنش شدید (100 درصد) نسبت به تیمار شاهد (40 درصد) بیشتر کاهش یافت که با نتایج Gheysariوهمکاران (2009)مطابقت دارد.

اثر متقابل چین در آبیاری برای تمامی صفات معنی‌دار بود(جدول 4).در اثرمتقابل رژیم‌های آبیاری و چین بر عملکرد ماده خشک،به ازای افزایش هر20 درصد تخلیه رطوبت در محدوده رطوبت 40 تا 100درصد، عملکرد ماده خشک از یک روند کاهشی برخوردار بود. تیمار 40 درصد تخلیه آب قابل دسترس در چین اول با 4/9 تن بیشترین عملکرد ماده خشک را داشت و بین چین دوم تیمار 40 درصد و چین اول و دوم تیمار60 درصد از لحاظ آماری تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (شکل 1). همانطور که انتظار می‌رفت، عملکرد ماده خشک چین آخر در تمامی تیمارها به جزء تیمار 100 درصد تخلیه آب قابل دسترس به علت خنک‌تر شدن هوا و کاهش فتوسنتز گیاه نسبت به چین اول و دوم کمتر بود. در تیمار 100 درصد تخلیه آب قابل دسترس، تفاوت معنی‌داری بین چین ها وجود نداشت. اما به علت خنک‌تر شدن هوا در چین آخر و کاهش تبخیر و تعرق و در نتیجه افزایش آب قابل دسترس،عملکرد ماده خشک کل در چین سوم کمی نسبت به چین اول و دوم افزایش پیدا کرد اما این افزایش از لحاظ آماری معنی‌دار نبود (شکل 1).

مقایسه میانگین اثر متقابل چین در آبیاری بر وزن خشک برگ نشان داد که تیمار 40 درصد تخلیه آب قابل دسترس، بیشترین وزن خشک برگ را تولید کرد (3/6 تن در هکتار) و در تمامی سطوح آبیاری، عملکرد وزن خشک برگدر چین دوم و سوم نسبت به چین اول به طور معنی‌داری کاهش یافت. همچنین وزن خشک برگ در چین سوم در کلیه سطوح آبیاری با یکدیگر تفاوت معنی‌داری نداشت (شکل 2).

 

جدول 6

شکل 1-2-----

 

 

اثر متقابل چین در نیتروژن برای ماده خشک کل و وزن خشک برگ معنی‌دار بود (جدول4). با افزایش میزان کود، عملکرد ماده خشک کل در تمامی چین ها افزایش یافت (شکل 3). بالاترین عملکرد ماده خشک در چین دوم تیمار 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و در چین اول 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بدست آمد. همچنین بین چین اول تیمار 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و چین اول و دوم تیمار 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. تیمار شاهد (بدون مصرف کود نیتروژن) در تمامی چین‌ها عملکرد ماده خشک کمتری را نسبت به سایر تیمارها تولید کرد (شکل 3).

در وزن خشک برگ نیز روندی مشابه وزن خشک کل مشاهده شد. بدین صورت که چین اول و دوم تیمار 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و چین اول تیمار 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتاربالاترین وزن خشک برگ را تولید کردند و با کاهش مصرف نیتروژن و پیشروی به سمت چین سوم، وزن خشک برگ به طور معنی‌داری کاهش پیدا کرد (شکل4).

شکل 3-4--------

 

نسبت برگ به ساقه و شاخص سطح برگ

اثر نیتروژن و آبیاری و همچنین اثر متقابل این دو تیمار بر نسبت برگ به ساقه و شاخص سطح برگ معنی‌دار بود (جدول 4). با افزایش مصرف نیتروژن از صفر تا 225 کیلوگرمدر هکتار، در تمامی سطوح آبیاری، نسبت برگ به ساقه افزایش یافت. با افزایش شدت تنش خشکی و مصرف نیتروژن بیشتر، افزایش وزن خشک برگ نسبت به وزن خشک ساقه بیشتر بود، به طوری که نسبت برگ به ساقه در تیمار 100 درصد تخلیه آب قابل دسترس و 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار با مقدار 3 به حداکثر میزان خود رسید (شکل 5). این پدیده بیانگر آن است که گیاه مقدار رشد ساقه خود را در شرایط تنش محدود و رشد برگ را به نسبت ساقه حفظ نموده تا احتمالاً با افزایش سایه‌اندازی بیشتر از مقدار تبخیر از سطح خاک جلوگیری به عمل آورد. در تمامی سطوح نیتروژن، کمترین نسبت برگ به ساقه به ترتیب در رژیم‌های آبی 40 و 60 درصد مشاهده شد (شکل 5).

شاخص سطح برگ با افزایش کود نیتروژن و افزایش آب قابل دسترس افزایش یافت و در تیمار 40 درصد تخلیه آب قابل دسترس و 225 کیلوگرم نیتروژن به حداکثر میزان خود یعنی 5/10 رسید (شکل 6). البته این میزان شاخص سطح برگ بدست آمده بسیار بیشتر از  مقادیر گزارش شده توسط Zegada-Lizarazu و Iijima (2005) بود، اما با نتایج رستم زا (2004) مطابقت می‌کرد. Blum (1996) نیز کاهش معنی‌دار در سطح برگ سورگوم تحت تنش خشکی را گزارش کرد. همچنین در تیمار 40 درصد تخلیه آب قابل دسترس،بین تیمارهای150و 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار تفاوت معنی‌داری در شاخص سطح برگ مشاهده نگردید. با افزایش درصد تخلیه رطوبت خاک و کاهش مصرف نیتروژن، شاخص سطح برگ به طور معنی‌داری کاهش پیدا کرد، به طوری که در تیمار 100 درصد تخلیه آب قابل دسترس بدون مصرف نیتروژن، به حداقل مقدار خود (5/3) رسید. به دلیل شدید بودن تنش رطوبتی در تیمار 100درصد، هیچ تفاوت معنی‌داری بین تیمارهای کودی از نظر شاخص سطح برگ وجود نداشت. اما در سایر رژیم‌های آبیاری با کاهش مصرف کود، شاخص سطح برگ نیز کاهش یافت(شکل 6).

اثر متقابل چین در سطوح آبیاری بر شاخص سطح برگ معنی‌دار بود (جدول 3). به علت بالاتر بودن وزن خشک برگ تیمار 40 درصد در برداشت اول، بالاترین شاخص سطح برگ نیز در همین تیمار مشاهده شد (شکل 7). در تمامی رژیم‌های آبیاری به جزء 100 درصد، بیشترین و کمترین شاخص سطح برگ به ترتیب در چین اول و سوم مشاهده شد. اما بیشترین شاخص سطح برگ در تیمار100 درصد تخلیه آب قابل دسترس، در چین آخر مشاهده گردید. به نظر می‌رسد هر چه گیاه به چین آخر نزدیک‌تر می‌شود، حساسیت آن نسبت به کاهش آب و یا افزایش تنش رطوبتی به علت خنک‌تر شدن هوا و کاهش تبخیر و تعرق کاهش می‌یابد.

اشکال 5-7--------------

 

نتایج این پژوهش بیانگر افزایش عملکرد ماده خشک کل، ماده خشک برگ و شاخص سطح برگ ارزن مرواریدی در اثر افزایش کاربرد نیتروژندر تنش متوسط رطوبتی می‌باشد. قدرت تولیدی گیاه در چین سوم به علت کاهش درجه حرارت هوا کاهش یافت و بیشترین عملکرد ماده خشک کل، وزن خشک برگ و ساقه و شاخص سطح برگ در چین اول و دوم حاصل گردید و هیچ تفاوت معنی داری بین آن دو مشاهده نشد. با توجه به اینکه بین رژیم‌های آبی 40 و 60 درصد تخلیه آب قابل دسترس و سطوح کودی150 و 225 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در تولید ماده خشک کل، ماده خشک برگ و ساقه تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد، بنابراین می‌توان با تخلیه 60 درصد آب قابل دسترس خاک و مصرف کود کمتر (150 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار) عملکرد بالایی را تولید نمود. همچنین با توجه به مقاومت بالای این گیاه به کم آبی،می‌توان تنها با 3-5 آبیاری در طول فصل رشد بعد از استقرار کامل گیاه، عملکرد قابل قبولی را در شرایط خشکی تولید نمود.

پاورقی ها:

Water use efficiency

References

Ayub, M., Nadeem, M. A. Tahir, M. Ibrahim, M. and Aslam. M. N. (2009) Effect of nitrogen application and harvesting intervals on forage yield and quality of pearl millet (Pennisetum americanum L.). Pak. J. Life Soc. Sci. 7: 185-189.
Bationo, A., Christianson, C. B. and Baethgen, W. E. (1990) Plant density and nitrogen fertilizer effects on pearl millet production in Niger: I. Grain yield and dry matter accumulation. Agron. J. 82: 290-295.
Bruck, H., Payne, W. A. and Sattelmacher. B. (2000) Effects of phosphorus and water supply on yield, Transpiration water-use efficiency, and carbon isotope discrimination on pearl millet. Crop Sci. 40: 120-125.
Blum, A. (1996) Crop responses to drought and the interpretation of adaptation. Plant Growth Regul. 20: 135-148.
Craciun, I., and Craciun, M. (1999) Water and nitrogen use efficiency under limited water supply for maize to increase land productivity. In: Kirda, C., P., Moutonnet, C. Hera and D.R. Nielsen (Eds.), Crop Yield Response to Deficit Irrigation. 87-94.
Clark, R. B. (1990) Physiology of cereals for mineral nutrient uptake,and efficiency. Crops as enhancers of nutrient use. Academic Press, San in Diego, CA. P.131–209.
Farre, I., and Faci, J. M. (2006) Comparative response of maize (Zea mays L.) and sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) to deficit irrigation in a Mediterranean environment. Agric. Water Manage. 83: 135-143.
Gheysari, M., Mirlatifi, S. M. Bannayan, M. Homaee, M. and Hoogenboom, G. (2009) Interaction of water and nitrogen on maize grown for silage. Agric. Water Manage. 96: 809 - 821.
Kusaka, M., Lalusin, A. G. and Fujimura, T. (2005) The maintenance of growth and turgor in pearl millet (Pennesitum Glaucum [L.] Leek) cultivars with different root structures and osmo-regulation under drought stress. Plant Sci. 168:1-14.
Maman, N., Mason1, S. C. and Sirifi, S. (2000) Influence of variety and management level on pearl millet production in Niger: I. Grain yield and dry matter accumulation. Afr. Crop Sci. J. 8(1): 25-34.
Meneze, R. S. C., Gascho, G. J. and Hanna. W. W. (1999) N fertilization foe pearl millet grain in Southern Coastal Plain. J. Prod. Agric. 12: 671-676.
Payne, W. A. (1997) Managing yield and water use of pearl millet in the Sahel. Agron. J. 89:481-490.
Payne, W. A., Wendt, C. W. and Lascano, R. J. (1990) Roots zone water balances of three low-input millet fields in Niger, West Africa. Agron. J. 82: 813-819.
Rostamza, M. (2004) Comparison of qualitative and quantitative characteristics of some cereal forages (millet, sorghum and maize) in double cropping system and their effects on subsequent crop. M.Sc. Thesis. University of Tehran, Karaj, Iran.
Seghatoleslami, M. J., Kafi, M. Majidi, E. Darvish, F. and Nour Mohammadi, G. (2006) Effect of deficit irrigation on yield and water use efficiency of three millets species. Iranian J. Agr. Sci. 4:121-129.
Serraj, R., Bidinger, F. R. Chauhan,Y. S. Seetharama, N. Nigam, S. N. and Saxena, N. P. (2003) Management of Drought in ICRISAT Cereal and Legume Mandate Crops. International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics, Patancheru, India.
Sharma, P. C., and Pareek, R. S. (1993) Variability of southwest monsoon in west Rajasthan during last two decades. Mausam, 44: 389-391.
Shapiro, C.A., Ferguson, R. B. Hergert, G. W. Dobermann, A. R and Wortmann, C. S. (2003) Fertilizer suggestion for crop; Cooperative Extention Service, University of Nebraska.
Sivakumar, M. V. K., and Salaam, S. A. (1999) Effect of year and fertilizer on water-use efficiency of pearl millet (Pennesitum glaucum) in Niger. J. Agr. Sci. 132: 139-148.
Spencer, D. S. C., and Sivkumar, M. V. K. (1987) Pearl millet in African agriculture. Int. Pearl millet workshop. Patancheru, India.
Van Oosterom, E. J., O’Leary, G. J. Carberry, P. S. and Craufurd, P. Q. (2001) Simulating growth, development, and yield of tillering pearl millet III. Biomass accumulation and partitioning. Field Crop. Res. 72: 85-1061.
Viets, F. G. 1962. Fertilizer and efficient use of water. Adv. Agron. 14: 223-264.
Winkel T., Payne, W. and Renno, J. F. (2000) Ontogeny modifies the effects of water stress on stomata control, leaf area duration and biomass partitioning of Pennisetum glaucum. New Phytol. 149: 71- 82.
Winkel, T., Renno, J. F. and Payne, W.A. (1997) Effect of the timing of water deficit on growth, phenology and yield of pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) grown in Sahelian conditions. J. Exp. Bot. 48: 1001-1009.
Zegada-Lizarazu, W., and Iijima, M. 2005. Deep root water uptake ability and water efficiency of pearl millet in comparison to other millet species. Plant Prod. Sci. 8(4): 454-460.
Zwart, S. J., and Bastiaanssen, W. G. M. (2004) Review of measured crop water productivity values for irrigated wheat, rice, cotton and maize. Agric. Water Manage. 69: 115-133.

Files

Share

How to cite

Statistics