Response of Intercopping of Potato (Solanum tuberosum L.) with Faba Bean (Vicia faba L.) and Pea (Pisum sativum L.) under Different Fertilizer Systems
Subject Areas : Journal of Crop EcophysiologyRAMAZAN Sarparast 1 , Faezeh Zaefarian 2 * , همت اله پیردشتی 3 , Mojtaba Mahmoudi 4
1 - 1- Assist. Prof., Seed and Plant Improvement Research Dept., Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Sari, Iran
2 - Department of Agronomy,Sari Agricultural sciences and Natural Resources University
3 - دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
4 - Soil and Water Research Department, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sari, Iran
Keywords: Azotobacter, Biochar, Yield, Biodiversity.,
Abstract :
In order to evaluate of yield and its components in the monocropping and intercropping of potato with faba beans and peas under the application of biofertilizers, organic and chemical fertilizers, a two-year field experiment (years 2018 and 2019) was carried out as a factorial based on RCB design with three repetitions at Gharakhil Agricultural Research Station. Treatments include different cultivation patterns (potato, faba bean and pea monocropping and intercropping of potato+faba bean and potato+pea) and the second factor was the application of fertilizer systems at seven levels including no fertilizer, application of Aztobacter as a biofertilizer, biochar as a organic fertilizer and urea as a chemical fertilizer, integrated application of 50% Aztobacter biofertilizer + 50% organic fertilizer, integrated application of 50% Aztobacter biofertilizer + 50% chemical fertilizer and integrated application of 50% chemical fertilizer + 50% organic fertilizer. Yields of potatoes, faba beans and peas in intercropping were superior to that of monocropping. Fertilizer systems had a very significant effect on potato tuber yields in two years of experiment, when the results of the mean comparison showed that the integrated application of biofertilizer + organic fertilizer caused increasing potato yield (29772 and 36178 kg.ha-1, respectively) in the first and second years of the experiment.The most traits attributed to faba beans such as the number of seeds in a pod, number of pods in a plant, length of pods, plant height and the yield of green pods of faba beans were obtained in the planting pattern of intercpping of faba beans + potatoes during two years. In addition, the results showed that in the first and second year, the highest yield of green bean pods (20804.2 and 22801.3 kg.ha-1, respectively) was obtained in integrated application of biological fertilizer + organic fertilizer and the highest pea yields in the first and second year (12104.6 and 11806.3 kg.ha-1, respectively) were obtained from the intercpping planting pattern of peas + potatoes along with the integrated application of chemical fertilizer + biological fertilizer. According to the results of this experiment, intercropping and integrated application of fertilizer increases the yield and yield components of all three agricultural species.
• Abayomi, Y.A. 2000. Influence of height of maize variety on the productivity of intercropped maize (Zea mays L.) and cowpea (Vigna unguiculata L.). Ghana Journal of Agricultural Science. 33 (2):199-206.
• Agegnehu, G., A. Ghizaw, and W. Sinebo. 2006. Yield performance and land-use efficiency of barley and faba bean mixed cropping in Ethiopian highlands. European Journal of Agronomy. 22: 202-207.
• Alam, M.N., M.S. Jahan., M.K. Ali., M.A. Ashraf, and M.K. Islam. 2007. Effect of Vermicompost and chemical Fertilizers on Growth, Yield and Yield Components of Potato in Baring Soils of Bangladesh. Journal of Applied Sciences Research. 3(12): 1897-1888.
• Amirmardfar, A., A. Dabbagh Mohammadi Nasab, Y. Raei., S. Khaghaninia, and S. Amini Tabataba Vakili. 2015. Evaluation of yield and yield components of oil seed rape in the wheat-oil seed rape strip intercropping influenced by chemical and biological fertilizers. Journal of Crop Ecophysiology. 8(4): 437-450. (In Persian).
• Aseretal, G.K. 2008. Biofertilizers improve plant growth, fruit yield, nutrition, and metabolism and rhizosphere enzyme activities of Pomegranate (Punica granatum L.). Bioresource Technology. 97(6): 98-109.
• Atiyeh, R.M., N.Q. Arancon, C.A. Edwards, and J.D. Metzger. 2000. Influences of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoes. Bio Resource Technology. 526-542.
• Azadi, S., S.A. Siyadat, R. Naseri, A. Soleimani Fard, and A. Mirzaei. 2013. Effect of integrated application of Azotobacter chroococcum and Azospirillum brasilense and nitrogen chemical fertilizers on qualitative and quantitative of durum wheat. Journal of Crop Ecophysiology. 7(2): 129-146. (In Persian)
• Azisi, K.K., D.H. Putnam., C.P. Vance., M.P. Russelle, and D.L. Allen. 1999. Strip intercropping and nitrogen effect on seed, oil and protein yields of canola and soybean. Journal of Agronomi. 89:23-39. (In Persian)
• Bakheit, B.R., and A.Y. Glala. 2014. Intercropping fababean with some legumes crops for control Orobanch crenata. Acta Agronomy Hungar. 50(1): 1-60.
• Bedoussac, L., and E. Justes. 2010. Dynamic analysis of competition and complementarity for light and N use to understand the yield and the protein content of a durum wheat-winter pea intercropping. Plant and Soil Journal. 330: 37-54.
• Chalk, M., and J. Smith. 2017. 15N methodologies for estimating the transfer of N from legumes to non-legumes in crop sequences. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 107: 279-301.
• Corre-Hellou, G., J. Fustec, and Y. Crozat. 2016. Interspecific competition for soil N and its interaction with N2 fixation, leaf expansion and crop growth in pea–barley intercrops. Plant and Soil Journal. 282 (1): 195-208.
• Echarte, L., A. Della Mggiora, D. Cerrudo, V.H. Gonzalez, P. Abbate, A. Cerrudo, V.O. Sadras, and P. Calvino. 2011. Yield response to plant density of maize and sunflower intercropped with soybean. Field crop research Journal. 121: 423-429.
• Fallah, A., M. Abdi Najad Kshtly, and H. Elyasi. 2014. Evaluation effects of different temperature levels and duration on seedling growth of five rice varieties. New Finding in Agriculture. 7(2): 149-159.
• Farquharson, R.J., G.D. Schwenke, and J.D. Mullen. 2003. Should we manage soil organic carbon in vertisols in the northern region of Australia?. Australian Journal of Experimental Agronomy. 43: 261-270.
• Farrell, M., G. Rangott, and E. Krull. 2013. Difficulties in using soil-based methods to assess plant availability of potentially toxic elements in biochars and their feedstocks. Journal of Hazardous Materials. 250: 29-36.
• Fernie, A.R., and L. Willmitzer. 2001. Molecular and biochemical triggers of tuber development. Plant Physiology. 127: 1459-1465.
• Gao, Y., A. Duan, J. Sun, F. Li, H. Liu, and Z. Liu. 2009. Crop coefficient and water-use efficiency of winter wheat/spring maize strip intercropping. Field Crops Research J. 111: 65-73.
• Gao, Y., A. Duana, X. Qiua, Z. Liua, J. Suna, J. Zhang, and H, Wanga. 2010. Distribution of roots and root length density in a maize/soybean strip intercropping system. Agricultural Water Management J. 98: 199-212.
• Hamzei, J. 2012. Evaluation of yield, SPAD index, landuse efficiency and system productivity index of barley (Hordeum vulgare L.) intercropped with bitter vetch (Vicia ervilia L.). Journal of Crop Production and Processing. 2(4): 79-92. (In Persian).
• Hamzei, J., and M. Babaei. 2015. Study of canopy growth indices in mono and intercropping of chickpea and barley under weed competition. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 24(4): 75-90. (In Persian).
• Hassanpanah, D., and H. Hassanabadi. 2011. Quantitative and qualitative characteristics of advanced potato clones in Ardabil region. Journal of Modern Sustainable Agriculture Knowledge. 1: 37-48. (In Persian).
• Hauggaard-Nielsen, H., M. Gooding, P. Ambus, G. Corre-Hellou, Y. Crozat, C. Dahlmann, A. Dibet, P. Fragstein, A. Pristeri, M. Monti, and E.S. Jensen. 2009. Pea-barley intercropping for efficient symbiotic N2-fixation, soil N acquisition and use of other nutrients in European organic cropping systems. Field Crops Research Journal. 113: 64-71.
• Jahansooz, M.R., I.A.M. Yunusa, D.R. Coventry, A.R. Palmer, and D. Eamus. 2007. Radiation-and water-use associated with growth and yields of wheat and chickpea in sole and mixed crops. European Journal of Agronomy. 26 (3): 275-282
• Jamshidi, K., D. Mazaheri, and J. Saba. 2008. An evaluation of yield in intercropping of maize and potato. Desert. 12: 105-111. (In Persian).
• Latati, M., A. Bargaz., B. Belarbi, and M. Lazali. 2016. The intercropping common bean with maize improves the rhizobial efficiency, resource use and grain yield under low phosphorus availability. European Journal of Agronomy. 72: 80-90.
• Lehmann, J., C. Czimnik., B. Laird, and S. Sohi. 2009. Biochar for Environmental Management. Science, Technology and Implementation. London: Earthscan, pp: 183-264.
• Li, W., L. Li, J. Sun, T, Guo, F. Zhang, X, Bao, A. Peng, and C. Tang. 2005. Effects of intercropping and nitrogen application on nitrate present in the profile of an Orthic Anthrosol in Northwest China. Agriculture Ecosystem and Environment Journal. 105: 483-491.
• Monti, M., A. Pellicano., C. Santonoceto., G. Preiti, and A. Pristeri. 2016. Yield components and nitrogen use in cereal- pea intercrops in Mediterranean environment. Field Crops Research Journal. 196: 379-388.
• Mutungamiri, A., I.K. Margia, and O.A. Chivinge. 2001. Evaluation of maize (Zea mays L.) cultivars and density for dryland maize-bean intercropping. Tropical Agricultural. 78(1): 8-12.
• Nagananda, G.S., A. Das, S. Bhattacharya, and T. Kalpana. 2010. In vitro studies on the effects of bio-fertilizers (Azotobacter and Rhizobium) on seed germination and development of Trigonella foenum-graecum L. using a novel glass marble containing liquid medium. International Journal of Botany. 6: 394-403.
• Nakhzari Moghaddam, A., M. Salehi Sheikhi., A. Rahemi Karizaki, and M. Mohammad Esmaili. 2019. Investigating the yield and seed protein of pea cultivars, total yield, and LER, intercropped with spinach. Journal of Crops Improvment. 21(4): 435-445. (In Persian)
• Narula, R., and J.H. Dunning. 2007. Industrial development, globalization and multinational enterprises: new realities for developing countries. Oxford Development Studies. 28 (2): 141-167.
• Nasiri Mahallati, M., A. Koocheki, F. Mondani, Sh. Amirmoradim, and H. Feizi. 2015. Evaluation of maize (Zea mays L.) and bean (Phaseolus vulgaris L.) growth indices in strip intercropping. Iranian Journal of Field Crops Research. 13(1): 14-23. (In Persian).
• Pereyra, C.M., N.A. Ramella, M.A. Pereyra, C.A. Barassi, and C.M. Creus. 2010. Changes in cucumber hypocotyl cell wall dynamics caused by Azospirillum brasilense inoculation. Plant Physiology and Biochemistry Journal. 48: 62-69.
• Porte, D., S.B. Gupta, A.K. Singh, T. Chowhury, D. Dash, and R. Soni. 2017. Evaluation of non-symbiotic nitrogen fixing bacterial influence on rhizobium nodulation behaviour in bacterial consortia. International Journal of Crop Research. 5(4): 1598-1602.
• Rezaei Chianeh, E., A. Dabbagh Mohammadi Nassab, M.R. Shakiba, K. Ghassemi Golezan., S. Aharizad, and F. Shekari. 2011. Intercropping of maize (Zea mays L.) and faba bean (Vicia faba L.) in different plant population densities. African Journal Agriculture Research. 6(7): 1786-1793.
• Sakhavi, S., R, Amini, M.R. Shakiba, and A. Dabbagh Mohammadi-Nasab. 2017. Effect of bio- and chemical fertilizers on grain and essential oil yield of cumin (Cuminum cyminum L.) in intercropping with faba bean (Vicia faba L.). Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 27(2): 49-63. (In Persian).
• Seyedi, M., J. Hamzei, G. Ahmadvand, and M.A. Abutalebian. 2012. The evaluation of weed suppression and crop production in barley-chickpea intercrops. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 22(3): 101-115.
• Singh, S., and K.K. Kapoor. 1998. Effects of inoculation of phosphatesolubilizing microorganisms and an arbuscular mycorrhizal fungus on mungbean grown under natural soil conditions. Mycorrhiza. 7: 249-253.
• Skiner, F.A., R.M. Boddey, and F. Ferninik. 1987. Nitrogen fixation with non-legumes. Kluwer Academic Publishers, Netherlands. Pp 230.
• Sharma, A.K. 2003. Biofertilizer for sustainable agriculture. Agrobios Publication, India.
• Stoltz, E., and E. Nadeau. 2014. Effects of intercropping on yield, weed incidence, forage quality and soil residual N in organically grown forage maize (Zea mays L.) and faba bean (Vicia faba L.). Field Crops Research Journal. 169: 21-29.
• Sullivan, P. 2003. Applying the principle of sustainable farming ATTRA national sustainable agriculture information service. Tehran Jehad Daneshgahi Press.45 pp. (In Persian).
• Trydemanknudsen, E., K. Marsal, and D. Ley. 2007. Cognitive function in young adults following intrauterine growth restriction with abnormal fetal aortic blood flow. Ultrasound Obstet Gynecol. 29(6): 614-618.
• Tuna, C., and A. Orak. 2007. The role of intercropping on yield potential of Common vetch/oat cultivated in pure stand and mixtures. Journal of Agricultural and Biological Science. 2: 14-19.
• Vandermeer, J. 1990. The Ecology of Intercropping. Cambridge Univercsity Press, Cambridge, UK, pp. 237.
• Vessey, J.K. 2003. Plant growth promoting rhizobateria as biofertilizer. Plant and Soil Journal. 255: 571-86.
• Welbaum, G.E., A.V. Sturz., Z. Dong, and J. Nowak. 2004. Managing soil microorganisms to improve productivity of agro-ecosystems. Critical Reviews in Plant Science. 23: 175-193.
• Yasari, E., and A.M. Patwardhan. 2007. Effects of Aztobacter and Azospirillium inoculations and chemical fertilizers on growth and productivity of canola. Asian Journal of Plant Science. 6: 77-82.
• Zaller, B.Z. 2007. Vermicomposting as a substitute for peat in potting media: Effect on germination, biomass allocation, yields and fruit quality of three tomato varieties. Science Horticulture. 112: 191-199.
نشریه علمی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد هجدهم، شماره 3(71)، پاییز 1403، صفحه 177-151
|
مقاله پژوهشی DOI: 10.30495/JCEP.2023.1932890.1808
پاسخ کشت مخلوط سیبزمینی (Solanum tuberosum L.) با باقلا (Vicia faba L.) و نخودفرنگی (Pisum sativum L.) تحت نظامهای کودی مختلف
رمضان سرپرست1، فائزه زعفریان2*، همت الله پیردشتی3 و مجتبی محمودی4
تاریخ دریافت: 19/03/1401 تاریخ بازنگری: 09/02/1402 تاریخ پذیرش: 15/05/1402
چکیده
بهمنظور بررسی عملکرد و اجزای کشت خالص و مخلوط سیبزمینی با باقلا و نخودفرنگی تحت تاثیرکودهاي زیستی، آلی و شیمیایی آزمایشی دو ساله (سالهای 1398و 1397) بهصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی با سه تکرار در ايستگاه تحقيقات كشاورزي قراخیل (قائمشهر) انجام گردید. تیمارها شامل الگوهای مختلف کشت (تککشتی سیبزمینی، باقلا و نخودفرنگی و مخلوط سیبزمینی+ باقلا و سیبزمینی+ نخودفرنگی) و عامل دوم کاربرد انواع نظامهای کودی در هفت سطح شامل عدم استفاده از کود (شاهد)، کاربرد کود زیستی ازتوباکتر، کاربرد کود آلی بیوچار، کاربرد کود شیمیایی اوره، کاربرد تلفیقی 50% کود زیستی ازتوباکتر + 50% کود آلی، کاربرد تلفیقی 50% کود زیستی ازتوباکتر + 50% کود شیمیایی و کاربرد تلفیقی 50% کود شیمیایی + 50% کود آلی اجرا گردید. عملکرد سیبزمینی، باقلا و نخودفرنگی در الگوی کشت مخلوط نسبت به کشت خالص برتري داشت. نظامهاي کودي اثر بسیار معنیداري بر عملکرد غده سیبزمینی در دو سال آزمایش داشت؛ بهطوریکه نتایج مقایسه ميانگين نشان داد که کاربرد تلفیقی کود زیستی+ کود آلی سبب افزایش عملکرد سیبزمینی بهترتیب 29772 و 36178 کیلو گرم در هر هکتار در سالهای اول و دوم آزمایش گردید. بیشترین صفات مربوط به باقلا نظیر تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، طول غلاف، ارتفاع بوته و عملکرد غلاف سبز باقلا طی دو سال در الگوی کاشت مخلوط باقلا + سیبزمینی بهدست آمد. همچنین نتایج گویای این مطلب بود که در سال اول و دوم بالاترین عملکرد غلاف سبز باقلا (بهترتیب 2/20804 و 3/22801 کیلوگرم در هکتار) با کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی و بیشترین عملکرد نخودفرنگی در سال اول و دوم (بهترتیب 6/12104 و 3/11806 کیلوگرم در هکتار) از الگوی کاشت مخلوط نخودفرنگی + سیبزمینی بههمراه کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود زیستی بهدست آمد. باتوجه به نتایج این آزمایش، کشت مخلوط و نظام کوددهی تلفیقی سبب افزایش عملکرد و اجزای عملکرد هر سه گونه زراعی میشود.
واژگان کلیدی: ازتوباکتر، بیوچار، عملکرد، تنوع زیستی
[1] 1- دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
[2] 2- استاد، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
[3] 3- استاد، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
[4] 4- استادیار پژوهش، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران
نگارنده مسئول fa_zaefarian@yahoo.com
مقدمه
نظامهاي کشت مبتنی بر کشاورزي پایدار مانند کشت مخلوط که نظامهایي با ویژگیهایي مانند تنوع زیاد گونههاي گیاهی، چرخه تقریبا بسته عناصر غذایی، شیوع کمتر آفات، کنترل بهتر فرسایش خاك، عملکردي باثبات و استفاده کارآمد و بهتر از منابع تولید میباشند (Echarte et al., 2011). در الگوهای کشت مخلوط، هر چه قدر شباهت گیاهان موجود از نظر اکولوژیکی، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی کمتر باشد، میزان استفاده از منابع محیطی مانند نور به حداکثر رسیده و کارایی مصرف نور نیز افزایش مییابد، به طوری که تسهیم مواد فتوسنتزی به غلافها بیشتر و در نتیجه عملکرد افزایش مییابد (Gao et al., 2010). عقيده بر اين است كه علت افزايش عملكرد كشت مخلوط بقولات و غيربقولات متفاوت بودن تغذيه آنها از نيتروژن است. بدين ترتيب كه بقولات از نيتروژن جوي و غيربقولات از نيتروژن موجود در خاك تغذيه ميكنند و در نتيجه رقابت دو گونه از لحاظ نيتروژن كاهش مييابد (Haugaard-Nielsen et al., 2009). از جمله راههایی که میتواند سبب افزایش ثبات و تنوع در بومنظامهاي زراعی گردد؛ استفاده از لگومها میباشد. به نظامهاي کشت مخلوطی که در آنها یکی از گونههای مخلوط شونده قادر بهتثبیت بیولوژیکی نیتروژن باشد، کشت مخلوط کلاسیک گفته میشود (Gao et al., 2009). در الگوهای کشت مخلوط، هر چه قدر شباهت گیاهان موجود از نظر اکولوژیکی، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی کمتر باشد، میزان استفاده از منابع محیطی مانند نور به حداکثر رسیده و کارایی مصرف نور افزایش مییابد، بهطوریکه تسهیم مواد فتوسنتزی به غلافها بیشتر و در نتیجه عملکرد افزایش مییابد (Gao et al., 2010). حبوبات بهعنوان یکی از مهمترین منابع گیاهی غنی از پروتئین بوده و بعد از غلات دومین منبع مهم غذایی انسان بهشمار میآیند. حبوبات از جمله باقلا (Vicia faba L.) و نخودفرنگی (Pisum sativum L.) با تثبیت زیستی نیتروژن ضمن بهبود حاصلخیزی خاک، بهصورت گیاهان پوششی و یا در تناوب با بسیاری از گیاهان زراعی در جلوگیری از فرسایش خاک مؤثر بوده و نقش مهمی در پایداری نظامهای کشت ایفا مینمایند. سیبزمینی با نام علمی Solanum tuberosum L. گیاهی است یکساله از تیره بادمجان (Solanaceae) و یکی از باارزشترین محصولات کشاورزي در جهان میباشد. در مقایسه با حالت تککشتی، برتری عملکرد کل در نظامهای کشت مخلوط لگوم با غیرلگومها نظیر باقلا و جو (Vandermeer, 1990)، یونجه و ذرت (Hamzei, 2012)، نخود و جو (Hamzei and Babaei, 2015) گزارش شده است. در مخلوط باقلا و ذرت، مشاهده گردید، باقلا از طریق تثبیت نیتروژن میتواند H+به محیط تراوش کند. اسيدي شدن ريزوسفر حلالیت فسفر را در خاك با pH بـالا افزايش ميدهد (Li et al., 2005). عملکرد در نظام کشت مخلوط در گرو انتخاب ژنوتیپهاي سازگار و واجد صفات مناسب براي ایجـاد حداقل رقابت و حداکثر همیاری و به کارگیري عملیات زراعی مناسب از جمله تراکم کاشت، نسبت اختلاط و الگوي کشت مخلوط کشت میباشد (Mutungamiri et al., 2001). مونتي و همكاران (Monti et al., 2016) كشت مخلوط را يك روش اقتصادي جهت عملکرد بالاتر با سطوح نهادههاي خارجي كمتر ميدانند. براي توسعه کشاورزي پایدار، اجراي نظامهاي کشاورزي با نهاده کافی بهصورت تلفیق مصرف کودهاي شیمیایی، زیستی و آلی بهمنظور تولید محصول و حفظ عملکرد در سطح قابل قبول، راهکاري مؤثر میباشد (Sharma, 2003). کودهاي زیستي قادرند طي چندین فرایند زیستي، عناصر غذایي را از شکل غيرقابل استفاده به شکل قابل استفاده براي گياه تبدیل کنند و کمبود نياز غذایي گياهان براي افزایش عملکرد را تا حد زیادي جبران نمایند (Aseretal, 2008). کودهاي بیولوژیک در حقیقت مادهاي شامل انواع مختلف ریزموجودات آزادزي بوده که توانایی تبدیل عناصر غذایی اصلی را از فرم غیرقابل دسترس طی فرایندهاي بیولوژیکی داشته و منجر به توسعه نظام ریشهاي و جوانهزنی بهتر بذور میگردند (Vessey, 2003). باكتریهاي جنس ازتوباكتر، آزوسـپيريلوم و سـودوموناس از مهمتـرين باكتريهاي افزاينـده رشـد گيـاه مـيباشـند (Azadi et al., 2013). بیوچار یک ترکیب کربنی آلی عمدتا" پایدار و مقاوم است که از حرارت دادن زیست توده (Feedstock) در دماهای بین 300 تا 1000 درجه سلسیوس تحت اکسیژن کم (ترجیحا" نبود اکسیژن) تولید میشود (Lehmann et al., 2009). تحقیقات نشان داده است که بیوچار با بهبود نگهداشت آب خاک و راندمان استفاده از مواد مغذی از طریق تغییر خواص شیمیایی، زیستی و فیزیکی خاک سبب افزایش توان باروری و حاصلخیزی خاک میشود (Farrell et al., 2013). مصرف کودهای شیمیایی و زیستی با افزایش میزان نیتروژن در گیاه باعث افزایش میزان کلروفیلها و کارتنوئیدها شده که بهدنبال آن سبزینگی، توانایی جذب نور خورشید، تولید مواد فتوسنتزی و در نهایت رشد و عملکرد گیاه افزایش مییابد. با توجه به گسترش نظامهاي كشاورزي پایدار و اهمیت سیبزمینی و حبوباتی نظیر باقلا و نخودفرنگی، این پژوهش با هدف بررسی واکنش این گیاهان به کشت خالص و مخلوط تحت تاثیر نظامهای کودي آلی، زیستی و شیمیایی در شرایط آب و هوایی مازندران بهاجرا درآمد.
مواد و روشها
آزمایش طی دو سال زراعی 1397 و 1398 بهصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی با سه تکرار در ايستگاه تحقيقات كشاورزي قراخیل (قائمشهر) با عرض جغرافیایی 36 درجه و 27 دقیقه شمالی و طول 52 درجه و 53 دقیقه شرقی، با ارتفاع 14 متر از سطح دریا و میزان بارش سالانه حدود 614 میلیمتر اجرا گردید. تیمارها شامل الگويهای مختلف کشت (شامل تککشتی سیبزمینی (M1)، تککشتی باقلا (M2)، تککشتی نخودفرنگی (M3)، مخلوط سیبزمینی+ باقلا (M4) و مخلوط سیبزمینی+ نخودفرنگی (M5) و عامل دوم، کاربرد انواع نظامهای کودی در هفت سطح (عدم کاربرد کود (F1)، کاربرد کود زیستی ازتوباکتر (F2)، کاربرد کود آلی بیوچار (F3)، کاربرد کود شیمیایی اوره (F4) و کاربرد تلفیقی 50% کود زیستی + 50% بیوچار (F5)، کاربرد تلفیقی 50% کود زیستی + 50% کود شیمیایی (F6)، کاربرد تلفیقی 50% کود شیمیایی + 50% بیوچار (F7). قبل از اجراي آزمایش از عمق صفر تا 30 سانتیمتري خاك نمونهبرداري انجام و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاك تعیین شد (جدول 1). همچنين، اطلاعات آب و هوايي محل در سالهای اجراي آزمايش در جدول شماره 2 آورده شده است. تمام عملیات کاشت، داشت و برداشت بـهصورت دستی انجـام گرفت. کاشت همزمان سیبزمینی، باقلا و نخودفرنگی به نسبت 1:1 (در کشت مخلوط) و کشت هر سه گیاهان بهصورت جوي و پشتهاي در تاریخ اول آذرماه و برداشت از اواخر خرداد ماه (برای باقلا و نخودفرنگی) تا اوایل تیرماه (برای سیبزمینی) انجام گرفت. 35 تیمار در زمینی به مساحت 1800 متر مربع اجرا شد. مساحت هر کرت با توجه به تیمارها متفاوت بود، ولی در تمامی کرتها شش ردیف کاشت به طول شش متر و فاصله بین ردیف 70 سانتیمتر برای هر سه گیاه (سیبزمینی، باقلا و نخودفرنگی) و فاصله روی ردیف 25 سانتیمتر برای سیبزمینی و 10 سانتیمتر برای باقلا و نخودفرنگی در نظر گرفته شدند و تراکم کاشت نیز در سیبزمینی 3/5 بوته و برای باقلا و نخودفرنگی 24 بوته در مترمربع منظور شد. در بین کرتها یک ردیف نکاشت بهعنوان فاصله در نظر گرفته شد. بذر باقلا، رقم لوزودی اوتونو، رقم نخودفرنگی وولف و رقم سیبزمینی استفاده شده سانته (رقم نيمهزودرس و با عملكرد بالا) نام داشت. غدههای سیبزمینی قبل از کاشت با قارچکش مانکوزب پودر وتابل %80 به نسبت دو در هزار مخلوط شده و بذور باقلا و نخودفرنگی با سم کربوکسی تیرام به میزان دو در هزار، ضدعفونی گردیدند و در ردیفهاي ایجاد شده در عمق كاشت چهار تا شش سانتيمتر برای باقلا و نخودفرنگی و 10 سانتيمتر برای سیبزمینی کاشته شد. آبياري بهروش جوي پشته و براساس نياز آبي گياه در طول فصل رشد انجام گرفت و در طول دوره رشد و در مواقع لازم، علفهای هرز بهصورت دستی کنترل شدند. مصرف کود براساس نتایج آزمون خاک و توصیه مؤسسه تحقیقات خاک و آب صورت گرفت. میزان مصرف کود شیمیایی اوره (حاوی 46 درصد نیتروژن) نیز، بهمیزان توصیه شده در دو نوبت، زمان سبزشدن و 50 درصد در زمان تشکیل غده) برای سیبزمینی اعمال گردید. برای اعمال تیمار کود زیستی ازتوباکتر (Azotobacter chroococcum) مایه تلقیحی میکروبی با غلظت نهایی CFU ml-1×109 (1000 گرم در هکتار) از بخش تحقیقات خاک و آب مرکز تحقیقات کشاورزی گلستان تهیه شد. مقدار اعمال بيوچار بهمیزان 10 تن در هکتار بود که در داخل شيار در عمق 15 سانتيمتري در زير بذر و غده قرار داده شد و با خاك مخلوط گرديد. بهمنظور اندازهگیری صفات مربوطه در پایان فصل رشد تعداد 10 بوته از هر كرت انتخاب و بعد از اندازهگیری ارتفاع بوته، اجزاي عملکرد هر یک از گیاهان اندازهگیري شد. بهطوریکه در گیاه سیبزمینی تعداد غده در بوته، تعداد انشعاب (ساقه)، طول استولن و عملكرد غده و در گیاهان باقلا و نخود نیز طول غلاف، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف در مرحله رسـیدگی فیزیولوژیک اندازهگيري گرديد. دو هفته قبل از برداشت سیبزمینی اندامهای هوایی قطع و وزن غدههاي بالاتر از 35 گرم به عنوان عملكرد بازارپسند در نظر گرفته شد. براي تعيين عملكرد دانه (غلاف) و غده پـس از حـذف دو رديف حاشيه و نيم متر از بالا و پايين هر كرت آزمايشي، از چهار خط مياني، محصول برداشت گرديد. تجزیه و تحلیل آماری دادهها پس از تست نرمال بودن دادهها و يكنواختي واريانس (آزمون بارتلت) با استفاده از نرمافزار SAS نسخه 9.2 و مقایسه میانگین دادهها از طریق آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد انجام گرفت.
نتایج و بحث
با توجه به نتایج آزمون بارتلت و غیریکنواخت بودن واریانس خطای آزمایش، دادههای دو سال به صورت جداگانه تجزیه و تحلیل شد (دادهها نشان داده نشد).
سیبزمینی
ارتفاع بوته: نتایج تجزیه واریانس نشان داد، در هر دو سال اثر ساده الگوي کشت و نظامهاي کودي بر ارتفاع بوته سیبزمینی در سطح احتمال یک درصد معنیدار گردید (جدول 3). مقایسه میانگین ارتفاع سیبزمینی در مجموع دو سال در کشت مخلـوط با لگوم (باقلا و نخودفرنگی) نشان داد که بالاترین ارتفاع بوته در سال اول (23/41 سانتیمتر) و سال دوم (66/38 سانتیمتر) مربوط به تیمار کشت مخلوط سیبزمینی+ نخودفرنگی بود که با تیمار کشت مخلوط سیبزمینی + باقلا تفاوت چندانی به لحاظ آماری نداشت، همچنین کمترین ارتفاع بوته در سال اول و دوم (بهترتیب 42/37 و 66/33 سانتیمتر) به کشت خالص سیبزمینی اختصاص داشت (جدول 4). دلیل این امر را میتوان به عامل رقابت نسبت داد که باعث افزایش توان گیاه در جهت تولید زیست توده بیشتر براي افزایش ارتفاع بوتههاي سیبزمینی با سایر گونهها گردید. تونـا و اوراك (Tuna and Orak, 2007) در کشـت مخلـوط ماشـک (Vicia sativa L.) با یولاف (Avena sativa L.) گزارش کردهاند که کاهش یا افزایش ارتفاع بوته گیاهان بهشدت رقابت بین دو گیاه بستگی دارد. در مقایسه ارتفـاع سیبزمینی تحت تاثیر نظامهای کودی مختلف طی دو سال مشخص شد که بالاترین ارتفـاع سیبزمینی در سال اول در نظام کودي متعلق به تیمار کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی بیوچار بهمقدار 38/45 سانتیمتر بود. در سال دوم تیمار کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود آلی بیوچار موجب افزایش معنیدار ارتفاع سیبزمینی (11/43 سانتیمتر) نسبت به سایر تیمارهای کودی گردید (جدول 4). تاثیر کودهای تلفیقی شیمیایی به همراه کودهای آلی و زیستی بر ارتفاع بوته در سیبزمینی مثبت است زیرا این امر سبب شد تا مواد غذایی بیشتري در اختیار گیاه سیبزمینی قرار گیرد و گیاه از رشد رویشی بهتري برخوردار شود و بهدنبال آن ارتفاع افزایش یابد.
تعداد غده در بوته: در صفت تعداد غده در بوته، تيمارهاي الگوی کاشت و نظامهاي کودي دارای اختلاف معنیدار بودند (جدول 3). نتایج جدول مقایسه میانگین نشان داد که در سال اول و دوم تیمار الگوی کاشت مخلوط سیبزمینی+ باقلا بهترتیب با 37/11 و 12/13 غده در بوته، بیشترین تعداد غده در بوته تولید کرد (جدول 4). همچنین در سال اول و دوم بیشترین تعداد غده در بوته در بین تیمارهاي نظامهاي کودي بهترتیب با 80/12 و 41/14 غده در بوته مربوط به کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی بود (جدول 4). هرچند بیشینه این صفت در سال اول با کود شیمیایی + بیوچار و در سال دوم با کود شیمیایی + زیستی تفاوت معنیداری نداشتند. معنیدار شدن تیمارهاي کود زیستی + کود آلی در صفت تعداد غده در بوته نشان میدهد که افزایش میزان ازتوباکتر و بیوچار باعث دسترسی بهتر گیاه به عناصر غذایی مورد نیاز خود شده و در نتیجه گیاه با افزایش رشد، میتواند تعداد غده بیشتري در بوته تولید کند. همچنین این کودها حاوي عناصر مغذي لازم براي تولید محصول مناسب و سالم، عناصر اصلی غذایی مانند نظیر نیتروژن، فسفر و پتاسیم میباشد. حسنپناه و حسنآبادی (Hassanpanah and Hassanabadi, 2011) نشان دادند که پایداری عملکرد بیشتر ارقام سیبزمینی با تعداد و متوسط اندازه غده ارتباط زیادی دارد که با نتایج پژوهش حاضر هماهنگی دارد. آتیه و همکاران گزارش کردند که استفاده از کود آلی علاوهبر افزایش تعداد غده و تعداد ساقه اصلی تعداد ساقههاي فرعی را در سیبزمینی بهطور معنیداري افزایش میدهد (Atiyeh et al., 2000). تیمار کاربرد کود شیمیایی اوره در سال اول و دوم بهترتیب با 75/8 و 86/9 غده در بوته کمترین رتبه را بهدست آورد (جدول 4). دلیل کاهش تعداد غده با افزایش مقدار نیتروژن میتواند ناشی از این باشد که سطوح بالاي نیتروژن موجـب تحریک بـیش از حد رشد اندامهاي هوایی میشود که این امر باعث برهمخوردن توازن انتقـال مواد فتوسنتزي و تخصیص بیشتر این مواد براي رشـد قسـمتهـاي هوایی میشود و غدهبندي را به تأخیر میاندازد و در نتیجـه باعـث کاهش تعداد غدههاي تولیدی میشود (Fernie and Willmitzer, 2001).
تعداد ساقه در بوته: از لحاظ تعداد ساقه در بوته، نتایج جدول تجزیه واریانس نمایانگر آن است که الگوی مختلف کاشت و نظامهاي کودي اثر معنیداری بر تعداد ساقه در بوته داشتند (جدول 3). تولید ساقه در هر بوته به فضاي کافی، نور، رطوبت و مواد غذایی نیاز دارد و در کشت مخلوط علاوهبر افزایش رقابت درون و برونگونهاي، از ایجاد ساقههاي جدید در بوته سیبزمینی کاسته میشود. در این آزمایش کشت مخلوط سیبزمینی + باقلا سبب کاهش تعداد ساقه در بوته در سیبزمینی گردید و تیمار کاشت خالص سیبزمینی در سال اول و دوم بهترتیب با 66/6 و 42/6 ساقه بیشترین مقدار را بهدست آورد (جدول 4). مشـاهده شـد كـه در سال اول و دوم کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی سبب بیشترین تعداد ساقه در بوته (بهترتیب 44/6 و 55/6) در سیبزمینی گردید که با تیمار کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود آلی و همچنین تیمار کود آلی بیوچار تفاوت چندانی به لحاظ آماری نداشت (جدول 4). کمترین تعداد ساقه فرعی در هر دو سال مربوط به تیمار شاهد بدون کود (بهترتیب 77/3 و 88/3) بود (جدول 4). گزارش شده که باکتری ازتوباکتر با تولید هورمونهاي اکسین، جیبرلین، سیتوکینین و اتـیلن که بهعنوان چهار هورمـون مـورد نیـاز فرآینـدهاي بیوشـیمیایی اصلی گیاهی شناخته میشوند باعث توسعه سیر فیزیولوژیکی و مورفولـوژیکی گیـاه مـیگردد (Pereyra et al., 2010). مشابه با نتایج این آزمایش سینگ و کاپور (Singh and Kapoor, 1998) با مطالعه تاثیر کودهای بیولوژیک بر نخود گزارش کردند که بیشترین تعداد شاخه جانبی در نخود در تیمارهای تلقیح شده با ازتوباکتر بهدست آمد که با نتایج یاساری و پادوردهان (Yasari and Patwardhan, 2007) در گیاه کلزا همراستا میباشد.
طول استولن: در سیبزمینی با توجه به اهمیت فراوان تعداد ساقه و نقش آن در ایجاد استولنها و نهایتاً تشکیل غده و تاثیر بر عملکرد غده، این صفت بیشترین تاثیر را در ایجاد تنوع بین ارقام سیبزمینی دارد. تجزیه واریانس طول استولن در بوته سیبزمینی نشان داد در هر دو سال اثر ساده الگوی کاشت و نظامهاي کودي اختلاف معنیداري بر این صفت داشت (جدول 3). با مقایسه طول استولن گیاه سیبزمینی در کشت خالص و مخلـوط با لگوم (باقلا و نخودفرنگی) نتایج نشان داد بیشترین طول استولن در سال اول و دوم (بهترتیب 30/11 و 78/10 سانتیمتر) مربوط به تیمار مخلوط سیبزمینی+ باقلا بود که با تیمار کشت مخلوط سیبزمینی + نخودفرنگی در یک گروه آماری قرار گرفت (جدول 4). در مقایسه تیمار سطوح مختلف نظامهاي کودي در سال اول و دوم کاربرد تلفیقی کود زیستی + بیوچار توانست بهترتیب با 22/12 و 61/13 سانتیمتر بالاترین رتبه را بهدست آورد (جدول 4). که در سال اول با سایر تیمارهای تلفیقی و کود شیمیایی و آلی تفاوت معنیدار نداشت. افزودن کود آلی به خاك زراعی ممکن است نهتنها فراهمی عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را افزایش داده باشد بلکه با بهبود شرایط فیزیکی و فرآیندهاي حیاتی خاك ضمن ایجاد یک محیط مناسب براي رشد استولن، موجبات افزایش عملکرد کل غده را نیز فراهم میکند. بهعبارت دیگر مصرف مقادیر مناسبی از کودهای آلی و زیستی از طریق بهبود فعالیتهاي میکروبی در خاك و تولید تنظیمکنندههاي رشد گیاه توسط میکروارگانیسمها و نیز فراهمی جذب بیشتر عناصر غذایی، سبب افزایش میزان فتوسنتز و ماده خشک گیاهی شده که این مسئله در نهایت به افزایش استولن میانجامد (Alam et al., 2007).
عملکرد: نتایج تجزیه واریانس عملکرد سیبزمینی تحت تأثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي در کشت مخلـوط در دو سال آزمایش معنیدار گردید (جدول3). بهنظر میرسد که شرایط حاکم بر آزمایش از لحاظ آب و هوایی و مدیریتی در دو سال اجرای آزمایش حاصل تفاوتها و تغییرات ایجاد شده ناشی از اثر تیمارهای آزمایشی بود. با توجه بـا مساعد بودن شرایط آب و هوایی آزمایش در سـال دوم، عملکرد نسبت به سـال اول افـزایش داشـته اسـت. مقایسه عملکرد سیبزمینی در سال اول و دوم در تیمار الگوی کاشت نشان داد که بالاترین عملکرد سیبزمینی از الگوی کاشت مخلوط سیبزمینی + باقلا بهترتیب بهمقدار 26161 و 34409 کیلوگرم در هکتار بهدست آمد که نسبت به کشت خالص سیبزمینی افزایش 48/17 و 04/19 درصدی نشان داد (جدول 4). تاثیر معنیدار عملکرد غده سیبزمینی در کشت مخلوط با گیاهان لگوم نظیر باقلا و نخودفرنگی که ارتفاع بلندتری دارند توسط سایر محققان نیز گزارش شده است (Rezaei Chianeh et al., 2011). چالک و اسمیت (Chalk and Smith, 2017) اظهار داشتند، برتري عملکرد گیاهان در کشت مخلوط نتیجه تثبیت و انتقال نیتروژن لگومها در زراعت مخلوط است. معنیدار شدن تیمارهای کشت مخلـوط سیبزمینی با ذرت توسط جمشیدی و همکاران (Jamshidi et al., 2008) بالاترین عملکرد سیبزمینی در نظامهاي کودي در سال اول و دوم بهترتیب بهمقدار 29772 و 36178 کیلوگرم در هکتار متعلق به تیمار کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی بود که با سایر نظامهای تلفیقی کودی تفاوت معنیداری نداشتند (جدول 4). در طی بررسی انجام شده اثرات کود آلی بر عملکرد و اجزاي عملکرد سیبزمینی توسط زالر (Zaller, 2007) مشخص شد که با افزایش مقدار مصرف کودهاي آلی، ارتفاع بوته و در نتیجه مقدار زیست توده و عملکرد غدهها نیز افزایش یافت. الام و همکاران (Alam et al., 2007) بیان داشتند مصــرف همــزمان کاربرد تلفیقی کود زیستی و آلی بیوچار بالاترین عملکرد غده در سیبزمینی را بهدنبال دارد زیرا کود آلی بیوچار بهدلیل افزایش عمق مؤثر و در دسترس قرار دادن آب و هوا در منطقه ریشه بر رشد گیاه تأثیر مستقیم داشته و با تولید انرژی، اصلاح خاک، افزایش عملکرد گیاه را سبب میشود. فارکوراسون و همکاران (Farquharson et al., 2003) نیز نشان دادند، استفاده تلفیقی از کودهاي شیمیایی و کودهاي آلی همچون کودهاي دامی، ورمیکمپوست و کودهاي زیستی (مدیریت تلفیقی مـواد غــذایی) نهتنها منجر به حفظ حاصلخیزي خاك و فعالیت زیستی آن میشود، بلکه منجر به بهبود خواص فیزیکی خاك نیز شد.
باقلا
ارتفاع بوته: طبق جدول نتایج تجزیه واریانس اثر ساده الگوی کشت و نظامهاي کودي بر ارتفاع بوته باقلا طی هر دو سال معنیدار گردید (جدول 5). ميانگين دماي ماهانه در طول فصل رشد در سال اول آزمایش بيشتر از سال دوم بود، بدین سبب رشد رویشي در سال اول، تحت تأثير شرایط اقليمي مطلوبتر، بيشتر از سال دوم زراعي بود (جدول 2). بیشترین ارتفاع بوته در سال اول و دوم بهترتیب با 60/83 و 75/75 سانتیمتر در تیمار الگوی کاشت مخلوط سیبزمینی + باقلا حاصل شد (جدول 4). همچنین در سال اول و دوم بیشترین ارتفاع بوته باقلا در بین تیمارهاي نظامهاي کودي مربوط به کاربرد تلفیقی کود زیستی ازتوباکتر + کود شیمیایی بهترتیب بهمیزان 61/87 و 10/82 سانتیمتر بود. عدم کاربرد کود با 73/75 و 28/61 سانتیمتر کمترین ارتفاع بوته را بهترتیب در سال اول و دوم به خود اختصاص داد (جدول 6). احتمالاً تلقيح بذور با کودهاي زیستي سبب افزایش توسعه ریشه و جذب بهتر آب و مواد غذایي گردیده و همين مسئله سبب بهبود رشد رویشي گياه و افزایش ارتفاع بوتهها میشود (Skiner et al., 1987). یکی از دلایل اصلی افزایش ارتفاع بوته بر اثر کاربرد کودهای بیولوژیک مربوط به بیشتر شدن طول میانگرههای گیاه است که این امر میتواند بهدلیل تحریک تولید هورمونهای محرک رشد گیاه توسط این کودها باشد (Nagananda et al., 2010). استولز و نادیو (Stoltz and Nadeau, 2014) نتـایج مشـابهی را مبنی بـر افـزایش ارتفاع بوته باقلا تا 25 درصد در کشت مخلوط با ذرت گزارش کردهاند.
طول غلاف: طول غلاف یکی از مهمترین صفات تعیینکننده میزان محصول در باقلا محسوب میشـود. معمـولاً ارقام با طول غـلافهای بلندتر بـهطور معنیداري محصول بیشتري نسبت بـه ارقام بـا طول غـلاف کوتاهتر تولید میکنند. نتایج تجزیه واریانس طول غلاف باقلا تحت تأثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي غیرمعنیدار گردید (جدول 5). هر چند در هر دو سال طول غلاف در کشت مخلوط بیشتر از کشت خالص باقلا بود (جدول 6). افـزایش طول غلاف در تیمارهاي کشت مخلوط را میتوان به تراوشH+ از ریشه باقلا و اسیدي شدن محیط ریزوسـفر نسبت داد کـه باعث میشود جذب فسفر و سایر عناصر غذایی در خاك هاي قلیایی افـزایش یابد (Bakheit and Glala, 2014). همچنین در هر دو سال نظامهای تلفیقی کودی نیز موجب حصول افزایش طول غلاف باقلا شدند (جدول 6).
غلاف در بوته: نتایج تجزیه واریانس باقلا در دو سال آزمایش نشان داد صفت تعداد غلاف در بوته تحت تأثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي معنیدار گردید (جدول 5). نتایج حاصل از مقایسه میانگین الگوهاي کشت نشان داد بیشترین تعداد غلاف در بوته در سال اول و دوم در کشت مخلوط سیبزمینی + باقلا بهترتیب با تعداد 11/14 و 87/12 غلاف در بوته بهدست آمد (جدول 6). غلافها دربرگیرنده دانهها بوده و از طرفی تولیـد کننـده مـواد فتوسـنتزي مورد نیاز دانهها هم میباشند. دیواره غلافها بـهعنـوان مقصـد موقت، با ذخیره مواد فتوسنتزي و سپس انتقال آنها به دانهها، تا حدودي در عملکرد دانه گیاه مشارکت دارند (Amirmardfar et al., 2015). در کشت خالص بهدلیل کاهش جذب نور توسط پوشش گیاهی و افزایش غالبیت انتهایی، از تعداد شـاخههاي فرعـی در سـاقه و تعداد غلاف در بوته کاسته شد. زیرا افزایش درصد نور دریافتی در کشتهاي مخلوط نسبت به کشـت خـالص موجـب رشـد رویشی و شاخص سطح بـرگ بیشـتر مـیشـود (Rezaei-chiyaneh et al., 2011). بهاحتمال زیاد گیاه باقلا در کنار سیبزمینی از طریق تثبیت زیستی نیتروژن و افزایش جذب تشعشع توسط کانوپی مخلوط، سبب افزایش آسیمیلاسیون مواد فتوسنتزی از طریق افزایش سطح برگ و بهتبع آن بهبود ظرفیت فتوسنتزی شده و تعداد غلاف در بوته افزایش پیدا کرده است. سخاوی و همکاران (Sakhavi et al., 2017) در ارزیابی کشت مخلوط باقلا و زیره سبز (Cuminum cyminum L.) مشاهده کردند که الگوی کشت مخلوط اثر معنیداری بر تعداد دانه در بوته باقلا داشت و کشت مخلوط باعث افزایش آن نسبت به تک کشتی شد. نتایج نشان داد در نظامهاي کودي بالاترین تعداد غلاف در بوته (سال اول: 06/16 و سال دوم: 88/14 غلاف در بوته) متعلق به تیمار کاربرد تلفیقی کود شیمیایی+ کود آلی بود که با تیمار کود تلفیقی زیستی + آلی تفاوت معنی داری نداشت (جدول 6). کمترین میزان این صفت نیز (سال اول: 46/10 و سال دوم: 87/8 غلاف در بوته) با عدم کاربرد کود بهدست آمد (جدول 6). در کل، مصرف تلفیقی کودهای زیستی و شیمیایی در مقادیر توصیه شده از طریق تاثیر مثبت بر جذب عناصر ماکرو و میکرو و بهبود جذب آب به سبب توسعه نظام ریشهای، عملکرد و اجزای عملکرد گیاهان را افزایش میدهد (Narula and Dunning, 2007).
تعداد دانه در غلاف: تجزیه واریانس دادههای بهدست آمده از آزمایش نشان داد که اثر ساده الگوی کاشت و نظامهای کودی در تعداد دانه در غلاف باقلا در سطح احتمال یک درصد اثر معنیداری داشت (جدول 5). نتایج بهدست آمده از این پژوهش نشان داد که تیمار الگوی کاشت مخلوط سیبزمینی+ باقلا در سال اول و دوم بهترتیب با 90/4 و 94/4، بیشترین تعداد دانه در غلاف را تولید کرد و نسبت به تیمار کشت خالص افزایش 93/27 و 77/9 درصدی از خود نشان داد (جدول 6). همچنین در سال اول و دوم بیشترین تعداد دانه در غلاف بهترتیب با 51/5 و 85/5 دانه در غلاف در بین تیمار نظامهاي کودي مربوط به کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی بود (جدول 6). بهنظر میرسد، حضور گیاه سیبزمینی از طریق کاهش رقابت درونگونـهاي بـین بوتـههاي بـاقلا باعث بهبود عملکـرد و اجزای عملکرد بـاقلا شـده اسـت. در شرایطی که رقابت بینگونهاي کمتر از درونگونـهاي باشد، گیاهان در کشت مخلوط براي آشیانهاي یکسان رقابـت نکرده و عملکـرد و اجـزاي عملکـرد افـزایش مـییابـد (Hauggard-Nielsen et al., 2009). علاوهبر این، نتایج برخی مطالعات نشان داده در کشت مخلوط، تثبیت نیتروژن بقولات بهدلیل اثرات مکملی، در نتیجـه افـزایش وزن خشک و تعداد گرههاي فعال، بیشتر شده و این منجـر بـه بهبود رشـد و عملکـرد بقـولات میشـود (Hauggard-Nielsen et al., 2009). افزایش تعداد دانه در غلاف در تیمار کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی را میتوان به نقش موثر باکتري محرك رشد ازتوباکتر در تثبیت نیتروژن و رهاسازي آن در مراحل حساس نیاز کودي نیز مرتبط دانست که سبب افزایش نیتروژن قابل مصرف در مراحل حساس رشدی میشود. مشخص شده که باکتری ازتوباکتر علاوهبر کمک به جذب عنصر نیتروژن، موجب جذب سایر عناصر، کاهش بیماریها و بهبود ساختمان خاک و در نتیجه تحریک بیشتر رشد گیاه و افزایش کمی و کیفی محصول میشود (Welbaum et al., 2004) که با نتایج پورته و همکاران (Porte et al., 2017) مطابقت دارد.
عملکرد: نتایج تجزیه واریانس عملکرد باقلا تحت تأثیر اثر ساده الگوي کشت و نظامهاي کودي و همچنین اثر متقابل الگوي کشت × نظامهای کود در مجموع دو سال آزمایش معنیدار گردید (جدول 5). در بررسی اثر متقابل تیمارهای آزمایش نتایج گویای این مطلب بود که در سال اول و دوم بالاترین عملکرد غلاف سبز باقلا (2/20804 و 2/22804 کیلوگرم در هکتار) از الگوی کاشت مخلوط سیبزمینی+ باقلا و نظام کودی کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی بهدست آمد (شکل 1). شایان ذکر است که کاربرد تلفیقی کودها باعث افزایش عملکرد نسبت به کاربرد جداگانه کودها در هر دو سال آزمایش شد (شکل 1). همچنین، کمترین عملکرد غلاف سبز باقلا در سال اول (2/12869 کیلوگرم در هکتار) و سال دوم (2/17869 کیلوگرم در هکتار) در تیمار کشت خالص باقلا و عدم کاربرد کود مشاهده گردید (شکل 1). بهنظر میرسد که شرایط حاکم بر آزمایش از لحاظ آب و هوایی و مدیریتی در دو سال اجرای آزمایش حاصل تفاوتها و تغییرات ایجاد شده ناشی از اثر تیمارهای آزمایشی بود. با توجه بـا مساعد بودن شرایط آب و هوایی آزمایش در سـال دوم، عملکرد نسبت به سـال اول افـزایش داشـته اسـت (جدول 2). جهانسوز و همکاران (Jahansooz et al., 2007) و نصیری محلاتی (Nasiri Mahallati et al., 2015) بهبود عملکرد در نظامهای کشت مخلوط نسبت به کشت خالص را به توانایی بهتر گیاهان در جذب نور و استفاده حداکثری از منابع زیست محیطی و انتقال نیتروژن تثبیت شده از لگوم ذکر کردند. در واقع، کشت مخلوط استفاده درسـت از روابط متقابل گیاهان براي حداکثرسازي رشد و قدرت تولید گیاهان زراعی است. در مقایسه با حالت تککشتی، برتري عملکرد کل در نظامهای کشت مخلوط لگوم با غیر لگوم نظیر باقلا و جو (Trydemanknudsen et al., 2007)، گاودانـه و جو (Hamzei, 2012) و نخود و جو (Hamzei and Babaei, 2015) گزارش شده اسـت. در کشت مخلوط جو و باقلا، آگگنهو و همکاران (Agegnehu et al., 2006) مشاهده کردند که با افزایش تراکم باقلا از 5/12 تا 5/62 درصد، عملکرد باقلا افزایش یافت که دلیل این امر را به اصل تولید رقابتی و استفاده حداکثری از منابع محیطی نسبت دادند. لاتاتی و همکاران (Latati et al., 2016) افزایش زیست توده ریشه و اندام هوایی ذرت در کشت مخلوط را به اثر مساعدتی و مکملی باقلا نسبت دادند. در کل، مصرف تلفیقی کودها در مقادیر توصیه شده از طریق تاثیر مثبت بر جذب عناصر ماکرو، میکرو و بهبود جذب آب بهسبب توسعه نظام ریشهای، عملکرد و اجزای عملکرد گیاهان را افزایش میدهد (Narula and Dunning, 2007). سخاوی و همکاران (Sakhavi et al., 2017) در مطالعه کشت مخلوط باقلا و زیره سبز تحت تاثیر تیمارهای مختلف کود آلی و زیستی مشاهده کردند که کشت مخلوط بیشترین عملکرد دانه باقلا را بهخود اختصاص داد. باکتریهای موجود در کودهای زیستی افزون بر تثبیت نیتروژن هوا و محلول کردن فسفر خاک، با تولید و ترشح مواد محرک رشد گیاه، اسیدهای آمینه و آنتیبیوتیکها، میتوانند شرایط مطلوبی را برای انجام بهتر فرآیندهای بیوشیمیایی در گیاه فراهم سازند.
نخودفرنگی
ارتفاع بوته: نتایج تجزیه واریانس نخودفرنگی نشان داد ارتفاع بوته تحت تأثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي معنیدار گردید (جدول 7). نتایج مقایسه میانگین اثر ساده الگوی کاشت نشان داد ارتفاع بوته نخودفرنگی در سال اول و دوم (بهترتیب با 87/79 و 71/80 سانتیمتر) در کشت مخلوط سیبزمینی + نخودفرنگی نسبت به کشت خالص آن که بهترتیب 53/8 و 37/6 درصد بود، بیشتر بود (جدول 8). آزمایش سیدي و همکاران (Seyedi et al., 2012) نشان داد، ارتفاع بیشتر نخود در کشت مخلوط نسبت به کشت خالص جو، بهعلت طویل شدن طول دوره رویشی نخود بوده است. در پـژوهش بدوساک و جاستس (Bedoussac and Justes, 2010) مشاهده شد که کشت مخلـوط نخـودفرنگی و گنـدم در اوایـل گلدهی نخودفرنگی سبب افزایش ارتفاع کانوپی نخودفرنگی از 56 به 58 سانتیمتـر نسـبت بـه تـککشـتی گردید. بالاترین ارتفـاع نخودفرنگی در نظامهاي کودي در سال اول (86/87 سانتیمتر) و در سال دوم (91/90 سانتیمتر) متعلق به تیمار کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود زیستی بود که در سال اول با دو کود تلفیقی دیگر و در سال دوم با کود تلفیقی زیستی + آلی تفاوت معنیدار نداشت (جدول 8). آبایومی (Abayomi, 2000)، گزارش کرد از آنجا که میزان نیتروژن خاك بر رشد رویشی و در نتیجه افزایش ارتفاع گیاه مؤثر است و نخـودفرنگی بهعنوان گیاه تثبیت کننده نیتروژن توانست عناصر لازم براي رشـد و فتوسنتز را تأمین کرده و ارتفاع نخـودفرنگی افزایش پیدا کرده است.
طول غلاف: نتایج بهدست آمده از جدول تجزیه واریانس نشان داد که طی دو سال آزمایش اثر ساده الگوی کاشت بر طول غلاف نخودفرنگی غیرمعنیدار بود ولی اثر نظامهای کودی بر این صفت تاثیر معنیداری داشت (جدول 7). با مقایسه تیمار سطوح مختلف نظامهاي کودي در سال اول و دوم کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود زیستی توانست بهترتیب با 56/8 و 52/8 سانتیمتر بالاترین رتبه را بهدست آورد که با سایر کودهای تلفیقی و همچنین کود شیمیایی نیتروژن به تنهایی در هر دو سال تفاوت معنیداری نداشت (جدول 8).
تعداد غلاف در بوته: تعداد غلاف در بوته نخودفرنگی بـهطـور معنیداري تحت تأثیر الگوی کاشت و نظامهاي کودي طی دو سال آزمایش قرار گرفت (جدول 7). کشت مخلوط سیبزمینی + نخودفرنگی توانتست تعداد غلاف در بوته نخودفرنگی بیشتری را (سال اول و دوم بهترتیب بهترتیب 16/10 و 97/11 غلاف در بوته) نسبته به کشت خالص نخودفرنگی طی دو سال آزمایش (بهترتیب 66/8 و 63/10 غلاف در بوته) موجب شود (جدول 8). به نظر میرسد در کشت خالص نخودفرنگی، افزایش رقابت درونگونهای (رقابت بر سر جذب نور، فضا و مواد غذایی) بین بوتهها بهخصوص در مراحل رشد رویشی و اوایل رشد زایشی که طرح اولیه اندام زایشی ریخته میشود اجازه رشد مطلوب به گیاه را نداد و تعداد گلهای بارور در گیاه و در نتیجه تعداد غلاف در بوته کاهش یافت که با نتایج نخزریمقدم و همکاران (Nakhzari Moghaddam et al., 2019) مطابقت دارد. نتایج جدول مقایسه میانگین (جدول 8) نشان داد که کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود زیستی توانست در سال اول بهمیزان 81/10 و در سال دوم بهمیزان 12/13 تعداد غلاف در بوته را ارتقاء دهد. عزیزی (Azisi et al., 1999) اظهار نمود از آنجا کـه افـزایش سـطح نیتروژن باعث افـزایش تعداد غلاف در بوته شده است، در ایـن شـرایط وجـود مخـزن قـوي موجب تقاضاي بیشتر براي مـواد فتوسـنتزي شـده و در نتیجـه فراهمی نیتروژن با تقویت فتوسنتز گیـاه نخود میتواند در افزایش پر شدن دانهها مؤثر باشد.
دانه در غلاف: نتایج تجزیه واریانس تعداد دانه در غلاف نخودفرنگی تحت تأثیر الگوی کاشت و نظامهای کودی قرار گرفت (جدول 7)؛ با بررسی الگوي کشت مشخص شد که کشت مخلوط سیبزمینی + نخودفرنگی نسبت به کشت خالص نخودفرنگی در سال اول و دوم بهترتیب 87/17 و 57/18 درصد افزایش داشت (جدول 8). در سال اول و دوم کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود زیستی (بهترتیب 84/6 و 42/7 دانه در غلاف) حداکثر مقدار این صفت را نشان داد (جدول 8). عزیزی (Azizi, 1999) اظهار نمود افـزایش سـطح نیتروژن موجب افزایش تعـداد دانه در غلاف نخود شد.
عملکرد: نتایج تجزیه واریانس نخودفرنگی در مجموع دو سال آزمایش نشان داد اثر ساده الگوي کشت و نظامهاي کودي تأثیر معنیداری در سطح احتمال یک درصد بر صفت عملکرد داشت (جدول 7)؛ همچنین برهمکنش تیمارهای آزمایش اثر معنیداری بر عملکرد غلاف در هر دو سال آزمایش نشان داد (جدول 7). بیشینه عملکرد نخودفرنگی در سال اول و دوم بهترتیب بهمقدار 2/12104 و 2/11804 کیلوگرم در هکتار از الگوی کاشت مخلوط نخودفرنگی + سیبزمینی بههمراه کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود زیستی بهدست آمد (شکل 2). نتیجه بررسی کشت مخلوط کلزا و نخودفرنگی توسط فلاح و همکاران (Fallah et al., 2014) نشان داد که کشت مخلوط نسبت به کشت خالص هر یک از دو گیاه از بسیاری جهات برتر بود. کشت مخلوط جو و نخودفرنگی باعث افزایش جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم و آهن توسط جو و جذب روي و منگنز توسط نخود فرنگی گردید (Corre-Hellou et al., 2016). پژوهشهای بسیاری نشان دادهاند که استفاده تلفیقی از کودهای زیستی و شیمیایی میتواند بهتر از کاربرد هر یک از آنها بهتنهایی عمل کند، بهطوریکه استفاده تلفیقی از این منابع، آثار زیانبار کاربرد کودهای شیمیایی را کاهش میدهد و نیز سبب افزایش عملکرد میشود.
نتیجهگیری کلی
در مجموع در پژوهش حاضر، كشت مخلوط سیبزمینی با لگوم (باقلا و نخودفرنگی) افزون بر ایجاد تنوع در بومنظامهای کشاورزی و همچنین ایجاد پایداری و ثبات تولید، میتواند در افزایش درآمد اقتصادی و بهرهوری استفاده از زمینهای کشاورزی بهطور چشمگیری مؤثر باشد. عملکرد سیبزمینی، باقلا و نخودفرنگی در الگوی کشت مخلوط نسبت به کشت خالص برتري داشت. بیشترین عملکرد سیبزمینی در الگوی کشت، مربوط به کاشت مخلوط سیبزمینی+ باقلا به ترتیب 26161 و 34409 کیلوگرم در هکتار در سالهای اول و دوم کاشت بهدست آمد. اثر نظامهاي کودي بر عملکرد غده سیبزمینی اثر بسیار معنیداري داشت. نتایج مقایسه ميانگين دادهها نشان داد، کاربرد تلفیقی کود زیستی (ازتوباکتر)+ کود آلی (بیوچار) سبب افزایش عملکرد (بهترتیب 29772 و 36178 کیلوگرم در هکتار) در سالهای اول و دوم آزمایش در سیبزمینی گردید. بیشترین صفات مربوط به باقلا نظیر تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، طول غلاف و ارتفاع بوته و عملکرد غلاف سبز باقلا طی دو سال در الگوی کاشت مخلوط باقلا + سیبزمینی به دست آمد و بالاترین عملکرد غلاف سبز باقلا به ترتیب با 2/20804 و 3/22801 کیلوگرم در هکتار در نظام کودی کاربرد تلفیقی کود زیستی + کود آلی بهدست آمد. همچنین، بیشینه عملکرد نخودفرنگی در سال اول و دوم بهترتیب بهمقدار 2/12104 و 2/11804 کیلوگرم در هکتار از الگوی کاشت مخلوط نخودفرنگی + سیبزمینی بههمراه کاربرد تلفیقی کود شیمیایی + کود زیستی بهدست آمد. باتوجه به نتایج این آزمایش، کشت مخلوط و کاربرد تلفیقی کودها سبب افزایش عملکرد و اجزای عملکرد هر سه گونه زراعی شد.
جدول 1 - برخي پارامترهاي هواشناسي در ایستگاه تحقیقات کشاورزي قراخیل در سالهای 1398 و 1397 Table 1- Meteorological statistics of the growing season at the Agricultural Research Stations of Gharakhail in 2018 and 2019
جدول 2- مشخصات فیزیکوشیمیایی خاك تحت آزمایش در ایستگاه تحقیقات کشاورزي قراخیل در سالهای 1397 و 1398 Table 2- Soil physico-chemical characteristics at the agricultural research stations of Gharakhail in 2018 and 2019
|
جدول 3- نتایج تجزیه واریانس صفات مربوط به سیبزمینی تحت تأثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي طی دو سال Table 3- Analysis of variance of potato traits as affected by planting pattern and fertilizer systems in two years
ns, * and **: are non-significant and significant at 5 and 1% probability levels, respectively.
ادامه جدول 3- Table 3- Continued
ns و * ، ** بهترتیب بیانگر اختلاف غیرمعنیدار و اختلاف معنیدار در سطح احتمال پنج و یک درصد میباشد. ns, * and **: are non-significant and significant at 5 and 1% probability levels, respectively.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
در هر ستون، ميانگينهاي داراي حداقل يك حرف مشترك، تفاوت معنيداري با يكديگر در سطح احتمالي 5 درصد ندارند. Means by the uncommon letter in each column are significantly (p≤0.05) different.
در هر ستون، ميانگينهاي داراي حداقل يك حرف مشترك، تفاوت معنيداري با يكديگر در سطح احتمالي 5 درصد ندارند. Means by the uncommon letter in each column are significantly (p≤0.05) different.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 5- نتایج تجزیه واریانس صفات مربوط به باقلا تحت تأثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي طی دو سال Table 5 - Analysis of variance of faba bean traits as affected by planting pattern and fertilizer systems in two years
ns و * ، ** بهترتیب بیانگر اختلاف غیرمعنیدار و اختلاف معنیدار در سطح احتمال پنج و یک درصد میباشد. ns, * and **: are non-significant and significant at 5 and 1% probability levels, respectively.
ادامه جدول 5- Table 5- Continued
ns و *، ** بهترتیب بیانگر اختلاف غیرمعنیدار و اختلاف معنیدار در سطح احتمال پنج و یک درصد میباشد. ns, * and **: are non-significant and significant at 5 and 1% probability levels, respectively.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 6- مقایسه میانگین صفات باقلا طبق الگوي کشت و نظامهاي کودي طی دو سال Table 6- Mean comparisons of faba bean traits as affected by planting pattern and fertilizer systems in two years
در هر ستون، ميانگينهاي داراي حداقل يك حرف مشترك، تفاوت معنيداري با يكديگر در سطح احتمالي 5 درصد ندارند. Means by the uncommon letter in each column are significantly (p≤0.05) different.
در هر ستون، ميانگينهاي داراي حداقل يك حرف مشترك، تفاوت معنيداري با يكديگر در سطح احتمالي 5 درصد ندارند. Means by the uncommon letter in each column are significantly (p≤0.05) different.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 7- نتایج تجزیه واریانس صفات مربوط به نخودفرنگی تحت تأثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي طی دو سال Table 7- Analysis of variance of pea traits as affected by planting pattern and fertilizer systems in two years
ns و * ، ** بهترتیب بیانگر اختلاف غیرمعنیدار و اختلاف معنیدار در سطح احتمال پنج و یک درصد میباشد. ns, * and **: are non-significant and significant at 5 and 1% probability levels, respectively.
ادامه جدول 7- Table 7- Continued
ns و *، ** بهترتیب بیانگر اختلاف غیرمعنیدار و اختلاف معنیدار در سطح احتمال پنج و یک درصد میباشد. ns, * and **: are non-significant and significant at 5 and 1% probability levels, respectively.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 8- مقایسه میانگین صفات مربوط به نخودفرنگیتحت تاثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي طی دو سال Table 6- Mean comparisons of pea traits as affected by planting pattern and fertilizer systems in two years
در هر ستون، ميانگينهاي داراي حداقل يك حرف مشترك، تفاوت معنيداري با يكديگر در سطح احتمالي 5 درصد ندارند. Means by the uncommon letter in each column are significantly (p≤0.05) different.
در هر ستون، ميانگينهاي داراي حداقل يك حرف مشترك، تفاوت معنيداري با يكديگر در سطح احتمالي 5 درصد ندارند. Means by the uncommon letter in each column are significantly (p≤0.05) different.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شکل 1- تاثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي در سال اول (الف) و سال دوم (ب) بر عملکرد غلاف باقلا
Figure 1- The effect of planting pattern and fertilizer systems in first year (A) and second year (B) on pod yield of faba bean
میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشترک بر مبنای آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری با یکدیگر ندارند.
Means in each column were compared at 5% level of probability according to LSD test.
F0: شاهد، F1: ازتوباکتر، F2: بیوچار، F3: کود شیمیایی، F4: ازتوباکتر + بیوچار، F5: ازتوباکتر + کود شیمیایی، F6: کود شیمیایی + بیوچار
F0: Control, F1: Azetobacter, F2: Biochar, F3: Chemical fertilizer, F4: Azetobacter + Biochar, F5: Azetobacter + Chemical fertilizer, F6: Chemical fertilizer+ Biochar
شکل 2- تاثیر الگوي کشت و نظامهاي کودي در سال اول (الف) و سال دوم (ب) بر عملکرد غلاف نخودفرنگی
Figure 2- The effect of planting pattern and fertilizer systems in first year (A) and second year (B) on pod yield of pea
میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشترک بر مبنای آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیداری با یکدیگر ندارند.
Means in each column were compared at 5% level of probability according to LSD test.
F0: شاهد، F1: ازتوباکتر، F2: بیوچار، F3: کود شیمیایی، F4: ازتوباکتر + بیوچار، F5: ازتوباکتر + کود شیمیایی، F6: کود شیمیایی + بیوچار
F0: Control, F1: Azetobacter, F2: Biochar, F3: Chemical fertilizer, F4: Azetobacter + Biochar, F5: Azetobacter + Chemical fertilizer, F6: Chemical fertilizer+ Biochar
منابع مورد استفاده References
· Abayomi, Y.A. 2000. Influence of height of maize variety on the productivity of intercropped maize (Zea mays L.) and cowpea (Vigna unguiculata L.). Ghana Journal of Agricultural Science. 33 (2):199-206.
· Agegnehu, G., A. Ghizaw, and W. Sinebo. 2006. Yield performance and land-use efficiency of barley and faba bean mixed cropping in Ethiopian highlands. European Journal of Agronomy. 22: 202-207.
· Alam, M.N., M.S. Jahan., M.K. Ali., M.A. Ashraf, and M.K. Islam. 2007. Effect of Vermicompost and chemical Fertilizers on Growth, Yield and Yield Components of Potato in Baring Soils of Bangladesh. Journal of Applied Sciences Research. 3(12): 1897-1888.
· Amirmardfar, A., A. Dabbagh Mohammadi Nasab, Y. Raei., S. Khaghaninia, and S. Amini Tabataba Vakili. 2015. Evaluation of yield and yield components of oil seed rape in the wheat-oil seed rape strip intercropping influenced by chemical and biological fertilizers. Journal of Crop Ecophysiology. 8(4): 437-450. (In Persian).
· Aseretal, G.K. 2008. Biofertilizers improve plant growth, fruit yield, nutrition, and metabolism and rhizosphere enzyme activities of Pomegranate (Punica granatum L.). Bioresource Technology. 97(6): 98-109.
· Atiyeh, R.M., N.Q. Arancon, C.A. Edwards, and J.D. Metzger. 2000. Influences of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoes. Bio Resource Technology. 526-542.
· Azadi, S., S.A. Siyadat, R. Naseri, A. Soleimani Fard, and A. Mirzaei. 2013. Effect of integrated application of Azotobacter chroococcum and Azospirillum brasilense and nitrogen chemical fertilizers on qualitative and quantitative of durum wheat. Journal of Crop Ecophysiology. 7(2): 129-146. (In Persian)
· Azisi, K.K., D.H. Putnam., C.P. Vance., M.P. Russelle, and D.L. Allen. 1999. Strip intercropping and nitrogen effect on seed, oil and protein yields of canola and soybean. Journal of Agronomi. 89:23-39. (In Persian)
· Bakheit, B.R., and A.Y. Glala. 2014. Intercropping fababean with some legumes crops for control Orobanch crenata. Acta Agronomy Hungar. 50(1): 1-60.
· Bedoussac, L., and E. Justes. 2010. Dynamic analysis of competition and complementarity for light and N use to understand the yield and the protein content of a durum wheat-winter pea intercropping. Plant and Soil Journal. 330: 37-54.
· Chalk, M., and J. Smith. 2017. 15N methodologies for estimating the transfer of N from legumes to non-legumes in crop sequences. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 107: 279-301.
· Corre-Hellou, G., J. Fustec, and Y. Crozat. 2016. Interspecific competition for soil N and its interaction with N2 fixation, leaf expansion and crop growth in pea–barley intercrops. Plant and Soil Journal. 282 (1): 195-208.
· Echarte, L., A. Della Mggiora, D. Cerrudo, V.H. Gonzalez, P. Abbate, A. Cerrudo, V.O. Sadras, and P. Calvino. 2011. Yield response to plant density of maize and sunflower intercropped with soybean. Field crop research Journal. 121: 423-429.
· Fallah, A., M. Abdi Najad Kshtly, and H. Elyasi. 2014. Evaluation effects of different temperature levels and duration on seedling growth of five rice varieties. New Finding in Agriculture. 7(2): 149-159.
· Farquharson, R.J., G.D. Schwenke, and J.D. Mullen. 2003. Should we manage soil organic carbon in vertisols in the northern region of Australia?. Australian Journal of Experimental Agronomy. 43: 261-270.
· Farrell, M., G. Rangott, and E. Krull. 2013. Difficulties in using soil-based methods to assess plant availability of potentially toxic elements in biochars and their feedstocks. Journal of Hazardous Materials. 250: 29-36.
· Fernie, A.R., and L. Willmitzer. 2001. Molecular and biochemical triggers of tuber development. Plant Physiology. 127: 1459-1465.
· Gao, Y., A. Duan, J. Sun, F. Li, H. Liu, and Z. Liu. 2009. Crop coefficient and water-use efficiency of winter wheat/spring maize strip intercropping. Field Crops Research J. 111: 65-73.
· Gao, Y., A. Duana, X. Qiua, Z. Liua, J. Suna, J. Zhang, and H, Wanga. 2010. Distribution of roots and root length density in a maize/soybean strip intercropping system. Agricultural Water Management J. 98: 199-212.
· Hamzei, J. 2012. Evaluation of yield, SPAD index, landuse efficiency and system productivity index of barley (Hordeum vulgare L.) intercropped with bitter vetch (Vicia ervilia L.). Journal of Crop Production and Processing. 2(4): 79-92. (In Persian).
· Hamzei, J., and M. Babaei. 2015. Study of canopy growth indices in mono and intercropping of chickpea and barley under weed competition. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 24(4): 75-90. (In Persian).
· Hassanpanah, D., and H. Hassanabadi. 2011. Quantitative and qualitative characteristics of advanced potato clones in Ardabil region. Journal of Modern Sustainable Agriculture Knowledge. 1: 37-48. (In Persian).
· Hauggaard-Nielsen, H., M. Gooding, P. Ambus, G. Corre-Hellou, Y. Crozat, C. Dahlmann, A. Dibet, P. Fragstein, A. Pristeri, M. Monti, and E.S. Jensen. 2009. Pea-barley intercropping for efficient symbiotic N2-fixation, soil N acquisition and use of other nutrients in European organic cropping systems. Field Crops Research Journal. 113: 64-71.
· Jahansooz, M.R., I.A.M. Yunusa, D.R. Coventry, A.R. Palmer, and D. Eamus. 2007. Radiation-and water-use associated with growth and yields of wheat and chickpea in sole and mixed crops. European Journal of Agronomy. 26 (3): 275-282
· Jamshidi, K., D. Mazaheri, and J. Saba. 2008. An evaluation of yield in intercropping of maize and potato. Desert. 12: 105-111. (In Persian).
· Latati, M., A. Bargaz., B. Belarbi, and M. Lazali. 2016. The intercropping common bean with maize improves the rhizobial efficiency, resource use and grain yield under low phosphorus availability. European Journal of Agronomy. 72: 80-90.
· Lehmann, J., C. Czimnik., B. Laird, and S. Sohi. 2009. Biochar for Environmental Management. Science, Technology and Implementation. London: Earthscan, pp: 183-264.
· Li, W., L. Li, J. Sun, T, Guo, F. Zhang, X, Bao, A. Peng, and C. Tang. 2005. Effects of intercropping and nitrogen application on nitrate present in the profile of an Orthic Anthrosol in Northwest China. Agriculture Ecosystem and Environment Journal. 105: 483-491.
· Monti, M., A. Pellicano., C. Santonoceto., G. Preiti, and A. Pristeri. 2016. Yield components and nitrogen use in cereal- pea intercrops in Mediterranean environment. Field Crops Research Journal. 196: 379-388.
· Mutungamiri, A., I.K. Margia, and O.A. Chivinge. 2001. Evaluation of maize (Zea mays L.) cultivars and density for dryland maize-bean intercropping. Tropical Agricultural. 78(1): 8-12.
· Nagananda, G.S., A. Das, S. Bhattacharya, and T. Kalpana. 2010. In vitro studies on the effects of bio-fertilizers (Azotobacter and Rhizobium) on seed germination and development of Trigonella foenum-graecum L. using a novel glass marble containing liquid medium. International Journal of Botany. 6: 394-403.
· Nakhzari Moghaddam, A., M. Salehi Sheikhi., A. Rahemi Karizaki, and M. Mohammad Esmaili. 2019. Investigating the yield and seed protein of pea cultivars, total yield, and LER, intercropped with spinach. Journal of Crops Improvment. 21(4): 435-445. (In Persian)
· Narula, R., and J.H. Dunning. 2007. Industrial development, globalization and multinational enterprises: new realities for developing countries. Oxford Development Studies. 28 (2): 141-167.
· Nasiri Mahallati, M., A. Koocheki, F. Mondani, Sh. Amirmoradim, and H. Feizi. 2015. Evaluation of maize (Zea mays L.) and bean (Phaseolus vulgaris L.) growth indices in strip intercropping. Iranian Journal of Field Crops Research. 13(1): 14-23. (In Persian).
· Pereyra, C.M., N.A. Ramella, M.A. Pereyra, C.A. Barassi, and C.M. Creus. 2010. Changes in cucumber hypocotyl cell wall dynamics caused by Azospirillum brasilense inoculation. Plant Physiology and Biochemistry Journal. 48: 62-69.
· Porte, D., S.B. Gupta, A.K. Singh, T. Chowhury, D. Dash, and R. Soni. 2017. Evaluation of non-symbiotic nitrogen fixing bacterial influence on rhizobium nodulation behaviour in bacterial consortia. International Journal of Crop Research. 5(4): 1598-1602.
· Rezaei Chianeh, E., A. Dabbagh Mohammadi Nassab, M.R. Shakiba, K. Ghassemi Golezan., S. Aharizad, and F. Shekari. 2011. Intercropping of maize (Zea mays L.) and faba bean (Vicia faba L.) in different plant population densities. African Journal Agriculture Research. 6(7): 1786-1793.
· Sakhavi, S., R, Amini, M.R. Shakiba, and A. Dabbagh Mohammadi-Nasab. 2017. Effect of bio- and chemical fertilizers on grain and essential oil yield of cumin (Cuminum cyminum L.) in intercropping with faba bean (Vicia faba L.). Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 27(2): 49-63. (In Persian).
· Seyedi, M., J. Hamzei, G. Ahmadvand, and M.A. Abutalebian. 2012. The evaluation of weed suppression and crop production in barley-chickpea intercrops. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 22(3): 101-115.
· Singh, S., and K.K. Kapoor. 1998. Effects of inoculation of phosphatesolubilizing microorganisms and an arbuscular mycorrhizal fungus on mungbean grown under natural soil conditions. Mycorrhiza. 7: 249-253.
· Skiner, F.A., R.M. Boddey, and F. Ferninik. 1987. Nitrogen fixation with non-legumes. Kluwer Academic Publishers, Netherlands. Pp 230.
· Sharma, A.K. 2003. Biofertilizer for sustainable agriculture. Agrobios Publication, India.
· Stoltz, E., and E. Nadeau. 2014. Effects of intercropping on yield, weed incidence, forage quality and soil residual N in organically grown forage maize (Zea mays L.) and faba bean (Vicia faba L.). Field Crops Research Journal. 169: 21-29.
· Sullivan, P. 2003. Applying the principle of sustainable farming ATTRA national sustainable agriculture information service. Tehran Jehad Daneshgahi Press.45 pp. (In Persian).
· Trydemanknudsen, E., K. Marsal, and D. Ley. 2007. Cognitive function in young adults following intrauterine growth restriction with abnormal fetal aortic blood flow. Ultrasound Obstet Gynecol. 29(6): 614-618.
· Tuna, C., and A. Orak. 2007. The role of intercropping on yield potential of Common vetch/oat cultivated in pure stand and mixtures. Journal of Agricultural and Biological Science. 2: 14-19.
· Vandermeer, J. 1990. The Ecology of Intercropping. Cambridge Univercsity Press, Cambridge, UK, pp. 237.
· Vessey, J.K. 2003. Plant growth promoting rhizobateria as biofertilizer. Plant and Soil Journal. 255: 571-86.
· Welbaum, G.E., A.V. Sturz., Z. Dong, and J. Nowak. 2004. Managing soil microorganisms to improve productivity of agro-ecosystems. Critical Reviews in Plant Science. 23: 175-193.
· Yasari, E., and A.M. Patwardhan. 2007. Effects of Aztobacter and Azospirillium inoculations and chemical fertilizers on growth and productivity of canola. Asian Journal of Plant Science. 6: 77-82.
· Zaller, B.Z. 2007. Vermicomposting as a substitute for peat in potting media: Effect on germination, biomass allocation, yields and fruit quality of three tomato varieties. Science Horticulture. 112: 191-199.
Research Article DOI:
Journal of Crop Ecophysiology / Vol. 18, No. 3, 2024 177
|
Response of Intercopping of Potato (Solanum tuberosum L.) with Faba Bean (Vicia faba L.) and Pea (Pisum sativum L.) under Different Fertilizer Systems
R. Sarparast1, F. Zaefarian2*, H. Pirdashti3 and M. Mahmoudi4
Received: June 2022, Revised: 29 April 2023, Accepted: 6 August 2023
Abstract
In order to evaluate of yield and its components in the monocropping and intercropping of potato with faba beans and peas under the application of biofertilizers, organic and chemical fertilizers, a two-year field experiment (years 2018 and 2019) was carried out as a factorial based on RCB design with three repetitions at Gharakhil Agricultural Research Station. Treatments include different cultivation patterns (potato, faba bean and pea monocropping and intercropping of potato+faba bean and potato+pea) and the second factor was the application of fertilizer systems at seven levels including no fertilizer, application of Aztobacter as a biofertilizer, biochar as a organic fertilizer and urea as a chemical fertilizer, integrated application of 50% Aztobacter biofertilizer + 50% organic fertilizer, integrated application of 50% Aztobacter biofertilizer + 50% chemical fertilizer and integrated application of 50% chemical fertilizer + 50% organic fertilizer. Yields of potatoes, faba beans and peas in intercropping were superior to that of monocropping. Fertilizer systems had a very significant effect on potato tuber yields in two years of experiment, when the results of the mean comparison showed that the integrated application of biofertilizer + organic fertilizer caused increasing potato yield (29772 and 36178 kg.ha-1, respectively) in the first and second years of the experiment.The most traits attributed to faba beans such as the number of seeds in a pod, number of pods in a plant, length of pods, plant height and the yield of green pods of faba beans were obtained in the planting pattern of intercpping of faba beans + potatoes during two years. In addition, the results showed that in the first and second year, the highest yield of green bean pods (20804.2 and 22801.3 kg.ha-1, respectively) was obtained in integrated application of biological fertilizer + organic fertilizer and the highest pea yields in the first and second year (12104.6 and 11806.3 kg.ha-1, respectively) were obtained from the intercpping planting pattern of peas + potatoes along with the integrated application of chemical fertilizer + biological fertilizer. According to the results of this experiment, intercropping and integrated application of fertilizer increases the yield and yield components of all three agricultural species.
Key words: Azotobacter, Biochar, Yield, Biodiversity.
[1] 1- Ph.D. student of Agronomy, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
[2] 2- Professor of Agronomy, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
[3] 3- Professor of Agronomy, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
[4] 4- Research Assistant Professor, Soil and Water Research Department, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sari, Iran.
*Corresponding Authors: fa_zaefarian@yahoo.com