Document Type : Research Paper
Authors
Abstract
In order to study the effect of water deficit stress and different nitrogen levels on seed yield, yield components and water use effeciency of Calendula officinalis L., an experiment was conducted as split plot design based on randomized complete blocks with three replications, at research field of Islamic Azad University of Birjand branch in 2009. In this research water deficit stress set as main factor with three levels (irrigation after 60, 120 and 180 mm evaporation from pan class A) and nitrogen set as sub factor with four levels (0, 60, 120 and 180 kg N ha-1). The results showed irrigation trearments had significant effect (α=1%) on seed yield and it,s components, biological yield, harvest index and water use efficiency for seed and biomass. With incereasing of irrigation intervals from 60 to 180 mm evaporation from pan class A, seed number per capitul, number of capitul per m2, 1000-seed weight, seed yield, number and dry yield of flower decereased 26.6, 49.5, 39.6, 79.3, 65.6 and 72 percent, respectively. The highest biomass yield and weight of one capitul was releated to irrigation after 60 mm evaporation treatment, but irrigation after 60 mm evaporation treatment had the highest WUE. Also the results showed that nitrogen fertilizer trearment affected significantly (α=1%) all traits except capitul number per m2 nitrogen fertilizer application increased these traits, significantly. Interaction of irrigation and nitrogen on all traits was not significant. In conclusion, irrigation after 120 mm evaporation with 120 kg N ha-1 had suitable seed yield with the highest WUE for seed.
Keywords
مقدمه
در آب و هوای مدیترانه‌ای خشک و نیمه‌خشک، تنش خشکی به مقدار زیادی فتوسنتز، رشد و بقای گیاهان را در طی دوره رشد تحت تأثیر قرار می‌دهد (Hasse et al., 2000). در این شرایط کمبود رطوبت خاک و درجه حرارت بالای هوا عوامل اصلی محدود کننده تولید می‌باشند (Papanastasis et al., 1997؛ Medrano et al., 1998). به همین علت یکی از عوامل تداوم کشاورزی در این مناطق استفاده صحیح از منابع آبی موجود است.
همیشه‌بهار با نام علمی Calendula officinalis L. گیاهی علفی و یک‌ساله از تیره کاسنی با طول دوره رویش 200 تا 210 روز است (امیدبیگی، 1384). این گیاه دارای مواد مؤثره ارزشمندی است که باعث شده در صنایع داروسازی و آرایشی - بهداشتی اهمیت ویژه‌ای داشته باشد. اخیراً فعالیت‌هایی در زمینه مطرح شدن همیشه‌بهار به‌عنوان یک گیاه روغنی جدید در اروپا در حال انجام است. این امر به جهت کاربرد روغن دانه این گیاه در تهیه آبرنگ و پلاستیک است (ADAS, 2002).
Rahmani و همکاران (2008) در بررسی تأثیر دور آبیاری شامل آبیاری پس از 40، 80 و 120 میلی‌متر تبخیر از تشتک تبخیر و سطوح نیتروژن شامل صفر، 60 و 90 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در همیشه‌بهار اظهار داشتند که اثر دور آبیاری و نیتروژن بر عملکرد گل و دانه، وزن هزاردانه و تعداد دانه در طبق در سطح 1% معنی‌دار بود. براساس نتایج این تحقیق بیشترین عملکرد دانه، تعداد دانه در طبق و وزن هزاردانه به‌ترتیب با میانگین 3044 کیلوگرم در هکتار، 31 دانه و 18/15 گرم از دور آبیاری 40 میلی‌متر تبخیر و بیشترین عملکرد دانه و تعداد دانه در طبق به‌ترتیب با میانگین 4/1998 کیلوگرم در هکتار و 25/29 عدد دانه از کاربرد 90 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد.
نتایج حاصل از بررسی زهتاب سلماسی (1380) در مورد اثر اکوفیزیولوژیک آبیاری بر رشد و عملکرد انیسون نیز نشان داد که با کاهش عرضه آب قابل استفاده، بیوماس، عملکرد، اجزای عملکرد و شاخص برداشت انیسون به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر مقدار آب آبیاری قرار گرفت.
Arganosa و همکاران (1998) بیشترین عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و وزن هزاردانه را در همیشه‌بهار از کاربرد 80 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بدست آوردند. در بررسی تأثیر کاربرد سه سطح 30، 60 و90 کیلوگرم نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی گشنیز، نتیجه‌گیری گردید که نیتروژن در افزایش عملکرد دانه، تعداد چتر در بوته، تعداد میوه در چتر و وزن هزاردانه اثر معنی‌داری داشته است و از لحاظ عملکرد بذر و تعداد چتر در بوته، تیمار کاربرد 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و از لحاظ تعداد بذر در چتر و وزن هزاردانه، تیمار کاربرد 90 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بالاترین مقدار را دارا بودند (محمدبیگی و همکاران، 1385).
Krishnamurthy و Hunsigi (1998) طی یک آزمایش در مورد واریته‌های چای ترش گزارش کردند که اگر مقادیر مصرفی نیتروژن صفر، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار باشد، افزایش بیوماس متناسب با نیتروژن مصرفی است. محققان در بررسی سطوح مختلف نیتروژن روی بادرنجبویه و مرزه دریافتند که بیشترین عملکرد بیولوژیک از کاربرد 80 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بدست می‌آید (عباس‌زاده و همکاران، 1386؛ علیزاده سهزابی و همکاران، 1386). این تحقیق با هدف بررسی تأثیر سطوح مختلف آبیاری و نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه همیشه‌بهار در بیرجند انجام شد.
مواد و روشها
این آزمایش در سال 1388 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد بیرجند واقع در عرض جغرافیایی 32 درجه و 52 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 59 درجه و 12 دقیقه شرقی و ارتفاع 1470 متر از سطح دریا اجرا شد. بافت خاک مزرعه آزمایشی لومی، pH آن برابر 3/8، هدایت الکتریکی 33/4 میلی‌موس بر سانتی‌متر و میزان کربن آلی در عمق 30-0 سانتی‌متر خاک 29/0% بود. میانگین بلندمدت حداقل و حداکثر دما در بیرجند به‌ترتیب 6/4 و 5/27 درجه سانتی‌گراد، میانگین بارندگی سالیانه 169 میلی‌متر و میانگین حداقل و حداکثر رطوبت نسبی به‌ترتیب 5/23% و 6/59% است و اقلیم منطقه بیابانی گرم و خشک می‌باشد.
این آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 12 تیمار در سه تکرار انجام شد که در آن آبیاری در سه سطح (آبیاری پس از 60، 120 و180 میلی‌متر تبخیر تجمعی از تشتک تبخیر کلاس A) به‌عنوان فاکتور اصلی و کود نیتروژن در چهار سطح (صفر، 60، 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار از منبع کود اوره) به‌عنوان فاکتور فرعی مورد مطالعه قرار گرفت. هر کرت آزمایشی شامل 6 خط کاشت به فاصله 50 سانتی‌متر از یکدیگر و به طول 6 متر بود. برای جلوگیری از نفوذ آب فاصله بین دو کرت اصلی مجاور و نیز فاصله بین دو تکرار مجاور از هم 2 متر در نظر گرفته شد. آبیاری با کمک سیستم تحت فشار و با استفاده از شیلنگ و کنتور در هر کرت آزمایشی انجام گردید. لازم به تذکر این مطلب است که حجم آب داده شده در کل دوره رشد در تیمارهای آبیاری پس از 60، 120 و180 میلی‌متر تبخیر تجمعی از تشتک به‌ترتیب 13000، 7300 و 4350 مترمکعب در هکتار بود و اعمال تنش پس از استقرار گیاه (مرحله 4 تا 5 برگه شدن) انجام شد. کود نیتروژن نیز در دو نوبت (نیمی پس از عملیات تنک و نیم دیگر در اواسط دوره رشد قبل از شروع گلدهی) به کرت‌های آزمایشی داده شد.
زمین سال قبل آیش بود و عملیات آماده‌سازی بستر کاشت در اواسط فروردین‌ماه با انجام عملیات شخم و دو دیسک عمود بر هم انجام گردید و قبل از دیسک نهایی مقدار 150 کیلوگرم در هکتار کود سوپر فسفات و 100 کیلوگرم در هکتار سولفات پتاسیم به خاک اضافه شد. بذرها قبل از کاشت با قارچ‌کش کاربوکسی تیرام دو در هزار ضدعفونی شد و در 29 فروردین در عمق حدود 5/2 سانتی‌متر خاک گشت گردید. گیاهان سبز شده روی ردیف در مرحله ظهور چهارمین برگ با فاصله حدود 15 سانتی‌متر تنک شدند.
در این آزمایش صفات کمی شامل تعداد طبق در متر مربع، تعداد دانه در طبق، وزن هزاردانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، وزن تک طبق، بازده مصرف آب برای تولید دانه و بیوماس و تعداد گل در متر مربع و عملکرد خشک گل مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور از دو خط میانی هر کرت آزمایشی با رعایت اثر حاشیه‌ای و با توجه به عدم همزمانی در رسیدن طبق‌ها طی 4 نوبت، طبق‌های رسیده از مساحت 3 متر مربع برداشت و شمارش گردید تا عملکرد دانه که مجموع وزن دانه برداشت شده در مراحل مختلف است و تعداد طبق در متر مربع بدست آید. همچنین برای بدست آوردن صفات تعداد گل در متر مربع و عملکرد خشک گل طی 20 نوبت گلها از دو خط 2 و 5 با رعایت اثر حاشیه‌ای از مساحت 3 متر مربع برداشت و شمارش گردید و سپس در آون با دمای 75 درجه سانتی‌گراد به مدت 48 ساعت قرار داده شد. برای تعیین وزن هزاردانه نیز، بذرهای یک توده به‌طور تصادفی از بذرهای بوجاری شده جدا شد و پس از شمارش 1000 بذر با دستگاه بذرشمار وزن آن با ترازوی دیجیتال با دقت 01/0 گرم تعیین شد. با توجه به عملکرد دانه، تعداد طبق در متر مربع و وزن هزاردانه، تعداد دانه در طبق و وزن تک طبق نیز محاسبه گردید و از تقسیم عملکرد دانه به عملکرد بیولوژیک و ضرب آن در عدد 100 شاخص برداشت دانه بدست آمد. همچنین از تقسیم عملکرد دانه بر آب مصرف شده و نیز تقسیم عملکرد بیولوژیک (بیوماس) بر آب مصرف شده، به‌ترتیب بازده مصرف آب برای تولید دانه و بیوماس بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه گردید. در پایان تجزیه اطلاعات جمع‌آوری شده برای هر یک از صفات با استفاده از نرم‌افزار MSTAT-C و مقایسه میانگین تیمارها با استفاده از آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح 5% انجام شد.
نتایج
اجزای عملکرد دانه
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر سطوح مختلف آبیاری بر اجزای عملکرد دانه همیشه‌بهار در سطح 1% معنی‌دار بود (جدول 1). مقایسه میانگین‌ها حکایت از تأثیر منفی تنش کم‌آبی بر این صفات دارد، به‌طوری که با افزایش دور آبیاری از 60 به 180 میلی‌متر تبخیر تجمعی از تشتک تبخیر، تعداد دانه در طبق، تعداد طبق در متر مربع و وزن هزاردانه به‌ترتیب 6/26، 6/53 و 6/39 درصد کاهش یافت (جدول 2).
براساس نتایج این تحقیق صفات تعداد دانه در طبق و وزن هزاردانه در سطح 1% تحت تأثیر مقدار مصرف کود نیتروژن قرار گرفت، اما این فاکتور تأثیر معنی‌داری بر تعداد طبق در متر مربع نداشت. همچنین اثر متقابل آبیاری و نیتروژن بر اجزای عملکرد دانه معنی‌دار نبود (جدول 1).
جدول 1- نتایج تجزیه واریانس مربوط به اثر سطوح آبیاری و نیتروژن بر عملکرد دانه، اجزای آن
و عملکرد بیولوژیک همیشه‌بهار
|
منابع تغییرات |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
|||||
|
تعداد دانه در طبق |
تعداد طبق در متر مربع |
وزن هزاردانه |
عملکرد بذر |
عملکرد بیولوژیک |
وزن تک طبق |
||
|
تکرار |
2 |
395/33ns |
14/55601ns |
282/0ns |
36/480480ns |
2/3101557ns |
003/0ns |
|
آبیاری |
2 |
619/227** |
51/382355** |
**703/102 |
2/15646216** |
7/98070664** |
191/0** |
|
خطای a |
4 |
909/7 |
92/14964 |
022/1 |
17/128918 |
57/868177 |
003/0 |
|
نیتروژن |
3 |
823/4** |
94/9272ns |
843/2** |
15/510518** |
14/3033111** |
003/0** |
|
آبیاری× نیتروژن |
6 |
6/0ns |
81/4395ns |
11/0ns |
87/93417ns |
53/564276ns |
0001/0ns |
|
خطایb |
18 |
491/0 |
56/4678 |
135/0 |
77/55436 |
89/355081 |
0001/0 |
|
ضریب تغییرات (%) |
|
47/2 |
94/13 |
07/3 |
94/12 |
97/12 |
92/5 |
ns، * و **: به‌ترتیب غیرمعنی‌دار و معنی‌دار در سطح 5% و 1%
مقایسه میانگین‌ها در سطوح مختلف نیتروژن نشان داد که هر چند با مصرف 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بیشترین تعداد دانه در طبق با میانگین 11/29 عدد حاصل می‌شود، اما از لحاظ آماری تفاوتی بین مصرف 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار مشاهده نشد و به‌رغم کاهش تعداد طبق در متر مربع با کاهش مقدار مصرف کود نیتروژن، مقایسه میانگین‌ها بیانگر عدم تفاوت معنی‌دار سطوح نیتروژن در مورد این صفت است (جدول 2).
جدول 2- مقایسه میانگین‌های عملکرد دانه، اجزای آن و عملکرد بیولوژیک همیشه‌بهار تحت تأثیر
اثرهای ساده و متقابل آبیاری و نیتروژن
|
تیمار |
تعداد دانه در طبق |
تعداد طبق در متر مربع |
وزن هزاردانه (گرم) |
عملکرد دانه (کیلوگرم در هکتار) |
عملکرد بیولوژیک (کیلوگرم در هکتار) |
وزن تک طبق (گرم) |
|
آبیاری (میلی‌متر تبخیر تجمعی) |
|
|
|
|
|
|
|
180 |
53/23b |
46/286b |
90/8c |
06/589c |
30/1531c |
210/0c |
|
120 |
34/29a |
67/567a |
24/12b |
17/2024b |
88/5065b |
358/0b |
|
60 |
06/32a |
54/617a |
73/14a |
09/2845a |
59/7190a |
461/0a |
|
نیتروژن (کیلوگرم در هکتار) |
|
|
|
|
|
|
|
صفر |
53/27b |
91/450a |
49/11b |
34/1573b |
13/3997b |
324/0b |
|
60 |
88/27b |
12/479a |
48/11b |
35/1660b |
46/4210b |
328/0b |
|
120 |
72/28a |
65/509a |
27/12a |
87/1988a |
22/4989a |
358/0a |
|
180 |
11/29a |
55/522a |
59/12a |
21/2055a |
88/5186a |
362/0a |
|
آبیاری × نیتروژن |
|
|
|
|
|
|
|
180 صفر |
56/22c |
93/271a |
46/8f |
33/510e |
59/1330e |
194/0d |
|
60 |
26/23c |
25/312a |
49/8f |
70/596e |
08/1558e |
198/0d |
|
120 |
97/23c |
51/293a |
02/9ef |
01/631e |
80/1626e |
214/0d |
|
180 |
33/24c |
17/268a |
63/9e |
22/618e |
72/1609e |
234/0d |
|
120 صفر |
34/28b |
75/520b |
75/11d |
52/1699d |
74/4248d |
329/0c |
|
60 |
50/28b |
48/553ab |
94/11d |
08/1849cd |
83/4661cd |
340/0bc |
|
120 |
78/29ab |
90/595ab |
63/12d |
04/2230bc |
68/5572bc |
375/0bc |
|
180 |
73/30ab |
55/600ab |
66/12d |
05/2318bc |
25/5780bc |
388/0b |
|
60 صفر |
68/31a |
05/560ab |
25/14bc |
16/2510b |
07/6412b |
449/0a |
|
60 |
87/31a |
64/571ab |
02/14c |
27/2535b |
48/6411b |
445/0a |
|
120 |
40/32a |
53/639ab |
15/15ab |
57/3105a |
16/7768a |
485/0a |
|
180 |
27/32a |
95/698a |
49/15a |
36/3229a |
66/8170a |
464/0a |
میانگین‌هایی که در هر ستون دارای حروف مشابه می‌باشند، فاقد اختلاف معنی‌دار در سطح 5% هستند.
با افزایش مصرف نیتروژن وزن هزاردانه افزایش یافت. به‌طوری که کاربرد مقادیر 120 و180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار وزن هزاردانه را نسبت به تیمار عدم کاربرد نیتروژن به‌ترتیب 8/6 و 6/9 درصد افزایش داد. از نظر وزن هزاردانه تفاوت معنی‌داری بین تیمار عدم کاربرد کود نیتروژن و تیمار مصرف 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار مشاهده نشد (جدول 2).
عملکرد دانه
اثر دور آبیاری و مقادیر نیتروژن بر عملکرد دانه معنی‌داری بود، اما اثر متقابل آبیاری و نیتروژن این صفت را تحت تأثیر قرار نداد (جدول 1). بیشترین عملکرد دانه با میانگین 09/2845 کیلوگرم در هکتار در شرایط آبی مطللوب (پس از 60 میلی‌متر تبخیر تجمعی) بدست آمد که به‌طور معنی‌داری بیش از سایر سطوح آبیاری بود (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین‌های عملکرد دانه در سطوح مختلف نیتروژن نشان داد که بیشترین عملکرد دانه به‌طور مشترک از تیمارهای مصرف 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار با میانگین‌های به‌ترتیب 17/1988 و 21/2055 کیلوگرم در هکتار بدست آمد و تیمارهای 60 و صفر کیلوگرم نیتروژن در هکتار پس از آنها به‌طور مشترک در یک گروه آماری قرار گرفتند (جدول 2).
وزن تک طبق بذری
تأثیر دور آبیاری و مقدار نیتروژن مصرفی بر وزن تک طبق بذری در سطح 1% معنی‌دار بود، اما اثر متقابل آبیاری و نیتروژن بر این صفت معنی‌دار نبود (جدول 1). تیمار دور آبیاری 60 میلی‌متر تبخیر تجمعی با تولید طبق بذری با میانگین 416/0 گرم از برتری معنی‌داری نسبت به سایر سطوح آبیاری برخوردار بود (جدول 2). نتایج تحقیق حاضر نشان داد که بیشترین وزن طبق به‌طور مشترک از تیمارهای 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل گردید و تیمار شاهد و کاربرد 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار پس از آنها در یک گروه آماری قرار گرفتند (جدول 2).
عملکرد بیولوژیک
عملکرد بیولوژیک تحت تأثیر هر دو فاکتور دور آبیاری و مقدار نیتروژن مصرفی قرار گرفت، اما اثر متقابل آبیاری و نیتروژن بر این صفت معنی‌دار نبود (جدول 1). بیشترین عملکرد بیولوژیک با میانگین 59/7190 کیلوگرم در هکتار مربوط به دور آبیاری 60 میلی‌متر تبخیر تجمعی بود (جدول 2) که از برتری 7/4 برابری نسبت به دور آبیاری 120 میلی‌متر تبخیر تجمعی برخوردار بود. همچنین با افزایش مصرف نیتروژن از صفر به 180 کیلوگرم در هکتار، عملکرد بیولوژیک 8/29% افزایش یافت.
شاخص برداشت
نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که اثر سطوح مختلف آبیاری بر شاخص برداشت در سطح 1% معنی‌دار بود، اما سطوح مختلف نیتروژن و اثر متقابل آبیاری و نیتروژن بر این صفت معنی‌دار نبود (جدول 3). مقایسه میانگین‌ها حکایت از آن دارد که بیشترین شاخص برداشت بذر همیشه‌بهار به میزان 99/39% مربوط به تیمار دور آبیاری 120 میلی‌متر تبخیر تجمعی می‌باشد که البته با دور آبیاری 60 میلی‌متر تبخیر تجمعی تفاوت معنی‌داری نداشت (جدول 4).
بازده مصرف آب دانه و بیوماس
اثر سطوح مختلف آبیاری و نیتروژن بر بازده مصرف آب بیوماس و دانه در گیاه همیشه‌بهار در سطح 1% معنی‌دار بود، اما اثر متقابل آنها بر این صفات معنی‌دار نبود (جدول 3). با افزایش تنش کم‌آبی و تأخیر در آبیاری از 60 به 120 میلی‌متر تبخیر تجمعی، بازده مصرف آب برای تولید ماده خشک کل از 533/0 به 694/0 کیلوگرم بر مترمکعب افزایش یافت، اما اعمال تنش کم‌آبی شدید باعث کاهش معنی‌دار این صفت شد (جدول 4)، به‌طوری که مقدار آن را نسبت به سطوح آبیاری 60 و 120 میلی‌متر تبخیر تجمعی به‌ترتیب 3/36 و 2/49 درصد کاهش داد. هرچند با افزایش کاربرد نیتروژن از صفر و 60 به 180 کیلوگرم در هکتار، بازده مصرف آب بیوماس به‌طور معنی‌داری افزایش پیدا کرد، اما تفاوت بین دو تیمار کاربرد 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار برای این صفت معنی‌دار نبود (جدول 4).
جدول 3- نتایج تجزیه واریانس مربوط به اثر سطوح آبیاری و نیتروژن بر شاخص برداشت، بازده مصرف آب،
تعداد و عملکرد گل در همیشه‌بهار
|
منابع تغییرات |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
||||
|
شاخص برداشت بذر |
بازده مصرف آب بذر |
بازده مصرف آب بیوماس |
تعداد گل در متر مربع |
عملکرد خشک گل |
||
|
تکرار |
2 |
601/0ns |
007/0ns |
044/0ns |
14/101963* |
35/207474ns |
|
آبیاری |
2 |
586/7** |
061/0** |
355/0** |
139611** |
0/3353845** |
|
خطای a |
4 |
28/0 |
002/0 |
016/0 |
82/12545 |
59/26023 |
|
نیتروژن |
3 |
267/0ns |
006/0** |
038/0** |
48/68415** |
09/173498** |
|
آبیاری× نیتروژن |
6 |
134/0ns |
001/0ns |
005/0ns |
48/12891ns |
26/34024ns |
|
خطای b |
18 |
14/0 |
001/0 |
003/0 |
81/5291 |
19/14027 |
|
ضریب تغییرات (%) |
95/0 |
66/10 |
59/10 |
13/11 |
99/11 |
|
ns، * و **: به‌ترتیب غیرمعنی‌دار و معنی‌دار در سطح 5% و 1%
مقایسه میانگین‌های بازده مصرف آب دانه نشان داد که سطوح آبیاری در این صفت در گروههای آماری متفاوت قرار دارند و بیشترین بازده مصرف آب برای تولید دانه با میانگین 277/0 کیلوگرم بر متر مکعب مربوط به سطح آبیاری 120 میلی‌متر تبخیر تجمعی بود که نسبت به سطوح آبیاری 60 و 180 میلی‌متر تبخیر تجمعی به‌ترتیب 5/26% و 2/105 برتری داشت (جدول 4). نتایج این پژوهش حکایت از آن دارد که افزایش مصرف کود نیتروژن، مقدار بذر تولیدی به ازای هر متر مکعب آب مصرفی را به‌طور معنی‌داری افزایش داده است، به‌طوری که کاربرد مقادیر 60، 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، بازده مصرف آب برای تولید دانه را نسبت به تیمار عدم کاربرد نیتروژن به‌ترتیب 7/7، 1/27 و 4/30 درصد افزایش داد (جدول 4).
جدول 4- مقایسه میانگین‌های شاخص برداشت، بازده مصرف آب، تعداد و عملکرد گل در همیشه‌بهار
تحت تأثیر اثرهای ساده و متقابل آبیاری و نیتروژن
|
تیمار |
شاخص برداشت بذر (درصد) |
بازده مصرف آب بذر (کیلوگرم بر متر مکعب) |
بازده مصرف آب بیوماس (کیلوگرم بر متر مکعب) |
تعداد گل در متر مربع |
عملکرد خشک گل (کیلوگرم در هکتار) |
|
آبیاری (میلی‌متر تبخیر تجمعی) |
|
|
|
|
|
|
180 |
45/38b |
135/0c |
352/0b |
17/302 b |
34/391c |
|
120 |
99/39a |
277/0a |
694/0a |
91/779a |
26/1172b |
|
60 |
56/39a |
219/0b |
553/0a |
27/878a |
12/1399a |
|
نیتروژن (کیلوگرم در هکتار) |
|
|
|
|
|
|
صفر |
17/39a |
181/0b |
460/0b |
29/562b |
40/850b |
|
60 |
23/39a |
195/0b |
497/0b |
98/600b |
30/897b |
|
120 |
56/39a |
230/0a |
578/0a |
54/698a |
31/1051a |
|
180 |
38/39a |
236/0a |
597/0a |
98/751a |
30/1151a |
|
آبیاری × نیتروژن |
|
|
|
|
|
|
180 صفر |
40/38cd |
117/0e |
306/0e |
98/265f |
67/340e |
|
60 |
27/38d |
137/0de |
358/0de |
62/310f |
15/403e |
|
120 |
67/38cd |
145/0de |
374/0de |
59/327f |
37/420e |
|
180 |
47/38cd |
142/0de |
370/0de |
50/304f |
17/401e |
|
120 صفر |
01/40a |
233/0c |
582/0c |
68/649e |
59/976d |
|
60 |
83/39ab |
253/0abc |
639/0bc |
68/715de |
60/1057cd |
|
120 |
02/40a |
305/0ab |
763/0ab |
43/838bcd |
12/1269bc |
|
180 |
13/40a |
318/0a |
792/0a |
84/915abc |
73/1385b |
|
60 صفر |
10/39bc |
193/0cd |
493/0cd |
21/771cde |
94/1233bc |
|
60 |
61/39ab |
195/0cd |
493/0cd |
65/776cde |
15/1231bc |
|
120 |
01/40a |
239/0bc |
598/0c |
60/929ab |
41/1464ab |
|
180 |
53/39ab |
248/0bc |
629/0bc |
61/1035a |
99/1666a |
میانگین‌هایی که در هر ستون دارای حروف مشابه می‌باشند، فاقد اختلاف معنی‌دار در سطح 5% هستند.
تعداد و عملکرد گل در واحد سطح
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر آبیاری و کود نیتروژن بر تعداد گل در متر مربع و عملکرد خشک گل در سطح 1% معنی‌دار بود، اما اثر متقابل آبیاری و کود نیتروژن بر این صفات معنی‌دار نبود (جدول 3).
با اعمال تنش شدید کم‌آبی و آبیاری پس از 180 میلی‌متر تبخیر تجمعی، تعداد گل در متر مربع 6/65% نسبت به تیمار آبیاری پس از 60 میلی‌متر کاهش پیدا کرد. همچنین انجام آبیاری پس از 120 و 180 میلی‌متر تبخیر تجمعی نسبت به تیمار آبیاری پس از 60 میلی‌متر تبخیر تجمعی، عملکرد خشک گل را به‌ترتیب 2/16% و 72% کاهش داد (جدول 4). مقایسه میانگین‌های صفات تعداد گل در متر مربع و عملکرد خشک گل همیشه‌بهار در سطوح مختلف کود نیتروژن بیانگر آن است که با افزایش مصرف کود نیتروژن از صفر به 180 کیلوگرم در هکتار، مقدار این صفات به‌طور معنی‌دار و به‌ترتیب به میزان 7/33% و 4/35% افزایش پیدا کرد (جدول 4).
بحث
احتمالاً کمبود آب طی مرحله گلدهی و گرده‌افشانی باعث خشک شدن دانه‌های گرده و کلاله مادگی شده و این مسئله باعث اختلال در گرده‌افشانی توسط حشرات می‌شود که در نهایت با توجه به تداوم کم‌آبیاری در طی دوره رشد و طولانی بودن دوره گلدهی این گیاه، کاهش قابل‌ملاحظه تعداد گل در متر مربع، گلچه‌های بارور در طبق و تعداد دانه در طبق را باعث می‌گردد. همچنین بروز تنش خشکی از طریق کاهش سطح برگ و ریزش آنها منجر به کاهش منبع فتوسنتزی گیاه و اُفت فعالیت آنزیمهای مؤثر بر این فرایند شده و قابلیت تولید گل و طبق در واحد سطح را کاهش داده است. اعمال تنش رطوبتی در طول مراحل رویشی و زایشی و برخورد مراحل نموی تعیین کننده تعداد دانه در طبق با تنش رطوبتی، موجب ایجاد اختلال در فرایند مذکور و در نتیجه کاهش تعداد دانه در طبق شد.
وقتی که گیاه در معرض تنش خشکی قرار می‌گیرد، برای این که از اثرهای تنش فرار کند اقدام به کوتاه کردن چرخه زندگی خود می‌کند، بنابراین به دلیل کوتاهتر شدن طول دوره پر شدن دانه و تأثیر منفی تنش کم‌آبی بر فتوسنتز جاری در نهایت مواد منتقل شده به دانه کاهش و وزن هزاردانه کم می‌شود. همچنین کاهش وزن هزاردانه در شرایط تنش کم‌آبی را می‌توان به کمتر بودن کربوهیدراتهای ذخیره‌ای قبل از مرحله گرده‌افشانی در اندامهای رویشی و کاهش دوام سطح برگ که در نتیجه دوره پر شدن دانه‌ها را کوتاه می‌نماید، نسبت داد.
با افزایش کم‌آبیاری، کاهش تعداد دانه در طبق و وزن هزاردانه در همیشه‌بهار (Rahmani et al., 2008)، تعداد چتر در بوته و وزن هزاردانه در رازیانه (کوچکی و همکاران، 1385) و زیره سبز (Patel et al., 1991)، کاهش تعداد کپسول در بوته (Dutta et al., 2000؛ Kumar et al., 1996) و تعداد دانه و وزن هزاردانه (رضوانی‌مقدم و همکاران، 1384) در کنجد نیز گزارش شده است.
رویدادهای متعدد فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی موجب گلدهی و تولید میوه می‌گردد و در این رابطه حاصلخیزی خاک تأثیر بسزایی دارد. نیتروژن با تأمین پروتئین مورد نیاز دانه گرده برای حرکت در طول خامه و رسیدن به تخمک، افزایش طول عمر تخمک، افزایش زمان گرده‌افشانی مؤثر و تشکیل کیسه جنین قوی شده درصد تشکیل گل و میوه را افزایش داده (راحمی، 1383) و از این‌رو با افزایش مصرف نیتروژن، افزایش تعداد گل و طبق در متر مربع و تعداد دانه در طبق قابل توجیه می‌باشد. از طرفی مصرف بیشتر کود نیتروژن باعث تحریک رشد رویشی، افزایش شاخص سطح برگ و دوام آن شده و با افزایش فراهمی مواد پرورده برای طبق، مدت پر شدن دانه و فتوسنتز را افزایش و رقابت دانه‌ها برای مواد فتوسنتزی را کاهش داده و در نهایت تأثیر مثبتی را بر وزن هزاردانه داشته است. این موضوع به‌ویژه در شرایط رطوبتی مطلوب باعث افزایش معنی‌دار وزن هزاردانه و استفاده بهینه گیاه از نیتروژن مصرفی در راستای تجمع بیشتر مواد در دانه می‌گردد. Rahmani و همکاران (2008) نیز افزایش تعداد دانه در طبق و وزن هزاردانه را با افزایش مصرف نیتروژن از صفر به 90 کیلوگرم در هکتار گزارش کردند.
احتمالاً از دلایل اصلی اُفت عملکرد گل و دانه در اثر تنش خشکی، کاهش فتوسنتز جاری و همچنین برخورد زمان گلدهی با درجه حرارتهای بالا و ریزش گلها و سقط جنین در شرایط کم‌آبی می‌باشد. از این‌رو کاهش 9/28 و 3/79 درصدی عملکرد دانه و 2/16 و 72 درصدی عملکرد خشک گل به‌ترتیب در شرایط تنش متوسط و شدید نسبت به تیمار آبیاری مطلوب قابل توجیه است، زیرا تنش طولانی مدت خشکی به‌ویژه در درجه حرارت زیاد در مراحل زادآوری گیاه، به علت کاهش تعداد و وزن گل می‌تواند عملکرد را بشدت کاهش دهد. همبستگی بالا بین عملکرد دانه با اجزای عملکرد که در جدول 5 آمده است نیز این موضوع را تأیید می‌کند.
همچنین لازم به ذکر است که کمبود آب قابل جذب در گیاه، منجر به بروز تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی ازجمله کاهش آماس و رشد سلولی و در نتیجه کاهش سطح برگ، کاهش ارتفاع گیاه، بسته شدن روزنه‌ها (صفرنژاد، 1382) و محدودیت فتوسنتز (حسنی و امیدبیگی، 1381)، افزایش ترکیب‌های محلول جهت تنظیم فشار اسمزی و کاهش جذب مواد غذایی و در نهایت کاهش تولید گیاه می‌شود. به‌طور کلی می‌توان گفت تنش خشکی از طریق کاهش طول دوره رشد و در نتیجه کاهش میزان فتوسنتز، کاهش طول دوره اسیمیلاسیون و انتقال شیره پرورده در همیشه‌بهار به‌طور معنی‌داری باعث کاهش عملکرد اقتصادی و بیولوژیک شده است.
کاهش معنی‌دار عملکرد با افزایش تنش کم‌آبی در همیشه‌بهار (Rahmani et al., 2008)، آویشن (Letchamo et al., 1994)، نعناع ((Misra & Srivastava, 2000، بومادران، مریم‌گلی، همیشه‌بهار، اسفرزه و بابونه (Lebaschy and Sharifi Ashoorabadi, 2004) و کنجد (رضوانی‌مقدم و همکاران، 1384) نیز گزارش گردیده است.
با افزایش نیتروژن، مواد فتوسنتزی و در نتیجه عملکرد بذر و وزن هزاردانه افزایش می‌یابد. این نتیجه با نتایج Rahmani و همکاران (2008) در همیشه‌بهار، عباس‌زاده و همکاران (1386) در بادرنجبویه، نجف‌پور نوایی (1379) در شابیزک و پاپری مقدم‌فرد و بحرانی (1384) در کنجد، مطابقت دارد. در مقادیر بیشتر نیتروژن، سرمایه‌گذاری مواد فتوسنتزی در بخشهای برگ و ساقه افزایش یافته و در نهایت مواد تجمع یافته در دانه‌ها افزایش می‌یابد (سپهری و همکاران، 1381).
از آنجایی که مصرف کود نیتروژن بر فعل و انفعالات بیوشیمیایی فتوسنتز، افزایش طول دوره رویش و تجمع ماده خشک بیشتر در اندامهای هوایی و اجزای عملکرد دانه و گل مؤثر است، به نظر می‌آید که تأثیر آن بر افزایش عملکرد دانه و گل در همیشه‌بهار بدیهی باشد. افزایش عملکرد دانه و گل ناشی از افزایش مصرف نیتروژن به دلیل ایجاد مخزن قوی یعنی تعداد دانه و گل بیشتر و فعالیت منبع یعنی سطح برگ بالاتر و داوم بیشتر سطح برگ می‌باشد. همبستگی بالای بین عملکرد دانه با عملکرد بیولوژیک (**999/0 =r)، تعداد دانه در طبق
(**875/ 0 =r)، وزن هزاردانه (**955/0 =r) و تعداد طبق در متر مربع (**926/0 =r) نیز این موضوع را تأیید می‌کند (جدول 5).
کاهش بیوماس در شرایط تنش کم‌آبی می‌تواند ناشی از کاهش سطح برگ و کاهش نرخ فتوسنتزی به دلیل محدودیت‌های بیوشیمیایی ناشی از کمبود آب از قبیل کاهش رنگیزه‌های فتوسنتزی به خصوص کلروفیل‌ها باشد (Lawlor, 2002). در همین رابطه رامک و همکاران (1386) کاهش معنی‌دار کلروفیل را در شرایط کمبود آب گزارش دادند.
تجمع ماده خشک که در حقیقت تبدیل نور به زیست توده طی عمل فتوسنتز است، تابعی از شاخص سطح سبز برگ و جذب فعال نور فتوسنتزی می‌باشد، بنابراین افزایش تجمع ماده خشک در شرایط بهینه رطوبتی به دلیل افزایش سطح سبز برگ، افزایش جذب نور فعال فتوسنتزی و افزایش سرعت رشد محصول و سرعت رشد نسبی نسبت به شرایط محدودیت رطوبتی می‌باشد. به همین دلیل حصول حداکثر تجمع ماده خشک در شرایط بهینه رطوبتی قابل توجیه و تفسیر است.
جدول 5- همبستگی صفات مورد مطالعه در همیشه‌بهار
|
صفات |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
عملکرد دانه |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
تعداد دانه در طبق |
**875/0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
تعداد طبق در مترمربع |
**926/0 |
**759/0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
وزن هزاردانه |
**955/0 |
** 913/0 |
**807/0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
عملکرد بیولوژیک |
**999/0 |
**871/0 |
**925/0 |
**955/0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
وزن طبق |
**919/0 |
**934/0 |
**730/0 |
**974/0 |
**918/0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
شاخص برداشت |
**651/0 |
**768/0 |
**638/0 |
**638/0 |
**636/0 |
**669/0 |
1 |
|
|
|
|
|
بازده مصرف آب دانه |
**731/0 |
**636/0 |
**848/0 |
**599/0 |
**724/0 |
**562/0 |
**733/0 |
1 |
|
|
|
|
بازده مصرف آب بیوماس |
**729/0 |
**625/0 |
**850/0 |
**594/0 |
**722/0 |
**553/0 |
**711/0 |
**999/0 |
1 |
|
|
|
تعداد گل در متر مربع |
**969/0 |
**848/0 |
**956/0 |
**893/0 |
**966/0 |
**846/0 |
**704/0 |
**86/0 |
858/0** |
1 |
|
|
عملکرد خشک گل |
**982/0 |
**867/0 |
**951/0 |
**919/0 |
**98/0 |
**873/0 |
**696/0 |
**845/0 |
823/0** |
1997/0** |
1 |
**: معنی‌دار در سطح 1%
در این تحقیق افزایش مصرف نیتروژن در شرایط آبیاری مطلوب تأثیر مثبتی بر افزایش عملکرد دانه و بیوماس داشت، در حالی که در تیمار تنش رطوبتی شدید، عملکرد دانه و بیوماس در سطوح مختلف نیتروژن تفاوت معنی‌داری نداشت. این وضعیت احتمالاً ناشی از اختلال در فرایند جذب نیتروژن توسط گیاه در شرایط تنش رطوبتی شدید می‌باشد. در این رابطه Rahmani و همکاران (2008) نیز گزارش نمود که کمبود شدید آب در خاک موجب محدود شدن توانایی گیاه جهت جذب نیتروژن از خاک می‌شود. بنابراین می‌توان نتیجه‌گیری کرد که در شرایط کمبود آب در خاک که جذب عناصر غذایی به‌خصوص نیتروژن تحت تأثیر قرار می‌گیرد، لزوم برقراری تناسب میان نیتروژن مصرفی و فراهمی رطوبت در خاک ضروریست. Lebaschy و Sharifi Ashoorabadi (2004) نیز گزارش کردند که با تشدید تنش خشکی، وزن اندامهای هوایی در گیاهان اسفرزه، بومادران، مریم‌گلی، همیشه‌بهار و بابونه کاهش یافت.
کاربرد نیتروژن منجر به افزایش رشد رویشی و افزایش تجمع ماده خشک در گیاهان می‌شود و تحریک رشد رویشی و افزایش عملکرد کاه و کلش و عملکرد دانه در اثر مصرف کود نیتروژن از دلایل افزایش عملکرد بیولوژیک می‌باشد. از این‌رو احتمالاً کمبود نیتروژن به علت کاهش اندازه و دوام سطح برگ باعث کاهش میزان نور دریافتی، کارایی استفاده از نور و فتوسنتز گیاه شد و به موازات آن عملکرد بیولوژیک کاهش یافت. بررسی‌های Rahmani و همکاران (2008) در همیشه‌بهار، Alizadeh Sahzabi و همکاران (2007) در مرزه و پاپری مقدم‌فرد و بحرانی (1384) در کنجد نیز نشان داده است که با افزایش کاربرد کود نیتروژن، عملکرد دانه و بیوماس به‌طور معنی‌داری افزایش می‌یابد.
کاهش شاخص برداشت بذر با افزایش فواصل آبیاری به آن معناست که در این تحقیق تنش رطوبتی عملکرد دانه را به میزان بیشتری نسبت به عملکرد بیولوژیک کاهش داده است که در نتیجه آن شاخص برداشت کاهش یافت. به نظر میرسد که کمبود آب ازجمله عوامل محدود کننده رشد و نمو گیاه می‌باشد که علاوه بر کاهش ماده خشک تولیدی، موجب اختلال تسهیم کربوهیدراتها به دانه و در نتیجه کاهش شاخص برداشت می‌شود. با وجود این نتایج بدست آمده نشان داد که کاربرد نیتروژن تغییری در توزیع مواد فتوسنتزی بوجود نیاورده است، بلکه مصرف کود نیتروژن، عملکرد دانه و ماده خشک کل را به نسبت یکسانی افزایش داد.
در این تحقیق اعمال تنش شدید کم‌آبی (دور آبیاری 180 میلی‌متر تبخیر تجمعی) باعث شد تا قابلیت تجمع ماده خشک در طبق بذری به علت کاهش قابل توجه تعداد دانه در طبق و وزن هزاردانه کاهش یابد.
نتایج این تحقیق نشان داد که در شرایط تنش متوسط گیاه همیشه‌بهار به نحو مؤثرتری از افزایش نیتروژن مصرفی در جهت تولید ماده خشک و دانه به‌ازای هر متر مکعب آب مصرف شده بهره‌برداری می‌کند. براساس یافته‌های این آزمایش می‌توان نتیجه‌گیری نمود که توصیه برای افزایش کاربرد نیتروژن تنها در شرایط عدم وجود تنش یا وجود تنش متوسط کم‌آبی می‌تواند در راستای افزایش معنی‌دار عملکرد دانه مفید واقع شود و در شرایط کمبود شدید آب، مصرف مقادیر بالای کود نیتروژن تأثیر معنی‌داری بر عملکرد و تعداد دانه در طبق و تعداد طبق در متر مربع ندارد.
افزایش بازده مصرف آب برای تولید بیوماس و دانه در شرایط تنش متوسط کم‌آبی را می‌توان با هدر رفتن بیشتر آب از طریق تبخیر و تعرق و نفوذ عمقی بیشتر در تیمار آبیاری مطلوب و مختل شدن فتوسنتز به دلیل بسته شدن روزنه‌ها و کاهش سطح برگ و در نهایت به عملکرد دانه و بیوماس در تیمار تنش شدید کم‌آبی مرتبط دانست. Nissanka و همکاران (1997) اظهار داشتند که کاهش بازده مصرف آب در شرایط تنش رطوبتی ناشی از کاهش بیشتر فتوسنتز در مقایسه با تنفس گیاه می‌باشد. این محققان دلیل این امر را به ایجاد خسارت به مزوفیل برگ در اثر تنش رطوبتی نسبت دادند. همچنین می‌توان گفت که افزایش مقاومت مزوفیلی و روزنه‌ای در شرایط تنش شدید آبی باعث کاهش ورود دی‌اکسید کربن به درون گیاه شده و تحت تأثیر این حالت فتوسنتز خالص گیاه کاهش می‌یابد، بنابراین بیوماس گیاه در اثر تنش آبی کاهش می‌یابد.
بهبود بازده مصرف آب برای تولید دانه و بیوماس با افزایش مقدار نیتروژن مصرفی را می‌توان به افزایش عملکرد دانه و بیوماس نسبت داد، زیرا میزان آب مصرفی برای تمام سطوح کودی یکسان بود. افزایش مقدار نیتروژن مصرفی، از طریق بالا بردن مقدار فتوسنتز خالص، افزایش وزن بیوماس را بدنبال داشته است. در شرایط این تحقیق اگر چه افزایش نیتروژن مصرفی، احتمالاً افزایش در تعرق را به همراه داشته است، اما به دلیل تولید عملکرد دانه بیشتر در نهایت بازده مصرف آب بیشتر شده است. لازم به ذکر است که افزایش در عملکرد دانه مشروط بر اینکه میزان آب تبخیر و تعرق یافته نوسان زیادی نداشته باشد، موجب افزایش در بازده مصرف آب می‌گردد، اما چنانچه افزایش در عملکرد دانه با افزایش در مصرف آب همراه باشد، رابطه بین بازده مصرف آب و عملکرد دانه دستخوش تغییرات شده و حتی معکوس خواهد شد.
به‌طورکلی نتایج این تحقیق حکایت از آن دارد که تغییرات سطوح آبیاری بیش از سطوح نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه، تعداد و عملکرد گل همیشه‌بهار تأثیر داشته است. همچنین با توجه به اینکه در مناطق خشک و نیمه‌خشک به دلیل محدودیت منابع آبی، هدف تولید عملکرد قابل قبول با توجه به میزان آب مصرفی می‌باشد و بازده مصرف آب یکی از معیارهای مهم در تولید محسوب می‌شود، بنابراین هر چند تیمار آبیاری پس از 60 میلی‌متر تبخیر تجمعی و مصرف 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار بیشترین عملکرد دانه را به خود اختصاص داد، اما به‌رغم کاهش معنی‌دار عملکرد در تیمار آبیاری پس از 120 میلی‌متر در مقایسه با تیمار آبیاری پس از 60 میلی‌متر تبخیر تجمعی، با توجه به صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف آب و برتری 5/26 درصدی بازده مصرف آب برای تولید بذر در تیمار آبیاری پس از 120 میلی‌متر تبخیر تجمعی، این تیمار آبیاری به‌ویژه در شرایط کمبود آب قابل توصیه می‌باشد. به علاوه با توجه به عدم اختلاف معنی‌دار میانگین‌های عملکرد دانه و بازده مصرف آب برای تولید دانه در سطوح کاربرد 120 و 180 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و ضرورت رعایت مسائل زیست‌محیطی، کاربرد 120 کیلوگرم نیتروژن در هکتار برای زراعت همیشه‌بهار در شرایط این آزمایش توصیه می‌شود.
سپاسگزاری
بدین‌وسیله از مسئولان محترم حوزه معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد بیرجند به دلیل تأمین منابع مالی اجرای این تحقیق سپاسگزاری می‌گردد.
)