The Effect of Phosphorus Fertilizer and the Type and Method of Application of Nitrogen Fertilizers on Grain Yield, Phosphorus Agronomic and Water Use Efficiencies of Corn
Subject Areas : Journal of Crop Ecophysiology
Mohammad Karamiam
1
,
Mohammad Ali Aboutalebian
2
*
1 - Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University
2 - Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
Keywords: Crop growth rate, Leaf area index, Grain row per ear, Grain yield, Nitrogen.,
Abstract :
The type and application method of nitrogen fertilizers can be effective in improving soil phosphorus uptake, plant growth and yield. Therefore, a three-factor factorial study was conducted based on a randomized complete block design with three replications in the spring and summer of 2019 in the research and educational farm of Bu-Ali Sina University. The first factor was the type of nitrogen fertilizer with three levels of urea, ammonium sulfate, and ammonium nitrate. The second factor was the method of nitrogen fertilizer application with two levels of banding and broadcasting application and the third factor was phosphate fertilizer in two levels of application and non-application. The results showed that in the absence of phosphorus, banding application of ammonium nitrate increased the maximum leaf area index, 1000-grain weight and water use efficiency by 26.8, 29, and 31.3%, respectively. The maximum crop growth rate was increased by 15% with the application of ammonium sulfate and urea compared to ammonium nitrate. In the absence of phosphorus fertilizer, the banding application of ammonium sulfate increased the number of grain rows per ear, biological yield and grain yield. In this study, the harvest index was only affected by the method of ammonium nitrate application. Two fertilizers of urea and ammonium sulfate increased the phosphorus agronomic efficiency by 35% compared to ammonium nitrate, and, banding application of all three nitrogen fertilizers increased the phosphorus agronomic efficiency by 25%. In general, it is recommended in corn cultivation, to band some nitrogen fertilizers especially ammonium sulfate with phosphorus fertilizer.
• Amanullah, J., M. Zakirullah, M. Tariq, K. Nawab, A.Z. Khan, S. Farhatullah, Z. Shah, S.K. Khalil, M. Sajid, Z. Hussain, and H. Hydayat-Ur-Rahman. 2010. Levels and time of phosphorus application influence growth, dry matter partitioning and harvest index in maize. Pakistan Journal of Botany. 42(6): 4051-4061.
• Anonymus. 2020. Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAOSTAT statistical database. http://www.fao.org/faostat.
• Cabenzas, W.A.R.L., and P.A. Couto. 2007. Nitrogen immobilization of urea and ammonium sulphate applied to maize before planting or top-dressing in a no-till system. Revista Brasileira de Ciencia do Solo. 31(4): 739-52.
• Cerozi, B. da Silva, and K. Fitzsimmons. 2016. The effect of pH on phosphorus availability and speciation in an aquaponics nutrient solution. Bioresource Technology. 219: 778-781.
• Chatterjee, A. 2020. Extent and variation of nitrogen losses from non-legume field crops of conterminous United States. Nitrogen. 1(1): 34-51.
• Cochran, V.L., and S.F. Schlentner. 1992. Fertilizer placement for conventional and no-tillage barley in the subarctic. Soil Science Society of America Journal. 56: 1973-1978.
• Dev, G. 1964. Influence of nitrogen on the availability of fertilizer phosphorus. Nature. 203: 899.
• Fageria, N.K., A.B. dos Santos, and M. Morraes. 2010. Influence of urea and ammonium sulfate on soil acidity indices in lowland rice production. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 41(13): 1565-1575Fageria, N.K., A. Moreira, and A.B. dos Santos. 2013. Phosphorus uptake and use efficiency in field crops. Journal of Plant Nutrition. 36(13): 2013-2022.
• .Haag, L.A., J.D. Holman, J. Ranson, T. Roberts, S. Maxwell, M.E. Zarnstorff, and L. Murray. 2017. Compensation of corn yield components to late-season stand reductions in the central and northern Great Plains. Agronomy Journal. 109: 524–531.
• Kumari, S. 2017. Effect of nitrogen and phosphorus level on dry matter yield at different growth stages of popcorn in south Saurashtra region of Gujarat, India. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 6(8): 547-553.
• Mazaheri, D., and N. Majnoonhoseini. 2009. Fundamental of agronomy. University of Tehran Publication, Tehran, Iran. 320 pages. (In Farsi).
• Mehdizadeh, A., M.A. Aboutalebian, J. Hamzei, and G. Ahmadvand. 2012. Effect of on-farm seed priming and weed control on emergence properties, some of growth indices, biological yield and grain yield of hybrid corn SC301 in Hamedan. Cereal Research. 2(1): 57-70. (In Persian).
• Mirza Shahi, K. 2011. Effect of phosphorus fertilizer application on yield and P uptake in the northern Khozestan. Journal of Crop Physiology. 4(13): 99-114. (In Persian)
• Moll, R.H., and E.J. Kamparth. 1977. Effect of population density upon agronomic traits associated with genetic increases in yield of Zea mays L. Agronomy Journal. 69(1): 81-84.
• Monte, J.A., D.F. Carvalho, L.O. Medici, L.D. B. da Silva, and C. Pimentel. 2013. Growth analysis and yield of tomato crop under different irrigation depths. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 17(9): 926-931.
• Naab, J.B., G.Y. Mahama, J. Koo, J.W. Jones, and K.J. Boote. 2015. Nitrogen and phosphorus fertilization with crop residue retention enhances crop productivity, soil organic carbon, and total soil nitrogen concentrations in sandy-loam soils in Ghana. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 102: 33-43.
• Plenet, D., S. Etchebest, A. Mollier, and S. Pellerin. 2000. Growth analysis of maize field crops under phosphorus deficiency. Plant and Soil. 223: 119–132.
• Rahmani, M., and M.A. Aboutalebian. 2021. Response of tuber yield and some physiological growth indices of potato to phosphate and mycorrhizae under moisture stress. Journal of Crop Production and Processing. 11(3): 35-49. (In Persian).
• Sadeghi, F., and M.A. Aboutalebian. 2019. Response of seed and oil yields and phosphorus agronomic efficiency of soybean to simultaneous placement of nitrogen with phosphorus under drought stress. Journal of Crop Production and Processing. 9: 191-204.
• Sanchez, M.G.B., G.A.R. Yzquierdo, and M.G.A. Escobar. 2019. Effect of nitrogen-sulfur fertilization on yield and quality of three corn genotypes differing in endosperm texture. Ciencia y Tecnología Agropecuaria. 20(3): 565-577.
• Song, C.J., K.M. Ma, L.Y. Qu, Y. Liu, X.L. Xu, B.J. Fu., and J.F. Zhong. 2010. Interactive effects of water, nitrogen and phosphorus on the growth, biomass partitioning and water-use efficiency of Bauhinia faberi seedlings. Journal of Arid Environments. 74: 1003-1012.
• Wu, B., Y.H. Gao, Y. Li, B. Yan, Z.J. Cui, Z.K. Zhang, and J.Y. Niu. 2016. Oil flax phosphorous transformation, distribution and utilization under nitrogen phosphorous combination on dry land. Chinese Journal of Oil Crop Sciences. 38(5): 619-625.
نشریه علمی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد هجدهم، شماره 2(70)، تابستان 1403، صفحه 228-209
|
مقاله پژوهشی DOI: 10.30495/JCEP.2023.1932890.1808
تاثیر کود فسفر و نوع و شیوه مصرف کودهای نیتروژنی بر عملکرد دانه و کارایی زراعی فسفر و مصرف آب ذرت
محمد کرمیان 1 و محمدعلي ابوطالبيان 2*
تاریخ دریافت:02/08/1401 تاریخ بازنگری:04/10/1401 تاریخ پذیرش: 12/10/1401
چکیده
نوع و چگونگی کاربرد کودهای نیتروژنی میتواند در بهبود جذب فسفر خاک، رشد و عملکرد گیاه موثر باشد. بنابراین پژوهشی بهصورت فاکتوريل سه عاملي بر پايه طرح بلوکهاي کامل تصادفي با سه تکرار در بهار و تابستان 1398 در مزرعه آموزشي پژوهشي دانشگاه بوعلي سينا اجرا شد. عامل اول نوع کود نيتروژني با سه سطح اوره، سولفات آمونيوم و نيترات آمونيوم، عامل دوم شيوه مصرف کود نيتروژني با دو سطح مصرف نواري و مصرف پخش و عامل سوم نيز کود فسفات در دو سطح مصرف و عدم مصرف بود. نتايج نشان داد در شرایط نبود فسفر، مصرف نواری نیترات آمونیوم نسبت به مصرف پخش آن بیشینه شاخص سطح برگ، وزن هزار دانه و کارایی مصرف آب را بهترتیب 8/26، 29 و 3/31 درصد افزایش داد. بیشینه سرعت رشد محصول با مصرف نواری دو کود سولفات آمونیوم و اوره حدود 15 درصد نسبت به نیترات آمونیوم افزایش یافت. در نبود فسفر مصرف نواری سولفات آمونیوم در مقایسه با دو کود دیگر تعداد ردیف دانه در بلال، عملکرد زیستی و عملکرد دانه را افزایش داد. در این پژوهش شاخص برداشت تنها تحت تأثیر شیوه مصرف نیترات آمونیوم قرار گرفت. دو کود اوره و سولفات آمونیوم کارایی زراعی فسفر را حدود 35 درصد نسبت به نیترات آمونیوم بالاتر بردند و کاربرد نواری هر سه کود، کارایی زراعی فسفر را نسبت به مصرف پخش آنها حدود 25 درصد افزایش داد. بهطورکلی توصیه میشود در زراعت ذرت، بخشی از کودهای نیتروژنی بهویژه سولفات آمونیوم بهصورت نواری در زمان مصرف کود فسفر استفاده شود.
واژگان کلیدی: ردیف دانه در بلال، سرعت رشد محصول، شاخص سطح برگ، عملکرد دانه، نیتروژنت.
[1] 1- دانشجوي سابق کارشناسي ارشد اکولوژي گیاهان زراعی، دانشکده کشاورزي، دانشگاه بوعلي سينا، همدان، ایران.
2- دانشيار گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزي، دانشگاه بوعلي سينا، همدان، ایران.
(نگارنده مسئول) m.aboutalebian@basu.ac.ir
مقدمه
ذرت (Zea mays L.) از غلات مهم دنيا است و پس از گندم بيشترين سطح زیر کشت جهان به آن اختصاص دارد. بر طبق آمار فائو در سال 1399 سطح زیر کشت ذرت دانهای در دنیا حدود 202 میلیون هکتار با تولید 1162 میلیون تن بوده است. در صورتیکه در این سال ایران تنها 205 هزار هکتار سطح زیر کشت ذرت دانهای داشتهاست با تولید حدود 4/1 میلیون تن (Anonymus, 2020). طبق تحقيقات ثابت شده است که عملکردهاي بالا در زراعت ذرت بدون مصرف کودهاي شيميايي و دامي حتي در اراضي حاصلخيز امکانپذير نیست (Mazaheri and Majnoonhoseini, 2009). فسفر از مهمترين عناصر مورد نياز گياهان است که باعث رشد و قويتر شدن ريشهها، رشد و ضخيمتر شدن ساقهها، پرحجم شدن دانهها، افزايش ميزان عملکرد دانه و زودرسي محصول ميشود و در عمل تلقيح گلها دخالت دارد (Kumari, 2017). فسفر در کليه فرايندهاي بيوشيميايي، ترکيبات انرژيزا و سازوکارهاي انتقال مواد مشارکت دارد ولی در عين حال نسبت به ديگر عناصر پرمصرف، تحرک بسيار کمي در خاک دارد (Kumari, 2017)، زيرا با يونهاي خاک واکنش میدهد و به صورت غيرقابل جذب در ميآيد (Song et al., 2010). دسترسی به فسفر کافی در مراحل اوليه رشد ذرت به اندازه نيتروژن حياتي است و البته کمبود آن در اغلب موارد در مراحل اوليه فصل رشد گياه مشاهده ميشود (Fageria et al., 2013). عوامل تأثیرگذار زيادي بر قابليت جذب فسفر وجود دارد که pH محیط رشد ریشه، يکي از مهمترين آنها است (Cerozi and Fitzsimmons, 2016). اکثر کودهاي نيتروژني به ويژه سولفات آمونيوم با کاهش pH در محدوده مکان مصرف خود ميتوانند جذب عناصري مثل فسفر را افزايش دهند (Fageria et al., 2010). بنابراين، در صورتي که کودهاي نيتروژني همزمان بهصورت نواري با کود فسفاته مصرف شوند امکان افزايش جذب فسفر بيشتر ميشود. گزارش شده است که تأثیر و هم افزايي نيتروژن بر جذب بيشتر فسفر به دليل اثر آن بر رشد بيشتر ريشه و کاهش pH خاک است (Song et al., 2010). از سوي ديگر خاکهاي اکثر مناطق ايران آهکي و سنگين هستند که باعث کاهش کارايي جذب کودهاي فسفر و تثبيت آن در خاک ميشود بنابراين کاهش pH در محدوده مصرف کود فسفات ميتواند در اين خاکها سودمند باشد (Mirza Shahi, 2011). تحقيقات نشان ميدهد که پتانسيل کودهاي نيتروژني در کاهش pH خاک متفاوت است و در این میان کود سولفات آمونيوم در مقايسه با نيترات آمونيوم و اوره توانايي اسيدي زايي بيشتري دارد (Fageria et al., 2010). بنابراين، انتظار ميرود با مصرف همزمان کودهاي فسفاته و نيتروژني میزان جذب فسفر خاک افزايش يابد و حتی سبب بهبود کارایی استفاده از نیتروژن و عناصر غذایی کممصرف گردد (Cerozi and Fitzsimmons, 2016). در ذرت پاپ کورن مصرف همزمان نصف نيتروژن با فسفر تحت شرایط خاکهاي آهکي سبب افزايش کل ماده خشک این محصول گردیده است (Kumari, 2017). طی تحقیقی در غنا روی ذرت گزارش شده است که مصرف ترکیبی کودهای نیتروژن و فسفر متوسط عملکرد دانه را 294 درصد و مقدار برگشت زیست توده ذرت را به خاک 60 تا 70 درصد نسبت به عدم کاربرد این کودها افزایش داده است (Naab et al., 2015). همچنين گزارش شده است مصرف نواری 34 درصد مجموع کودهای فسفر، پتاسیم و نیتروژن (به صورت اوره) مورد نیاز جو در شرایط خاکورزی مرسوم منجر به افزایش جذب نیتروژن و پتاسیم این گیاه و بهبود توان پنجهزنی و عملکرد آن بهویژه در محیط سردتر شده است (Cochran and Schlentner, 1992). در پژوهشی روی گیاه سویا گزارش شده است که مصرف نواري نیتروژن همراه با فسفر عملکرد دانه را نسبت به مصرف پخش آن 4/11 درصد افزایش داده است و منجر به بهبود کارایی زراعی فسفر تا حدود 35 درصد بهویژه در شرایط تنش رطوبت شده است (Sadeghi and Aboutalebian, 2019). طبق نتایج بهدست آمده در گیاه کتان روغنی، مصرف ترکیبی نیتروژن با فسفر سبب تجمع بیشتر ماده خشک در اندام هوایی بین 12 تا 59 درصد شده است، همچنین شاخص برداشت فسفر و کارایی زراعی آن بهطور معنیداری افزایش یافته است (Wu et al., 2016). بنابراین، پژوهش حاضر به منظور بررسی تأثیر نوع و شیوه مصرف کودهای نیتروژنی بر کارایی زراعی فسفر، رشد و عملکرد ذرت انجام شده است.
مواد و روشها
اين آزمايش به منظور درک اثر متقابل نوع کودهاي نيتروژنی و روش مصرف آنها بر عملکرد، کارايي زراعی فسفر و شاخصهاي فيزيولوژيکی ذرت، در بهار و تابستان 1398 در مزرعه آموزشي-پژوهشي دانشکده کشاورزي دانشگاه بوعلي سينا (طول جغرافيايي 48 درجه و 28 دقيقه شرقي و عرض جغرافيايي 34 درجه و 58 دقيقه شمالي قرار دارد و دارای ارتفاع 1731 متر از سطح دریا) انجام شد. بر پايه آمار هواشناسي 55 ساله منطقه اجرای آزمایش جزو مناطق نيمه خشک و سرد، با ميانگين بارش ساليانه 333 ميليمتر و ميانگين دماي 24 درجه سلسيوس در گرمترين ماه سال است. ميانگين دمای ماههای خرداد تا شهریور 1398 بهترتیب 9/19، 25، 7/25 و 3/21 درجه سلسیوس بوده است و بارشی در این مدت نازل نشده است. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش نیز در جدول 1 ارایه شده است. آزمايش بهصورت فاکتوريل سه عاملي بر پايه طرح بلوکهاي کامل تصادفي با سه تکرار اجرا شد. فاکتور اول، نوع کود نيتروژني (بر اساس مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) شامل سه سطح اوره (بر اساس 46 درصد نیتروژن به ميزان 435 کيلوگرم اوره در هکتار)، سولفات آمونيوم (بر اساس 21 درصد نیتروژن به ميزان950 کيلوگرم سولفات آمونیوم در هکتار) و نيترات آمونيوم (بر اساس 34 درصد نیتروژن، به ميزان580 کيلوگرم نیترات آمونیوم در هکتار) بود. فاکتور دوم، شيوه مصرف کود نيتروژني شامل دو سطح مصرف نواري و مصرف پخش بود. در هر دو شیوه مصرف، نیمی از کود نیتروژنی (100 کیلوگرم در هکتار) در زمان کاشت و نیم دیگر قبل از ظهور گلآذین نر استفاده شد. در مصرف نواری، ميزان 40 کيلوگرم نيتروژن خالص در هکتار، هنگام کاشت بهصورت نواری (Dev, 1964) در 5 سانتیمتری زیر بذر مصرف شد که بهترتیب معادل 87، 190 و 118 کیلوگرم در هکتار از کودهای اوره، سولفات آمونیوم و نیترات آمونیوم بود. 60 کیلوگرم در هکتار دیگر نیز بهصورت پخش در خاک مصرف شد. در روش مصرف پخش نیز، تمام 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن از هر سه نوع کود در هنگام کاشت با خاک مخلوط شدند. فاکتور سوم نيز کود فسفات بود که در دو سطح مصرف (بر اساس توصيه آزمون خاک) و عدم مصرف تنظیم گردید. مقدار مصرف فسفات در تیمارهایی که بهکار رفت بر اساس آزمون خاک (جدول 1) برابر با 92 کیلوگرم در هکتار فسفات (P2O5) بود که از منبع سوپرفسفات تريپل با 46 درصد فسفات تامین گردید. لازم به توضیح است که در تیمارهای مصرف نواری نیتروژن در زمان کاشت که کود فسفات نیز همزمان بهکار می رفت هر دو کود مخلوط و بهصورت نواری استفاده شدند. رقم ذرت مورد استفاده هیبرید BC678 بود که از ارقام متوسط رس با طول دوره رشد حدود 110 روز به شمار مي آيد و منشاء توليد آن کشور کرواسي است که در تاريخ 20 خرداد ماه با تراکم 72200 بوته در هکتار کشت شد.کرت ها از 5 خط به طول ۶ متر، با فاصله رديف ۷۵ سانتيمتر تشکیل شدند که بين آنها 5/1 متر و بين بلوکها دو متر فاصله در نظر گرفته شد. آبياري کرتها در طرح مورد نظر بهصورت قطرهاي با استفاده از نوار تيپ با فاصله نازلهاي 20 سانتي متر و با دبي خروجي دو ليتر در ساعت از نازل انجام شد که براي هر رديف کشت يک نوار آبياري در نظر گرفته شد. جهت بررسي تأثير تيمارهاي اعمال شده بر شاخصهاي فیزیولوژیکی رشد ذرت بعد از مرحله 4 برگی، هر 14 روز يک بار از تيمارهاي مورد بررسي، جهت به دست آوردن شاخص سطح برگ و ماده خشک کل، نمونهبرداري بهعمل آمد. در هر نمونهبرداري تعداد 5 بوته از هر کرت بهصورت تصادفي با در نظر گرفتن اثر حاشيه، کف بر شدند. سطح برگها بر اساس رابطه ( طول برگ × بیشینه عرض برگ × 75/0) تعیین شد (Moll and Kamparth, 1977). برای اندازهگيري ماده خشک کل نیز بوتهها به قطعات کوچکتر خرد شد و به مدت 72 ساعت در آون با دماي 75 درجه سلیسیوس قرار داده شدند سپس با ترازويی با دقت يک صدم گرم توزين شدند. برای ترسیم روند تغییرات شاخص سطح برگ و سرعت رشد محصول بهترتیب از روابط 1 تا 4 استفاده شد (Monte et al., 2013).
رابطه 1 | TDM= Exp(a+ bx+ cx2) |
رابطه 2 | LAI= Exp(a'+b'x+c'x2) |
رابطه 3 | NAR= (b+2cx)× Exp[(a-a')+ (b-b')x + (c-c')x2] |
رابطه 4 | CGR= NAR× LAI |
a، b، c، a'، b' و c' ضرايب معادلات رگرسيوني، TDM ماده خشک کل، LAI شاخص سطح برگ، NAR سرعت فتوسنتز خالص و CGR سرعت رشد محصول هستند. ضمناً بیشینههای شاخص سطح برگ و سرعت رشد محصول نیز که با استفاده از روابط 2 و 4 بهدست آمد، مورد آنالیز واریانس و مقایسه میانگین قرار گرفت. در مرحله رسيدگي فيزيولوژيکي، برداشت دو متر مربع از رديفهاي داخلي هر کرت، به روش دستي و با احتساب نيممتر حاشيه از بالا و پايين کرتها انجام گرفت و صفات تعداد رديف دانه در بلال، تعداد دانه در رديف بلال، وزن 1000 دانه (با استفاده از ميانگين 10 بلال در هر واحد آزمایشی)، عملکرد زیستی، عملکرد دانه و شاخص برداشت اندازهگيري و محاسبه شدند. شاخص برداشت از نسبت عملکرد اقتصادی به عملکرد زیستی به صورت درصد محاسبه گردید (Amanullah et al., 2010). براي محاسبه کارايي مصرف آب آبياري از نسبت عملکرد دانه توليد شده برحسب کيلوگرم در هکتار بر حجم آب مصرف شده برحسب مترمکعب در هکتار استفاده شد. زمان آبیاری کرتها با استفاده از رابطه 5 (Mazaheri and Majnoonhoseini, 2009) مقدار آب لازم برای رسیدن به حد ظرفیت زراعی تعیین شد و با در نظر گرفتن متوسط دبی نازلها، مقدار آب محاسبه شده با تعیین زمان آبیاری به کرتها داده شد.
رابطه5 
V: حجم آب برحسب متر مکعب در هکتار، FC: درصد رطوبت وزنی خاک در مرحله ظرفیت زراعی (56/28 درصد)، P0: درصد رطوبت وزنی خاک در زمان آبیاری، AS: وزن مخصوص ظاهری خاک (44/1 گرم بر سانتیمتر مکعب)، D: عمق توسعه یا گسترش ریشه (30 سانتیمتر). کل مقدار آب مصرف شده در تمام کرتها حدود 9300 مترمکعب در هکتار بوده است. جهت محاسبه کارایی زراعی فسفر از رابطه 6 استفاده گردید (Sadeghi and Aboutalebian, 2019).
رابطه6 
تجزيه واريانس دادهها پس از آزمون نرمال بودن باقيمانده دادهها، با استفاده از نرم افزار SAS (V. 9.2) انجام شد. براي مقايسه ميانگينها از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح آماري پنج درصد استفاده شد. براي مقايسه ميانگين اثرات متقابل تيمارها از نرمافزار MSTAT-C استفاده شد، رسم شکلها با نرمافزار EXCEL انجام شد.
نتایج و بحث
بیشینه شاخص سطح برگ
شاخص سطح برگ در تمامي تيمارها در ابتداي فصل با گذشت زمان رو به افزايش گذاشت و پس از رسيدن به حداکثر خود در مرحله ابریشمدهی (خروج گلآذین نر) با افزايش سايه اندازي و زرد شدن و ريزش برگهاي پايين کانوپي، روند کاهشي نشان داد (شکل 1). به حداکثر رسیدن شاخص سطح برگ ذرت در مرحله ابريشمدهي و سپس روند نزولی شاخص سطح برگ ذرت، توسط محققان دیگری نیز گزارش شده است (Mehdizadeh et al., 2012). بر اساس نتایج حاصل از شکل 1، در هر سه نوع کود مصرف نواری نیتروژن به همراه کود فسفر بیشترین شاخص سطح برگ را ایجاد کرده است. نتايج تجزيه واريانس نشان داد که از بين عوامل مورد بررسي تنها اثر اصلي کاربرد فسفر و اثر متقابل سه گانه کاربرد انواع کود نيتروژنه، روش مصرف و کاربرد فسفر بر حداکثر شاخص سطح برگ معنيدار شد (جدول 2). نتايج مقایسه ميانگينها نشان داد همه تیمارهایی که در آنها اوره و سولفات آمونیوم بهصورت نواری مصرف شده بودند بین دو حالت مصرف و عدم مصرف فسفر تفاوت معنیداری داشت اما در مورد کود نیترات آمونیوم چنین نبود. گزارش شده است که دو کود سولفات آمونیوم و اوره توانایی اسیدی زایی بالاتری نسبت به نیترات آمونیوم دارند (Fageria et al., 2010). بهطورکلی در شرایط حضور فسفر بین نوع کودهای نیتروژنی و روش مصرف آنها تفاوتی به لحاظ بیشینه شاخص سطح برگ مشاهده نشد اما در شرایط نبود فسفر، مصرف نواری نیترات آمونیوم در مقایسه با مصرف پخش آن، افزایش 8/26 درصدی در بیشینه شاخص سطح برگ ذرت ایجاد کرد (شکل 2) که به نظر میرسد علت آن به خاصیت اسیدیزایی کمتر نیترات آمونیوم بر میگردد. در پژوهشی مشابه مصرف نواری کود نیتروژنی از طریق تمرکز بیشتر در ناحیه ریزوسفر عامل افزایش حلالیت فسفر خاک عنوان شده است (Cerozi and Fitzsimmons, 2016). گزارش شده است که کمبود فسفر در ذرت بهویژه در مرحله 7 تا 14 برگی منجر به کاهش 60 درصدی شاخص سطح برگ شد (Plenet et al., 2000).
بیشینه سرعت رشد محصول
سرعت رشد محصول شاخصي است که ميزان تجمع ماده خشک را در واحد زمان و سطح زمين نشان ميدهد. در ابتداي فصل رشد به دلايلي همچون کافي نبودن سطح برگ و پوشش گياهي، پايين بودن درصد جذب تابش، کوتاه بودن روزها و دماي پايين هوا، سرعت رشد محصول نيز پايين است و پس از مدتي بهدليل توسعه سطح برگ گياه و افزایش جذب تشعشع خورشيدي به بيشينه ميزان خود ميرسد و در ادامه با گذشت زمان و پير شدن برگها رو به کاهش میگذارد (Rahmani and Aboutalebian, 2021) روندی که در پژوهش حاضر نیز مشاهده شد (شکل 3). بالاترین سرعت رشد در تیمارهای مختلف، طی محدوده زمانی 60 تا 70 روز پس از کاشت مشاهده شد بهنحویکه در تیمارهایی که از سولفات آمونیوم و اوره استفاده شد بین مصرف و عدم مصرف فسفات از نظر زمان وقوع اوج سرعت رشد، تفاوت مشاهده شد، زیرا مصرف کودهای سولفات آمونیوم و اوره منجر به افزایش سریعتر شیب منحنیهای سرعت رشد بهدلیل بهبود جذب فسفر گردید (شکل 3). در سویا نیز مصرف همزمان کودهای نیتروژن و فسفر بهصورت نواری منجر به بهبود جذب فسفر شده است (Sadeghi and Aboutalebian, 2019)، از بين عوامل مورد بررسي تنها اثرات اصلي نوع کود نيتروژن و کاربرد فسفر و اثرات متقابل نوع کود نيتروژن در روش مصرف و نوع کود نيتروژن در کاربرد فسفر بر سرعت رشد محصول معنيدار شد (جدول 2). نتايج مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن در روش مصرف نشان داد که مصرف نواری دو کود اوره و سولفات آمونیوم نسبت به روش پخش آنها، بیشینه سرعت رشد محصول را بهطور معنیداری افزایش داد (شکل 4). در سودمندی سولفات آمونیوم میتوان به حضور عنصر گوگرد اشاره کرد که هم در اسیدیتر کردن ریزوسفر و هم بهعنوان یک عنصر غذایی مطرح است. گزارش شده است که مصرف سولفات آمونیوم در ذرت در مقایسه با اوره منجر به بهبود آسیمیلاسیون نیتروژن و افزایش عملکرد آن گردید (Cabenzas and Couto, 2007).
با توجه به شکل 5 ملاحظه میشود که در دو نوع کود سولفات آمونیوم و اوره تفاوت معنی داری در مصرف و عدم مصرف کود فسفات مشاهده نشد اما عدم مصرف کود فسفات در شرایط کاربرد نیترات آمونیوم منجر به کاهش معنیدار بیشینه سرعت رشد ذرت گردید. به نظر میرسد دو کود سولفات آمونیوم و اوره در بهبود جذب فسفر نامحلول خاک بهتر از نیترات آمونیوم عمل کردهاند که با نتایج مربوط مصرف پخش نیترات آمونیوم در دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد فسفات بر روی بیشینه شاخص سطح برگ همین پژوهش (شکل 2) هماهنگی دارد.
تعداد ردیف دانه در بلال
نتايج تجزيه واريانس نشان داد که از بين عوامل مورد بررسي اثرات اصلي نوع کود نيتروژن، فسفر و اثر متقابل سه گانه نيتروژن، فسفر و روش مصرف بر تعداد رديفهاي دانه در بلال معني دار شد (جدول 2). نتايج مقايسه ميانگين اثر متقابل سه گانه نشان داد در شرایط مصرف کود فسفات، نوع و شیوه مصرف کودهای نیتروژنی به جز در روش پخش نیترات آمونیوم، اثر معنیداری بر تعداد ردیف دانه در بلال نداشت اما در شرایط عدم مصرف فسفات، تنها کاربرد نواری کود سولفات آمونیوم به افزایش تعداد ردیف دانه در بلال منجر شد (شکل 6). از آنجا که در نبود فسفات، مصرف نواری سولفات آمونیوم نسبت به مصرف نواری اوره، تعداد ردیف دانه در بلال را 5/19 درصد افزایش داده است و با توجه به این که اظهار شده است عنصر فسفر در تشکیل دانه نقش مهمی ایفا میکند (Fageria et al., 2013)، میتوان چنین نتیجه گرفت که مصرف نواری سولفات آمونیوم با بهبود انحلال فسفر موجود در نواحی ریزوسفر جذب این عنصر مهم را افزایش داده است. در تحقیقی گزارش شده است استفاده از کودهای سولفات آمونیوم و اوره بهصورت خطی سبب کاهش pH خاک شد اما شدت این کاهش در مورد سولفات آمونیوم بیشتر بود (Fageria et al., 2010). مزیت دیگر کاربرد سولفات آمونيوم ممکن است به دارای بودن 24 درصد گوگرد برگردد که بهعنوان یکی از عناصر پر مصرف گیاه مطرح است (Cabenzas and Couto, 2007). بر طبق نتایج پژوهشی که روی سه هیبرید ذرت انجام شد، استفاده از 50 کیلوگرم در هکتار گوگرد در کنار مصرف کود نیتروژن سبب افزایش قابل توجه تعداد دانه در متر مربع و عملکرد گردید (Sanchez et al., 2019).
نتايج تجزيه واريانس مربوط به تعداد دانه در رديف نشان داد که اثرات اصلي نوع کود نيتروژن و فسفر و اثر متقابل سه گانه نوع کود نيتروژن، روش مصرف و فسفر در سطح احتمال 1 درصد بر این صفت معنيدار شد (جدول 2). نتايج مقايسه ميانگينها نشان داد که بالاترين تعداد دانه در رديف با ميانگين 93/50 مربوط به کاربرد سولفات آمونيم در روش نواري و در شرايط کاربرد فسفر بهدست آمد که البته تفاوت معنیداری با تیمارهای پخش هر سه کود نیتروژنی در شرایط مصرف فسفر، نداشت. کمترين ميزان دانه در ردیف نيز با ميانگين 96/41 از اوره و نيترات آمونيم، در روش پخش در شرایط عدم مصرف فسفر بهدست آمد (شکل 7). در هر سه نوع کود نیتروژنی، کاربرد نواری سبب شد که تعداد دانه در ردیف فارغ تحت شرایط مصرف یا عدم مصرف فسفات تغییر معنیدار نکند اما کاربرد پخش کودهای نیتروژنی منجر به تفاوت معنیدار تعداد دانه در ردیف تحت تأثیر مصرف و عدم مصرف کود فسفات شد بهطوریکه عدم مصرف فسفات سبب کاهش تعداد دانه در ردیف شد (شکل 7). این نتیجه در تایید نتایج بهدست آمده روی تعداد ردیف دانه در بلال است. به بیان دیگر مصرف نواری کودهای نیتروژنی بهویژه سولفات آمونیوم این قابلیت را دارد که جذب فسفر خاک را که در ناحیه ریزوسفر قرار دارد افزایش دهد، موضوعی که در پژوهش مشابهی تایید شده است (Sadeghi and Aboutalebian, 2019). بر طبق نتایج یک تحقیق، حضور فسفر کافی در موفقیت گرده افشانی گیاه، عامل کلیدی محسوب میشود (Amanullah et al., 2010).
وزن هزار دانه
نتایج آنالیز واریانس نشان داد که از بين عوامل مورد بررسي تنها اثرات اصلي روش مصرف کود نیتروژنی و کاربرد فسفر و اثر متقابل نوع کود نيتروژن در روش مصرف آن و اثر متقابل سه گانه نوع کود نيتروژن، روش مصرف و کاربرد فسفر بر وزن هزار دانه معنيدار شد (جدول 2). نتايج مقايسه ميانگين اثرات متقابل سه گانه نشان داد که در حضور فسفر، تفاوتی بین نوع کود نیتروژنی و روش مصرف آن بر وزن هزار دانه وجود نداشت ولی در نبود فسفر مصرف پخش نیترات آمونیوم کمترین وزن هزار دانه و مصرف پخش سولفات آمونیوم بیشترین وزن هزار دانه را سبب شد (شکل 8). علت بالاتر بودن وزن هزار دانه تحت شرایط نبود فسفر در روش پخش سولفات آمونیوم به نظر میرسد اثر جبرانی اجزای عملکرد بر یکدیگر باشد، زیرا با توجه به شکلهای 6 و 7 تعداد ردیف دانه در بلال و تعداد دانه در ردیف این تیمار کمتر از تیمار پخش سولفات آمونیوم در شرایط مصرف فسفات است. گزارش شده است که با کاهش تعداد دانه در بلال، وزن دانهها به علت کاهش رقابت بین آنها افزایش مییابد (Haag et al., 2017). در هر حال آنچه مهم است تأمین کافی فسفر گیاه در هنگام پر شدن دانه است تا تضمین کننده جریان ترکیبات فتوسنتزی به سمت بذر در حال نمو باشد (Kumari, 2017). تأثیر قابل توجه مصرف نواری کود نیتروژنی به خوبی در مورد کود نیترات آمونیوم مشهود است زیرا در شرایط کمبود فسفر خاک، سبب افزایش حدود 29 درصدی وزن هزار دانه نسبت به روش پخش آن شده است (شکل 8). گزارش شده است که در شرایط مصرف نواری کود نیتروژنی، به علت تمرکز کود در ناحیه ریزوسفر و کاهش معنیدار pH خاک، جذب فسفر افزایش داشته است (Fageria et al., 2010).
عملکرد دانه
با توجه به نتايج تجزيه واريانس از بين عوامل مورد بررسي اثر اصلي فسفر، اثرات متقابل دوگانه روش مصرف در نوع کود نيتروژن، نوع کود نيتروژن در فسفر و اثر متقابل سه گانه نوع کود نيتروزن، روش کاربرد نیتروژن و مصرف فسفر بر عملکرد دانه ذرت معنيدار شد (جدول 2). نتايج مقايسه ميانگينها نشان داد که بالاترين عملکرد دانه ذرت با ميانگين 43/11 تن در هکتار مربوط به تيمار سولفات آمونيوم، با روش مصرف نواري و کاربرد فسفر بود که تفاوت معنیداری با تیمارهای پخش سولفات آمونیوم، مصرف نواری نیترات آمونیوم و مصرف نواری و پخش اوره تحت شرایط حضور فسفر نداشت اما در مقایسه با مصرف پخش نیترات آمونیوم (تحت شرایط مصرف فسفر) عملکرد را حدود 29 درصد افزایش داد (شکل 9). موضوع مهمتر آن است که تحت شرایط عدم مصرف کود فسفر، کاربرد نواری هر سه نوع کود نیتروژنی نسبت به مصرف پخش آنها، منجر به افزایش معنیدار عملکرد دانه ذرت شد. اما بهرحال مصرف نواری سولفات آمونیوم در مقایسه با مصرف نواری نیترات آمونیوم و اوره (تحت شرایط نبود کود فسفر) حدود 20 درصد برتری عملکرد نشان داد (شکل 9)، که ممکن است به حضور عنصر غذایی گوگرد نیز در این کود مرتبط باشد (Sanchez et al., 2019). کارایی کمتر نیترات آمونیوم ممکن است به علت شدیدتر بودن فرایند دنیتریفیکاسیون در این کود باشد. نتایج پژوهشی نشان میدهد که مصرف پخش کودهای دارای نیترات منجر به افزایش دنیتریفیکاسیون میشود (Fageria et al., 2010). بعضي از محققين، بين عوامل موثر در عملکرد، طول بلال، تعداد دانه در رديف و تعداد دانه در بلال را از عوامل اصلي افزايش عملکرد دانه ذرت گزارش دادهاند (Amanullah et al., 2010). در این پژوهش نتایج بهدست آمده در مورد تأثیر تیمارها بر عملکرد با نتایج تأثیر آنها بر تعداد ردیف دانه در بلال و وزن هزار دانه هماهنگی نزدیکی نشان میدهد (شکلهای 6 و 8).
عملکرد زیستی
نتايج تجزيه واريانس نشان داد که اثر اصلي نوع کود نيتروژن، فسفر، اثر متقابل دوگانه روش مصرف در نوع کود نيتروژن و کاربرد فسفر در نوع کود نيتروژن بر عملکرد زیستی معنيدار شد (جدول 2). نتايج مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن در روش مصرف نشان داد که بالاترين عملکرد زیستی با ميانگين 02/33 تن در هکتار مربوط به کاربرد سولفات آمونيوم و روش نواري بود که البته با کود اوره و روش مصرف نواری نیترات آمونیوم اختلاف آماری نداشت. کمترين ميزان نيز با ميانگين 60/23 تن در هکتار مربوط به کاربرد نيترات آمونيوم به روش پخش بود (شکل 10). موضوع قابل توجه در این شکل تفاوت معنیدار عملکرد زیستی در شیوههای مصرف کود نیترات آمونیوم است بهطوریکه مصرف نواری نیترات آمونیوم عملکرد زیستی را 8/25 درصد بیشتر از روش پخش آن افزایش داد (شکل 10). احتمالاً چون نیمی از نیتروژن نیترات آمونیوم از نوع نیتراتی میباشد، آبشویی و تصعید ناشی از دنیتریفیکاسیون به خصوص در خاکهای قلیایی سبب هرز رفتن بخش مهمی از نیتروژن این کود در روش پخش شده است (Chatterjee, 2020) زیرا در این شیوه مصرف پخش، سطح تماس کود با خاک بسیار بیشتر است اما در روش نواری مشکلات مذکور بهطور چشمگیری کاهش مییابد. نتايج مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن در فسفر نيز نشان داد که بالاترين عملکرد زیستی مربوط به استفاده از اوره یا سولفات آمونيوم تحت شرایط کاربرد فسفر بود و کمترين ميزان نيز مربوط به کاربرد اوره و نیترات آمونیوم در حالت عدم مصرف فسفر بود (شکل 11). کودهای نیتروژنی که فقط بنیان آمونیوم دارند پتانسیل بیشتری در اسیدی کردن ناحیه مصرف خود نشان میدهند (Fageria et al., 2010) و البته این ویژگی در کود سولفات آمونیوم به دلیل داشتن بنیان سولفات نیز دو چندان میشود بنابراین میتوانند در بهبود جذب عناصر کم تحرکی مانند فسفر نقش قابل توجهی ایفا نمایند. گزارش شده است که در شرايط کمبود فسفر محلول خاک، افزايش فعاليت هورمونهايي مانند اتيلن سبب توسعه بیشتر سیستم ریشه و کاهش تسهیم مواد فتوسنتزی به بخش هوایی میشود (Song et al., 2010) که میتواند نقش مهمی در کاهش عملکرد زیستی گیاهان مواجه با کمبود فسفر خاک داشته باشد.
شاخص برداشت
شاخص برداشت نشاندهنده ميزان مواد فتوسنتزي انتقال يافته و ذخيره شده در دانه نسبت به کل مواد توليد شده در دورههاي رويشي و زايشي است و بهعنوان يک صفت مهم در ارزيابي توليد محصولات زراعي پيوسته مورد تاکيد محققان قرار گرفته است (Amanullah et al., 2010). بررسيها نشان داد که از بين عوامل مورد بررسي تنها اثر اصلي کاربرد فسفر و اثر متقابل نوع کود نيتروژنی و روش مصرف آن بر شاخص برداشت معنيدار شد (جدول 2). بر اساس نتايج کاربرد فسفر شاخص برداشت به 44/38 درصد رسانید که در مقایسه با عدم مصرف فسفر، این شاخص را نزدیک به 30 درصد افزایش داد. تغييرات شاخص برداشت وابستگي زيادي به تغييرات عملکرد دانه دارد و هر عاملي که باعث شود عملکرد دانه بيشتر از عملکرد زیستی تحت تأثير قرار گيرد باعث تغيير شاخص برداشت ميشود (Song et al., 2010). حضور فسفر کافی در خاک از طریق افزایش شاخص سطح برگ (شکل2)، سرعت رشد محصول (شکل 3)، تعداد ردیف دانه در بلال (شکل 4) و وزن هزار دانه (شکل 8) سبب افزایش عملکرد دانه و بهبود شاخص برداشت گردیده است. نتايج مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژنی در روش مصرف آن نشان داد که تنها در کود نیترات آمونیوم بین دو روش مصرف پخش و نواری تفاوت معنیدار وجود داشت بهطوریکه مصرف نواری این کود در مقایسه با مصرف پخش آن شاخص برداشت را 4/17 درصد بهبود بخشید (شکل 12). با توجه به تأثیر کم نیترات آمونیوم بر pH خاک (Fageria et al., 2010)، بهنظر میرسد کاربرد نواری آن با تمرکز بیشتر در ناحیه ریزوسفر و افزایش حلالیت فسفر این بخش، منجر به افزایش جذب فسفر (Cerozi and Fitzsimmons, 2016) و در نتیجه افزایش شاخص برداشت شده است.
کارايي زراعی فسفر
نتايج تجزيه واريانس مربوط به کارايي زراعی فسفر نشان داد که اثرات اصلي نوع کود نيتروژن و روش مصرف آن در سطح احتمال 1 درصد بر کارایی زراعی فسفر معنيدار بود (جدول 3). نتايج مقايسه ميانگين سه نوع کود نیتروژنی نشان داد که دو کود سولفات آمونیوم و اوره بهترتیب با 01/39 و 7/41 کیلوگرم دانه بر کیلوگرم فسفات در یک گروه آماری قرار گرفتند و کارایی زراعی نیترات آمونیوم با میزان 85/29 کیلوگرم دانه بر کیلوگرم فسفات بهطور معنیداری کمتر از دو نوع کود دیگر قرار گرفت. همچنین، مصرف نواری کودهای نیتروژنی با کارایی زراعی فسفر 7/40 کیلوگرم دانه بر کیلوگرم فسفات، برتری 8/25 درصدی نسبت به کاربرد پخش آنها نشان داد. از آنجا که جذب مطلوب فسفر فاز محلول، در pH بین 5/5 تا 2/7 انجام میشود (Cerozi and Fitzsimmons, 2016) و خاک زراعی تحقیق حاضر pH بالایی داشته است (جدول 1)، کاربرد دو نوع کود نیتروژنی اوره و سولفات آمونیوم با اثر گذاری بیشتر بر کاهش pH خاک (Fageria et al., 2010) توانستهاند کارایی جذب فسفر و حتی عناصر غذایی کم مصرف (Sanchez et al., 2019) را نسبت به کود نیترات آمونیوم افزایش بیشتری داده و منجر به افزایش کارایی زراعی فسفر شوند و بر اساس نتایج، کاربرد نواری کودهای نیتروژنی با تمرکز بیشتر کاهش pH در ناحیه رایزوسفر (Sadeghi and Aboutalebian, 2019) این سودمندی را افزایش میدهد.
کارايي مصرف آب
با توجه به نتايج تجزيه واريانس اثر اصلي مصرف فسفر، اثر متقابل دوگانه نوع کود نيتروژنی در فسفر، نوع کود نيتروژنی در روش مصرف و اثر متقابل سه گانه نوع کود نيتروژنی، روش مصرف و کاربرد فسفر بر کارايي مصرف آب معنيدار بود (جدول 2). نتايج مقايسه ميانگين اثر متقابل سه گانه نشان داد که بالاترين کارايي مصرف آب با ميانگين 27/1 کيلوگرم دانه بر مترمکعب آب از تيمار سولفات آمونيوم در روش نواري و تحت شرایط کاربرد فسفر بهدست آمد که البته با همه تیمارهایی که در آنها کود فسفر مصرف شده بود به جز مصرف پخش نیترات آمونیوم، تفاوت معنیدار نداشت (شکل 13). بهطورکلي، کاربرد فسفر با افزايش رشد ريشه و گسترش سطح تماس آن با خاک سبب بهبود جذب آب و عناصر غذايي و افزایش کارایی مصرف آب گیاه میشود (Song et al., 2010). طبق نتایج، در شرایط نبود مصرف فسفر، مصرف نواری هر سه نوع کود نیتروژنی در مقایسه با مصرف پخش آنها، منجر به افزایش قابل توجه کارایی مصرف آب گیاه گردید و بیشترین افزایش در کود نیترات آمونیوم با 3/31 درصد مشاهده شد. این افزایش در مورد کودهای اوره و سولفات آمونیوم بهترتیب 28 و 8/17 درصد بود (شکل 13). بنابراین، میتوان اظهار داشت کاربرد نواری بخشی از کودهای نیتروژنی مورد مصرف در هنگام کاشت، میتواند در بهبود کارایی مصرف آب از طریق افزایش جذب عناصر غذایی به ویژه فسفر (Fageria et al., 2013) مؤثر باشد و این بهبود در مصرف نواری کود نیترات آمونیوم بیشتر بوده است. کمتر بودن تفاوت کارایی مصرف آب در شیوه کاربرد پخش و نواری در کود سولفات آمونیوم شاید به این دلیل باشد که کود سولفات آمونیوم هم بصورت پخش و هم بصورت نواری تأثیر بیشتری بر کاهش pH خاک دارد (Fageria et al., 2010) ولی در مورد نیترات آمونیوم تأثیر بر کاهش pH عمدتاً در شرایط مصرف نواری حادث میشود.
نتیجهگیری کلی
مصرف نواری هر سه نوع کود نیتروژنی همراه با کود فسفر سبب افزایش شاخص سطح برگ و سرعت رشد محصول شد البته در شرایط نبود کود فسفر شیب افزایش این دو شاخص کمتر شد. در نبود فسفر مصرف نواری سولفات آمونیوم تعداد ردیف دانه در بلال را زیاد کرد اما کاربرد اوره و نیترات آمونیوم در نبود فسفرکمترین تعداد دانه در ردیف بلال را سبب شدند. در این پژوهش کمترین وزن هزار دانه از مصرف پخش نیترات آمونیوم در شرایط نبود فسفر بهدست آمد. البته شیوه مصرف نیترات آمونیوم دو صفت مهم عملکرد زیستی و شاخص برداشت را تحت تأثیر قرار داد بهطوریکه مصرف نواری نیترات آمونیوم نسبت به مصرف پخش آن منجر به افزایش معنیدار عملکرد زیستی و شاخص برداشت گردید و بیشترین عملکرد دانه از مصرف نواری سولفات آمونیوم همراه با کود فسفر بهدست آمد. بالاترین کارایی زراعی فسفر از مصرف کود سولفات آمونیوم و کمترین آن از مصرف کود نیترات آمونیوم ایجاد شد. در پژوهش حاضر کارایی مصرف آب با کاربرد نواری هر سه نوع کود نیتروژنی تحت شرایط نبود فسفر، افزایش معنیداری نشان داد.
جدول 1- خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک محل آزمايش (عمق 30-0 سانتيمتري خاک) Table 1- Physical and chemical characteristics of experimental soil (soil depth 0-30 cm)
| ||||||||||||||||
شکل 1-روند تغييرات شاخص سطح برگ در طول فصل رشد تحت تأثیر نوع کود نيتروژن، روش مصرف و کاربرد فسفر Figure 1- The trend of changes in leaf area index during growth season under the influence of nitrogen fertilizer, method of nitrogen application and application of phosphorus (P0= نبود فسفات، P= کاربرد فسفات، B= مصرف پخش، S= مصرف نواری) (S= Striping, B= Broadcasting, P= using Phosphate, P0= No-phosphate)
شکل 2- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن، روش مصرف و فسفر بر بیشینه شاخص سطح برگ Figure 2- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type, application method and phosphorus on the maximum leaf area index
| ||||
جدول 2- تجزيه واريانس (ميانگين مربعات) اثر کود فسفر، نوع و روش مصرف کود نیتروژنی بر صفات مورد بررسی ذرت در همدان طی سال 1398 Table 2- Analysis of variance (mean squares) for the effects of phosphorus fertilizer, type and method of nitrogen fertilizer application on corn traits in Hamedan during 2019
*، ** و ns به ترتيب معنيدار در سطوح احتمال یک پنج و یک درصد و بدون اختلاف معنيدار. *, ** and ns significant at 5 and 1% probability levels and non-significant, respectively.
جدول 3- تجزيه واريانس (ميانگين مربعات) اثر تیمارهای بکار رفته بر کارایی زراعی فسفر ذرت Table 3- Analysis of variance (mean squares) of the effect of treatments used on the phosphorus agronomic efficiency of corn
*، ** و ns به ترتيب معنيدار در سطوح احتمال یک پنج و یک درصد و بدون اختلاف معنيدار. *, ** and ns significant at 5 and 1% probability levels and non-significant, respectively. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شکل 3-روند تغييرات سرعت رشد محصول در طول فصل رشد تحت تأثیر نوع کود نيتروژن، روش مصرف و کاربرد فسفر Figure 3- The trend of changes in crop growth rate during growth season under the influence of nitrogen fertilizer, method of nitrogen application and application of phosphorus (P0= نبود فسفات، P= کاربرد فسفات، B= مصرف پخش، S= مصرف نواری) (S= Striping, B= Broadcasting, P= using Phosphate, P0= No-phosphate)
شکل 4- مقايسه ميانگين اثر متقابل انواع کود نيتروزنی در روش کاربرد بر بیشینه سرعت رشد محصول Figure 4 - Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type and application method on the maximum crop growth rate | ||||
شکل 5- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروزنی در کاربرد فسفات بر بیشینه سرعت رشد محصول Figure 5- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type and phosphate application on the maximum crop growth rate
شکل 6- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن، روش مصرف و فسفات بر تعداد رديف دانه در بلال Figure 6- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type, application method and phosphate on the row grain number per corn
شکل 7- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن، روش مصرف و فسفات بر تعداد دانه در ردیف بلال Figure 7- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type, application method and phosphate on the grain number per row
|
شکل 8- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن، روش مصرف و فسفات بر وزن هزار دانه بلال Figure 8- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type, application method and phosphate on the 1000 grain weight of corn
شکل 9- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن، روش مصرف و فسفات بر عملکرد دانه ذرت Figure 9- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type, application method and phosphate on the grain yield of corn
شکل 10- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود و روش مصرف نيتروژن بر عملکرد زیستی ذرت Figure 10- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type and application method on the biological yield of corn |
شکل 11- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن و مصرف فسفات بر عملکرد زیستی ذرت Figure 11- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type and phosphate application on the biological yield of corn
شکل12 - مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود و شیوه مصرف نيتروژن بر شاخص برداشت ذرت Figure 12- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type and application method on the harvest index of corn
شکل 13- مقايسه ميانگين اثر متقابل نوع کود نيتروژن، روش مصرف و فسفات بر کارایی مصرف آب ذرت Figure 13- Comparison of the mean interaction of nitrogen fertilizer type, application method and phosphate on the water use efficiency of corn
|
منابع مورد استفاده References
· Amanullah, J., M. Zakirullah, M. Tariq, K. Nawab, A.Z. Khan, S. Farhatullah, Z. Shah, S.K. Khalil, M. Sajid, Z. Hussain, and H. Hydayat-Ur-Rahman. 2010. Levels and time of phosphorus application influence growth, dry matter partitioning and harvest index in maize. Pakistan Journal of Botany. 42(6): 4051-4061.
· Anonymus. 2020. Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAOSTAT statistical database. http://www.fao.org/faostat.
· Cabenzas, W.A.R.L., and P.A. Couto. 2007. Nitrogen immobilization of urea and ammonium sulphate applied to maize before planting or top-dressing in a no-till system. Revista Brasileira de Ciencia do Solo. 31(4): 739-52.
· Cerozi, B. da Silva, and K. Fitzsimmons. 2016. The effect of pH on phosphorus availability and speciation in an aquaponics nutrient solution. Bioresource Technology. 219: 778-781.
· Chatterjee, A. 2020. Extent and variation of nitrogen losses from non-legume field crops of conterminous United States. Nitrogen. 1(1): 34-51.
· Cochran, V.L., and S.F. Schlentner. 1992. Fertilizer placement for conventional and no-tillage barley in the subarctic. Soil Science Society of America Journal. 56: 1973-1978.
· Dev, G. 1964. Influence of nitrogen on the availability of fertilizer phosphorus. Nature. 203: 899.
· Fageria, N.K., A.B. dos Santos, and M. Morraes. 2010. Influence of urea and ammonium sulfate on soil acidity indices in lowland rice production. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 41(13): 1565-1575Fageria, N.K., A. Moreira, and A.B. dos Santos. 2013. Phosphorus uptake and use efficiency in field crops. Journal of Plant Nutrition. 36(13): 2013-2022.
· .Haag, L.A., J.D. Holman, J. Ranson, T. Roberts, S. Maxwell, M.E. Zarnstorff, and L. Murray. 2017. Compensation of corn yield components to late-season stand reductions in the central and northern Great Plains. Agronomy Journal. 109: 524–531.
· Kumari, S. 2017. Effect of nitrogen and phosphorus level on dry matter yield at different growth stages of popcorn in south Saurashtra region of Gujarat, India. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 6(8): 547-553.
· Mazaheri, D., and N. Majnoonhoseini. 2009. Fundamental of agronomy. University of Tehran Publication, Tehran, Iran. 320 pages. (In Farsi).
· Mehdizadeh, A., M.A. Aboutalebian, J. Hamzei, and G. Ahmadvand. 2012. Effect of on-farm seed priming and weed control on emergence properties, some of growth indices, biological yield and grain yield of hybrid corn SC301 in Hamedan. Cereal Research. 2(1): 57-70. (In Persian).
· Mirza Shahi, K. 2011. Effect of phosphorus fertilizer application on yield and P uptake in the northern Khozestan. Journal of Crop Physiology. 4(13): 99-114. (In Persian)
· Moll, R.H., and E.J. Kamparth. 1977. Effect of population density upon agronomic traits associated with genetic increases in yield of Zea mays L. Agronomy Journal. 69(1): 81-84.
· Monte, J.A., D.F. Carvalho, L.O. Medici, L.D. B. da Silva, and C. Pimentel. 2013. Growth analysis and yield of tomato crop under different irrigation depths. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 17(9): 926-931.
· Naab, J.B., G.Y. Mahama, J. Koo, J.W. Jones, and K.J. Boote. 2015. Nitrogen and phosphorus fertilization with crop residue retention enhances crop productivity, soil organic carbon, and total soil nitrogen concentrations in sandy-loam soils in Ghana. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 102: 33-43.
· Plenet, D., S. Etchebest, A. Mollier, and S. Pellerin. 2000. Growth analysis of maize field crops under phosphorus deficiency. Plant and Soil. 223: 119–132.
· Rahmani, M., and M.A. Aboutalebian. 2021. Response of tuber yield and some physiological growth indices of potato to phosphate and mycorrhizae under moisture stress. Journal of Crop Production and Processing. 11(3): 35-49. (In Persian).
· Sadeghi, F., and M.A. Aboutalebian. 2019. Response of seed and oil yields and phosphorus agronomic efficiency of soybean to simultaneous placement of nitrogen with phosphorus under drought stress. Journal of Crop Production and Processing. 9: 191-204.
· Sanchez, M.G.B., G.A.R. Yzquierdo, and M.G.A. Escobar. 2019. Effect of nitrogen-sulfur fertilization on yield and quality of three corn genotypes differing in endosperm texture. Ciencia y Tecnología Agropecuaria. 20(3): 565-577.
· Song, C.J., K.M. Ma, L.Y. Qu, Y. Liu, X.L. Xu, B.J. Fu., and J.F. Zhong. 2010. Interactive effects of water, nitrogen and phosphorus on the growth, biomass partitioning and water-use efficiency of Bauhinia faberi seedlings. Journal of Arid Environments. 74: 1003-1012.
· Wu, B., Y.H. Gao, Y. Li, B. Yan, Z.J. Cui, Z.K. Zhang, and J.Y. Niu. 2016. Oil flax phosphorous transformation, distribution and utilization under nitrogen phosphorous combination on dry land. Chinese Journal of Oil Crop Sciences. 38(5): 619-625.
Research Article DOI:
Journal of Crop Ecophysiology / Vol. 18, No. 2, 2024 228
|
The Effect of Phosphorus Fertilizer and the Type and Method of Application of Nitrogen Fertilizers on Grain Yield, Phosphorus Agronomic and Water Use Efficiencies of Corn
Mohammad Karamian1 and Mohammad Ali Aboutalebian2*
eceived: October 2022 , Revised: 25 December 2022, Accepted: 2 January 2022
Abstract
The type and application method of nitrogen fertilizers can be effective in improving soil phosphorus uptake, plant growth and yield. Therefore, a three-factor factorial study was conducted based on a randomized complete block design with three replications in the spring and summer of 2019 in the research and educational farm of Bu-Ali Sina University. The first factor was the type of nitrogen fertilizer with three levels of urea, ammonium sulfate, and ammonium nitrate. The second factor was the method of nitrogen fertilizer application with two levels of banding and broadcasting application and the third factor was phosphate fertilizer in two levels of application and non-application. The results showed that in the absence of phosphorus, banding application of ammonium nitrate increased the maximum leaf area index, 1000-grain weight and water use efficiency by 26.8, 29, and 31.3%, respectively. The maximum crop growth rate was increased by 15% with the application of ammonium sulfate and urea compared to ammonium nitrate. In the absence of phosphorus fertilizer, the banding application of ammonium sulfate increased the number of grain rows per ear, biological yield and grain yield. In this study, the harvest index was only affected by the method of ammonium nitrate application. Two fertilizers of urea and ammonium sulfate increased the phosphorus agronomic efficiency by 35% compared to ammonium nitrate, and, banding application of all three nitrogen fertilizers increased the phosphorus agronomic efficiency by 25%. In general, it is recommended in corn cultivation, to band some nitrogen fertilizers especially ammonium sulfate with phosphorus fertilizer.
Key words: Crop growth rate, Leaf area index, Grain row per ear, Grain yield, Nitrogen.
[1] - Former M.Sc. Student of Crop Ecology, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamadan, Iran.
2- Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamadan, Iran.
*Corresponding Authors: m.aboutalebian@basu.ac.ir