تأثیر آبیاری تناوبی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام و لاین برنج

مقدمه

  ایران با قرار گرفتن در عرض جغرافیایی 25 تا 38 درجه جزو مناطق خشک و نیمه خشک به حساب می‌آید. با توجه به نیاز کشور به برنج و کمبود آب برای آبیاری، تعیین دور آبیاری مناسب که بتوان ضمن صرفه جویی در آب، عملکرد قابل قبولی نیز بدست آورد، امری ضروری است، به همین دلیل بررسی توان مقاومت ارقام برنج به کمبود آب می‌تواند در این زمینه راهگشا باشد. با این وجود مطالعه واکنش ارقام به دورهای مختلف آبیاری برای پیشنهاد به زارع از ضرورت و اهمیت خاصی برخوردار است. برنج پس از گندم، دومین غله مهم به شمار می‌رود. اگر چه در دنیا سطح زیر کشت برنج کمتر از گندم است، اما مقدار تولید آن تقریباً با گندم برابری می‌کند. این گیاه غذای اصلی بیش از نیمی از مردم کره زمین را تشکیل داده و در بخش عظیمی از قاره آسیا بیش از 80 در صد کالری و 75 درصد پروتئین مصرفی مردم را تأمین می‌کند (خدابنده، 1377 ).

نحوی و همکاران (1383) طی بررسی نوبت‌های مختلف آبیاری بر کارایی مصرف آب و عملکرد برنج رقم خزر؛ تنش کمبود آب را موجب کاهش در تعداد پنجه، ارتفاع بوته و تعداد دانه های پر موثر دانسته و رابطه افزایش فواصل آبیاری را با افزایش تعداد دانه های پوک خوشه سنبل مستقیم گزارش نمودند. خشکی یا کمبود آب، از جمله عوامل القا کننده تنش در گیاه زراعی به حساب می‌اید. چنین تنشی بر روی عملکرد محصول اثر گذاشته و اغلب باعث ایجاد افت عملکرد در گیاه می‌شود (شیخی و همکاران 1384).

بوجاکت و فوکایی (2002)، اثر کمبود آب در مراحل مختلف رشد را بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام برنج ارزیابی کردند و دریافتند که اعمال کم آبیاری در مرحلة رویشی، تأثیر کمی بر رشد و عملکرد دانه داشته است و کاهش 30 درصدی عملکرد ناشی از کاهش در تعداد خوشه و کاهش در تعداد دانه در خوشه بود. امّا زمانی که کم آبیاری در خلال دوره گلدهی اتفاق افتاد، تأثیر آن روی عملکرد بسیار زیاد بوده، به طوری که گلدهی به تأخیر افتاده و تعداد دانه در خوشه نسبت به شرایط بدون تنش تا 60 درصد کاهش یافت و باعث کاهش درصد پر شدن دانه نیز شد.

به خاطر تقاضای شدید و همچنین به علت اهمیت آب گیاه به یک منبع آب مستمر برای رشد و نمو خود نیاز دارد، هر وقت که آب محدود می‌گردد رشد نیز کاهش می‌یابد و معمولاً عملکرد نیز کاهش می‌یابد (بینام، 1377). تنش آب در برخی از مراحل رشد در مقایسه با مراحل دیگر صدمات بیشتری را به محصول اقتصادی گیاه وارد می‌کند. در غلات، دوره بحرانی نیاز آبی معمولاً از مرحله تشکیل اندام‌های تولید مثل آغاز می‌شود و تا مرحله گرده افشانی و باروری ادامه می‌یابد (کابو سلی و الیگار، 2002 و بومان و همکاران، 2005 ).

زنگ و همکاران (2003) نشان دادند: تنش رطوبتی تا 25 روز بعد از 10 درصد خوشه دهی کامل، به طور معنی داری عملکرد دانه را کاهش می‌دهد. این تأثیر بعد از 25 روز خیلی ضعیف شده و موجب می‌گردد آبی که در خاک وجود دارد تا 10 روز توانایی فیزیولوژیکی برنج را حفظ کند. رضوی پور (1373) عنوان می‌کند که برنج می‌تواند در رطوبت‌های بدون غرقاب، رشد خوبی داشته باشد. تا زمانی که رطوبت خاک از حد 80 درصد اشباع پایین‌تر نرفته است، عملکرد آن نقصان نمی‌یابد. تحت این شرایط نه تنها عملکرد کاهش نمی‌یابد بلکه برنج از رشد مناسب برخوردار بوده و دانه‌ها و ساقه های آن بدون کوچکترین خسارت دارای کیفیت ظاهری خوبی می‌باشد.

هدف از این پژوهش مطالعه واکنش ارقام و لاین برنج به آبیاری کم و تأثیر پذیری هر یک از ارقام و در نهایت تعیین رقم و دور آبیاری مناسبی است که ضمن صرفه جویی در آب مصرفی عملکرد مطلوبی نیز حاصل کند.

مواد و روش‌ها

این آزمایش سال زراعی 1389- 1388 در محل ایستگاه تحقیقاتی چپرسر تنکابن وابسته به مؤسسه تحقیقات برنج کشور انجام شد. ایستگاه تحقیقاتی محل اجرای آزمایش در غرب استان مازندران و مرز میان شهرستان‌های تنکابن و رامسر واقع است که میانگین دمای شش ماهة اوّل سال اجرای آزمایش، 7/21 درجة سانتی‌گراد، مجموع نزولات در شش ماهة اوّل سال: 6/231 میلی متر و میانگین رطوبت نسبی محیط در همین بازة زمانی: 5/78 بوده است. آزمایش در سه تکرار بصورت کرت های خرد شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل: ارقام برنج در سه سطح: خزر، شیرودی و لاین 843 و مدارهای آبیاری در پنج سطح: ( I₁) آبیاری هر روزه (شاهد)، (I₂ ) آبیاری با فاصله 4 روزه پس از پنجه زنی، (I₃ ) آبیاری با فاصله ۴ روزه پس از تشکیل جوانه اولیه خوشه در ساقه، (I₄ ) آبیاری با فاصله ۸ روزه پس از تشکیل جوانه اولیه خوشه در ساقه، (I₅ ) آبیاری با فاصله ۸ روزه پس از پنجه زنی بودند. جهت آماده سازی زمین، عملیّات خاک ورزی و شخم اوّل زمین آزمایش در اوّل دی ماه و شخم دوّم آن، پانزده روز قبل از نشاکاری صورت گرفته و متعاقباً عملیات تسطیح کرت ها و مرزبندی حدود سه روز قبل   از نشاکاری   به انجام رسید. بعد از مرزبندی و قبل از نشاکاری؛ نصف کود اوره و تمام کودهای فسفاته و پتاسة مورد نیاز بر مبنای 200 کیلوگرم در هکتار، مصرف و نصف دیگر اوره باقیمانده در زمان تشکیل اوّلین جوانه خوشه در غلاف به زمین اضافه شد. بـا پیـاده سازی ابعـاد40/4 × 90/5 برای هر کرت، به منظور جلوگیری از نفـوذ آب به کرت های مجـاور، فواصل بین آن‌ها تا عمق 30 سانتی متری بـا پلاستیک پوشیده و برای ورود و خروج آب نیز کانال‌های آبیاری تعبیه گردید. عملیّات ماله کشی با توجه به اندازة کوچک کرت ها، دستی صورت گرفت. جهت استقرار هر چه بهتر نشاءها بعد از انتقال به زمین اصلی، کرت ها به مدت یک هفته غرقاب و ارتفاع آب در هر نوبت آبیاری آن‌ها، 5 سانتی متر بالاتر از سطح خاک قرار گرفت سپس تیمارهای مـدار آبیاری (I₁  ،I₂  ، I₃ ،  I₄،  I₅) بر اساس برنامة تنظیمی اعمال گردیدند. وجین علف‌های هرز در دو نوبت: 15 و 30 روز بعد از نشاکاری صورت گرفته و کنترل آفت کرم ساقه خوار با استفاده از سم دیازینون 10% به میزان 15 کیلوگرم در هکتار انجام پذیرفت. برای تعیین اجزای عملکرد دانه، بوسیلة انتخاب 6 بوته از هر کرت پس از جداسازی منطقة حاشیه و محاسبة عملکرد دانه به صورت برداشت 1 متر مربع بوته از متن هر کرت انجام گرفت که پس از خرمن کوبی، توزین و اندازه گیری همزمان رطوبت آن با رطوبت سنج، وزن دانه (kg/h) بر مبنای رطوبت استاندارد (14%) محاسبه گردید.

تجزیه و تحلیل داده های حاصل از اندازه گیری صفات مورد نظر با استفاده از نرم افزار MStat-C انجام شد. برای ترسیم نمودارها از نرم افزار Excel  استفاده شد. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال 1% و 5% صورت گرفت.

نتایج و بحث

عملکرد دانه برنج پس از خرمن‌کوبی و جداسازی دانه‌ها از کاه مشخص گردید. نتایج حاصل از تجزیه واریانس عملکرد دانه نشان داد که اثرات متقابل تیمارها در سطح احتمال 1 درصد اختلاف معنی داری دارند (جدول 1 ). به نظر می‌رسد تنش آب روی رشد، فرآیند ذخیره سازی و روند پر شدن دانه‌ها و نیز تجمع ماده خشک تأثیرگذار بوده و باعث کاهش عملکرد در تیمار های تحت شرایط تنش شده است. بنابراین بروز تنش آب در دوره های 8 روزه بیشترین تأثیر را در کاهش عملکرد به همراه داشته است. نتایج بدست آمده گزارش‌های محققین مختلف را پیرامون تأثیر تنش و دوره های مختلف آبیاری در کاهش عملکرد دانه برنج تأیید می‌کند (شیخی و همکاران 1384). از آنجایی که ماده خشک تولیدی به ویژه در اواخر فصل رشد دارای اهمیت بیشتری است، لذا وقوع تنش آب در این دوره بیشترین تأثیر را در کاهش عملکرد دانه در تیمار های 3 و 4 داشته است. نظر به اینکه برنج تنش خشکی را در اوایل نشاکاری و ابتدای برداشت بهتر تحمل می‌کند، به نظر می‌رسد کاهش عملکرد دانه بیشتر در مراحل گل دهی و پر شدن دانه حادث می‌شود. به عبارت دیگر اثر تنش دوره های مختلف آبیاری بر عملکرد دانه برنج وابسته به این موضوع است که چه مقدار از کل ماده خشک تولیدی به عنوان ماده مفید قابل برداشت تشخیص داده می‌شود.

همچنین در روند تأثیر فواصل مختلف آبیاری بر عملکرد ارقام، مشاهده می‌گردد که تیمار آبیاری 4 روزه پس از پنجه زنی و یا 4 روزه پس از تشکیل جوانه اولیه خوشه سنبل با 3 در صد کاهش کمترین و تیمار های آبیاری 8 روزه پس از پنجه زنی و 8 روزه پس از تشکیل جوانه اولیه خوشه سنبل به ترتیب با 19 و 27 درصد کاهش، بیشترین در صد کاهش را نسبت به تیمار آبیاری هر روزه داشتند. به بیان دیگر با افزایش فواصل آبیاری، عملکرد دانه برنج به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. رضوی پور (1373) گزارش کرد که برنج می‌تواند در رطوبت‌های بدون غرقاب رشد خوبی داشته و تا زمانی که رطوبت خاک از حد 80 درصد اشباع پایین‌تر نرفته باشد، عملکرد آن نقصان نمی‌یابد. تحت چنین شرایطی نه تنها عملکرد دانه کاهش نمی‌یابد، بلکه برنج از رشد مناسبی هم برخوردار می‌باشد، که با نتایج حاصل از این آزمایش سازگار بوده و هم خوانی دارد.

نمـودار 1------------------

نتایج حاصل از تجزیه واریانس برای صفت درصد دانه های خالی حاکی از آن است که با افزایش فواصل آبیاری، در صد پوکی دانه افزایش می‌یابد. تیمار آبیاری هر روزه و 4 روزه پس از تشکیل جوانة اولیة خوشه سنبل، کمترین و تیمارهای آبیاری با فاصله 4 روزه پس از پنجه زنی و 8 روزه پس از پنجه زنی و 8 روزه پس از تشکیل جوانة اولیة خوشه سنبل، بیشترین درصد پوکی را به همراه داشته است (جدول 2). گزارش موهمد و همکاران (1995) مبنی بر افزایش تعداد دانه های پوک بر اثر افزایش فاصله آبیاری و در نتیجه کاهش عملکرد دانه مؤیّد نتایج به دست آمده است. یوشیدا (1981) نیز کاهش آب را در هر مرحله ای، مسبب عدم پر شدن دانه‌ها اعلام نمود که این مهم با نتیجه به دست آمدة: بیشترین درصد دانه های خالی متأثر از اثر متقابل فواصل مختلف آبیاری و رقم در تیمارهای آبیاری هر روزه (شاهد) و 4 روزه پس از تشکیل جوانة اولیة خوشه سنبل برای رقم خزر می‌باشد، سازگار بوده و هم خوانی دارد.  

نتایج تجزیه آماری آزمایش نشان داد که: درصد دانه های پرشده در سطح احتمال یک درصد تحت تأثیر دور آبیاری، رقم و اثر متقابل آنها قرار گرفته است (جدول 1). بیشترین درصد دانه های پرشده مربوط به تیمـار غرقابی دایم (شیوه معمول آبیاری زراعت برنج در شمال کشور) و کمترین درصد دانه های پر شده متعلق به تیمار آبیاری 8 روز پس از تشکیل جوانة اولیّة خوشه سنبل بوده است (جدول 2). بدیهی است آبیاری مناسب تأثیر مثبتی بر درصد دانه های پر شده در برنج دارد و تحمیل خشکی از طریق عقیم کردن دانه های گرده، کاهش درصد دانه های پر شده را در پی خواهد داشت. همان طوری که در نمودار (2) مشاهده می‌شود؛ بیشترین درصد دانه های پر شـده تحت اثر متقابل فواصل مختلف آبیاری و رقم در تیمارهای آبیاری هر روزة (شاهد) و 4 روزة پس از پنجه زنی برای رقم خزر می‌باشد. این دستاورد گزارش لفیت و همکاران (2003) را مبنی بر اینکه: از اجزای اصلی عملکرد دانه که تنش کمبود آب روی آن تأثیر می‌گذارد درصد دانه های پر شده است، تأیید می‌کند. در همین راستا شانتاها کومار و همکاران (1998) نیز اظهار داشتند که درصد دانه های پر شده با عملکرد دانه همبستگی مثبت و معنی داری دارد.

نمودار 2- -------------

بر اساس نتایج حاصله از این آزمایش معلوم گردید: تیمار آبیاری تعداد پنجه و ارتفاع تمام ارقام را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به طوری که با کاهش مقدار آب تعداد پنجه و ارتفاع بوته نیز کاهش می‌یابد. تجزیه واریانس مشاهدات، اثر سطوح آبیاری و ارقام را بر ارتفاع بوته در زمان برداشت در سطح احتمال یک در صد معنی دار نمود به طوری که با کاهش میزان آب، اختلاف کاملاً معنی داری در مورد ارتفاع بوته ملاحظه شد (جدول 1). از آنجایی که تعداد پنجه یک صفت ژنتیکی است و در ارقام مختلف متفاوت است (نحوی، 1379)؛ در سطح احتمال یک درصد، تنها اثر رقم بر تعداد پنجه معنی دار بود. هوانگ و همکاران (1989) تأثیر تنش آب را بر کاهش ارتفاع گیاه و طول خوشه سنبل گزارش نمودند که با گزارشات این تحقیق همخوانی دارد. البته نمودار (3) بیشترین ارتفاع بوته در زمان برداشت را متأثر از اثر متقابل فواصل مختلف آبیاری و رقم در تیمارهای آبیاری 4 روزه پس از تشکیل جوانة اولیة خوشه سنبل برای رقم خزر و لاین 843 نشان می‌دهد که این خود می‌تواند به کاهش فشار آماس در گیاهان به علت کمبود رطوبت خاک و توقف افزایش اندازه سلول، بسته شدن روزنه‌ها و کاهش فتوسنتز ظاهری که در نهایت به کاهش تولید ماده خشک و در نتیجه کاهش ارتفاع گیاه منتهی می‌گردد (سرمدنیا 1368)، مربـوط باشد.      

نمودار 3 - ===========================

 تجزیه مشاهدات در جدول (1) این آزمایش، در خصوص شاخص برداشت محصول در سطوح مختلف آبیاری تفاوت معنی داری را در بین تیمار های مختلف نشان نداد. معنی دار نشدن صفت شاخص برداشت در تیمارهای مختلف آبیاری می‌تواند بیانگر این مطلب باشد که در حضور تیمارهای مختلف، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک بطور یکسان تغییر کرده‌اند. بنابراین اثر مدیریت آبیاری بر شاخص برداشت مشابه اثر آن بر عملکرد دانه و کاه بوده که این با نتایج قربان پور (1382) مطابقت دارد.

مقایسه میانگین تیمارها بر اساس تعداد روز تا پنجاه درصد ظهور خوشه سنبل؛ تیمار آبیاری هر روزه را با متوسط 3/65 روز در کلاس A و هر دو تیمار آبیاری 8 روزه پس از پنجه زنی با میانگین 3/63 و 8 روزه پس از تشکیل جوانة اوّلیة خوشه سنبل با میانگین 3/63 را در کلاس D قرار دادند (جدول 2). به عبارت دیگر تیمارهای رژیم آبیاری با فاصله زیاد، دیرتر به مرحله پنجاه درصد ظهور خوشه و به تبع آن به رسیدگی فیزیولوژیکی می‌رسند. یامبائوو اینگرام (1988) در تحقیقات خود به نتایج مشابهی دربارة تأثیر تنش خشکی روی زمان رسیدن برنج دست یافته و گزارش دیکشیت و همکاران (1987) نیز از تأثیر تنش خشکی در به تأخیر انداختن زمان پنجاه درصد خوشه دهی و رسیدگی فیزیولوژیکی در گیاه برنج حکایت دارد. زیرا تا زمانی که تنش خشکی به گیاه تحمیل می‌گردد، گلدهی آن به تأخیر افتاده و با تأمین مجدد رطوبت، رشد گیاه از سر گرفته خواهد شد. این در حالی است که: تنش مداوم باعث تسریع در زمان گلدهی و رسیدن فیزیولوژیکی گیاه می‌شود (هاشمی دزفولی و همکاران، 1375؛ سرمدنیا و کوچکی، 1376 و کریمی 1378)