مدیریت کودی نیتروژن بر عملکرد دانه و شاخص های کارایی نیتروژن در ذرت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد

2 مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد-دزفول

چکیده

 ذرت (Zea mays L.) از جمله گیاهانی است که در طول دوره رشد به مقادیر زیادی نیتروژن نیاز دارد. افزایش کارایی مصرف این عنصر علاوه بر افزایش سود اقتصادی، موجب کاهش آلودگی محیط زیست  نیز می شود. لذا به منظور تاثیر مدیریت کودی نیتروژن بر عملکرد دانه و شاخص های کارایی نیتروژن این تحقیق از سال 1385 به مدت سه سال در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد دزفول اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو عامل نیتروژن خالص در چهار سطح (صفر، 100 ، 150 و 200 کیلوگرم در هکتار و زمان مصرف نیتروژن درپنج سطح ( مصرف یک سوم هنگام کاشت و دو سوم در مرحله 6 تا 8 برگی، مصرف دو سوم در مرحله 6 تا 8 برگی، مصرف یک دوم هنگام کاشت ویک دوم در مرحله 6 تا 8 برگی، مصرف یک سوم هنگام کاشت، یک سوم درمرحله 6 تا8 برگی، یک سوم در زمان ظهور گل نر و مصرف یک چهارم هنگام کاشت، یک چهارم در مرحله 6 تا 8 برگی، یک چهارم در زمان ظهورگل نر و یک چهارم در زمان گرده افشانی) در سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد که اثر سطوح نیتروژن و زمان مصرف آن بر عملکرد دانه و وزن هزار دانه ذرت معنی دارگردید. تاثیر سطوح نیتروژن بر شاخص های کارایی نیتروژن و نیترات باقیمانده خاک معنی دار بود. زمان مصرف نیتروژن فقط بر کارایی استفاده نیتروژن معنی دار گردید. با افزایش مصرف نیتروژن، عملکرد دانه به صورت       معنی داری افزایش یافت. این درحالی بود که کارایی مصرف، جذب و استفاده از نیتروژن به صورت      معنی داری کاهش یافت. بنابراین مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار با عملکرد دانه، وزن هزار دانه و کارایی مصرف به ترتیب 96/7 تن در هکتار، 346 گرم و 44 کیلوگرم در کیلوگرم توصیه می گردد.       

مقدمه

کارایی مصرف نیتروژن در کشورهای در حال توسعه  پایین می باشد( متوسط کارایی 29 درصد و متوسط جهانی 33 درصد تخمین زده می شود). با افزایش یک درصد در کارایی مصرف نیتروژن در غلات جهان بالغ بر 235 میلیون دلار صرفه جویی خواهد شد (راون و جانسون،1999و زائو،2000) . دوبرابر شدن تولیدات غذایی طی چهار دهه ی گذشته، با هفت برابر شدن کارایی مصرف نیتروژن همراه بوده است. اما هم چنان افزایش کارایی مصرف نیتروژن به عنوان یک چالش بزرگ در کشاورزی برای جلوگیری از آسیب های احتمالی آن به کره زیست، ضمن افزایش عملکرد اقتصادی، مورد توجه پژوهشگران است. به این منظور رویکردی تلفیقی از بهبود خصوصیات ژنتیکی گیاه(به ویژه) و سیستم های زراعی و مدیریت های مرتبط با آنها مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. اهمیت این نگرش وقتی مهم تر جلوه می کند که بدانیم تا سال 2025 میلادی جمعیت دنیا به 10 میلیارد نفر خواهد رسید (هیرل و همکاران ،  2007). لذا هرگونه افزایش در کارایی مصرف نیتروژن با بکارگیری هر راهکاری، اثری مثبت بر اقتصاد تولید و محیط زیست خواهد داشت.

پایین بودن کارایی نیتروژن به دلیل هدر رفت آن از طرق نیترات زدایی، آبشویی، خروج نیترات از گیاه و تصعید آمونیوم می باشد (راون و جانسون،1999) . این هدر رفت نه تنها منجر به کاهش کارایی نیتروژن بلکه در دراز مدت اثرات مخربی بر روی محیط زیست و سلامتی انسان دارد. از جمله راههای افزایش کارایی نیتروژن می توان به تعیین مقدار دقیق کود مورد نیاز محصول( ذرت ) ، مصرف به موقع کود از لحاظ زمان و تقسیط آن با توجه به مراحل رشد گیاه، شکل و نوع کود اشاره نمود (گرانت و انتز ، 2006) . حمیدی و محمدی نسب (1382) در بررسی کارایی زراعی مصرف نیتروژن در دو رقم ذرت هیبرید در تراکم بوته و مقادیر مختلف نیتروژن گزارش نمودند که کارایی مصرف نیتروژن در دو هیبرید مورد استفاده تحت تاثیر تراکم بوته و سطوح مصرف نیتروژن واقع گردیدند و در هر سطح تراکم بوته با افزایش مصرف نیتروژن کارایی مصرف برای عملکرد دانه کاهش نشان داد. دریا شناس و ملکوتی (1382) گزارش کردند که نیتروژن یکی از عناصر غذایی است که کارایی آن از اهمیت زیادی برخوردار می باشد به طوری که با تعیین مقدار و تقسیط مناسب این عنصر کارایی آن افزایش می یابد. راسل و همکاران (1981) اظهار نمودند که کوددهی نیتروژن در مرحله 4 تا 6 برگی ذرت بیشترین تاثیر را بر کارایی نیتروژن دارد. اولسن و کورتز(1982) گزارش دادند که تاخیر در کوددهی نیتروژن به واسطه کاهشی که در میزان تلفات نیتروژن توسط شستشو یا نیترات زدایی ایجاد می کند و هم چنین به دلیل اینکه ریشه گیاه توانایی لازم را برای جذب نیتروژن پیدا می کند، از عوامل موثر برکارایی نیتروژن می باشد. هم چنین پژوهشگران نامبرده گزارش نمودند که کارایی مصرف نیتروژن به عواملی مانند کود، زمان مصرف و اقلیم مرتبط است. باندی و  همکاران(1983) و مالزار و گراف (1983) از بررسی های خود نتیجه گرفتند که حداکثر کارایی مصرف نیتروژن وقتی به دست می آید که کود چند هفته قبل از کاشت مصرف شود، این امر به خصوص وقتی که میزان کود نیتروژن کم باشد بارزتر می باشد. جوکلا و راندال (1989) کاهش کارایی مصرف و جذب  نیتروژن به ازائ افزایش کاربرد نیتروژن از 75 تا 225 کیلوگرم در هکتار را گزارش دادند. سیسون و  همکاران(1991) کاهش معنی دار کارایی مصرف، جذب و استفاده از نیتروژن با افزایش کاربرد نیتروژن از 47 تا89 کیلوگرم در هکتار را در ارقام توتون (Nicotiana tabacum L.)  نشان دادند.

تیلمن و همکاران(1991) اعلام نمودند که با افزایش نیتروژن مورد استفاده از 45 تا90 کیلوگرم در هکتار کارایی جذب کاهش یافت. بنابراین، برای تولید اقتصادی ذرت دانه ای، مدیریت نیتروژن مصرفی از اولویت خاصی برخوردار است. از این رو با توجه به تاثیر گذاری مقدار و زمان مصرف کودهای نیتروژن بر کارایی استفاده از آن، افزایش کارایی نیتروژن همگام با کاهش میزان مصرف آن به موازات بهبود تولید برای ارتقای درآمد کشاورزان،کاهش پتانسیل آلودگی های محیط زیست و نیز کم نمودن میزان انرژی مورد نیاز برای تولید کودهای نیتروژن ضروری می باشد. پس با توجه به اینکه استان خوزستان دومین قطب تولید کننده ذرت دانه ای در کشور می باشد، لازم است که پژوهش جامعی در این ارتباط صورت گیرد چون هرگونه افزایش درکارایی کودهای نیتروژن با توجه به وسعت سطح زیر کشت وسیع ذرت در استان ( بیش از 80 هزار هکتار)، منتج به بهره وری بیشتر از نهاده های مصرفی و در نهایت تولید پایدار و پر منفعت برای بهره برداران خواهد شد. به این منظور پژوهش حاضر برای بررسی مدیریت کودی نیتروژن بر میزان عملکرد دانه، وزن هزار دانه ذرت و نیز کارایی مصرف نیتروژن،کارایی جذب نیتروژن،کارایی استفاده نیتروژن و هم چنین نیترات باقیمانده در خاک پس از برداشت محصول در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد اجرا گردید.

مواد و روش ها

به منظور بررسی مدیریت کودی نیتروژن بر عملکرد دانه و شاخص های کارایی نیتروژن و نیترات باقیمانده خاک در کشت ذرت دانه ای رقم سینگل کراس 704 ، این طرح در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد دزفول بر روی یک خاک Clayey , mixed , Hyperthermic – Aridic Haplustepts   با مشخصات 32 درجه و 14 دقیقه عرض شمالی و 48 درجه و 28 دقیقه طول شرقی از سال 1385 به مدت سه سال اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با دو عامل نیتروژن خالص درچهار سطح ( صفر،100، 150 و200 کیلوگرم در هکتار از منبع کود اوره و پنج تیمار زمان مصرف نیتروژن (یک سوم هنگام کاشت و دو سوم در مرحله 6 تا 8 برگی(T1)  ، مصرف دو سوم در مرحله 6 تا 8 برگی(T2) ، مصرف یک دوم هنگام کاشت و یک دوم در مرحله 6 تا 8 برگی (T3) ،  مصرف یک سوم هنگام کاشت،یک سوم درمرحله 6 تا8 برگی،یک سوم در زمان ظهور گل نر (T4) و مصرف یک چهارم هنگام کاشت،یک چهارم در مرحله 6 تا 8 برگی،یک چهارم در زمان ظهور گل نر و یک چهارم در زمان گرده افشانی (T5)) در سه تکرار اجراگردید. بعد از عملیات تهیه زمین (آبیاری اولیه،دیسک و ماله کشی)، از هر تکرار یک نمونه مرکب خاک از عمق صفر تا 30 سانتی متری تهیه و آزمایشات لازم مانند بافت خاک، %O.C ،pH ، EC،  %T.N.V،فسفر و پتاسیم قابل جذب وعناصرکم مصرف (آهن،روی،مس و منگنز) و نیز مجموع نیتروژن نیتراتی و آمونیاکی (نیتروژن قابل جذب خاک) در عمق صفر تا 30 سانتیمتری در تیمارهای بدون مصرف نیتروژن مطابق با دستورالعمل های موسسه تحقیقات خاک و آب (علی احیایی،1372) تعیین شدند. مصرف کودهای فسفر و پتاسیم بر اساس آزمون خاک به ترتیب به میزان 150 کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل و 200 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم (متوسط سه سال) به صورت نواری و هنگام کاشت مصرف گردید. تیمارهای نیتروژن مطابق تیمارهای آزمایش به صورت نواری مصرف گردیدند. هر کرت شامل چهار خط 75 سانتی متری به طول 6 متردر نظر گرفته شد.میزان بذر مصرفی 25 کیلوگرم در هکتار و عمل کاشت به صورت دستی انجام گرفت و فاصله بین بوته ها 20  سانتی متر ودر هر کپه پس از تنک کردن یک بوته نگهداری شد. آبیاری بصورت نشتی و با سیفون و مراقبت های لازم زراعی (مثل کنترل علف های هرز به صورت دستی) در طول دوره رشد انجام شد. برداشت محصول دانه پس از حذف حواشی کرت ها در سطح 75/3 مترمربع صورت گرفت. هم چنین مقداری دانه (250 گرم) از هر تیمار برای تعیین درصد نیتروژن دانه به آزمایشگاه ارسال گردید. میزان جذب نیتروژن از رابطه ی عملکرد دانه در درصد نیتروژن دانه بدست آمد. از طرفی بعد از برداشت محصول از هرکرت یک نمونه مرکب خاک از عمق صفر تا60 سانتی متری برای تعیین نیترات باقیمانده تهیه شد.

 برای محاسبه شاخص های کارایی نیتروژن از روابط پیشنهادی توسط سیسون و  همکاران(1991) به طریق زیر استفاده گردید:

کارایی مصرف نیتروژن=عملکرد دانه به کل نیتروژن در دسترس

کارایی جذب نیتروژن= نیتروژن جذب شده به کل نیتروژن در دسترس

کارایی استفاده نیتروژن= عملکرد دانه به نیتروژن جذب شده

نیتروژن در دسترس عبارتست از مجموع نیتروژن کودی به علاوه نیتروژن قابل جذب خاکـ (مجموع نیتروژن نیتراتی و آمونیاکی در عمق صفر تا 30 سانتی متری که در تیمار بدون مصرف کود نیتروژن محاسبه           می شود).در نهایت با استفاده از نرم افزار آماری MSTATC  محاسبات آماری عملکرد دانه و وزن هزار دانه ، شاخص های کارایی نیتروژن، و نیز میزان نیترات باقیمانده خاک انجام شد و برای مقایسه میانگین ها از آزمون چند دامنه ای دانکن استفاده گردید.

 نتایج و بحث

الف- خاک

در جدول 1 نتایج تجزیه خاک محل آزمایش طی سه سال نشان داده شده است. بررسی ارقام مندرج در جدول حاکی از این است که خاک مورد آزمایش فاقد شوری، از نظر ماده آلی فقیر، درصد کربنات کلسیم معادل بالا و میزان فسفر و پتاسیم قابل استفاده پایین و از نظر عناصر کم مصرف در حد متوسط می باشد.

 

جدول 1- برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش قبل ازکاشت

ویژگی خاک

سال اول

سال دوم

سال سوم

میانگین

شوری               (دسی زیمنس در متر)

91/0

77/0

82/0

83/0

پ هاش گل اشباع

32/7

46/7

50/7

39/7

درصد کربن آلی

00/1

61/0

76/0

79/0

درصد آهک

48

46

45

46

  فسفر قابل جذب  (میلی گرم در کیلوگرم)  

00/9

00/7

40/5

13/7

پتاسیم قبل جذب(میلی گرم در کیلوگرم)    

00/168

168

140

159

روی قابل جذب  (میلی گرم در کیلوگرم)

40/2

68/0

30/3

13/2

آهن قابل جذب (میلی گرم در کیلوگرم)

00/6

20/9

60/8

93/7

مس قابل جذب (میلی گرم در کیلوگرم) 

80/1

56/1

28/1

55/1

منگنز قابل جذب (میلی گرم در کیلوگرم)

20/5

60/7

80/5

27/5

درصد رس

29

29

28

29

بافت خاک

لوم رسی

لوم رسی

لوم رسی

لوم رسی

                  - هرعدد میانگین سه تکرار است.

 ب- عملکرد دانه

نتایج حاصل ازتاثیر تیمارهای مختلف بر عملکرد دانه نشان داد که اثرات اصلی سال، نیتروژن و زمان مصرف نیتروژن بر عملکرد دانه در سطح یک درصد معنی دار بود. هم چنین اثرات اصلی سطوح نیتروژن و زمان مصرف نیتروژن بر وزن هزار دانه در سطح یک درصد معنی دار گردید (جدول 2).

اطلاعات جدول 3 نشان داد که با افزایش نیتروژن مصرفی عملکرد دانه افزایش داشت. به طوری که بالاترین عملکرد ها به مقدار 96/7 و 14/8 تن در هکتار، ناشی از مصرف 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بود،که با اختلاف اندکی (180 کیلوگرم در هکتار) در دو گروه آماری قرار گرفتند. بررسی اقتصادی نتایج عملکرد به دست آمده با استفاده از رابطه ی نسبت سود خالص به هزینه یا به عبارتی نسبت ارزش کل عملکرد اضافی که در اثر مصرف کود حاصل شده است به ارزش کل کود مصرفی(نشریه فنی شماره 9 خواربارجهانی سال 1987، به نقل از زرین کفش،1368)، نشان داد که با فرض عملکرد دانه هر کیلوگرم 200 تومان و هرکیسه کود اوره 2000 تومان ، این نسبت در سطوح 100 ، 150 و200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به ترتیب برابر با 625/0 ، 692/0 و 541/0 بود.بنابراین تیمار150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار،گزینه ا ی مناسب از حیث دستیابی به عملکرد بهینه می باشد. اثرا ت متقابل تیمارهای آزمایش بر عملکرد دانه معنی دار بود ( جدول 4). بررسی نتایج جدول 4 ضمن اینکه بیانگر افزایش عملکرد به دلیل مصرف نیتروژن است، گویای این است که بین سطوح 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار تفاوت آماری وجود نداشت و مصرف کامل این دو سطح در زمان های مصرف T1 ، T3 وT4  بیش تر از T2 (مصرف فقط به میزان دو سوم نیتروژن مصرفی در مرحله 6 تا 8 برگی) بود. روند افزایش وزن هزار دانه ذرت متعاقب مصرف سطوح نیتروژن مطابق با روند افزایش عملکرد دانه بود ، به عبارتی افزایش عملکرد دانه ذرت شاید ناشی از افزایش وزن هزار دانه باشد (جدول 5). مصرف کود نیتروژن به میزان دو سوم نیتروژن مصرفی در مرحله 6 تا 8 برگی نسبت به سایر زمان های مصرف با کاهش وزن هزار دانه همراه بود. استنتاج حاصل از بررسی نتایج نشان داد که بالاترین وزن هزار دانه مربوط به مصرف کامل نیتروژن در زمان های T1 ، T3 ، T4 و T5 بود.

در ارتباط با مدیریت تاثیر کودی نیتروژن بر عملکرد دانه  ذرت، پژوهش های متعددی توسط پژوهشگران داخلی و خارجی صورت گرفته است که در مجموع با یافته های حاصل از این پژوهش مطابقت دارد که متعاقباً به مواردی از آن ها اشاره می گردد. علیزاده و چراتی (1382) افزایش معنی دار عملکرد دانه ذرت تا 200 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار و نیز مصرف آن به میزان یک سوم هنگام کاشت و دو سوم در مرحله 6 تا 8 برگی را در زراعت ذرت دانه ای گزارش نمودند. بختیاری و همکاران(1382) میزان 150 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار را (90 کیلوگرم نیتروژن خالص در هنگام کاشت و 60 کیلوگرم به صورت سرک) با عملکرد 40/9 تن در هکتار را برای ذرت دانه ای در منطقه اسد آباد همدان توصیه کردند. پلانت و لامیر (2000)، کاربرد کود نیتروژن به میزان 100 تا 240 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار را برای دستیابی به عملکرد بهینه با توجه به ویژگی های ژنتیکی گیاه، در مراحل پیش از کاشت و مرحله 6 تا 8 برگی توصیه  نمودند. این پژوهشگران و افرادی  هم چون راجکان و تولنار (1999) و گالایس وکوکه         (2005) نتیجه گرفتندکه 45 تا 65 درصد نیتروژن دانه قبل از ظهور ابریشم (Silk) تامین می شود. لذا باید زمان بندی مصرف نیتروژن به گونه ای باشد تا این شرایط را فراهم نماید.

 جدول 2-  تجزیه واریانس عملکرد دانه، وزن هزار دانه، کارایی مصرف نیتروژن، کارایی جذب نیتروژن، کارایی استفاده نیتروژن و نیترات باقیمانده خاک در طی سه سال آزمایش

 

 

 

 

میانگین مربعات

 

 

 

منابع تغییرات

درجه آزادی

عملکرد دانه

وزن هزار دانه

کارایی مصرف نیتروژن

 

کارایی جذب نیتروژن

کارایی استفاده نیتروژن

نیترات باقیمانده خاک

سال

2

**711/2

n.s067/165

**289/0

**732/1

**021/13156

**379/0

تکرار در سال

6

ns156/0

ns961/280

ns017/0

ns148/0

ns583/31

ns027/0

سطوح نیتروژن خالص

3

**414/181

**917/26039

**577/2

**451/10

**543/2017

**171/0

سال در سطوح نیتروژن

6

**146/3

n.s844/20

**063/0

**653/0

**720/243

ns027/0

زمان مصرف نیتروژن

4

**265/3

**186/2435

ns006/0

n.s018/0

**549/88

ns056/0

سال در زمان مصرف نیتروژن

8

n.s026/0

n.s261/16

ns003/0

n.s013/0

*021/52

ns038/0

سطوح نیتروژن در  زمان مصرف نیتروژن

12

**241/1

n.s468/331

ns011/0

n.s037/0

n.s709/37

ns043/0

سال در سطوح نیتروژن در زمان مصرف نیتروژن

24

n.s024/0

*743/4

ns003/0

n.s008/0

n.s763/22

**063/0

خطا

114

178/0

049/148

008/0

032/0

987/20

024/0

کل

179

-

-

-

-

-

-

ضریب تغییرات(درصد)

-

45/6

56/3

99/4

31/23

47/5

05/24

n.s     ،* ،** به ترتیب غیر  معنی دار ، معنی دار در سطح پنج درصد و یک درصد آزمون F

 

 

جدول 3-  مقایسه میانگین سطوح نیتروژن و زمان مصرف آن بر عملکرد دانه ذرت

 

 

عملکرد دانه(تن در هکتار)

 

سطوح نیتروژن خالص(کیلوگرم در هکتار)

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

D81/3

C77/2

C40/4

C25/4

0

C31/6

B29/6

B32/6

B31/6

100

B96/7

A96/7

A96/7

A95/7

150

A14/8

A21/8

A11/8

A12/8

200

 

 

عملکرد دانه(تن در هکتار)

 

زمان مصرف نیتروژن

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

A8/6

A52/6

A95/6

A32/6

T1

C07/6

B89/5

C15/6

C16/6

T2

B47/6

AB22/6

B63/6

B58/6

T3

AB64/6

AB35/6

AB84/6

AB75/6

T4

A78/6

A56/6

AB92/6

AB86/6

T5

-  زمان های مصرف نیتروژن به ترتیب T1 یک سوم نیتروژن در هنگام کاشت ودو سوم نیتروژن  مرحله 6 تا 8 برگی، T2  فقط  دو سوم نیتروژن  در مرحله 6تا 8 برگی، T3 یک دوم نیتروژن در در هنگام کاشت ویک دوم نیتروژن در  مرحله 6 تا 8 برگی ، T4 یک  سوم  نیتروژن در هنگام کاشت ، یک سوم  نیتروژن در  مرحله 6 تا 8 برگی ویک سوم نیتروژن در  زمان ظهور گل نر و T5  یک چهارم در هنگام کاشت، یک چهارم نیتروژن در  مرحله 6تا 8 برگی ،  یک چهارم نیتروژن در ظهور گل نر و یک چهارم نیتروژن در  زمان گرده افشانی. - اعداد دارای حروف مشترک در هر قسمت و در هر ستون از نظر آماری با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح 5 درصد تفاوت معنی دار ندارند.

 

 

 

 

 

 

جدول 4 مقایسه میانگین اثرا ت متقابل سطوح نیتروژن و زمان مصرف آن بر عملکرد دانه ذرت

 

 

عملکرد دانه(تن در هکتار)

 

تیمارها

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

زمان مصرف× سطوح نیتروژن خالص

GH75/3

g59/2

e35/4

e32/4

T1-0

G05/4

g30/3

e43/4

e41/4

T2-0

GH74/3

g71/2

e35/4

e15/4

T3-0

H58/3

g41/2

e33/4

e00/4

T4-0

GH92/3

g86/2

e53/4

e36/4

T5-0

E32/6

ef32/6

c36/6

c30/6

T1-100

F45/5

f47/5

d42/5

d46/5

T2-100

E58/6

de55/6

c60/6

c58/6

T3-100

E62/6

de59/6

c63/6

c64/6

T4-100

E55/6

de54/6

c57/6

c55/6

T5-100

A59/8

a59/8

a58/8

a60/8

T1-150

D32/7

cd37/7

b31/7

b29/7

T2-150

D40/7

dcd41/7

b39/7

b41/7

T3-150

C07/8

abc03/8

a10/8

a08/8

T4-150

ABC40/8

abc40/8

a41/8

a39/8

T5-150

AB53/8

a59/8

a49/8

a51/8

T1-200

D45/7

bcd44/7

b44/7

b48/7

T2-200

BC19/8

abc21/8

a19/8

a17/8

T3-200

ABC31/8

abc39/8

a28/8

a27/8

T4-200

ABC24/8

ab43/8

a16/8

a12/8

T5-200

- اعداد دارای حروف مشترک درهر  ستون از نظر آماری با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح 5 درصد تفاوت  معنی دار ندارند.

 

 جدول 5-  مقایسه میانگین سطوح نیتروژن و زمان مصرف آن بروزن هزار دانه ذرت

 

 

وزن هزار دانه(گرم)

 

سطوح نیتروژن خالص (کیلوگرم در هکتار)

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

D300

C296

C302

C301

0

C332

B330

B334

B333

100

B346

A345

A347

A346

150

A354

A353

A356

A354

200

 

 

وزن هزار دانه(گرم)

 

زمان مصرف نیتروژن

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

B333

C329

AB335

A334

T1

C320

B319

C322

B320

T2

B332

A331

B332

A332

T3

A342

A341

A343

A342

T4

A339

D337

AB341

A340

T5

- اعداد دارای حروف مشترک در هرقسمت و در هر ستون از نظر آماری با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح 5 درصد تفاوت  معنی دار ندارند.

 

پ- شاخص های کارایی نیتروژن

نتایج مندرج در جدول 2 بیانگر این است که اثر اصلی سال، اثر اصلی سطوح نیتروژن بر کارایی مصرف نیتروژن(نسبت عملکرد دانه به کل نیتروژن در دسترس) در سطح یک درصد معنی دار بود. با افزایش کود نیتروژن کارایی مصرف آن کاهش داشت. بالاترین کارایی مصرف نیتروژن در سطوح 100 و150 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار به میزان 48 و 84/43 (حدود 44) کیلوگرم در کیلوگرم بدست آمد، که البته هر دو در یک گروه آماری قرار می گیرند ( جدول 6). زمان مصرف نیتروژن بر شاخص های کارایی مصرف نیتروژن تاثیر معنی دار نداشت. هرچند که کارایی مصرف در زمان یک سوم و دو سوم (T1) بالاترین مقدار را به خود اختصاص داد.اثرات متقابل سطوح نیتروژن و زمان مصرف آنها بر صفت مورد بحث معنی دار نشد.

کاهش کارایی مصرف نیتروژن، با افزایش مصرف نیتروژن در گیاهان زراعی مختلف مشاهده شده است(ماچائو و دیویس ، 1988 و کیتینگ و همکاران، 1994 و ما و  همکاران، 1999). این واکنش گیاه بر اساس قانون بازده نزولی قابل توضیح بوده، ضمن اینکه به نظر می رسد یکی از دلایل کاهش کارایی نیتروژن فزونی سرعت از دست رفتن عنصر مذکور در مقادیر بالای مصرف کود نیتروژن باشد (ما و همکاران، 1999) .

 

جدول6 مقایسه میانگین سطوح نیتروژن بر کارایی مصرف نیتروژن

 

 

کارایی مصرف نیتروژن(کیلوگرم در کیلوگرم)

 

سطوح نیتروژن خالص (کیلوگرم در هکتار)

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

A21/137

A02/157

A53/170

A07/84

0

B24/48

B23/53

B90/49

B60/41

100

BC84/43

B92/46

C14/45

B47/39

150

C29/35

B63/37

C83/35

C40/32

200

- اعداد دارای حروف مشترک در هر ستون از نظر آماری با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح 5 درصد تفاوت معنی دار ندارند.

 

اثر اصلی سال، اثر اصلی سطوح نیتروژن بر کارایی جذب نیتروژن( نسبت نیتروژن جذب شده به کل نیتروژن در دسترس) در سطح یک درصد معنی دار بود ( جدول 2).

  با افزایش نیتروژن مصرفی،کارایی جذب نیتروژن کاهش نشان داد و بالاترین کارایی جذب در سطوح 100 و 150 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بدست آمد (جدول 7). اثر اصلی سال و زمان مصرف نیتروژن بر کارایی جذب معنی دار نشد. اما روند نتایج نشان داد که با تعدد کوددهی نیتروژن در زمان های مختلف ، کارایی جذب افزایش یافت.

کارایی جذب نیتروژن نشان دهنده توان گیاه در استفاده از نیتروژن پراکنده در محیط است (سیسون و همکاران،1991) . با افزایش مصرف کود نیتروژن چنانچه پیش تر اشاره شد، کارایی جذب کاهش می یابد. نتایج اخذ شده با یافته های ماچا ئو و دیویس (1988) ، وین هولد و همکاران(1995) ، وست و کاسمن ( 1992) مطابقت دارد. با توجه به آبیاری سنگین ذرت  به نظر می رسد آبشویی نیترات از علل کاهش یاد شده باشد(راسل و همکاران، 1981). هم چنین به دلیل ایجاد شرایط غیر هوازی ناش از آبیاری و نیز فشردگی خاک پدیده نیترات زدایی(Denitrification) یعنی تبدیل نیترات به مولکول نیتروژن از فرآیندهای موثر در کاهش کارایی جذب نیتروژن می باشند(لومیس و همکاران، 1992)، ماچائو وسینکلیر (1994) و ماترون و رایان (1995).

 

 

 

 

 

 

جدول7 مقایسه میانگین سطوح نیتروژن بر کارایی جذب نیتروژن

 

 

کارایی جذب نیتروژن (کیلوگرم در کیلوگرم)

 

سطوح نیتروژن خالص (کیلوگرم در هکتار)

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

A49/1

A46/1

A98/1

A03/1

0

B57/0

B51/0

B67/0

B54/0

100

B56/0

B47/0

B67/0

B53/0

150

C47/0

B43/0

C53/0

C45/0

200

- اعداد دارای حروف مشترک در هر ستون از نظر آماری با استفاده ازآزمون چند دامنه ای دانکن در سطح 5 درصد تفاوت معنی دار ندارند.

 

اثر اصلی سال، اثر اصلی سطوح نیتروژن بر کارایی استفاده نیتروژن (نسبت عملکرد دانه به نیتروژن جذب شده) در سطح یک درصد معنی دار بود (جدول 2). با افزایش سطوح نیتروژن کارایی استفاده نیتروژن کاهش داشت و بالاترین کارایی استفاده در سطوح 100 و 150 کیلوگرم در هکتار بدست آمد(جدول 8). اثر اصلی سال و زمان مصرف بر کارایی استفاده در سطح یک درصد معنی دار گردید ( جدول 2). بالاترین کارایی استفاده در زمان T1 (یک سوم و دوسوم) حاصل شد (جدول 8). این نتایج با گزارشات گاکال و کلگ (1987)، گویلارد و آلینسون (1988) و استالی و همکاران (1991) در مورد برخی گیاهان زراعی مانند سویا و کلم چینی  مطابقت دارد. احتمالاً از دست رفتن نیتروژن به صور مختلف از دلایل عمده اثر کاهنده مقدار نیتروژن بر کارایی استفاده از این عنصر محسوب  می شود(سیسون و همکاران،1991 ).

 

 

 

 

 

 

 جدول 8-  مقایسه میانگین سطوح نیتروژن و زمان مصرف آن برکارایی استفاده نیتروژن

 

 

کارایی استفاده نیتروژن(کیلوگرم در کیلوگرم)

 

سطوح نیتروژن خالص (کیلوگرم در هکتار)

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

A47/90

A93/107

A23/82

A26/81

0

B57/85

A06/106

B93/73

B71/26

100

C04/81

B11/100

C76/67

C26/75

150

D11/77

C77/88

C87/69

D70/72

200

 

 

کارایی استفاده نیتروژن(کیلوگرم در کیلوگرم)

 

زمان مصرف نیتروژن

میانگین

سال سوم

سال دوم

سال اول

 

A22/86

A70/105

A23/82

A12/78

T1

AB28/84

AB62/100

B93/73

B32/76

T2

AB63/83

AB74/100

C76/67

B37/76

T3

BC16/83

AB19/101

C87/69

B86/75

T4

C71/81

B34/95

D04/74

B74/75

T5

- اعداد دارای حروف مشترک در هر قسمت و در هر  ستون از نظر آماری با استفاده از آزمون چند دامنه ای  دانکن در سطح 5 درصد تفاوت  معنی دار ندارند

 

ت نیترات باقیمانده خاک پس از برداشت محصول

اثر اصلی سال و اثر اصلی سطوح نیتروژن بر میزان نیترات باقیمانده خاک در سطح یک درصد معنی دار بود (جدول 2). به طوری که به موازات افزایش مصرف  نیتروژن، نیترات باقیمانده خاک نیز افزایش داشت         (جدول 9). اثر اصلی سال و اثر اصلی زمان مصرف نیتروژن بر نیترات باقیمانده خاک معنی دار نگردید         ( جدول 2). اثرات متقابل تیمارهای آزمایش بر نیترات باقیمانده خاک معنی دار نبود. خودشناس و دادیور     ( 1384) نتیجه گرفتندکه با افزایش مصرف کود نیتروژن از 100 تا 300 کیلوگرم در هکتار تنها 6 درصد افزایش عملکرد مشاهده شد در حالی که نیترات باقیمانده تا عمق 60 سانتی متری خاک 26 درصد افزایش یافت. کوچاریک و بری (2003) گزارش کردند که با 30 درصد افزایش مصرف نیتروژن در کشت ذرت آبشویی سالیانه نیترات به 56 درصد رسید اما عملکرد تنها یک درصد افزایش یافت.لذا به نظر می رسد که مهم ترین عامل در میزان نیترات باقیمانده خاک، مقدار نیتروژن مصرفی و نیز زمان مصرف آن است.

 

 

 

 

 

 

جدول 9 مقایسه میانگین اثرات تیمارهای آزمایش بر نیترات باقیمانده خاک

نیترات باقیمانده(میلی گرم در کیلوگرم)

زمان مصرف نیتروژن

نیترات باقیمانده(میلی گرم در کیلوگرم)

سطوح نیتروژن خالص(کیلوگرم در هکتار)

21/5

T1

C91/3

0

23/4

T2

BC60/4

100

13/5

T3

AB14/5

150

50/4

T4

A66/5

200

88/4

T5

-

-

                        - اعداد دارای حروف مشترک در ستون آخر از نظر آماری با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح 5 درصد تفاوت  معنی دار ندارند.

نتیجه گیری

در مجموع نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که تیمار 150 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار و زمان مصرف آن به صورت یک سوم هنگام کاشت و دوسوم در مرحله ی 6 تا 8 برگی در شرایط اجرای این آزمایش برای کسب عملکرد 96/7 تن در هکتار و کارایی مصرف نیتروژن 44 کیلوگرم در کیلوگرم مناسب است. علاوه بر این مشخص گردید از عوامل بسیار مهم بر افزایش کارایی مصرف نیتروژن علاوه بر تامین مقدار بهینه نیتروژن، زمان مصرف آن است.

 سپاسگزاری

از کلیه ی همکاران عزیزی که در اجرای این پژوهش مساعدت نموده اند قدردانی به عمل می آید. 

 

1- بختیاری، م. ر، ع. م، جعفری و ع. ر یزدان پناه. 1382. تعیین مناسب ترین روش کوددهی و مقادیر آن بر عملکرد ذرت دانه ای. اصول تغذیه ذرت. دفتر نباتات علوفه ای و طرح ذرت وزارت جهاد کشاورزی. انتشارات سنا، تهران، ایران. ص 304.

2- حمیدی، آ و ع محمدی نسب. 1382. بررسی کارایی مصرف نیتروژن دو رقم ذرت هیبرید متوسط رس تحت تراکم های بوته و مقادیر مختلف مصرف کود و نیتروژن. اصول تغذیه ذرت. دفتر نباتات علوفه ای و طرح ذرت وزارت جهاد کشاورزی. انتشارات سنا، تهران، ایران. ص 309 تا 310.

3- خودشناس، م.ع و م دادیور. 1384. بررسی اثر منبع و سطوح کود نیتروژن در رژیم های مختلف آبیاری بر میزان نیترات باقیمانده خاک های زیر کشت ذرت. مجموعه مقالات نهمین کنگره علوم خاک ایران، تهران، ایران. ص 338 تا 339 .

4- دریاشناس، ع. م و م. ج ملکوتی. 1382. بررسی روش های افزایش کارایی کودهای نیتروژن در گندم آبی خوزستان. چکیده مقالات  سومین همایش توسعه کاربرد مواد بیولوژیک و استفاده بهینه از کود و سم در کشاورزی، وزارت جهاد کشاورزی، کرج، ایران. ص 250.

5- زرین کفش، م. 1368. حاصلخیزی خاک و تولید. انتشارات دانشگاه تهران،ایران. ص 1تا 18.

6- سیاه سر، ب.، م. رمرودی و م.ظ مسینایی نژاد. 1382. بررسی اثر کود شیمیایی و دامی بر کیفیت و کمیت علوفه ذرت. اصول تغذیه ذرت. دفتر نباتات علوفه ای و طرح ذرت وزارت جهاد کشاورزی. انتشارات سنا، تهران، ایران. ص 315 تا 316.

7- علی احیایی، م و ع. ا بهبهانی زاده. 1372. شرح روش های تجزیه شیمیایی خاک (جلد اول). نشریه فنی شماره 893. موسسه تحقیقات خاک و آب. تهران، ایران. 129 ص.

8- علیزاده، غ. ر و ع چراتی آرایی. 1382. کاربرد متعادل کود ازتی و تاثیر آن بر عملکرد ذرت. اصول تغذیه ذرت. دفتر نباتات علوفه ای و طرح ذرت وزارت جهاد کشاورزی. انتشارات سنا، تهران، ایران. ص 326.

9- Bundy, L. G., K. A. Kelling, D. R. Keeney, and P. Wolkowski. 1983. Improving nitrogen efficiency on irrigated sand using a nitrification inhibitor. P. 165. In Agron. Abst. ASA, Madison, WI.

10- Gakale, L., and M. D. Clegg. 1987. Nitrogen from soybean for dryland sorghum. Agron. J. 79: 1057-1061.

11- Gallais, A., and M. Coque. 2005. Genetic variation and selection for nitrogen use efficiency in maize: a synthesis. Maydica. 50:531-537.

12- Grant, C., and E. Entz. 2006. Crop management to reduce N fertilizer use. Maydica. 50: 538-542.

13- Guillard, K., and D. W. Allinson. 1988. Effect of nitrogen fertilization on a Chinese cabbage hybrid. Agron. J. 80: 21-26.

14- Hirel, B., J. L. Gouis, B. Ney, and A. Gallias. 2007. The challenge of improving nitrogen use efficiency in crop plants: towards a more central role for genetic variability and quantitive genetics within integrated approaches. J. Exp. Bot. 1-36.

15- Jokela, W. E., and G.W. Randall.1989. Corn yield and residual soil nitrate as affected by time and rate of nitrogen application. Agron. J. 81: 720-726.

16- Keating, B. A., I. Vallis, W. J. Parton, V. R. Catchpoole, R. C. Muchow, and M. J. Robertson. 1994. Modeling and its application to nitrogen management and research for sugarcane. Proc. Aust. Soc. Sugarcane. 3: 131-142.

17- Kucharik, C. J., and K. R. Brye. 2003. Integrated biosphere simulator (IBIS) yield and nitrate loss prediction for maize amounts of nitrogen fertilizer. J. Envir. Qual. 32(1): 247.

18- Loomis, R. S., and D. J. Conner. 1992. Crop ecology: Produtivity and management in agricultural systems. CambridgeUniversityPress, UK, 538 pp.

19- Ma, B. L., L. M. Dwyer, and E. G. Gregorich. 1999. Soil nitrogen amendment affects on nitrogen uptake and grain yield of maize. Agron. J. 91: 650-656.

20- Malzar, G. L. and T. Graff. 1983 .Influence of nitrogen rate, timing of nitrogen and use of nitrification inhibitors for irrigated corn production-Becker, 1982. P.14-19. In A report on field research in soils. Minnesota Agric. Exp. Stn. Misc. Publ.2.

21- Materon, L. A., and J. Ryan. 1995. Rhizobial inoculation and phosphorus and zinc nutrition for annual medics adapted to Mediterranean environments. Agron. J. 87:692-698.

22- Muchow, R. C., and R. Davis. 1988. Effect nitrogen supply on the comparative productivity of maize and sorghum in a semi-arid tropical environment II. Radiation interception and biomass. Field Crops Res. 18: 17-30.

23- Muchow, R. C., and T. R. Sinclair. 1994. Nitrogen response of leaf photosynthesis and canopy radiation use efficiency in field- grown maize and sorghum. Crop Sci. 34:721-727.

24- Olsen, R. A., and L. T. Kurtz.1982.Crop nitrogen requirements, utilization and fertilization. In: F. J. Stevenson (ed.) Nitrogen in agriculture soils. Agron. J. 24: 567-604.

25- Planet, D., and G. Lemaire. 2000. Relationships between dynamics of nitrogen uptake and dry matter accumulation in maize crops: Determination of critical N concentration. Plant Soil. 216: 65-82.

26- Rajcan, I., and M. Tollenaar. 1999. Source: sink ratio and leaf senescence in maize. II. Nitrogen metabolism during grain filling. Field Crops Res. 60: 255-265.

27- Raun, W. R., and G. V. Johnson. 1999. Improving nitrogen use efficiency for cereal production. Agron. J. 91: 357-363.

28-Russelle, M. P., B .J. Deibert., R. D. Hauck, M. Stevanivic, and R. A. Olson.1981. Effects of water and nitrogen management on yield and 15N-depleted fertilizer use efficiency of irrigated corn. Soil Sci .Soc. Am. J. 45: 553-558.

29- Sisson, V. A., T. W. Rufty, and R. E. Williamson.1991.Nitrogen use efficiency among flue-cured tobacco genotypes. Crop Sci. 31:1615-1620.

30- Staley, T. E., W. L. Stout, and G. A. Jung. 1991. Nitrogen use by tall fescue and switchgrass on acidic soils of varying water holding capacity .Agron. J. 83:732-738.

31- Wuest, S. B., and K. G. Cassman.1992. Fertilizer- nitrogen use efficiency of irrigated wheat: II. Partitioning efficiency of preplant versus late-season application. Agron. J. 84: 689- 694.

32- Zhu, Z. 2000. Loss of fertilizer N from the plant-soil system and strategies and techniques for its reduction in china. Soil Envir.Sci. 9: 1-6.