The effect of different nutritional systems, harvest management and post harvest period on hard-seed breakdown trend in annual medic (Medicago scutellata cv. Robinson)

مقدمه
یونجه یکساله (Medicago scutellata cv. Robinson) در حال حاضر فراوان‌ترین گونه مورد کشت در ‌ایران است و بر تولید بذر و استفاده از علوفه‌ این گونه برای چرای دام تأکید می‌شود. تقریباً تمام بذر یونجه یکساله که در حال حاضر به صورت تجاری تولید می‌شود، از ‌این گونه است و در بین گونه‌های مختلف یونجه یکساله کوتاه‌ترین دوره فنولوژیکی رشد را دارد (‌ترک نژاد، 1378). یونجه‌های یکساله یکی از ظرفیت‌های بالقوه اصلی در کشاورزی پایدار هستند و قادرند با یک چین طی 60 تا 70 روز بعد از کاشت که میزان بارند گی سالانه بیش از 250 میلیمتر و ارتفاع آنها کمتر از 1000 متر از سظح دریا و درجه حرارت خاک حدود 10 تا 16 درجه سانتی‌گراد است حدود 5 تا 6 تن علوفه خشک در هکتار در شرایط کشت آبی تولید نمایند (Bauchan, 1996).
سختی بذر در یونجه‌های یکساله نقش مهمی در حفظ ذخایر بذر در خاک برای دوره‌های طولانی دارد و این شرایط باعث بقاء یونجه‌های یکساله تحت شرایط خشک می‌شود (Groose, 2001). در تحقیقی بر روی چهار گونه یونجه یکساله نشان داده شد که کمتر از پنج درصد از بذور در طول تابستان قادر به جوانه‌زنی بودند و به تدریج و با شروع بارندگی‌های پاییزی سختی بذر آنها شکسته ‌شد  Brahim and Smith 1993)). مشخص گردیده که حداقل درجه حرارت لازم هوا 3 تا 7 درجه سانتی گراد و حداکثر درجه حرارت 30 تا 35 درجه سانتی‌گراد شرایطی است که مناطق توسعه یونجه یکساله باید از آن برخوردار باشد (Bounjmate et al., 1992). در تحقیق  Agha Ahmadi and Chaichi(2007) بیشترین مقدار کاهش سختی دانه در طول ماه‌های آذر تا اسفند اتفاق افتاد که در آن دوره نوسان درجه حرارت روزانه و شبانه در حداکثر خود بود. همچنین نامبردگان گزارش کردند که تیمار‌های 125 کیلوگرم در هکتار نیتروژن با 5/97 درصد بیشترین درصد سختی بذر و تیمار بدون کود و بدون تلقیح با باکتری ریزوبیوم با 4/93 درصد کمترین درصد سختی دانه را داشتند. درجه حرارت خاک حدود 10 تا 16 درجه سانتی‌گراد و دمای هوا حدود 15 تا 30 درجه سانتی‌گراد برای جوانه‌زنی یونجه یکساله مناسب است (Pukridge and French, 1983).  در تحقیق شعبانی و همکاران (1383) نشان داده شد که مدت زمانی که غلاف‌ها در معرض تغییرات درجه حرارت شبانه روزی و فصلی قرار می‌گیرند و همچنین موقعیت مکانی آن‌ها به لحاظ فیزیکی نسبت به سطح زمین بر سرعت شکست سختی دانه بذر اثر دارد. همچنین نامبردگان گزارش دادند که گذشت زمان باعث افزایش شکست سختی بذر یونجه یکساله می‌گردد و دامنه پایین دمای محیط در شکست سختی بذر یونجه یکساله مؤثرتر از دامنه بالای آن است.
شرایط رشد یونجه‌های یکساله تأثیر بیشتری در شکستن زود هنگام خواب بذر نسبت به شرایط محیطی که بذر بعد از رسیدن در آن قرار می‌گیرد، دارد (Taylor, 1996). در‌این مطالعه نیز ارقام و گونه‌های مختلف یونجه یکساله رفتار‌های متفاوتی را از نظر طول دوره شکستن خواب بذر از خود نشان دادند. لیاقت (1386) در تحقیقی در خصوص اثر زمان برداشت، تراکم و شدت برداشت بر خصوصیات رویشی و زایشی یونجه یکساله رقم رابینسون گزارش نمود که میزان سختی دانه با افزایش تراکم، شدت برداشت و گذشت زمان کاهش می‌یابد همچنین نامبرده گزارش نمود میزان سختی دانه از 83 درصد در زمان برداشت (مرداد ماه) به 52 درصد در اسفند ماه رسید.
شعبانی و همکاران (1383) در مطالعه خود بر روی زمان برداشت علوفه بر عملکرد بیولوژیک و ذخیره بذر خاک در 6 رقم یونجه یکساله در دو مرحله برداشت در آغاز گلدهی و 50 درصد گلدهی در شرایط دیم گزارش کردند که برداشت علوفه در مرحله آغاز گلدهی نسبت به مرحله 50 درصد گلدهی از نظر عملکرد بیولوژیک و بانک بذر خاک برتری داشت.
لیاقت و همکاران (1388) در بررسی تاثیر برداشت تاخیری،‏ تراکم بوته و شدت برداشت بر روی عملکرد علوفه کل و قابل دسترس و برخی ویژگیهای رویشی یونجه یکساله نشان دادند که میزان کل علوفه برداشت شده در دو سیستم برداشت تاخیری و مستمر تفاوت معنی داری با هم دارند،‏ بطوریکه میزان کل علوفه خشک تولیدی در سیستم برداشت مستمر 6/3624 کیلوگرم در هکتار (حدود 29 درصد بیشتر از برداشت تاخیری) بود. همچنین گزارش کردند که با افزایش تراکم بوته میزان کل علوفه تولیدی بیشتر شد. بهترین ارتفاع برداشت از سطح زمین ارتفاع 4 سانتیمتری بود. با افزایش تراکم و کاهش ارتفاع برداشت (افزایش شدت برداشت)،‏ با توجه به کاهش تعداد ساقه،‏ ارتفاع بوته و تعداد گره در گیاه از قدرت تولید علوفه کاسته شد.
در مجموع تحقیقات زیادی در زمینه بررسی اثرات فراوانی برداشت بر روی خصوصیات رویشی و زایشی یونجه‌های یکساله انجام شده است. آنچه که از ‌این تحقیقات می‌توان نتیجه گیری کرد‌ این است که فراوانی برداشت تقریباً در همه ارقام یونجه‌های یکساله اثر مشابه داشته به طوری که برداشت‌های مکرر، دارای اثر منفی روی خصوصیات رویشی و زایشی بوده در حالیکه برداشت‌های کم و متوسط و با فاصله زمانی مناسب، تأثیر معنی داری روی این خصوصیات نداشته است.
هر چند تاکنون مطالعات زیادی پیرامون اثر شرایط محیطی بر روند شکسته شدن سختی دانه در یونجه‌های یکساله انجام شده است ولی اثر نظام تغذیه‌ای تاکنون مورد ارزیابی قرار نگرفته است به ویژه اینکه این موضوع جهت استقرار نظام کشت غله - مرتع در شرایط دیم در غرب ایران از اهمیت بسزایی برخوردار است. در مورد تأثیر تلقیح بذور یونجه‌های یکساله با باکتری ریزوبیوم نیز تحقیقات خوبی صورت گرفته است که در تمامی ‌این تحقیقات ثابت شده که، تلقیح باعث بهبود خصوصیات رویشی و زایشی به ویژه عملکرد علوفه و تثبیت بیولوژیک نیتروژن می گردد. اما در زمینه تأثیر محتوای نیتروژن خاک و منبع آن بر درصد سختی دانه در یونجه یکساله و روند شکسته شدن آن مطالعه‌ای انجام نشده است.
مهمترین هدف این تحقیق، مطالعه روند شکست سختی بذر در یونجه یکساله Medicago scutellata cv. Robinson با نظام‌های مختلف تغذیه‌ای و مدیریت برداشت علوفه در ماه‌های مختلف بود.
مواد و روش‌ها    
این آزمایش در سال زراعی 88-1387 در دو مکان در استان کرمانشاه، ایستگاه مؤسسه تحقیقات کشاورزی سرارود با طول جغرافیایی 47 درجه و 20 دقیقه و عرض جغرافیایی 34 درجه و 20 دقیقه و ارتفاع 1351 متر از سطح دریا و ایستگاه تحقیقات حاصلخیزی خاک ماهیدشت با طول جغرافیایی 46 درجه و 50 دقیقه شرقی و عرض 24 درجه و 16 دقیقه شمالی و ارتفاع 1380 متر از سطح دریا، در سال زراعی 88-1387 به صورت کشت دیم به اجرا درآمد. برخی از ویژگی‌های هواشناسی این دو مکان در جدول 1 ارائه شده است.  در تیمار عدم برداشت علوفه تا پایان دوره رشد فیزیولوژیک یونجه یکساله هیچگونه عمل برداشت یا چرا بر روی یونجه یکساله اعمال نشد و لی در تیمار برداشت علوفه در مرحله آغاز گلدهی یونجه یکساله از محل گره سوم ساقه اقدام به برداشت علوفه گردید و سپس روند رشد مجدد بررسی گردید.  همچنین تیمارهای تغذیه ای در این پژوهش عبارت بودند از: شاهد بدون مصرف کود (1T)، مصرف کود شیمیایی اوره + کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل (2T)، مصرف کود شیمیایی اوره + باکتری تسهیل کننده جذب فسفر (3T)، مصرف کود شیمیایی اوره + قارچ میکوریزا (4T)، مصرف کود شیمیایی اوره + مخلوط قارچ میکوریزا و باکتری تسهیل کننده جذب فسفر (5T)، مصرف باکتری تثببیت کننده نیتروژن + کود شیمیایی سوپر فسفات تریپل (6T) ،مصرف باکتری تثببیت کننده نیتروژن + باکتری تسهیل کننده جذب فسفر (7T)، مصرف باکتری تثببیت کننده نیتروژن + قارچ میکوریزا (8T)، مصرف باکتری تثبیت کننده نیتروژن + مخلوط قارچ میکوریزا و باکتری تسهیل کننده جذب فسفر (9T) بودند.  
عملیات آماده سازی زمین شامل شخم، دیسک و ماله به نحو مطلوب، قبل از کاشت در نیمه اول اسفند‌ماه صورت گرفت.  پس از درآوردن شیارها، نقشة آزمایش بر روی زمین پیاده شد.  کاشت بذرهای یونجه یکساله گونه رابینسون (Medicago scutellata cv.  Robinson)  به میزان 20 کیلوگرم در هکتار به‌عنوان کشت بهاره در هر دو مکان به صورت دیم در نیمه دوم اسفند ماه با دست انجام گرفت.  هر واحد آزمایشی از 6 ردیف کاشت به فاصله‌ی 25 سانتی‌متر و به طول 5 متر تشکیل شد.  بین هر دو تیمار، دو ردیف  بدون کشت ،  بین دو تکرار نیز  با فاصله دو متر در نظر گرفته شد.  قبل از کاشت بذر، بر مبنای آزمون خاک و مطابق با توصیه کودی برای یونجه یکساله، نصف کود اوره و تمام کود شیمیایی فسفر (در تیمار‌های حاوی کود شیمیایی نیتروژن و فسفر) به صورت نواری به خاک داده شد.  علاوه بر این، باقیمانده کود شیمیایی نیتروژن در مرحله چهار برگی به صورت سرک در اختیار گیاه قرار گرفت.  
 باکتری حل کنندة فسفات (Bacillus coagulans)، باکتری تثبیت کننده نیتروژن (Sinorhizobium meliloti) و قارچ مایکوریزا (Glomus intraradices) ابتدا در آزمایشگاه مؤسسه‌ی تحقیقات خاک و آب فرموله شد.  پس از محاسبه‌ی میزان بذر برای هر تیمار، بذرها درون یک کیسه‌ی پلی‌اتیلنی حاوی مایه تلقیح به نسبت 30 میلی‌گرم از هر مایه تلقیح برای 100 گرم بذر به همراه محلول صمغ عربی 4 درصد ریخته شد.  آنگاه کیسة حاوی بذر صمغ عربی و مایع تلقیح برای مدت 45 ثانیه به شدت تکان داده شد تا سطح کلیة بذرها به طور یکنواخت به باکتری آلوده شود.  پس از اطمینان از چسبیدن یکنواخت مایه‌ی تلقیــح به بذرها، بذرهای آغشته به مایــة تلقیح بر روی ورقة آلومینیومی تمیز در زیر سایه پهن شد تا بذرها خشــک شونــد. سپس به سرعت نسبت به کاشت بذرها اقدام شد. کاشت بذرها بر روی خطوط کاشت در عمق یک سانتی‌متر انجام شد پس از پایان دوره رشد فیزیولوژیک غلاف‌ها در تیر ماه، جهت ارزیابی میزان سختی بذرهای تولیدی، آزمون ارزیابی سختی بذر بر روی نمونه‌های بذر جمع آوری شده از مزرعه در ماه‌های مرداد، شهریور، مهر، آبان، آذر، دی، بهمن و اسفند سال 1388 در محیط آزمایشگاه انجام شد. برای اندازه گیری درصد سختی بذرها، 25 عدد بذر سالم از هر تیمار در سه تکرار انتخاب و در داخل پتری دیش بر روی حوله کاغذی و در داخل اطاقک رشد با دمای 20 درجه سانتی گراد قرار گرفت. بعد از 10 روز تعداد بذرهای آماس پیدا کرده شمارش  و بذرهایی که هیچ گونه آبی جذب نکرده و همچنان سفت و سخت باقی ماندند به عنوان بذرهای سخت محسوب شدند و بعد از  بدین وسیله درصد سختی بذر محاسبه شد (عزیزی٬ 1382 Agha Ahmadi and Chaichi, 2007, ). سپس داده‌های آزمایشی با بکارگیری نرم افزار SAS (رویۀ glm) به صورت کرتهای دو بار خرد سده در مکان (سرارود و ماهیدشت) و در زمان (دوره نمونه گیری هشت ماهه) و در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار تجزیه و تحلیل شد. همچنین برای مقایسه میانگین‌ها از آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد. شکل ها نیز با استفاده از نرم افزار EXCEL رسم شد.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس داده‌ها (جدول2) نشان داد که تاثیر مکان بر شکست سختی بذر معنی‌دار (0001/0P<) است. بیشترین شکست سختی بذر به میزان حدود 13 درصد در ایستگاه سرارود اتفاق افتاد (شکل1). با توجه به داده‌های هواشناسی (جدول 1)، ماهیدشت دارای میزان باراندگی بیشتری نسبت به سرارود را در  اکثر ماه‌های دوره زراعی داشته است ولی از نظر دمایی تقریباً دارای هوایی سردتر نسبت  به منطقه سرارود داشته است لذا با توجه به نتایج این تحقیق می‌توان شرایط دمایی را عامل مهمی در شکست سختی بذر اعلام کرد. بنابراین اولاً درصد سختی دانه در آنها نسبت به سرارود بیشتر بوده و ثانیا روند شکست سختی بذر در آنها کند‌تر از بذور رشد یافته در شرایط آب و هوایی سرارود بود. در واقع یونجه‌های رشد یافته در شرایط آب و هوایی ماهیدشت کمتر با شرایط تنش رطوبتی و تغییرات دمایی شدید مواجه شده‌اند. سرعت شکست سختی دانه بذرهایی که در شرایط تنش رشد یافته‌اند بیشتر از بذرهایی است که در شرایط عدم تنش رشد کرده‌اند (شعبانی و همکاران، 1386). Taylor (1996) در تحقیقی به این نتیجه رسید که شرایط رشد گیاه مادری تاثیر بیشتری روی درصد سختی دانه و سرعت روند شکستن آن نسبت به شرایط محیطی که بذر بعد از رسیدن در آن قرار می گیرد، دارد. بر این اساس هرچه شرایط محیطی در زمان تولید مناسب‌تر باشد، درصد سختی دانه افزایش می‌یابد. شعبانی و همکاران (1383) گزارش کردند که سرعت شکست سختی دانه بذوری که در شرایط تنش رطوبتی رشد یافته‌اند بیشتر از بذوری است که در شرایط عدم تنش رشد کرده اند که با نتایج این تحقیق تناقض دارد.
نتایج تجزیه داده‌ها نشان داد که اثر گذشت زمان بر درصد شکست سختی بذر معنی دار (0001/0P<) بود (جدول2). با گذشت هشت‌ماه از زمان رسیدگی فیزیولوژیکی بذور، در هر دو ایستگاه حدود 14 درصد از سختی بذر شکسته شد (شکل2).  با گذشت زمان روند شکست سختی بذر افزایش یافت که از شهریور (ماه دوم) به آبان ماه این تغییرات شدیدتر بود (شکل2). این پدیده را می‌توان به وقوع بارندگی‌های فصلی و کاهش دمای محیط در شرایط اجرای آزمایش نسبت داد (جدول1). نتایج مشابهی توسط شعبانی و همکاران (1383) گزارش شده است.
نتایج تجزیه واریانس آزمایش شکست سختی بذر (جدول2) نشان داد که مدیریت برداشت علوفه بر درصد جوانه زنی معنی دار (001/0P<) است. این نتایج حاکی از آن است که برداشت زیاد باعث شکست سختی بذر می‌شود و می‌تواند یکی از دلایل آن این باشد که با افزایش تعداد برداشت ها برای اینکه مجدداً محصولی تولید کند باید مواد غذایی را از بذر دریافت کند در نتیجه بذر از نظر واکنش های شیمیایی فعالیت بیشتری را نشان می‌دهد که این امر بر کاهش سختی بذر تاثیر مثبت دارد (شکل3). لذا این بیانگر اهمیت زمان برداشت علوفه بر رشد  مجدد یا درصد جوانه‌زنی و همچنین حفظ ذخیره بذر در خاک می‌باشد. بنابراین روند شکست سختی بذر در شرایط برداشت و عدم برداشت علوفه  یکسان نبوده و در شرایط مساوی درصد شکست سختی دانه در شرایط برداشت علوفه  همواره بیشتر از عدم برداشت علوفه است. آقا احمدی (1386) در مورد فراوانی برداشت علوفه در یونجه یکساله گزارش داد که تیمار شاهد ( بدون برداشت ) با 7/97 درصد بالاترین درصد سختی دانه و تیمار هر هفته برداشت با 5/89 درصد کمترین درصد سختی دانه را داشتند همچنین بین تیمارهای هر دو هفته و هر هفته برداشت نیز اختلاف معنی‌داری وجود داشت. Agha ahmadi  و  Chaichi (2007) گزارش کردند که با کاهش مقدار نیتروژن قابل دسترس و افزایش دفعات برداشت علوفه، درصد سختی دانه در یونجه یکساله رقم اسکوتلاتا کاهش یافت.  همچنین بعلت کاهش مقدار نیتروژن قابل دسترس در تیمار های تلقیح با باکتری ریزوبیوم در مقایسه با تیمارهای استفاده از کود شیمیایی نیتروژن، سختی دانه در تیمارهای مذکور کاهش یافت.
کمترین میانگین ماهیانه درصد شکست سختی دانه در تیمار تغذیه‌ای کود شیمیایی اوره + مخلوط قارچ میکوریزا و باکتری تسهیل کننده جذب فسفر (5T) بدست آمد.  این در حالی است که در همین شرایط کشت، تیمار های شاهد بیشترین درصد ماهیانه شکست سختی بذر را داشتند (جدول 3).  
بطور کلی نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تاثیر مدیریت برداشت ( برداشت و عدم برداشت علوفه ) و گذشت زمان بر شکست سختی بذر از نظر آماری معنی دار و با گذشت هشت ماه از زمان رسیدگی فیزیولوژیکی بذور، در هر دو ایستگاه بطور میانگین حدود 14 درصد از سختی بذر شکسته شد. روند شکست سختی بذر در شرایط برداشت و عدم برداشت علوفه یکسان نبوده و در شرایط مساوی درصد سختی دانه در شرایط عدم برداشت علوفه بیشتر از برداشت علوفه است. همچنین شکست سختی بذور تولیدی تحت تاثیر سطوح مختلف نظام تغذیه ای قرار نگرفت.  نظر به اینکه تولید بذر یونجه یکساله و دوام ذخیره بذر آن در خاک در تداوم نظام کشت غله – مرتع از اهمیت خاصی بر خوردار است، بنابراین شایسته است مطالعه و تحقیق بیشتر در این خصوص صورت گیرد.
جدول 1--3--------------