Determination of Suitable Irrigation Schedule Adapted to Plant Phenology for Seed Production of Berseem Clover (Trifolium alexandrinum L.) in North of Khuzestan Province
Subject Areas : Journal of Crop Ecophysiologyاحمدعلی شوشی دزفولی 1 * , mohammad khorramian 2 , سید احمد کلانتر احمدی 3 , سید حسین محمودی نژاد دزفولی 4
1 - ستادیار پژوهش بخش تحقیقات فنی مهندسی و کشاورزی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی صفیآباد، سازمان تحقیقات،
آموزش و ترویج کشاورزی،
2 - irrigation researcher
3 - مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد (دزفول)
4 - مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد
Keywords: Berseem clover, Deficit irrigation, Forage crops, Seed harvesting.,
Abstract :
Berseem clover (Trifolium alexandrinum L.) is one of the forage plants that can play an important role in adjusting the planting pattern and crop rotation. The North of Khuzestan is the most important area for the production of Berseem clover seeds in Iran and irrigation scheduling (IS) has a key role in Berseem clover seed production. In order to determine the most suitable irrigation based on the phenology of Berseem clover and its effect on seed yield, an experiment was conducted as a randomized complete block design with 6 treatments and 3 replications in Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center in cropping season 2019-2020. Treatments were applied based on irrigation or cessation irrigation at the beginning of flowering and maximum flowering, and then applying irrigation from the time of maximum flowering to seed maturity based on 80 or 120 mm evaporation from the class A evaporation pan. Results showed that the irrigation schedules had a significant effect on the total weight dry matter of forage production, clover straw yield (seed harvesting time), thousand seeds weight, number of inflorescences per square meter, seed yield and water productivity of Berseem clover (P˂0.05). The results showed that imposing drought stress at the start of flowering and irrigation at the maximum of this stage as well as that irrigation after 80 mm evaporation from a class A evaporation pan between maximum flowering until seed maturity is suitable irrigation program to achieve the optimal seeds (1237 kg.ha-1) of Berseem clover and also the optimal consumption of irrigation water (3521 m3.ha-1). It was also found that the maximum flowering stage in Berseem clover is the critical stage in terms of water in seed production fields, and the elimination of irrigation in this stage leads to decrease in Berseem clover seed yield by 50%.
• Alizadeh, A. 2020. Irrigation system design. Volume 1. Ferdowsi University of Mashhad Press. 456 pp. (In Persian).
• Allen, R.G., L.S. Pereira, D. Raes, and M. Smith. 1998. Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements) No.56. FAO Irrigation and Drainage Paper. 300 pp.
• Azizi, K.H. 2003. Influence of agro technical factor on seed bank in soil, establishment and natural self-regeneration of annual medics and reserve of soil moisture. Ph. D Thesis. Tarbiat Modaress University, Iran.125 pp. (In Persian).
• Clinton C.S., B.F.G. Erik, D.S. Lamont, and J. Clauzer. 2007. Deficit irrigation for optimum Alfalfa seed yield and quality. Agronomy Journal. 99(4): 992-998.
• Hanson, A.A., D.K. Barnes, and P.R. Hill. 1988. Alfalfa and Alfalfa Improvement. P.B. Madison, wisconson. U.S.A. 1084 pp.
• Khorramian, M, and A.A. Shoushi Dezfuli. 2008. Effects of irrigation regimes and row spacing on alfalfa seed yield in the North of Khuzestan. Seed and Plant Journal. 24(2): 295-308. (In Persian).
• Lannucci, A., and P. Martinello. 1997. Analysis of seed yield components in four Mediterranean annual clovers. Field Crops Research. 55(2): 235-243.
• Lannucci, A., M. Rascio, M. Russo, N. Difanzoand, and P. Martiniello. 2000. Physiological responses to water stress following a conditioning period in berseem clover. Plant and Soil. 223(1-2): 219-229.
• Russo, N., S. Difanzoand, and P. Martiniello. 2000. Physiological responses to water stress following a conditioning period in berseem clover. Plant and Soil. 223(1-2): 219-229.
• Martiniello, P. 1999. Effect of irrigation and harvest management on dry matter yield and seed yield of annual clovers grown in pure stand and in mixtures with graminaceous species in Mediterranean environment. Grass and Forage Science. 54(1): 52-61.
• Martin, R.J., R.N. Gillespie, and R.N. Mayley. 2003. Effect of timing and intensity of drought on the seed yield of white clover (Trifolium repens L.). In solutions for a better environment: Proceedings of the 11th Australian Agronomy Conference. Published as a CD. pp: 172-174.
• Oliva, R.N., J.J. Steiner, and W.C. Young. 1994a. White clover seed production. II. Soil and Plant water status on yield and yield components. Crop Science. 34(3):768-774.
• Oliva, R.N., J.J. Steiner, and W.C. Young. 1994b. Red clover seed production: II. Plant water status on yield and yield components. Crop Science. 34(1):178-184.
• Pacetti, L., R. Usi., M. Romani, P. Fraschini, and M. Sadis. 2012. Evaluation of berseem clover (Trifolium alexandrinum L.) germplasm in Sardina, Italy. Italian Journal of Agronomy. 7(28):203-213.
• Shoushi Dezfuli, A.A., M. Khorramian, and A. Assareh. 2019. Effect of Sowing and Irrigation Cutoff Date on Seed Yield and Irrigation Water Use Efficiency of Spring Berseem Clover in Khouzestan. Journal of Plant Productions. 41(4): 69-82. (In Persian).
• Sinha, N.C. and R.P. Singh. 1986. Physiological basis of irrigation scheduling for seed production in Egyption clover syn. Berseem (Trifolium alexandrnium L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 156(4): 246-252
• Taylor, N.L. 1985. Clover science and technology. Americans Society of Agronomy, Inc, Madison, Wisconsin, U.S.A. pp : 417- 421.
نشریه علمی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد هجدهم، شماره 3(71)، پاییز 1403، صفحه 226-211
|
مقاله پژوهشی DOI: 10.30495/JCEP.2023.1932890.1808
تعيين برنامه مناسب آبياري منطبق بر فنولوژي گيـاه براي توليد بذر شبدر برسيم (Trifolium alexandrinum L.) در شمال استان خوزستان
احمدعلی شوشی دزفولی1*، محمد خرمیان 2، سید احمد کلانتر احمدی1 و سید حسین محمودی نژاددزفولی4
تاریخ دریافت: 16/09/1401 تاریخ بازنگری: 25/11/1401 تاریخ پذیرش: 09/02/1402
چکیده
شبدر برسيم يكي از گياهان علوفه‌اي است که میتواند نقش مهمی در اصلاح الگوی کشت و تناوب زراعی داشته باشد. منطقه شمال خوزستان، مهم‌ترين ناحيه توليد بذر شبدر برسيم در ايران است و مديريت آبياري نقش مهمي در توليد بذر و علوفه شبدر برسيم دارد. بهمنظور تعيين برنامه آبياري منطبق بر فنولوژي شبدر برسیم و تأثير آن بر عملكرد بذر، آزمايشي در قالب طرح بلوكهاي كامل تصادفي با 6 تيمار و 3 تكرار در مركز تحقيقات و آموزش كشاورزي و منابع طبیعی صفي‌آباد دزفول در سال زراعی 1399-1398 انجام شد. تيمارها بر اساس آبیاری یا قطع آبیاری در مراحل شروع گلدهی و حداکثر گلدهی و سپس اعمال آبياري‌ها از زمان حداكثر گل‌دهي تا رسيدگي دانه براساس 80 یا 120 میلیمتر تبخير از تشتک کلاس A اعمال شدند. نتايج نشان داد که تيمارهاي آبياري تاثیر معنیداری در سطح احتمال پنج درصد بر وزن کل ماده خشک علوفه تولیدی (مجموع چهار چین)، عملکرد کاه شبدر (زمان برداشت بذر)، وزن هزار دانه، تعداد گل آذين در مترمربع، عملكرد بذر و بهرهوری آب شبدر برسيم دارد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد كه تیمار اعمال تنش خشكي در شروع مرحله گل‌دهي و آبياري در زمان حداكثر گل‌دهي و سپس آبياري براساس80 ميلي‌متر تبخير از تشتك تبخير در فاصله زمانی مرحله حداكثر گل‌دهي تا رسيدگي بذر، مناسب‌ترين برنامه آبياري براي دستيابي به میزان مطلوب بذر شبدر برسیم (1237 کيلوگرم در هکتار) و همچنین مصرف بهینه آب آبیاری (3521 متر مکعب در هکتار) میباشد. همچنين مشخص شد که مرحله حداکثر گل‌دهي در شبدر برسيم، مرحله بحراني از نظر آب در مزرعه‌هاي توليد بذر است و حذف آبياري در این مرحله باعث کاهش 50 درصدي عملکرد بذر شبدر برسيم میشود.
واژگان کلیدی: بذرگیری، شبدر برسیم، کم آبیاری، گیاهان علوفهای
[1] 1- استادیار پژوهش، بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، دزفول، ایران.
2- استادیار پژوهش، بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، دزفول، ایران.
3- استادیارپژوهش بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، دزفول، ایران.
نگارنده مسئول aashoushi@gmail.com
مقدمه
شبدر برسيم يا مصري (Trifolium alexandrinum L.) گياهي يك ساله و ديپلوئيد است و کشت آن در سطح وسيعي از مناطق جنوب غرب آسيا انجام مي‌شود (Pacetti et al., 2012). استان خوزستان با سطح زيركشت در حدود 1000 هكتار شبدر برسيم بذري، در مقايسه با ساير مناطق كشور عملکرد بالاتري داشته و به‌دليل کيفيت بالاي بذرهاي توليدي، از ديرباز، بذر مورد نياز مناطق مختلف ايران را تأمين کرده است (Shoushi Dezfuli et al., 2019). مهم‌ترين عوامل مؤثر بر عملكرد بذر گياهان علوفه‌اي مانند شبدر برسيم، مديريت آبياري در زمان بذرگيري، حشرات گرده‌افشان و كنترل آفات، بيماري‌ها و علف‌هاي هرز است (Hanson et al., 1988). شبدر برسيم، بمانند يونجه (Medicago sativa L.) نسبت به خشكي مقاوم است (Taylor, 1985). بررسی‌ها نشان داده كه بهترين برنامه زماني براي افزايش توليد بذر شبدر برسيم، زماني است که رشد رويشي مطلوب و حداكثر گل‌دهي تأمين شود و براي تأمين اين شرايط بايد از تنش آبي در مرحله گل‌دهي شبدر جلوگيري كرد (Taylor, 1985). سينها و سينگ (Sinha and Singh, 1986) براي تعيين مراحل فيزيولوژيكي بحراني گياه شبدر برسيم، برنامه‌هاي مختلف آبياري را براساس مراحل فنولوژيكي شامل مرحله رشد دوباره (بازرویی)، شروع گل دهي، حداكثر گل‌دهي، تشكيل و رسيدگي بذر بررسي كرده و نشان دادند كه آبياري در سه مرحله رشد دوباره، حداكثر گل‌دهي و تشكيل بذر براي دست يافتن به حداكثر پتانسيل بذر شبدر برسيم ضروري است. بررسي اثر رطوبت خاك و آب بر عملكرد و اجزاء عملكرد بذر شبدر سفيد (Trifolium repens) نشان داد که شرايطي که سبب رشد رويشي بيش از حد مي‌شود، از طريق كاهش تراكم گل، باعث كاهش عملكرد بذر مي‌شود (Oliva et al., 1994 a,b). لانوسي و مارتينلو (Lannucci and Martinello, 1997) با مقايسه چهار گونه شبدر يك‌ساله به نام‌هاي شبدر ايراني (Trifolium resupinatum L.)، برسيم (Trifolium alexandrinum L.)، کريمسون (Trifolium incarnatum L.) و اسکوارسم (Trifolium squarrosum L.) در دو حالت آبياري و بدون آبياري در يک دوره دو ساله نشان دادند كه بين گونه‌هاي مورد بررسي، شبدر برسيم بيشترين دوره رشد رويشي را داشته است و عملكرد بذر آن در اثر تنش خشكي در زمان تشكيل و پر شدن دانه به شدت كاهش يافت. از طرفي نتايج آزمايشي در جنوب ايتاليا نشان داد كه عملكرد ماده خشك و عملكرد بذر در شبدر برسيم در كرت‌هاي آبياري نشده به ترتيب 40 و 49 درصد كمتر از كرت‌هاي آبياري شده است (Martiniello, 1999). اعمال چهار تيمار آبياري براساس ظرفيت مزرعه روي پنج رقم شبدر برسيم نشان داد كه تنش خشكي، ميزان تحمل به تنش خشكي را از طريق حفظ شرايط آبي برگ‌ها افزايش میدهد و پنج كولتيوار شبدر برسيم از نظر عوامل رشدي با هم تفاوت داشتند، ولي عكس‌العمل فيزيولوژيكي آن‌ها به كمبود آب مشابه بود (Lannucci et al., 2000). مارتين و همکاران (Martin et al., 2003) در آزمايشي در نيوزيلند به بررسي تأثير زمان و شدت تنش خشكي بر عملكرد بذر شبدر سفيد پرداختند. تيمارها شامل تنش خشكي در زمان‌هاي مختلف رشد گياه از پايان فصل زمستان تا قبل از برداشت شبدر بود. نتايج نشان داد كه بين عملكرد ماده خشك و ميزان آبياري يك رابطه خطي وجود داشته و با افزايش مقدار آب آبياري ميزان ماده خشك توليدي نيز افزايش مییابد، در حالي‌كه كمترين عملكرد بذر مربوط به تيمار با حداكثر مقدار آبياري بود و بيشترين عملكرد بذر از آبياري با فواصل 3 تا 4 هفته اي به دست آمد. کلينتون و همکاران (Clinton et al., 2007) براي اعمال کم‌آبياري يونجه از روش آبياري قطره‌اي زيرسطحي استفاده کردند. به اين‌شكل که قبل از گل‌دهي تمام مزرعه به صورت يکنواخت آبياري شد و پس از گل‌دهي، چهار سطح آبياري 20، 40، 60 و 80 درصد نياز آبي گياه را اعمال کردند. اين پژوهش‌گران با استفاده از بهينه‌يابي تابع توليد، آبياري بر اساس 50 درصد نياز آبي را براي توليد بذر يونجه پیشنهاد دادند. ضمن آنکه نتايج آن‌ها نشان داد که افزايش مقدار آب آبياري سبب توليد بذر سخت و نامرغوب شد. بررسي‌هاي خرميان و شوشي‌دزفولي (Khorramian and Shoushi Dezfuli, 2008) براي تعيين رژيم آبياري و فاصله رديف مناسب براي بذرگيري يونجه بغدادي در شرايط آب و هوايي شمال خوزستان نشان داد که از بين چهار رژيم آبياري پس از 100، 150، 200 و 250 ميلي‌متر تبخير از تشتك تبخير و فواصل رديف 50، 60 و 75 سانتي‌متر، آبياري براساس 250 ميلي‌متر تبخير به‌دليل بالا بودن كارايي مصرف آب آبياري (598/0 كيلوگرم بر مترمكعب) و فاصله رديف 75 سانتي‌متر به دليل عملكرد بذر بيشتر (7/178 كيلوگرم در هكتار) و درصد جوانه‌زني بالاتر (5/80 درصد) بهتر از تيمارهاي ديگر بود. نتايج پژوهش‌هاي بالا نشان میدهد كه مديريت مناسب آبياري یکی از عوامل مؤثر در جهت افزايش عملكرد بذر شبدر ودیگر گیاهان علوفهای است. از طرف ديگر با توجه به اينكه شبدر برسيم يكي از گياهان مهم علوفه‌اي است و نقش مهمي در الگوي كشت مزرعه‌هاي زير شبكه آبياري سد دز دارد، لذا اين پژوهش با هدف افزايش ميزان عملكرد بذر شبدر برسيم از طريق اعمال برنامه مناسب آبياري در شرايط آب و هوايي خوزستان انجام شد.
مواد و روش‌ها
براي تعيين مناسب‌ترين برنامه آبياري بر اساس مراحل فنولوژي گيـاه و تأثير آن بر عملكرد و اجزا عملكرد بذر شبدر برسيم، اين پژوهش در قالب طرح بلوك هاي كامل تصادفي با 3 تكرار و 6 تيمار در اراضي مرکز تحقيقات و آموزش کشاورزي و منابع طبیعی صفي‌آباد دزفول در 20 شهریورماه سال زراعی 1399-1398 اجرا شد. رقم شبدر برسیم مورد استفاده رقم کارمل در طبقه مادری و تولید شده توسط کشت و صنعت شهید رجایی دزفول در سال 1397 بود. در جدول 2 خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک تا عمق 30 سانتي‌متري نشان داده شده است. خاک محل آزمايش داراي بافت لوم رسي سيلتي با زهکشي طبيعي بود. پس از تهيه زمين (شامل گاوآهن، دو ديسك عمود برهم و ماله در شهريور ماه)، بر اساس نتايج آزمون خاک مقدار 250 كيلوگرم فسفات آمونيم در هكتار، 100کیلوگرم سولفات پتاسیم و 100 كيلوگرم اوره در هكتار (بهمنظور تجزیه بقایای گیاهی بجامانده از کاه کلش گندم مربوط به کشت قبل50 کیلوگرم اوره بیشتر از توصیه کودی استفاده شد) در محل آزمايش پخش و با ديسك با خاك مخلوط شد و سپس با دستگاه فاروئر، پشته‌هايي با فاصله 60 سانتي‌متر ايجاد شد. عمليات کاشت بذر شبدر برسيم در 20 مهر با استفاده از بذركار آزمايشي به ميزان 20 کيلوگرم در هکتار انجام شد. هر کرت شامل 14 پشته به طول 10 متر بود که در آن فاصله بين تکرارها 5 متر و فاصله بين تيمارها 2 متر در نظر گرفته شد. غالب علفهای هرز مزرعه آزمایشی شامل کاسنی (Cichorium intybus) و چچم (Lolium temulentum) بود. جهت كنترل علف‌هاي هـرز از سموم علف‌كش بازاگران (به میزان 2 لیتر در هکتار) و سوپرگالانت (به میزان 1 لیتر در هکتار) در مرحله 4 تا 5 برگي شبدر استفاده شد. چين‌برداري ها در سه نوبت به ترتیب در اول دي ماه، 15 بهمن ماه و 25 اسفند ماه (چین مختص بذر) انجام شد. پس ازچين‌برداري سوم، براي فراهم نمودن رشد رويشي مناسب، تمام كرت‌ها به‌صورت يکسان آبياري شدند و سپس براساس سه مرحله فنولوژیکی دوره زایشی گیاه شامل زمان شروع گلدهی، زمان اوج گلدهی و دوره زمان اوج گلدهی تا زمان رسیدگی، آبیاریها انجام شد. تيمارهاي آبياري براساس آبیاری و عدم آبیاری در زمان شروع گلدهی و اوج گلدهی و از زمان حداکثر گلدهی تا زمان رسیدگی بذر بر اساس تبخیر از تشتک تبخیر اعمال شد (جدول 1). برای تعیین مقدار آب مورد نیاز رطوبت خاک قبل از هر نوبت آبیاری تا عمق 60 سانتی متر به روش وزنی اندازه گیری شد. آبیاری‌های مرحله شروع تا اوج گلدهی بر مبنای تخلیه آب سهل الوصول صورت گرفت (Allen et al., 1998). به اینصورت که در تیمار T1 و T2 در مراحل شروع و حداکثر گلدهی آب مورد نیاز را دریافت نموده، اما در مراحل بعدی فواصل نوبت های آبیاری در این تیمارها به ترتیب بر مبنای 80 و 120 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر بود. تیمار T3 در مراحل شروع و حداکثر گلدهی به ترتیب بدون آبیاری و آبیاری و در مراحل بعدی برمبنای 120 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر آبیاری شدند. تیمار T4 برخلاف تیمار T3 در دو مرحله شروع و اوج گلدهی به ترتیب آبیاری و عدم آبیاری و در مراحل بعدی برمبنای 80 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر آبیاری شدند. تیمار T5 و T6 در مراحل شروع و حداکثر گلدهی بدون آبیاری و در مراحل بعدی فواصل نوبت های آبیاری در این تیمارها به ترتیب بر مبنای 120 و 80 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر بود. قبل از اعمال تيمارهاي آبياري فلوم‌هاي نوع WSC برای هر کرت نصب و ميزان آب ورودي به کرتها اندازهگیری شد. مقدار عمق آب آبياري با توجه به رشد گياه و ميزان كمبود رطوبت خاك از اختلاف بين رطوبت نقطه ظرفيت زراعي و مقدار رطوبت خاك قبل از شروع آبياري با استفاده از رابطه 1 محاسبه شد (Alizadeh, 2020). سپس با توجه به سطح هر کرت، حجم آب محاسبه و به گياه داده شد (جدول 3).
(۱) | Zreq= (FC-θ)*ρb*RZ/(100Ea) |
در رابطه بالا FC و θ به ترتيب ظرفيت مزرعه (22 درصد وزنی) و رطوبت خاك قبل از آبیاری در عمق توسعه ريشه بر حسب درصد وزني، RZ عمق توسعه ريشه که در این مطالعه 60 سانتی متردر نظر گرفته شد، ρbوزن مخصوص ظاهري خاك، 64/1 گرم بر سانتي‌متر مکعب و Ea بازده آبياري است. با توجه به طول اندک جویچه ها و دقت در آبیاری، راندمان آبیاری 80 درصد درنظر گرفته شد (Alizadeh, 2020).
آمار بارندگي، متوسط حداقل و حداکثر دماي شبانه‌روزي به صورت ماهانه و تبخير تجمعي در طول انجام اين پژوهش از کاشت تا برداشت بذر شبدر برسيم در جدول 4 نشان داده شده است. ميانگين دما در زمان کاشت (مهرماه) حدود 9/27 درجه سلسیوس و تبخير تجمعي از تشتک تبخير 3/215 ميلي‌متر بود (جدول 4). در مهر ماه بارندگي صورت نگرفت و بنابراين براي سبز شدن و استقرار گياه، همه کرتها به صورت يکسان آبياري شدند. بارندگي فروردين ماه به ميزان 7/38 ميلي‌متر بود. شکل 1 وضعيت توزيع بارندگي و ميزان تبخير در دهه‌هاي مختلف فصل زراعي رشد شبدر برسيم را نشان مي‌دهد.
صفات مورد بررسي شامل عملكرد بذر، ماده خشک علوفه تولیدی قبل از اعمال تیمار (مجموع چین اول، دوم و سوم)، وزن کل ماده خشک علوفه تولیدی (مجموع چهار چین)، تعداد دانه در گل‌آذين، وزن هزار دانه، تعداد گل‌آذين در يك مترمربع، بهرهوری آب، عملکرد کاه شبدر (زمان برداشت بذر)، قوه ناميه و سختي بذر بود. براي اندازه‌گيري تعداد دانه در گل‌آذين، 100 گل‌آذين به‌صورت تصادفي انتخاب كرده و پس از جدا كردن دانه از گل‌آذين، تعداد دانه با بذر‌شمار الكتريكي مدل Contador شمرده شد. براي تعيين وزن هزار دانه، نمونه 5 گرمي بذر شبدر برسيم از هر كرت با مقسم بذر مدلA/S Rationel تهيه و تعداد بذر در آن شمارش و وزن هزار دانه محاسبه شد. براي تعيين عملكرد بذر و عملكرد علوفه توليدي (علوفه به‌جا مانده بعد از برداشت بذر) رديف اول و آخر و نيم متر ابتدا و انتهاي هر كرت بهعنوان حاشيه کرت حذف و بقيه كرت (با مساحت 8/64 متر مربع) برداشت شد. براي برآورد ميزان ماده خشک علوفه قبل از اعمال تيمار (براي آزمون يکنواختي کرت‌هاي آزمايشي قبل از اعمال تيمارهاي آبياري) در مرحله اول ميزان علوفه تر مربوط به سه چين برداشت شده در اول دي ماه، 15 بهمن ماه و 25 اسفند ماه (با حذف رديف اول و آخر و نيم متر ابتدا و انتهاي هر كرت بهعنوان حاشيه و به مساحت 8/64 متر مربع) اندازه‌گيري شد. سپس يک نمونه دو کيلوگرمي از علوفه تر هر کرت در هنگام چين‌برداري تهيه و در آون با دماي 70 درجه سلسیوس و به مدت 48 ساعت قرار دادهشد و از اين طريق درصد ماده خشک محاسبه شد. از حاصل‌ضرب درصد ماده خشک در وزن علوفه تر توليدي، وزن علوفه خشک قبل از اعمال تيمار به دست آمد. مجموع وزن ماده خشک علوفه قبل از اعمال تيمار به همراه وزن کاه توليدي در هنگام برداشت بهعنوان وزن کل ماده خشک علوفه توليدي درنظر گرفته شد. مراحل تعيين قوه ناميه و سختي بذر به اين صورت انجام شد که پس از جدا كردن مواد همراه و بذرهاي علف‌هاي هرز، با استفاده از مقسم بذر بورنر يك ريز نمونه در حد 10 گرم به دست آورده و از آن نمونه به طور تصادفي 400 بذر براي آزمون جوانه‌زني انتخاب شد و به‌صورت تصادفي در 4 پتري ديش هرکدام شامل 100 بذر كه كف آن با كاغذ صافي پوشانده شده بود، قرار گرفت و در ژرميناتور با دماي 25 درجه سلسیوس گذاشته شد. شمارش اول پس از 4روز و شمارش نهايي پس از 10روز انجام شد. پس از شمارش نهايي درصد گياهچه‌هاي سالم و بذرهاي سخت (بذرهايي كه آب جذب نمي‌كنند و تا پايان مدت جوانه‌زني همچنان سخت باقي مي‌مانند) اندازه‌گيري شد (Azizi, 2003). بهمنظور بررسي وجود و چگونگي روابط رگرسيوني بين خصوصيات مورد بررسي و صفت عملكرد بذر، ابتدا جدول تجزيه واريانس رگرسيوني بين عملكرد بذر و ديگر صفات محاسبه شد و سپس رابطه رگرسيوني بين عملكرد بذر و ديگر خصوصيات مورد بررسي برآورد شد. داده‌هاي به دست آمده با نرم افزار SAS 9.1 تجزيه و تحليل شد. ميانگين‌ها نيز با استفاده از آزمون چند دامنه‌اي دانکن مقايسه و نمودارها با نرم افزار EXCEL رسم شدند.
نتایج و بحث
همان طوري که در شکل 1 مشاهده مي‌شود فقط بارندگي مؤثر در زمان اعمال تيمارها يعني دهه اول فروردين ماه و به ميزان تجمعي 25 ميلي‌متر در روزهاي 7 تا 9 فروردين ماه اتفاق افتاد. همين امر سبب شد تا نياز آبي در ارديبهشت ماه افزايش يافته و فواصل آبياري کوتاه‌تر شود، به طوري که بيشترين تعداد آبياري‌ها براي تيمارهاي مختلف آبياري در ارديبهشت ماه اتفاق افتاد (جدول 3). شکل 2 مقدار آب آبياري مصرف شده براي هر يك از تيمارهاي آبياري را نشان مي‌دهد. مقادير آب مصرفي در دوره اعمال تيمارها متغير بود، به طوري كه تيمار T1 بيشترين مقدار آب مصرفي به ميزان 4242 مترمكعب در هكتار و تيمار T6 كمترين مقدار آب مصرفي به ميزان 2897 مترمكعب در هكتار را به خود اختصاص داد. نتايج حاصل از تجزيه واريانس داده‌هاي به دست آمده براي خصوصيات مورد بررسي و مقايسه ميانگين ارقام مورد بررسي به روش دانكن بهترتيب در جدول‌هاي 5 و 6 آمده است. نتايج حاصل از تجزيه واريانس كليه خصوصيات مورد بررسي نشاندهنده وجود اختلاف معني‌دار بين برنامه های مختلف آبیاری مورد بررسي براي صفات وزن کل ماده خشک علوفه تولیدی (مجموع چهار چین)، عملکرد کاه شبدر (زمان برداشت بذر)، وزن هزار دانه، تعداد گل آذين در مترمربع، عملكرد بذر و بهرهوری آب بود (جدول 5). نتايج حاصل از مقايسه ميانگين (جدول 6) نشان داد كه عملكرد بذر مربوط به تيمارهاي T1، T2 و T4 بهترتيب با مقادير 1273، 1208و 1237 كيلوگرم در هكتار در يک گروه آماری و بالاتر از سه تيمار ديگر بود. آبياري در مراحل شروع و حداکثر گل‌دهي و سپس آبياري براساس 80 ميلي‌متر تبخير از تشتک (تيمار آبياري زياد) سبب شد تا بيشترين عملکرد بذر (1273 کيلوگرم در هکتار)، کاه شبدر و ماده خشک علوفه تولیدی (مجموع چهار چین) به دست آيد. هرچند که برای صفات مذکور تیمار T1، اختلاف معنی داری با تیمارهای T2، T3 و T4 در سطح معنی دار 5 درصد نداشت و همه در یک گروه آماری قرار داشتند. مارتين و همکاران (Martin et al., 2003) نيز نشان دادند که در گیاه شبدر سفید (Trifolium repens L.) با افزايش مقدار آب آبياري ميزان ماده خشك توليدي نيز به‌صورت خطي افزايش يافت. مقايسه دو تيمار T1 و T4 نشان مي‌دهد که با يک آبياري کمتر در تيمار T4 مي‌توان عملکردي مشابه با تيمار T1 به‌دست آورد. برتري اين شيوه مديريت آبياري در آن است که با حذف يک آبياري در زمان شروع گل‌دهي مي‌توان کارايي مصرف آب را بدون کاهش عملکرد بذر افزايش داد.
تيمار T6 با توليد 577 كيلوگرم بذر درهكتار، كمترين عملكرد بذر را در بين مديريت‌هاي مختلف آبياري داشت. زيرا در دو مرحله شروع و اوج گل‌دهي هيچ‌گونه آبياري انجام نشد. صفت تعداد گل‌آذين در متر مربع روندی مشابه صفت عملكرد بذر داشت بهطوریکه بيشترين تعداد گل‌آذين در متر مربع مربوط به تيمارهاي T1، T2 و T4 بهترتيب با تعداد گل‌آذين 900، 843 و 869 گل‌آذين در مترمربع و كمترين تعداد گل‌آذين در متر مربع مربوط به تيمار T6 (366 گل‌آذين در مترمربع) بود. برخلاف صفت عملكرد بذر و تعداد گل‌آذين در مترمربع بيشترين وزن هزار دانه مربوط به تيمارهای T6 (4/3 گرم) و T5 (29/3 گرم) و كمترين وزن هزار دانه مربوط به تيمارهای T1، T2 T3 و T4 بود. این وضعیت بیانگر تغییرات غیر همسو وزن هزار دانه با صفت عملکرد بذر و تعداد گل آذین در متر مربع بود. ميزان کل ماده خشك علوفه توليدي و کاه شبدر تولیدی روند مشابهي داشتند. به طوري که بيشترين ميزان کاه شبدر و کل ماده خشك علوفه توليدي مربوط به تيمار های T1، T2، T3 و T4 و كمترين ميزان كاه و کل ماده خشك علوفه توليدي مربوط به تيمارهای T6 (با كاه 4207 و کل ماده خشك علوفه توليدي 10667 كيلوگرم در هكتار) و T5 (با كاه 4773 و کل ماده خشك علوفه توليدي 11320 كيلوگرم در هكتار) بود. علیرغم اینکه تیمارهای T1 تا T4 در یک سطح آماری قرار داشتند، تيمار T4 بيشترين بهرهوری مصرف آب در بين تيمارهاي مورد بررسي (35/0 كيلوگرم بر مترمكعب) را داشت. از طرفی تيمارهاي T5 و T6 با وجود مصرف آب كمتر حداقل كارايي مصرف آب (بهترتيب 28/0و 2/0 كيلوگرم بر مترمكعب) را داشتند. از اين‌رو مي‌توان گفت که در شبدر برسيم اعمال يك تنش خشكي در زمان شروع گل‌دهي و آبياري در زمان حداكثر گل‌دهي و سپس آبياري براساس80 ميلي‌متر تبخير از تشتك تبخير در بازه زمانی حداكثر گل‌دهي تا زمان رسيدگي بذر (تيمار T4) سبب توليد بذر مطلوب (1237 کيلوگرم در هکتار) و بهره وری مناسب آب (35/0 کیلوگرم در متر مکعب بر هکتار) مي‌شود (شکل 3).
نتيجه به دست آمده از اين آزمايش، با نتايج حاصل از پژوهش‌هاي سينها و سينگ (Sinha and Singh, 1986) همچنين اليوا و همکاران (Oliva et al., 1994 a, b) هماهنگي داشت و نشاندهنده آن است که اعمال يک تنش خشکي در زمان شروع گل‌دهي سبب تحريک به گل‌انگيزي بيشتر در شبدر برسيم مي‌شود. همچنين، کاهش 50 درصدي عملکرد بذر شبدر برسيم به خاطر حذف آبياري در مرحله حداکثر گل‌دهي (تفاوت تيمار T4 و T6 در يک آبياري در زمان حداکثر گل‌دهي بوده و ميانگين تفاوت عملکرد اين دو تيمار 660 کيلوگرم در هکتار است)، بيانگر اهميت آبياري در مرحله حداکثر گل‌دهي است. بهعبارت ديگر، مرحله حداکثر گل‌دهي در شبدر برسيم، مرحله بحراني از نظر آب در مزرعه‌هاي توليد بذر است. بررسي‌هاي برخي پژوهش‌گران نيز نشان داده كه تنش آبي در دوره گل‌دهي باعث كاهش عملكرد بذر مي‌شود (Taylor, 1985). نتايج حاصل از جدول تجزيه واريانس رگرسيوني خصوصيات مورد بررسي و عملكرد بذر نشان داد كه رگرسيون معني‌داري در سطح احتمال يك درصد بين صفات مورد بررسي و عملكرد بذر وجود دارد(جدول 7). ضريب تبيين بالا (989/0) نشاندهنده آن بود كه خصوصيات مورد بررسي در این پژوهش، تعيين کننده حدود 99 درصد از تغييرات در عملكرد بذر شبدر برسيم است.
جدول 8 ضريب‌هاي رگرسيوني ساده بين عملكرد بذر و ديگر خصوصيات مورد بررسي با ضريب تبيين اصلاح نشده 993/0 و اصلاح شده 989/0 را نشان مي‌دهد. صفات کل ماده خشک علوفه تولیدی چهار چین و عملکرد کاه شبدر داراي شيب خط کم (بهترتيب 045/0، 0118/0-) و صفات وزن هزار دانه، كارايي مصرف آب، تعداد دانه در گل‌آذين و تعداد گل‌آذين در متر مربع شيب خط بالايي دارند. درنتيجه، صفات اخير را مي‌توان صفات مؤثر در افزايش عملكرد بذر در شبدر برسيم معرفي كرد.
نتیجهگیری کلی
براساس نتایج حاصله از این تحقیق بیشترین عملکرد بذر شبدر برسیم مربوط به تیمارهای T1، T2 و T4 می باشد. مقایسه این سه مدیریت آبیاری نشان میدهد که تیمار T4 بدلیل کاهش يک نوبت آبياري نسبت به تیمار T1 (تعداد دفعات آبیاری در تیمارT4 و T2، 4 بار و در تیمار T1، 5 بار بود) و همچنین صرفهجویی در مقدار آب مصرفی در مقایسه با تیمارهای T1 و T2 (مقدار آب مصرفی در تیمارT4 ، 3521 متر مکعب در هکتار، در تیمار T2 3879 متر مکعب در هکتار و در تیمار T1، 54242 متر مکعب در هکتار بود) بهعنوان تیمار برتر در این پژوهش می باشد. بهعبارت دیگر حذف يک نوبت آبياري در زمان شروع گل‌دهي و آبياري در زمان حداكثر گل‌دهي و سپس آبياري براساس80 ميلي‌متر تبخير از تشتك تبخير از زمان حداكثر گل‌دهي تا زمان رسيدگي بذر (تيمار T4)، در مزارع بذری شبدر برسیم سبب تولید بذر مناسب (1237 کيلوگرم در هکتار) و همچنین استفاده بهینه از آب شده است.
سپاسگزاری
از سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بابت تامین مالی این تحقیق و همچنین از کلیه پرسنل مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد دزفول به خاطر همکاری در طول انجام این پژوهش، تشکر و قدردانی میگردد.
جدول 1- برنامه آبياري تيمارهاي مختلف بر اساس مراحل مختلف فنولوژي گياه شبدر برسيم Table 1- Irrigation schedule of different treatments based on different phenology stages of Berseem clover plant
| |||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 2- خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک مزرعه Table 2- Physical and chemical properties of farm soil
جدول 3- تعداد و تاريخ آبياري‌ها در تيمارهاي مختلف از زمان اعمال تيمارها Table 3- The number and date of irrigation in different treatments since the application of the treatments
(*): آبياري بر اساس 80 ميلي‌متر تبخير از تشتک تبخير از اوج گل دهي تا رسيدگي فيزيولوژيکي بذر (*): Irrigation based on 80 mm of evaporation from the evaporation pan from the peak of flowering until the physiological maturity of the seed. (**): آبياري بر اساس 120 ميلي‌متر تبخير از تشتک تبخير از اوج گل‌دهي تا رسيدگي فيزيولوژيکي بذر (**): Irrigation based on 120 mm of evaporation from the evaporation pan from the peak of flowering until the physiological maturity of the seed.
جدول 4- ميانگين برخي شاخص هاي هواشناسي محل اجراي پژوهش در سال زراعي 1400- 1399 Table 4- The average of some meteorological indicators of the research farm in 2020-2021
|
شکل 1- متوسط تبخير روزانه و بارندگي تجمعي در طول فصل زراعي شبدر برسيم Figure 1- Average daily evaporation and cumulative rainfall during the crop season of Berseem clover
|
جدول 5- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) عملکرد و اجزای عملکرد شبدر برسیم در برنامه های آبیاری مختلف Table 5- Analysis of variance (mean squares) of yield and yield components of Berseem clover in different irrigation schedules
ns: غیر معنی دار، * و ** به ترتیب معنی دار در سطح احتمال خطای 5% و 1%. ns: non significant, * and ** significant at the 5% and 1% probability levels, respectively.
ادامه جدول 5- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) عملکرد شبدر برسیم و دیگر صفات مورد بررسی در برنامه های آبیاری مورد مطالعه Continued table 5- Analysis of variance (mean squares) of Berseem clover yield and other investigated traits in different irrigation schedules
ns: غیر معنی دار، * و ** به ترتیب معنی دار در سطح احتمال خطای 5% و 1%. ns: non-significant, * and ** significant at the 5% and 1% probability levels, respectively. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
جدول 6- نتایج مقایسه میانگین عملکرد شبدر برسیم و برخی صفات مورد بررسی در برنامه های آبیاری مورد مطالعه Table 6- The results of comparing the average yield of Berseem clover and other investigated traits in different irrigation schedules
در هر ستون میانگینهای دارای حروف مشابه بر اساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد تفاوت معنیدار با هم ندارند. Means in each column followed by similar letter(s) are not significantly different at 5% probability level based on Duncan test.
ادامه جدول 6- Table 6-- Continued
در هر ستون میانگینهای دارای حروف مشابه بر اساس آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد تفاوت معنیدار با هم ندارند. Means in each column followed by similar letter(s) are not significantly different at 5% probability level based on Duncan test. |
جدول7- نتايج تجزيه واريانس رگرسيوني بين عملكرد و اجزاي عملکرد شبدر برسيم
Table 7- The results of regression analysis of variance between yield and components of Berseem clover yield
عامل (Factor) | درجه آزادي (df) | ميانگين مربعات (mean squares) |
رگرسيون (Regression) | 6 | 282637** |
باقيمانده (Residual) | 11 | 1137 ns |
كل (Total) | 17 |
|
ns: غیر معنی دار، * و ** به ترتیب معنی دار در سطح احتمال خطای 5% و 1%.
ns: non significant, * and ** significant at the 5% and 1% probability levels, respectively
جدول 8- ضريب‌هاي رگرسيون ساده بين عملكرد بذر شبدر برسیم و صفات مورد بررسی
Table 8- Simple regression coefficients between Berseem clover seed yield and investigated traits
خطاي استاندارد Standard error | ضريب رگرسيون Coefficient of regression | صفات Traits |
-0.069 | 0.045ns | عملکرد کاه شبدر در زمان برداشت Clover straw yield (harvest date) |
84.8 | 275.2** | وزن هزار دانه 1000-KW |
3.35 | 18.5** | تعداد دانه در گل‌آذين Number of seeds in inflorescence |
-923.2 | 1.29** | تعداد گل آذين در مترمربع Number of inflorescences per square meter |
219.1 | 39.4** | كارايي مصرف آب Water efficiency |
-.00589 | -0. 0118ns | کل ماده خشک علوفه تولیدی چهار چین Total forage dry matter (sum of four cuttings) |
ns: غیر معنی دار، * و ** به ترتیب معنی دار در سطح احتمال خطای 5% و 1%.
ns: non significant, * and ** significant at the 5% and 1% probability levels, respectively.
منابع مورد استفاده References
· Alizadeh, A. 2020. Irrigation system design. Volume 1. Ferdowsi University of Mashhad Press. 456 pp. (In Persian).
· Allen, R.G., L.S. Pereira, D. Raes, and M. Smith. 1998. Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements) No.56. FAO Irrigation and Drainage Paper. 300 pp.
· Azizi, K.H. 2003. Influence of agro technical factor on seed bank in soil, establishment and natural self-regeneration of annual medics and reserve of soil moisture. Ph. D Thesis. Tarbiat Modaress University, Iran.125 pp. (In Persian).
· Clinton C.S., B.F.G. Erik, D.S. Lamont, and J. Clauzer. 2007. Deficit irrigation for optimum Alfalfa seed yield and quality. Agronomy Journal. 99(4): 992-998.
· Hanson, A.A., D.K. Barnes, and P.R. Hill. 1988. Alfalfa and Alfalfa Improvement. P.B. Madison, wisconson. U.S.A. 1084 pp.
· Khorramian, M, and A.A. Shoushi Dezfuli. 2008. Effects of irrigation regimes and row spacing on alfalfa seed yield in the North of Khuzestan. Seed and Plant Journal. 24(2): 295-308. (In Persian).
· Lannucci, A., and P. Martinello. 1997. Analysis of seed yield components in four Mediterranean annual clovers. Field Crops Research. 55(2): 235-243.
· Lannucci, A., M. Rascio, M. Russo, N. Difanzoand, and P. Martiniello. 2000. Physiological responses to water stress following a conditioning period in berseem clover. Plant and Soil. 223(1-2): 219-229.
· Russo, N., S. Difanzoand, and P. Martiniello. 2000. Physiological responses to water stress following a conditioning period in berseem clover. Plant and Soil. 223(1-2): 219-229.
· Martiniello, P. 1999. Effect of irrigation and harvest management on dry matter yield and seed yield of annual clovers grown in pure stand and in mixtures with graminaceous species in Mediterranean environment. Grass and Forage Science. 54(1): 52-61.
· Martin, R.J., R.N. Gillespie, and R.N. Mayley. 2003. Effect of timing and intensity of drought on the seed yield of white clover (Trifolium repens L.). In solutions for a better environment: Proceedings of the 11th Australian Agronomy Conference. Published as a CD. pp: 172-174.
· Oliva, R.N., J.J. Steiner, and W.C. Young. 1994a. White clover seed production. II. Soil and Plant water status on yield and yield components. Crop Science. 34(3):768-774.
· Oliva, R.N., J.J. Steiner, and W.C. Young. 1994b. Red clover seed production: II. Plant water status on yield and yield components. Crop Science. 34(1):178-184.
· Pacetti, L., R. Usi., M. Romani, P. Fraschini, and M. Sadis. 2012. Evaluation of berseem clover (Trifolium alexandrinum L.) germplasm in Sardina, Italy. Italian Journal of Agronomy. 7(28):203-213.
· Shoushi Dezfuli, A.A., M. Khorramian, and A. Assareh. 2019. Effect of Sowing and Irrigation Cutoff Date on Seed Yield and Irrigation Water Use Efficiency of Spring Berseem Clover in Khouzestan. Journal of Plant Productions. 41(4): 69-82. (In Persian).
· Sinha, N.C. and R.P. Singh. 1986. Physiological basis of irrigation scheduling for seed production in Egyption clover syn. Berseem (Trifolium alexandrnium L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 156(4): 246-252
· Taylor, N.L. 1985. Clover science and technology. Americans Society of Agronomy, Inc, Madison, Wisconsin, U.S.A. pp : 417- 421.
Research Article DOI:
Journal of Crop Ecophysiology / Vol. 18, No. 3, 2024 226
|
Determination of Suitable Irrigation Schedule Adapted to Plant Phenology for Seed Production of Berseem Clover (Trifolium alexandrinum L.) in North of Khuzestan Province
Ahmad Ali Shoushi Dezfuli1, Moammad Khorramian2*, Seyed Ahmad Kalantar Ahmadi1, and Seyed Hossein Mahmoodi Nezhad Dezfuly 3
Received: December 2022, Revised: 14 February 2023, Accepted: 29 April 2023
Abstract
Berseem clover (Trifolium alexandrinum L.) is one of the forage plants that can play an important role in adjusting the planting pattern and crop rotation. The North of Khuzestan is the most important area for the production of Berseem clover seeds in Iran and irrigation scheduling (IS) has a key role in Berseem clover seed production. In order to determine the most suitable irrigation based on the phenology of Berseem clover and its effect on seed yield, an experiment was conducted as a randomized complete block design with 6 treatments and 3 replications in Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center in cropping season 2019-2020. Treatments were applied based on irrigation or cessation irrigation at the beginning of flowering and maximum flowering, and then applying irrigation from the time of maximum flowering to seed maturity based on 80 or 120 mm evaporation from the class A evaporation pan. Results showed that the irrigation schedules had a significant effect on the total weight dry matter of forage production, clover straw yield (seed harvesting time), thousand seeds weight, number of inflorescences per square meter, seed yield and water productivity of Berseem clover (P˂0.05). The results showed that imposing drought stress at the start of flowering and irrigation at the maximum of this stage as well as that irrigation after 80 mm evaporation from a class A evaporation pan between maximum flowering until seed maturity is suitable irrigation program to achieve the optimal seeds (1237 kg.ha-1) of Berseem clover and also the optimal consumption of irrigation water (3521 m3.ha-1). It was also found that the maximum flowering stage in Berseem clover is the critical stage in terms of water in seed production fields, and the elimination of irrigation in this stage leads to decrease in Berseem clover seed yield by 50%.
Key words: Berseem clover, Deficit irrigation, Forage crops, Seed harvesting.
[1] - Assistant Professor, Depatment of Agricultural and Horticultural Research, Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Dezful, Iran.
2- Assistant Professor, Department of Agricultural Engineering Research, Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Dezful, Iran.
3- Assistant Professor, Department of Soil and Water Research, Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Dezful, Iran.
*Corresponding Authors: aashoushi@gmail.com