Validation of light extinction coefficient and evaluation of the light use efficiency of Sesame with the application of various biological and chemical fertilizers

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

Mohamad Javad Mostafavi ¹ , Mahdi Nassiri Mahallati ² , Alireza Koocheki ³

1 - Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
2 - Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
3 - Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad

Received: 2016-12-18 Accepted : 2018-04-23 Published : 2019-06-22

Keywords: Validation, LAI, Nitroxin, Biosulfur, Biophosphor,

Abstract :

In order to evolution of radiation use efficiency (RUE) of sesame in the condition of using biological and chemical fertilizers and calculation of light extinction coefficient (K), an experiment was conducted in the year 2013 in RCBD design with 3 replications and 10 treatments. Treatments included biological fertilizers of Nitroxin, Biophosphor, Biosulfur, the mixture of Nitroxin-Biophosphor (Ni+BP), the mixture of Nitroxin-Biophosphor-Biosulfur (Ni+BP+TB) and chemical fertilizers of Urea, Triple superphosphate, the mixture of Urea-Triple superphosphate (U+P), the mixture of Urea-Triple super phosphate-Sulfur (U+P+S) and Control. Results showed that light extinction coefficient of 0.7 was an acceptable value. Biological and chemical fertilizers increased leaf area index (LAI) and RUE of Sesame and generally, chemical fertilizers increased RUE more in comparison of biological fertilizers. The highest value of LAI (3.42 and 3.32) belonged to U+P+S and U+P. RUE values in mixture treatments of biological and chemical fertilizers especially for Ni+BP+TB and U+P+S (1.34 and 1.41 respectively) were greater than its values in the sole application of fertilizers. Urea increased radiation use efficiency of sesame (1.34) more than Nitroxin (1.14), while the amount of increase of radiation use efficiency in triple superphosphate (1.26) and Biophosphor (1.25) was almost identical. Therefore, it is recommended that fertilization of sesame be done by using the mixture of some different biological or chemical fertilizers in order to maximizing RUE by compliment of plant nutritional needs.

References:

باقری، ف.، ح. روحانی، م. فلاحتی رستگار و ر. صابری‌ریسه. 1390. بررسی پدیده تنوع فازی در سودوموناس‌های فلورسنت و نقش آن در کنترل قارچ بیمارگر Gaeumannomyces graminis var. tritici عامل بیماری پاخوره گندم. دانش گیاه‌پزشکی ایران. شماره 2: 208-199.

پارسا، س.، ع. کوچکی، م. نصیری‌محلاتی و ع.ر. قائمی. 1386. تغییرات فصلی دریافت و کارایی مصرف نور در چغندر قند. پژوهش‌های زراعی ایران. جلد 5، شماره 2: 238-229.

جهان، م. و م. نصیری‌محلاتی. 1391. حاصلخیزی خاک و کودهای بیولوژیک (رهیافتی اگرواکولوژیک). انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 250 صفحه.

حمیدی، ا.، ا. قلاوند، م. دهقان شعار، م.ج. ملکوتی، ا. اصغرزاده، و ر. چوکان. 1385 . اثرات کاربرد باکتری‌های محرک رشد گیاه (PGPR) بر عملکرد ذرت علوفه‌ای. پژوهش و سازندگی. شماره 70: 22-16.

خرم‌دل، س.، ع. کوچکی، م. نصیری‌محلاتی و ر. قربانی. 1387. اثر کاربرد کودهای بیولوژیک بر شاخص‌های رشدی سیاهدانه (Nigella sativa L.). . پژوهش‌های زراعی ایران. جلد 6، شماره 2: 294-285.

خرم‌دل، س.، ع. کوچکی، م. نصیری‌محلاتی و ر. قربانی. 1389. اثر کودهای بیولوژیک بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی سیاهدانه (.Nigella sativa L). پژوهش‌های زراعی ایران. جلد 8، شماره 5: 766-758.

خواجه‌پور، م.ر. 1389. گیاهان صنعتی. انتشارات جهاد  دانشگاهی اصفهان. 571 صفحه.

رضوانی‌مقدم، پ.، ع.ا. محمد آبادی و ر. مرادی. 1389. بررسی تاثیر کودهای شیمیایی و آلی بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کنجد (Sesamum indicum L.) در تراکم‌های مختلف کاشت. بوم‌شناسی کشاورزی. جلد 2، شماره 2: 265-256.

رضوی، س.ا.ر. 1393. جذب و کـارایـی مصـرف نـور در گیاه دارویی پنیــرک (Malva sylvestris L.) تحت تأثیر منابع مختلف کودهای آلی، زیستی، شیمیایی و کشت مخلوط با شنبلیله. پایان‌نامه کارشناسی ارشد اگرواکولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد.

رضوی، س.ا.ر.، م. جهان، م. نصیری‌محلاتی و ک. حاج محمدنیا قالیباف. 1396. جذب و کارایی مصرف نور در گیاه دارویی پنیرک (Malva sylvestris L) تحت تأثیر منابع مختلف کودهای آلی، زیستی، شیمیایی و کشت مخلوط با شنبلیله. پژوهش‌های زراعی ایران (در دست چاپ).

سجادی‌نیک، ر. و ع.ر. یدوی. 1392. بررسی اثر کود نیتروژن، ورمی کمپوست و نیتروکسین بر شاخص های رشد، مراحل فنولوژیک و عملکرد دانه کنجد. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی. شماره 2: 99-73.

سلطانی، ا. 1388. مدل‌سازی ریاضی در گیاهان زراعی. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 175 صفحه.

صالح‌راستین، ن. 1380. کودهای بیولوژیک و نقش آن‌ها در راستای نیل به کشاورزی پایدار. مجموعه مقالات ضرورت تولید صنعتی کودهای بیولوژیک در کشور. انتشارات سنا. 255 صفحه.

صیامی، ا. و ح. بشارتی. 1391. روند آزادسازی آهن و روی بر اثر اکسایش زیستی گوگرد. پژوهش‌های خاک. جلد 26، شماره 3: 267-255.

عامری، ع. و م. نصیری‌محلاتی. 1387. اثرات سطوح مختلف نیتروژن و تراکم بر میزان تولید گل و مواد مؤثره و کارایی مصرف نور در گیاه دارویی همیشه‌بهار (Calendula officinalis L.). نشریه پژوهش و سازندگی. شماره 81: 144-133.

قبادی، م.، ش. جهانبین، ر. مطلبی‌فرد و خ. پرویزی. 1390. تأثیر کودهای زیستی فسفاته بر عملکرد و اجزای عملکرد سیب زمینی. دانش کشاورزی و تولید پایدار. جلد 21، شماره 2: 130-117.

کافی، م.، ا. زند، ب. کامکار، ف. عباسی و م. مهدوی‌دامغانی. 1392. فیزیولوژی گیاهی (جلد اول). انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 676 صفحه.

مصطفوی، م.ج. 1393. تأثیر کودهای شیمیایی و بیولوژیک بر فنولوژی و عملکرد کمی و کیفی کنجد (Sesamum indicum L.) در شرایط اقلیمی مشهد. پایان‌نامه کارشناسی ارشد اگرواکولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد.

مصطفوی، م.ج.، م. نصیری‌محلاتی و ع. کوچکی. 1393. اثر کاربرد منابع مختلف تغذیه ای زیستی و شیمیایی بر اجزای عملکرد و عملکرد کنجد. مجموعه مقالات سیزدهمین همایش علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران و سومین همایش علوم و تکنولوژی بذر ایران، 4 تا 6 شهریور، کرج.

مصطفوی، م.ج.، م. نصیری‌محلاتی و ع. کوچکی. 1395. تاثیر کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی بر عملکرد کمی و کیفی کنجد (Sesamum indicum L.) در شرایط اقلیمی مشهد. کشاورزی بوم‌شناختی. جلد 6، شماره 1: 197-212.

منصوری، س.ا. 1388. تحقیقات به‌نژادی و به‌زراعی گیاهان دانه روغنی در ایران دستاوردها و چشم‌انداز. مجموعه مقالات همایش ملی گیاهان دانه روغنی. 1 و 2 مهر، اصفهان.

نصیری‌محلاتی، م. 1387الف. اکولوژی تولید محصولات زراعی، در: زراعت نوین، ع. کوچکی، و م. خواجه‌حسینی. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 704 صفحه.

نصیری‌محلاتی، م. 1387ب. مدلسازی، در: زراعت نوین، ع. کوچکی، و م. خواجه‌حسینی. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 704 صفحه.

نظارت، س. و ا. غلامی. 1390. بررسی تاثیر باکتری‌های محرک رشد گیاه (Azospirillum و Pseudomonas) بر رشد و عملکرد گیاه ذرت (Zea mays L.). زراعت. شماره 91: 51-44.

یزدان دوست همدانی، م. 1382. مطالعه تاثیر مصرف نیتروژن بر عملکرد، اجزای عملکرد و تجمع نیترات در ارقام سیب زمینی. علوم کشاورزی ایران. جلد 34، شماره 4: 985-977.

یزدانی بیوکی، ر.، م. بنایان‌اول، ح.ر. خزاعی و ح. سودایی‌زاده. 1393.بررسی عملکرد و کارایی مصرف نور مرزنجوش وحشی (Origanum vulgare subsp. virid) در پاسخ به کودهای اوره و آزوکمپوست. تولید گیاهان زراعی. جلد 7، شماره4: 122-103.

Al-Barrak, K.M. 2006. Irrigation interval and nitrogen level effects on growth and yield of canola (Brassica napus L.). Science Journal of King Faisal University Basis of Applied Science, 7 (1): 87-103.

Ather Nadeem, M., Iqbal, Z., Ayub, M., Mubeen, K., and Ibrahim, M. 2009. Effect of nitrogen application on forage yield and quality of maize sown alone and in mixture with legumes. Pakistani Journal of Life Society Science, 7 (2): 161-167.

Board, J. 2000. Light interception efficiency and light quality affect yield compensation of soybean at low plant population. Crop. Science, 40: 1285-1294.

Caviglia, O.P., and Sadras, V.O. 2001. Effect of nitrogen supply on crop conductance, water- and radiation use efficiency of wheat. Fields Crop Research, 69: 259-266.

Francescangeli, N., Sangiacomo, M.A. and Marti, H. 2006. Effects of plant density in broccoli on yield and radiation use efficiency. Scientia Horticulturae, 110: 135-143.

Gallagher, J.N. and Biscoe, P.V. 1978. Radiation absorption, growth and yield of cereals. Journal of Agricultural Science (Camb.), 91: 47-60.

Goudriaan, J., and Van Laar, H.H. 1993. Modelling Potential Crop Growth Processes. Kluwer Academic Press.

Hameeda, B., Rupela, O.P., Reddy, G., and Satyavani, K. 2006. Application of plant growth-promoting bacteria associated with composts and macrofauna for growth promotion of pearl millet (Pennisetum glaucum L.). Biology and Fertility of Soils, 44: 260-266.

Jahan, M., Nassiri Mahallati, M., Amiri, M.B. and Ehyayi, H.R. 2013. Radiation absorption and use efficiency of sesame as affected by biofertilizers inoculation in a low input cropping system. Industrial Crops and Products, 43: 606-611.

Jamieson, P.D., Porter, J.R., and Wilson, D.R. 1991. A test of the computer simulation model ARCWHEAT1 on wheat crops grown in New Zealand. Field Crops Research 27, 337–350.

Kiniry, J.R., Tischler, C.R. and Van Esbroeck, G.A. 1999. Radiation use efficiency and leaf CO₂ exchange for divers C4 grasses. Biomass and Bioenergy, 17: 95-112

Lantinga, E.A., Nassiri, M. and Kropff, M.J. 1999. Modelling and measuring vertical light absorption within grass±clover mixtures. Agricultural and Forest Meteorology, 96: 71-83

Lindquist, J.L., T.J. Arkebauer, D.T. Walters, K.G. Cassman and A. Dobermann. 2005. Maize radiation use efficiency under optimal growth conditions. Agronomy Journal, 97: 72-78.

Monteith, J.L. 1994. Validity of the correlation between intercepted radiation and biomass. Agricultural and Forest Meteorology, 68: 213-220.

Paul, I.K. and Savithru, K. 2003. Effect of biofertilizers vs perfected chemical fertilization for sesame grown in summer rice fallow. Journal of Tropical Agriculture, 41: 47-49.

Sinclair, T.R., J. R. Farias, N. Neumaier, and A. L. Nepomuceno. 2003. Modelling nitrogen accumulation and use by soybean. Field Crops Research, 81: 149-158

Soltani, A., and Hoogenboom, G. 2007. Assessing crop management options with crop simulation models based on generated weather data. Field Crops Research, 103: 198–207.

Uzun, B., and Cagirgan, M.I. 2006. Comparison of determinate and indeterminate lines of sesame for agronomic traits. Field Crops Research, 96: 13-18.