اثر تنش کمبود آب و نیتروژن در دوران رویشی و زایشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت
به منظور ارزیابی اثر نیتروژن و تنش کمآبی در دوران رشد رویشی و زایشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت، آزمایشی به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشگاه بوعلی سینا در سال زراعی 1387 انجام گرفت. سطوح نیتروژن (100 و 200 کیلوگرم در هکتار) و سطوح آبیاری (تنش کمآبی در مرحله 10-8 برگی، تنش کمآبی در مرحله شیری تا خمیری دانه و آبیاری کامل) بصورت فاکتوریل در کرتهای اصلی و ارقام ذرت (سینگلکراس 500 و 647) در کرتهای فرعی قرار گرفتند. بیشینه شاخص سطح برگ، دوام شاخص سطح برگ از کاکلدهی تا رسیدگی، دوام شاخص سطح برگ، سرعت خطی رشد محصول، سرعت رشد گیاه در گلدهی و در گلدهی به ازای دانه، سرعت رشد گیاه در دوره پرشدن دانه، سرعت جذب خالص، عملکرد بیولوژیک، عملکرد اقتصادی و شاخص برداشت، عدد اسپاد پس از 10 برگی و خمیری دانه، کارایی مصرف آب و نور اندازهگیری شد. همچنین، اجزاء عملکرد شامل تعداد ردیف بلال، تعداد دانه در ردیف بلال، تعداد دانه در بلال و وزن دانه اندازهگیری شد. کمترین مقادیر شاخصهای رشد در دورۀ رشد رویشی با مصرف 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کمآبی در مرحله رویشی بدست آمد. ضمن اینکه منجر به افزایش فاصله زمانی کاشت تا کاکلدهی و کاهش سرعت رشد گیاه در گلدهی گردید و بصورت کاهش دوره پرشدن دانه ادامه یافت. بیشترین مقادیر سرعت رشد گیاه در گلدهی و سرعت رشد گیاه در گلدهی به ازای دانه با مصرف 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و هر دو آبیاری کامل و تنش درمرحله زایشی بدست آمد. ضمن اینکه بیشترین مقدار سرعت رشد گیاه در دوره پرشدن دانه به ازای دانه درهر دو رقم مورد مطالعه با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کمآبی در مرحلة رویشی بدست آمد. تعداد دانه بیشتری با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و هر دو آبیاری کامل و تنش کمآبی درمرحله زایشی بدست آمد و سینگل کراس 647 در این صفت بر سینگلکراس 500 برتری داشت. مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و همچنین آبیاری کامل وزن دانه بیشتری نسبت به سایر سطوح مصرف نیتروژن و آبیاری نشان دادند. بیشترین مقدار کارایی مصرف نور به مقدار 87/3 گرم بر مگاژول در سینگل کراس 647 با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و آبیاری کامل بدست آمد. بیشترین کارایی مصرف آب با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کمآبی در مرحله زایشی بدست آمد. بیشترین عملکرد دانه به تیمار مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار با آبیاری کامل تعلق داشت. در مقابل، مصرف 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کمآبی در مرحلة رویشی کمترین عملکرد دانه را نشان داد. مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کمآبی در مرحله زایشی متحمل کمترین کاهش عملکرد در اثر تنش کمآبی شد. رقم سینگلکراس 500 در کلیه تیمارها عملکرد بیشتری نسبت به رقم سینگلکراس 647 داشت که به خاطر برتری در عملکرد بیولوژیک، وزن دانه و شاخص برداشت بیشتر نسبت به سینگل کراس 647 بود.
کلمات کلیدی: تنشکمآبی، نیتروژن، ذرت، شاخصهایرشد، عملکرد و اجزاء عملکرد، ،کارایی مصرف آب و نور.
فهرست مطالب
مقدمه...........................................................................................................................................................................1
فصل اول: بررسی منابع
1-1- تاریخچه، تولید و مصرف گیاه ذرت...................................................................................................................4
1-2- سطح زیر کشت ذرت در ایران و استان همدان....................................................................................................4
1-3- رده بندی و ریخت شناسی..................................................................................................................................5
1-4- مراحل رشد گیاه ذرت ............................................................................ ....................... .................................6
1-5- آب و گیاه ذرت............................................................................. ..................................................................7
1-5-1- پتانسیل آب در گیاه...................... ..........................................................................................................8
1-5-2- پتانسیل آب در خاک..................................................................................9
1-6- نیتروژن و گیاه ذرت......................................................................................13
1-7.- اهداف ...............................................................................23
فصل دوم: مواد و روش‌ها
2-1- موقعیت محل اجرا ی طرح................................................................................................................................24
2-2- طرح آزمایشی...................................................................................... ............................................................24
2-3- آمادهسازی زمین و کوددهی.............................................................................................................................25
2-4- کاشت و مراقبتهای زراعی..............................................................................................................................25
2-5- آبیاری و تعیین نیاز آبی.....................................................................................................................................25
2-6- نمونه برداری در طول فصل رشد.................................................................................................. ....................26
2-7- اندازهگیری عملکرد و اجزای عملکرد ..............................................................................................................26
2-8- محاسبات..........................................................................................................................................................27
2-8-1- درجه روزهای رشد................................................................................................................................27
2-8-2- آنالیزهای رشد...................................... ........................................ .......................................................27
2-8-3- کارایی مصرف آب و شاخص برداشت...... ...........................................................................................29
2-8-4- سرعت و دوره پرشدن دانه ......................................................... ..........................................................29
2-8-5- دریافت و کارایی مصرف نور..................................... ............ .............................................................30
2-8-6- اعداد کلروفیل متر (اسپاد) و جذب نور.......................................... .......................................................30
فصل سوم: نتایج و بحث
3-1- مراحل فنولوژیکی ..................................................... ....................................................................................32
3-2- شاخصهای رشد.............................................................................................................................................35
3-2-1- روند شاخص سطح برگ......................................................................................................................35
3-2-2- بیشینه شاخص سطح برگ.....................................................................................................................35
3-2-3- دوام سطح برگ کل.............................................................................................................................39
3-2-4- دوام سطح برگ بعد از کاکلدهی.........................................................................................................39
3-2-5- روند تغییرات سرعت رشد محصول.......................................................................................................40
3-2-6- سرعت خطی رشد محصول...................................................................................................................41
3-2-7- سرعت رشد گیاه در گلدهی..................................................................................................................43
3-2-8- سرعت رشد گیاه در گلدهی به ازای دانه...............................................................................................44
3-2-9- سرعت رشد گیاه در زمان پر شدن دانه به ازای دانه................................................................................47
3-2-10- سرعت جذب خالص..........................................................................................................................50
3-2-11- روند تجمع ماده خشک......................................................................................................................52
3-2-12- عملکرد بیولوژیک.............................................................................................................................54
3-2-13- عملکرد دانه...................................................................................................................................... 56
3-2-14- شاخص برداشت.................................................................................................................................59
3-3- سایر صفات مرفولوژیکی.................................................................................................................................60
3-3-1- ارتفاع بلال از سطح زمین......................................................................................................................60
3-3-2- قطر ساقه...............................................................................................................................................62
3-3-3- ارتفاع گیاه...........................................................................................................................................63
3-4- همبستگی صفات و شاخصهای رشد با عملکرد دانه........................................................................................64
3-5- صفات مرفولوژیکی بلال.................................................................................................................................66
3-5-1- طول بلال..............................................................................................................................................66
3-5-2- قطر بلال...............................................................................................................................................68
3-6- اجزاء عملکرد دانه .........................................................................................................................................69
3-6-1- تعداد ردیف دانه در بلال......................................................................................................................69
3-6-2- تعداد دانه در ردیف بلال......................................................................................................................69
3-6-3- تعداد دانه در بلال ................................................................................................................................71
3-6-4- وزن دانه...............................................................................................................................................73
3-7- روند پر شدن دانه ...........................................................................................................................................75
3-7-1- سرعت پرشدن دانه ..............................................................................................................................75
3-7-2- دوره موثر پرشدن دانه .........................................................................................................................76
3-8- قرائت عدد اسپاد.............................................................................................................................................78
3-8-1- قرائت عدد اسپاد پس از تنش کم آبی در مرحلة رویشی......................................................................78
3-8-2- قرائت عدد اسپاد پس از تنش کم آبی در مرحلة زایشی.......................................................................79
3-9- صفات و شاخصهای مرتبط با نور..................................................................................................................81
3-9-1- دریافت نور .......................................................................................................................................81
3-9-2- دریافت تششع فعال فتوسنتزی در محدوده گلدهی................................................................................83
3-9-3- جذب نور...........................................................................................................................................84
3-9-4-کارایی مصرف نور..............................................................................................................................86
3-10- کارایی مصرف آب.....................................................................................................................................88
3-11- همبستگی صفات با عملکرد دانه................................................................90
3-12- نتیجه گیری نهایی..........................................................................................94
3-13- پیشنهادات......................................................................................95
منابع......................................................................96
| جدول 1-1- مراحل رشد گیاه ذرت بر اساس تقسیم بندی امام و ثقه الاسلامی . .............................................. | 6 |
| جدول 1-2- مراحل رشد و نمو گیاه ذرت بر اساس تقسیمبندی ریچی و همکاران .......................................... | 7 |
| جدول 3-1- مراحل مهم رشد و نمو گیاه ذرت براساس روزهای پس از کاشت .............................................. | 34 |
| جدول 3-2- خلاصه تجزیه واریانس بیشینه شاخص سطح برگ، دوام شاخص سطح برگ کل و دوام شاخص سطح برگ بعد از کاکلدهی ................................................................................................................... | 36 |
| جدول 3-3- ضرایب معادله شاخص سطح برگ ارقام ذرت در سطوح مختلف مصرف نیتروژن و آبیاری ....... | 37 |
| جدول 3-4- خلاصه تجزیه واریانس شاخصهای سرعت خطی رشد محصول، سرعت رشد گیاه در گلدهی، سرعت رشد گیاه در گلدهی به ازای دانه و سرعت رشد گیاه در پرشدن دانه به ازای دانه در ارقام ذرت در شرایط متفاوت نیتروژن و آبیاری .............................................................................................................. | 42 |
| جدول 3-5-ضرایب معادله سرعت جذب خالص ارقام ذرت در سطوح متفاوت نیتروژن و آبیاری .................. | 51 |
| جدول 3-6- ضرایب معادله روند تجمع ماده خشک ارقام ذرت در سطوح متفاوت نیتروژن و آبیاری ............. | 54 |
| جدول 3-7- خلاصه تجزیه واریانس صفات عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و شاخص برداشت ارقام ذرت در سطوح متفاوت نیتروژن و آبیاری ......................................................................................................... | 55 |
| جدول 3-8- خلاصه تجزیه واریانس صفات ارتفاع بلال، قطر ساقه و ارتفاع گیاه ارقام ذرت در سطح متفاوت نیتروژن و آبیاری ..................................................................................................................................... | 61 |
| جدول 3-9- ضرایب همبستگی بین صفات و شاخصهای مورد ارزیابی ......................................................... | 65 |
| جدول 3-10- خلاصه تجزیه واریانس صفات طول بلال، قطر بلال، تعداد ردیف دانه در بلال و تعداد دانه در ردیف بلال ارقام ذرت در سطح متفاوت نیتروژن و آبیاری . ..................................................................... | 66 |
| جدول3-11- خلاصه تجزیه واریانس صفات و شاخصهای تعداد دانه در بوته، وزن دانه، سرعت پرشدن دانه و دوره موثر پرشدن دانه ارقام ذرت در سطوح متفاوت نیتروژن و آبیاری . ................................................... | 71 |
| جدول3-12- خلاصه تجزیه واریانس عدد اسپاد پس از تنش در مرحلة رویشی، عدد اسپاد پس ازتنش در مرحله زایشی و دریافت نور در محدوده گلدهی ارقام ذرت در سطوح متفاوت نیتروژن و آبیاری ............ | 78 |
| جدول 3-13- ضرایب معادله دریافت نور در تیمار های مورد بررسی ............................................................. | 82 |
| جدول 3-14- خلاصه تجزیه واریانس شاخصهای جذب نور پس از تنش کمآبی درمرحله رویشی، جذب نور پس از تنش کمآبی در مرحله زایشی، کارایی مصرف نور و کارایی مصرف آب در ارقام ذرت در سطوح متفاوت نیتروژن و آبیاری .............................................................................................................. | 84 |
| جدول 3-15- ضرایب همبستگی بین صفات مورد مطالعه ............................................................................... | 93 |
شکل 2-1- ساعتهای آفتابی و بارندگی، تبخیر و تعرق گیاه مرجع، نیاز آبی ذرت و متوسط دمای هوا .
| 24 | |
| شکل 3-1- مقایسه میانگین بیشینه شاخص سطح برگ ...................................................................................... | 36 |
| شکل3-2- روند شاخص سطح برگ ارقام ذرت در سطوح مختلف مصرف نیتروژن و آبیاری . ......................... | 37 |
| شکل 3-3- مقایسه میانگین دوام سطح برگ کل . ............................................................................................ | 39 |
| شکل 3-4- مقایسه میانگین دوام شاخص سطح برگ بعد از کاکلدهی . .......................................................... | 40 |
| شکل 3-5- روند سرعت رشد محصول ارقام ذرت در سطوح مختلف نیتروژن و آبیاری ................................... | 41 |
| شکل 3-6- مقایسه میانگین سرعت خطی رشد محصول ................................................................................... | 43 |
| شکل 3-7- مقایسه میانگین سرعت رشد گیاه در گلدهی ................................................................................ | 44 |
| شکل 3-8- مقایسه میانگین سرعت رشد گیاه در گلدهی به ازای دانه .............................................................. | 46 |
| شکل 3-9- مقایسه میانگین سرعت رشد گیاه در محدوده شیری شدن تا رسیدگی دانه ...................................... | 49 |
| شکل3-10- روند شاخص سرعت جذب خالص ارقام ذرت در سطوح مختلف نیتروژن و آبیاری . .................... | 50 |
| شکل 3-11- روند تجمع ماده خشک کل ارقام ذرت در سطوح مختلف مصرف نیتروژن و آبیاری . ................. | 53 |
| شکل 3-12- مقایسه میانگین عملکرد بیولوژیک ............................................................................................. | 55 |
| شکل 3-13- مقایسه میانگین عملکرد دانه ........................................................................................................ | 57 |
| شکل 3-14- مقایسه میانگین شاخص برداشت .................................................................................................. | 60 |
| شکل 3-15- مقایسه میانگین ارتفاع بلال از سطح زمین...................................................................................... | 61 |
| شکل 3-16- مقایسه میانگین قطر ساقه ............................................................................................................. | 62 |
| شکل 3-17- مقایسه میانگین ارتفاع گیاه .......................................................................................................... | 63 |
| شکل 3-18- مقایسه میانگین طول بلال ............................................................................................................ | 67 |
| شکل 3-19- مقایسه میانگین قطر بلال ............................................................................................................. | 68 |
| شکل 3-20- مقایسه میانگین تعداد دانه در ردیف بلال .................................................................................... | 70 |
| شکل 3-21- مقایسه میانگین تعداد دانه در بلال ............................................................................................... | 72 |
| شکل 3-22- مقایسه میانگین وزن هزار دانه ..................................................................................................... | 74 |
| شکل 3-23- مقایسه میانگین سرعت پرشدن دانه ............................................................................................. | 75 |
| شکل 3-24- مقایسه میانگین دوره موثر پرشدن دانه ........................................................................................ | 77 |
| شکل 3-25- مقایسه میانگین قرائت عدد اسپاد پس از تنش کمآبی در مرحله رویشی ....................................... | 79 |
| شکل 3-26- مقایسه میانگین قرائت اسپاد درمرحله خمیری دانه ....................................................................... | 80 |
| شکل 3-27- روند دریافت نور ارقام ذرت در شرایط مختلف مصرف نیتروژن و آبیاری .................................... | 82 |
| شکل 3-28- مقایسه میانگین نور دریافتی در محدوده کاکلدهی ذرت ............................................................ | 83 |
| شکل 3-29- مقایسه میانگین درصد جذب نور پس از تنش رویشی .................................................................. | 85 |
| شکل 3-30- مقایسه میانگین درصد جذب نور پس از تنش کمآبی در مرحله زایشی . ...................................... | 86 |
| شکل3-31- مقایسه میانگین کارایی مصرف نور ............................................................................................. | 88 |
| شکل3-32- مقایسه میانگین کارایی مصرف آب .............................................................................................. | 89 |