نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیئت علمی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

کاربرد علفکش‌های شیمیایی برای کنترل علف های هرز در مزارع، نگرانی‌هایی را در مورد سلامت انسان و محیط زیست برانگیخته است. این در حالی است که تجزیه بقایای برخی از گیاهان در خاک ترکیباتی بر جای می‌گذارد که ممکن است رویش علف های هرز در زراعت بعدی را محدود و کاربرد علفکش برای کنترل علف های هرز را منتفی سازد. به منظور مدیریت غیر‌شیمیایی علف‌های هرز و بررسی واکنش ذرت ‌شیرین به دفن بقایای گندم و چاودار(مقادیر کم، متوسط و زیاد) آزمایشی به صورت بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. نتایج نشان داد که بقایای گندم نسبت به چاودار در کنترل علف‌های‌ هرز و افزایش عملکرد ذرت ‌شیرین برتری دارد، ضمناً تیمار مقدار کم کلش گندم مؤثرتر از مقدار زیاد آن بود. علاوه بر این بیش‌ترین شاخص سطح برگ (33/7) و عملکرد علوفه تر ذرت‌شیرین (24693 کیلو گرم) در این تیمار به دست آمد. این تیمار با 22% افزایش نسبت به شاهد بیشترین عملکرد دانه( 3/2251 کیلوگرم در هکتار) و تیمار چاودار با کلش کم با 2/6% کاهش کمترین عملکرد دانه ( 8/1653 کیلوگرم در هکتار) را تولید کرد. به این ترتیب می توان اذعان داشت که کشت ذرت شیرین در تناوب با گندم به دلیل فرونشانی علف‌های هرز در اثر دگرآسیبی کاه و کلش گندم( در مقدار کم) با علف های هرز کمتری مواجه می‌شود و افزایش عملکرد ذرت ‌شیرین را به همراه خواهد داشت شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The allelopathic effect of Wheat and Rye residues on weed control and sweet corn yield in next season

چکیده [English]

Weed control in crop lands using herbicide raised several concerns for human health and environment. Decomposition of some plants residues leave special compounds in the soil which may prevent weed emergence and prohibit the use of herbicides for weed control. In order to non-chemical weed management and investigation of the sweet corn response to wheat and rye residues (low, medium and high) a field experiment was conducted using RCBD. Results showed that wheat straw was more beneficent than rye in weed control and increasing the sweet corn yield, meanwhile wheat in low residue treatment was more effective than others. Indeed this treatment produced the highest leaf area index (7) and fresh forage yield of the crop (24693 kg.ha-1). The highest (2251.3 kg/ha) and the lowest (1653.8 kg/ha) amount of kernel yield were obtained under low wheat residue and low rye residue treatments respectively with +22% and -6.2% change from control treatment. Therefore it should be stated that sweet corn planting after wheat rotation will confront to less weed (density and biomass) due to allopathic effects of low wheat residue which indirectly increased sweet corn economical yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • crop rotation
  • weed management
  • winter cereals
  • plant residues and allelopathy

تاثیر دگرآسیبی بقایای زراعت گندم و چاودار بر کنترل علف­های هرز و عملکرد

ذرت شیرین در فصل بعدی

مجید آقاعلیخانی1*، بیتا عدل­وندی1 و فائزه قناتی2

1 ایران، تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده کشاورزی، گروه اگروتکنولوژی

2 ایران، تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم زیستی، گروه زیست شناسی گیاهی

تاریخ دریافت: 24/9/95                تاریخ پذیرش: 5/9/96

چکیده

کاربرد علفکش­های شیمیایی برای کنترل علف های هرز در مزارع، نگرانی­هایی را در مورد سلامت انسان و محیط زیست برانگیخته است. این در حالی است که تجزیه بقایای برخی از گیاهان در خاک ترکیباتی بر جای می­گذارد که ممکن است  رویش علف های هرز در زراعت بعدی را محدود و کاربرد علفکش برای کنترل علف های هرز را منتفی سازد. به منظور مدیریت غیر­شیمیایی علف­های هرز و بررسی واکنش ذرت ­شیرین به دفن بقایای گندم و چاودار(مقادیر کم، متوسط و زیاد) آزمایشی به صورت بلوک­های کامل تصادفی اجرا شد. نتایج نشان داد که بقایای گندم نسبت به چاودار در کنترل علف­های­ هرز و افزایش عملکرد ذرت ­شیرین برتری دارد، ضمناً تیمار مقدار کم کلش گندم مؤثرتر از مقدار زیاد آن بود. علاوه بر این بیش­ترین شاخص سطح برگ (33/7) و عملکرد علوفه تر ذرت­شیرین (24693 کیلو گرم) در این تیمار به دست آمد. این تیمار با 22% افزایش نسبت به شاهد بیشترین عملکرد دانه( 3/2251 کیلوگرم در هکتار) و تیمار چاودار با کلش کم با  2/6% کاهش کمترین عملکرد دانه ( 8/1653 کیلوگرم در هکتار) را تولید کرد. به این ترتیب می توان اذعان داشت که کشت ذرت شیرین در تناوب با گندم به دلیل فرونشانی علف­های هرز در اثر  دگرآسیبی کاه و کلش گندم( در مقدار کم) با علف های هرز کمتری مواجه می­شود و افزایش عملکرد ذرت ­شیرین را به همراه خواهد داشت شد.

واژه های کلیدی: تناوب زراعی، مدیرت علف­های هرز، غلات زمستانه، بقایای گیاهی، آللوپاتی.

* نویسنده مسئول، تلفن: 48292099-021، پست الکترونیکی: maghaalikhani@modares.ac.ir

مقدمه

 

ذرت شیرین ((Zea mays var. Saccarata یکی از واریته‌های جهش یافته و از جوان‌ترین اشکال ذرت می‌باشد. این گیاه یک تغییر یافته ژنتیکی از ذرت معمولی است که با انجام موتاسیون در لوکوس Su از کروموزوم شماره چهار ذرت زراعی حاصل شده است. این تغییر ژنتیکی باعث تجمع قندها و پلی‌ساکاریدهای محلول در آب، در آندوسپرم دانه می‌گردد. ذرت شیرین در مرحله نارسی دارای قند نسبتاً زیادی است که به همین دلیل قبل از مرحله رسیدن کامل به منظور مصرف تازه خوری یا کنسرو برداشت می‌گردد. سالیانه در دنیا حدود نیم میلیون هکتار به کشت این واریته اختصاص داده می‌شود که این سطح زیر کشت با پیشرفت و دستیابی به روش‌های مدرن کنسرو کردن، انجماد، انبار کردن و مصرف فوری در حال افزایش است. این گیاه در امریکا، کانادا، ژاپن، تایوان و چین در سطحی گسترده کشت و کار می­شود. اخیرا مصرف ذرت شیرین در شرق آسیا، اروپا و امریکا افزایش چشمگیری داشته و به تدریج فرهنگ مصرف آن در سایر کشورها از جمله ایران نیز رواج یافته است.

دوره رشد نسبتا کوتاه ذرت شیرین تا مرحله برداشت بلال در مرحله شیری، زراعت این گیاه را به یک کشت پرسود تبدیل نموده است (5). علف­های هرز یکی از عوامل محدود کننده­ اصلی عملکرد ذرت و سایر محصولات زراعی در اکثر سیستم­های کشاورزی بویژه زراعت ارگانیک محسوب می­شوند. در سیستم کشاورزی رایج ، علف­های هرز عمدتا بوسیله علفکش­های شیمیایی کنترل می­شوند، اما این روش نگرانی­هایی را در مورد سلامت انسان و محیط زیست در پی داشته است. علاوه بر این استفاده گسترده از علفکش­ها موجب بروز پدیده مقاومت به علفکش در بسیاری از گونه های علف­ هرز شده است. این در حالی است که آلودگی محیط زیست و ضرورت کاهش مصرف نهاده های شیمیایی اعم از کود و سم بویژه در محصولاتی که برای انسان مصرف تازه­خوری دارند، بیش از پیش توجه متخصصان را به خود جلب کرده است (2).

یکی از روش­های مدیریت پایدار علف­های هرز در راستای کاهش آلودگی­های زیست محیطی استفاده از توانایی  دگرآسیبی برخی گونه های گیاهی برای ممانعت از جوانه­زنی و یا کاهش رشد و نمو علف­های هرز است. کاربردی­ترین روش برای استفاده از توانایی دگرآسیبی بکارگیری گیاهان پوششی در تناوب زراعی و استفاده از بقایا و کاه و کلش آنها به صورت مالچ برای کنترل علف­های هرز است (30). این بقایا اگر چه ممکن است بر جوانه زنی، رویش،  رشد و نمو و تولید گیاه زراعی تأثیر داشته باشند، اما می‌توانند جنبه‌های مشابهی در رشد علف­های هرز را نیز تحت تاثیر قرار دهند. تحقیقات نشان داده که مدیریت بقایای گیاه زراعی می‌تواند جوانه‌زنی و رشد علف‌های هرز را به شدت کاهش دهد (22) و استفاده­ی امیدبخش از دگرآسیبی گیاهان پوششی، کاهش استفاده از علفکش­های شیمیایی را به همراه داشته است(30). علاوه بر این کاربرد بقایای گیاهان زراعی به عنوان گیاهان پوششی از طریق تعدیل نوسانات دمای خاک، کاهش رواناب، افزایش نفوذپذیری و بهبود وضعیت ساختمان و تامین مواد غذایی خاک باعث افزایش عملکرد گیاه زراعی می­گردد(12،20). 

بدیهی است توان دگرآسیبی در گونه­های مختلف گیاهی متفاوت است و عواملی مانند گونه­ی گیاهی هدف، غلظت و نوع ماده­ی شیمیایی دگرآسیب، عوامل محیطی و عملیات زراعی بر تحمل گونه­های گیاهی نسبت به آللوپاتی تاثیر دارند.

گندم  Triticum aestivum L.)) گیاهی است که خاصیت دگرآسیبی آن بر ضد گیاهان زراعی و علف­های هرز مشخص شده است(8). طبق بررسی­های بعمل آمده زیست توده گندم حاوی مواد بازدارنده­ای از قبیل اسید فنولیک، اسید هیدروکسامید و زنجیره­ی کوتاه­اسیدهای چرب می­باشد (26). توانایی کلش گندم در سرکوبی علف­های هرز و مهار آفات و بیماری­ها در برخی آزمایش­ها و در گونه­های خاصی از علف­های هرز بررسی شده است (21) اما تا کنون گزارش مدونی در مورد کاربرد ابن فناوری در کنترل علف های هرز مزرعه ذرت شیرین منتشر نشده است. ارقام گوناگون گندم دارای تاثیرات دگرآسیبی متفاوتی بر یک گونه علف هرز می­باشند زیرا مقدار ژن­های مؤثر در دگرآسیبی روی کروموزوم­ها در گونه­های مختلف گندم متفاوت است (27). اثرات متفاوت دگرآسیبی 10 رقم گندم بر دو گونه علف هرز چچم سخت
 (Lolium rigidom) و جو دره (Hordeum spontaneum) نشان داد که میزان دگرآسیبی در بین ارقام گندم و در مراحل مختلف رشد و نمو آنها متفاوت است (18).در گزارشی آمده است کهمالچ گندم، رشد دوگونه نیلوفر (Ipomoea sp.)را در مزرعه ذرت کاهش می­دهد و سن مالچ گندم بر این پدیده اثرگذار است (23).

نتایج مطالعه دگرآسیبی بقایای 38 رقم گندم در استرالیا نشان داد که جوانه‌زنی و رشد ریشه‌چه چچم یک­ساله تحت تاثیر عصاره آبی بقایای گندم کاهش می‌یابد و اثر بازدارندگی رقم‌های گندم تفاوت معنی­داری دارد، بطوری که میزان بازدارندگی رشد ریشه‌چه بین 2/19 تا 7/98 درصد و بازدارندگی جوانه‌زنی بذرها از 2/4 تا 2/73 درصد متغیر بود. همچنین نتایج حاصل از این بررسی بر گونه­های مقاوم چچم یکساله به علفکش­های بازدارنده استیل کوآنزیم A کربوکسیلاز، بازدارنده‌های استولاکتات سنتتاز، بازدارنده‌های فتوسیستم 2 و بازدارندهای تشکیل توبولین ، نشان داد که عصاره آبی گندم تاثیر معنی­داری بر جوانه‌زنی و رشد ریشه‌چه این گونه‌های مقاوم دارد، بازدارندگی جوانه‌زنی بر حسب رقم گندم از 3/3 تا 100 درصد متغیر بود. بنابراین،‌ از توان دگرآسیبی گندم می‌توان برای کنترل گونه‌های مقاوم به علف‌کش‌ها بهره جست (21).

چاودار(Secale cereal) نیز به عنوان گیاهی که زیست توده زیادی با خاصیت دگرآسیبی تولید می­کند شناخته شده است (9، 10). چاودار محتوی دو فیتوتوکسین مهم به نام های بنزاکسوزولینون(BOA) و دی ­هیدروکسی بنزوکسازین(DIBOA) می­باشد. (9، 28). ترکیبات آلیلوکمیکال در جنس­های مختلف گندمیان متفاوت است. در همین راستا اسمعیلی کناری و همکاران(1394) دو ترکیب پی- هیدروکسی ماندلیک اسید و پی- هیدروکسی بنزآلدئید را به عنوان ماده شیمیایی دگرآسیب اصلی در ریشه­های سوروف معرفی نموده­اند(1) .

در آزمایشی کاه و کلش گندم و چاودار زمستانه در سطوح مختلف کم، متوسط و زیاد وارد خاک شد و مشاهده گردید که این دو گیاه توانستند به مقدار زیادی علف­های هرز یکساله مانند خرفه ((Portulaca oleracea ، تاج­خروس ریشه قرمز (Amaranthus retroflexus) و سوروف (Echinochloa colomum) را کنترل کنند ولی تأثیری بر اویارسلام (Cyperus rotundus) در مزرعه آفتاب­گردان، گوجه­فرنگی و ذرت نداشتند(10). در این آزمایش کاربرد کاه و کلش چاودار توانست رقابت تاج­خروس و خرفه را به ترتیب به میزان 40 تا52% و 40 تا 74% کنترل کند.

بررسی­های انجام شده در زمینه استفاده از توان دگرآسیبی گیاهان زراعی برای کنترل علف­های هرز حاکی از آن است که مواد آزاد شده از گیاهان زراعی مختلف و بقایای آنها می­تواند تاثیر متفاوتی بر گونه­های علف هرز داشته باشند. تا کنون  آزمایشی با هدف  بررسی احتمال سرکوبی علف های هرز مزرعه ذرت شیرین  با تکیه بر توان دگرآسیبی بقایای زراعت قبلی انجام نشده است . بر اساس فرضیات تحقیق حاضر اختلاط کاه و کلش و بقایای ریشه  گندم و چاودار با خاک  ممکن است بر جوانه­زنی و رشد علف های هرز در  مزرعه ذرت شیرین اثر بازدارنده داشته باشد . همچنین مقادیر مختلف بقایای زراعت قبلی اثرات دگرآسیبی متفاوتی دارند. علاوه بر این بین اثر بقایای گندم و چاودار بر رشد علف های هرز و عملکرد ذرت شیرین اختلاف آماری معنی دار وجود دارد. با توجه به اهمیت و گستردگی کشت گندم در نقاط مختلف کشور و جایگاه آن در تناوب زراعی، بررسی امکان کاهش جمعیت و بیوماس علف­های هرز تابستانه در ذرت شیرین از طریق زیر خاک­کردن بقایای کشت قبلی از جمله گندم در مقایسه با چاودار به عنوان هدف اصلی این تحقیق در نظر گرفته شد.

مواد و روشها

آزمایش در سال زراعی 89 - 1388 در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، با مختصات جغرافیائی 35 درجه و 44 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه و 10 دقیقه طول شرقی و ارتفاع 1265 متر از سطح دریا اجرا شد. قبل از اجرای آزمایش به منظور تعیین ویژگی­های فیزیکی و شیمیائی خاک محل آزمایش، تعداد 10 نمونه تصادفی از دو عمق متفاوت 0 تا 30 و 30 تا 60 سانتی­متری خاک تهیه شد و پس از مخلوط کردن یک نمونه همگن از خاک هر عمق به آزمایشگاه ارسال شد. نتایج تجزیه­ی خاک در جدول 1 نشان داده شده است.

 

جدول1 - نتایج تجزیه فیزیکی و شیمیائی خاک محل آزمایش

 

عمق نمونه برداری (cm)

 

پتاسم قابل جذب((ppm) (ppm)

فسفر قابل جذب(ppm)

نیتروژن کل(%)

 

رس(%)

لای(%)

شن(%)

بافت خاک

30-0

802

061/752

149/0

1/15

9/23

61

لوم شنی

 

60-30

823

455/812

136/0

 

 

 

 

 

                         

 

 

خاک محل آزمایش از نظر بافت، جزو اراضی سبک یا لوم شنی با قابلیت نگهداری رطوبت اندک است. بنا به گزارش ایستگاه هواشناسی چیتگر میزان بارندگی سالانه حدود 250 تا 310 میلی­متر می­باشد که بیش از 80 درصد آن در پائیز و زمستان نازل می­شود بر این اساس محل اجرای آزمایش از نظر اقلیمی جزو مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می­شود.

به منظور آماده­سازی مزرعه، ابتدا زمین مورد نظر در مهر ماه 1388 بوسیله گاوآهن برگردان­دار شخم و به منظور خرد کردن کلوخ­ها، دیسک زده شد و پس از آن برای  صاف کردن زمین از ماله استفاده شد. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از : زیر خاک کردن بقایای زراعت گندم در سه مقدار کم(شماره 1)، متوسط(شماره 2) و زیاد(شماره 3)، همچنین زیر خاک کردن بقایای زراعت چاودار در سه مقدار کم(شماره 4)، متوسط(شماره 5) و زیاد(شماره 6) و شاهد بدون کلش(شماره 7). به این ترتیب آزمایش با هفت تیمار و سه تکرار جمعا دارای 21 واحد آزمایشی بود و در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی اجرا شد. هر واحد آزمایشی دارای 6 پشته 60 سانتی و 12 خط کاشت به فاصله­ی 30 سانتی متر از یکدیگر بود. بذر های گندم و چاودار در 25 مهر ماه سال 88 به صورت خطی با فاصله­ی روی ردیف دو سانتی متر و تراکم 300 بوته در متر مربع در کرت های مربوطه کاشته شدند و در هر تکرار یک کرت به عنوان شاهد (بدون گیاه دگرآسیب) به صورت نکاشت باقی گداشته شد. طبق محاسبه و با توجه به آنالیز خاک و نیاز گیاه نیتروژن به صورت اوره به میزان 400 کیلوگرم در هکتار در سه قسمت مساوی به زمین داده شد. اولین سرک در 15 آذر، سرک دوم اول اسفند و سرک آخر در زمان آبستنی گندم (اواسط فروردین) به گیاه داده شد. علف­های هرز روییده در بین و داخل کرت­های گندم و چاودار، عمدتا خاکشیر معمولی (Descurainia sophia) و خاکشیر تلخ (Sisymbrium irio) بودند که در دو نوبت با دست وجین شدند.

برداشت گندم و چاودار و اعمال تیمار کاه و کلش: با فرا رسیدن بلوغ فیزیولوژیک و با احتساب 10 روز برای خشک شدن محصول، برداشت از واحدهای آزمایشی واجد گندم و چاودار به ترتیب در تاریخ 14 و 20 خرداد 1389 انجام شد. به منظور اعمال تیمار در واحدهای آزمایشی مربوطه، ساقه­های چاودار و گندم در مرحله برداشت نهایی از ارتفاع 10 سانتیمتری زمین (شبیه برداشت دستی- باقی گذاشتن کلش کم)، وسط بوته (شبیه برداشت با دروگر- باقی گذاشتن کلش متوسط) و زیر خوشه (شبیه برداشت با کمباین- باقی گذاشتن کلش زیاد) قطع و کلش آن­ها همراه با بقایای ریشه با خاک مخلوط شد. سپس کلش باقی مانده در هر کرت بوسیله کارگر و با داس به قطعات 10-5 سانتی متری خرد شده و در داخل همان کرت با بیل و به صورت سطحی به زمین برگردانده شد.

تهیه­ی زمین و عملیات کاشت و داشت ذرت: خاک کرت­هایی که با بقایای زراعت گندم و چاودار به صورت سطحی مخلوط شده بود به مدت یک ماه به حال خود واگذاشته شد و به منظور کمک به پوسیدن بقایا در این مدت دو نوبت آبیاری و اختلاط مجدد انجام گرفت. در تاریخ 15 تیر ماه 1389 عملیات احداث جوی و پشته برای کشت ذرت در هر یک از واحدهای آزمایشی انجام شد و در 20 تیر ماه بذر ذرت شیرین رقم دانه طلایی 403 کشت شد. آرایش کشت ذرت شیرین به صورت cm20× cm60  بوده و به این ترتیب در هر کرت شش ردیف کاشت تعبیه شد. پس از اطمینان از سبز کامل عمل تنک کردن ذرت در مرحله ی دو برگی با قیچی انجام شد. با توجه به نیاز کودی گیاه و آنالیز خاک میزان کود نیتروژن مورد نیاز 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار تعیین شد. مرحله اول کود دهی پس از تنک و به صورت ردیفی پای بوته­های ذرت اعمال شد. دومین سرک در زمان 8-6 برگی و آخرین سرک در زمان تاسل دهی به گیاه داده شد.

به منظور اجتناب از برزو تنش کم آبی، آبیاری ذرت شیرین هفته­ای یک بار  و آخرین آبیاری در سوم مهر انجام شد. با توجه به مصرف تازه­خوری ذرت شیرین برداشت در مرحله­ی خمیری نرم از ردیف­های میانی هر کرت (از سطح شش متر مربع) انجام و عملکرد و اجزای عملکرد محاسبه شد. در این بررسی، همزمان با برداشت محصول ذرت شیرین، از علف­های هرز موجود در هر کرت نیز نمونه­برداری انجام شد و صفات کمی علف­های هرز ارزیابی شد. از آنجا که علف­های هرز غالب در مزرعه به دو گونه­ی تاج­خروس ریشه قرمز و خرفه خلاصه می­شد، در هر واحد آزمایش بر حسب وجود این گونه­ها، برداشت صورت گرفته و بیوماس تر آن ها با ترازو در مزرعه تعیین شد. علاوه بر این برای تعیین وزن خشک و سطح برگ نمونه­ای از علف­های هرز برداشت شد، نمونه­ای از علوفه و محصول اقتصادی ذرت شیرین نیز برای تفکیک و بررسی صفات کمی به آزمایشگاه منتقل شد. سطح برگ نمونه­ها اعم از ذرت و علف­های هرز به وسیله دستگاه سطح برگ سنج ساخت شرکت انگلیسی دلتا
تی ( Delta-T Devices, England)  اندازه‌گیری شد.برای تعیین وزن خشک نمونه­ها به مدت 48 ساعت در آون در دمای 75 درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند و پس از حصول اطمینان از خشک ‌شدن توزین شدند.

تجزیه واریانس داده­ها با استفاده از نرم افزار آماری SAS  و مقایسه میانگین­ها به روش آزمون چند دامنه ای دانکن انجام شد.

نتایج

بیوماس و سطح برگ علف هرز: تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که اثر دفن بقایای گندم و چاودار روی وزن تر و وزن خشک کل تاج­خروس در سطح احتمال 1% معنی‌دار بود. مقایسه‌ی مستقل بین دو گونه گندم و چاودار در مورد این صفت نیز در سطح 1 درصد معنی­دار شد(جدول 2). کمترین مقدار وزن تر و خشک کل تاج­خروس (به ترتیب 5128 و 8/1416  کیلوگرم در هکتار) در تیمار اختلاط بقایای گندم با ارتفاع کم حاصل شد (شکل 1).

شاخص سطح برگ تاج خروس نیز به طور بسیار معنی داری تحت تاثیر تیمار مقدار و نوع کاه و کلش قرار گرفت (جدول 2). شاخص سطح برگ تاج خروس در کرتی که درآن مقدار کم کلش گندم دفن شده بود کمترین مقدار (33/0 ) بود (شکل 3). تجزیه واریانس داده ها نشان داد که اثر تیمار بر بیوماس خرفه فقط در وزن تر معنی­دار بود(جدول 2). همچنین اختلاف معنی­دار بین دو گونه چاودار و گندم از نظر این صفت توسط مقایسه مستقل به اثبات رسید (شکل 3). اختلاط مقدار متوسط کلش گندم با خاک تحت کشت ذرت شیرین توانست وزن تر خرفه را در مقایسه با تیمار شاهد 80  درصد کاهش دهد. میزان این تاثیر بازدارندگی برای تیمار کلش زیاد و کم کلش گندم به ترتیب 74 و 67 درصد بود که با تیمار برتر در یک گروه آماری قرار گرفتند. (شکل3).

صفات ذرت شیرین: تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که اثر تیمار بر سطح برگ ذرت شیرین معنی­دار نبود (جدول 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1 - اثر تیمارهای آزمایشی بر وزن تر و خشک کل تاج­خروس تحت تأثیر مقادیر کلش گندم و چاودار.

 

شکل 2 - اثر تیمارهای آزمایشی بر شاخص سطح برگ تاج­خروس تحت تأثیر مقادیر کلش گندم و چاودار.

شکل3 - اثر تیمارهای آزمایشی بر وزن تر و خشک کل خرفه تحت تأثیر مقادیر کلش گندم و چاودار.

 

 

به دیگر سخن دفن کلش گندم و چاودار در خاک تأثیر چندانی بر سطح برگ ذرت شیرین نداشت. در این آزمایش میانگین این شاخص برابر 4/6 بود. تجزیه واریانس نشان داد که بین تیمارها از نظر ارتفاع ذرت شیرین اختلاف معنی­دار وجود داشت (جدول3). بیشترین ارتفاع ذرت شیرین در تیمار شاهد (بدون کلش) با میانگین 33/163 سانتی­متر و تیمار کلش زیاد گندم با میانگین 83/163 سانتی­متر و کمترین مقدار آن مربوط به کلش کم گندم با ارتفاع 83/120 سانتی‌متر بود (شکل4). بر اساس مقایسه مستقل واکنش ارتفاع ذرت به کلش (بدون در نظر گرفتن مقدار) دو گونه­ی گندم و چاودار مشابه بود و اختلاف معنی­داری بین این دو گونه مشاهده نشد (جدول 3). تحقیق انجام شده توسط سایر محققین نشان داده است که ارتفاع ذرت شیرین در تیمار شاهد (بدون کلش) بیشترین مقدار و در حدود 125 سانتی متر بوده است(11).  همچنین تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که اختلاف بین تیمارها از نظر قطر ساقه در ذرت شیرین معنی­دار نبود (جدول 3). در این بررسی میانگین این صفت برابر 84/20 میلی متر بود.

بر اساس نتایج تجزیه واریانس داده­ها اثر تیمار بر عملکرد دانه در سطح 5 درصد معنی‌‌دار بود. همچنین مقایسه مستقل، بین دو گونه گندم و چاودار روی این صفت تفاوت معنی­داری در سطح 5 درصد نشان داد (جدول 3). تیمار کلش کم گندم با 22 درصد افزایش نسبت به تیمار شاهد بیشترین مقدار عملکرد دانه( 3/2251 کیلوگرم در هکتار) و تیمار چاودار با کلش کم با  2/6 درصد کاهش نسبت به شاهد کمترین عملکرد دانه ( 8/1653 کیلوگرم در هکتار) را به خود اختصاص دادند (جدول 4 و شکل 5). تجزیه واریانس داده­ها نشان داد تیمارها اثر معنی داری روی تعداد ردیف در بلال و تعداد دانه در ردیف نداشتند(جدول 3). در این بررسی میانگین تعداد ردیف دانه در بلال و تعداد دانه در ردیف به ترتیب برابر 8/15 و 3/27 بودند. میانگین تعداد بلال در بوته در تیمارهای مختلف از لحاظ آماری یکسان بود و تحت تأثیر تیمارها قرار نگرفت(جدول 4). هرچند در تیمار شاهد بیش از سایر تیمارها بود.

تجزیه واریانس نشان داد که تیمارها اثر معنی‌داری بر طول بلال داشتند(05/0p<). مقایسه مستقل گندم در برابر چاودار حاکی از عدم تفاوت آنها از نظر اثر این صفت بود(جدول 3). طول بلال در تیمارهای شاهد و کلش زیاد چاودار بیشترین مقدار (15 سانتی‌متر) و در تیمار چاودار با ارتفاع کم کمترین مقدار (12 سانتی‌متر )بود(جدول 4). در این راستا محققین به نتیجه­ی مشابهی دست یافتند. آنها اعلام کردند که بیشترین مقدار طول بلال در شاهد و کلش زیاد چاودار و کمترین مقدار در چاودار با ارتفاع کم مشاهده گردید(10). بر اساس تجزیه واریانس داده­ها هیچ یک از تیمارهای مورد استفاده اثر معنی داری بر قطر بلال نداشتند (جدول 43). در آزمایش ما میانگین این صفت برابر 60/39 میلی متر بود.

بحث

بیوماس و سطح برگ علف هرز: چنانکه در بخش نتایج گفته شد تیمار اختلاط بقایای گندم با ارتفاع کم بیشترین تاثیر بازدارندگی را بر رشد علف­های هرز داشته است. در تحقیقی مشابه نشان داده شد که کلش گندم بیشتر از چاودار توانسته برتری دگرآسیبی خود را نسبت به علف­های هرز تاج خروس و اویارسلام
(Cyperus esculentus L.) به اثبات رساند به طوری که دفن کاه و کلش گندم در خاک توانست 70 تا 85 درصد از علف­های هرز تاج خروس در کشت بعدی را کنترل نماید، و تأثیر دگرآسیبی آن دو برابر چاودار بود (14). بررسی تأثیر عصاره‌ی چهار رقم گندم (شیراز، نیک نژاد، روشن و طبسی) در محیط آگار در غلظت­های 8، 16 و24 درصد نشان داد که پایین‌ترین غلظت عصاره بیشترین تأثیر بازدارنده را بر وزن خشک علف هرز یولاف وحشی (Avena ludoviciana L.) داشت(19). به نظر می­رسد غلظت کم آللوکمیکال­ها در بازدارندگی رشد علف­های هرز بسیار کاراتر از غلظت­های بالا بوده است. برخی محققین مکانیسم این بازدارندگی را کاهش جذب عناصر معرفی کرده­اند (11). تأثیرپذیری گیاهان نسبت به فنول­ها (ماده اصلی دگر آسیب در گندم) متفاوت است. عصاره­ی آبی بقایای گندم در غلظت 2 و 4 درصد به طور معنی­داری جوانه­زنی و رشد تاج­خروس و سوروف را کاهش داد(8). در آزمایشی بقایای گندم سبب کاهش 90 درصدی بیوماس علف­های هرز مزارع سویا در شرایط بدون شخم شد(22). بعضی از مواد آللوشیمیایی قادرند محتوای آب نسبی گیاهان را با جلوگیری از تشکیل ریشه‌های مویین تغییر دهند (18). این کاهش در فشار اسمزی شیره سلولی علاوه بر تاثیر مستقیم بر رشد بخش‌های مختلف گیاهان از جمله سطح برگ، رشد طولی بخش هوایی و ریشه‌ها می‌تواند باعث بسته شدن روزنه‌ها گردد(15).

 

 

شکل 4 - اثر سطوح مختلف کلش گندم و چاودار بر ارتفاع بوته ذرت شیرین

 

شکل5 - اثر سطوح مختلف کلش گندم و چاودار بر عملکرد دانه ذرت شیرین

 

در تفسیر کاهش معنی دار شاخص سطح برگ تاج خروس تحت تاثیر دگر آسیبی مقدار کم کلش گندم  می­توان وجود فنول‌هایی مانند فنولیک اسید، کوماریک اسید، وانیلیک اسید، هیدروکسیل بنزوئیک اسید در کلش گندم  را  موثر دانست،  به طوری که این فنول­ها بر تقسیم سلولی برگ اثر گذاشته و سطح برگ را کاهش داده­اند(16). مواد آللوکمیکال باعث کاهش هدایت روزنه‌ای، افزایش تعرق، و افزایش دمای برگ و کاهش فتوسنتز در گیاهان می­شوند (31). از جمله ترکیباتی که باعث کاهش شدید در توازن آبی گیاهان می‌گردند اسیدهای فنلی و کومارین‌ها می‌باشند (7). همچنین این کاهش می‌تواند به علت جلوگیری از تقسیم و طویل شدن سلول‌ها و یا کاهش تحریک کنندگی هورمون‌های ایندول استیک اسید و جیبرلین، توسط مواد آللوشیمیایی باشد (6).

تحقیقی مشابه در ترکیه که به بررسی تاثیر بازدارندگی دفن مقادیر مختلف کلش چاودار و گندم ( به عنوان گیاه نخست در تناوب زراعی) بر شاخص­های رشد علف­های هرز یکساله تابستانه و چند گیاه زراعی پرداخته است(13) نتایج مشابهی با این بخش ار نتایج تحقیق حاضر به بار آورد. به طوری که تیمار دفن مقادیر متوسط کلش گندم و چاودار یشترین تاثیر بازدارندگی را بر رشد علف­های هرز( خرفه، تاج­خروس ریشه قرمز و سوروف) داشت. ایشان عدم تاثیر تیمارهای دفن کلش غلات بر جوانه­زنی و رشد اویارسلام را نشانه حساسیت گونه­ای علف های هرز به اثرات دگر آسیبی معرفی نموده­اند. یافته های رحمتی و همکاران (1394) نیز به طور مشابه نشان داد که عصاره آبی اندام هوایی گندم بویژه طی مرحله پنجه دهی و رسیدگی بترتیب بیشترین بازدارندگی را بر مؤلفه­های جوانه زنی تاج خروس و سس داشتند (3). 

صفات ذرت شیرین:ارتفاع کم ذرت در تیمار کلش کم گندم را می­توان به تجزیه نوری هورمون اکسین در نور  شدید ( 17 و24) حاصل از کانوپی باز ناشی از فقدان رقابت جدی علف های هرز  نسبت داد. از سوی دیگر برخی محققین گزارش کرده­اند که مواد آللوشیمیایی نیز باعث کاهش رشد اندام‌های مختلف گیاهان از جمله شاخه و برگ و ارتفاع بوته می‌شوند(27). بررسی آزمایشگاهی تأثیر عصاره‌ی استخراج شده از گندم در غلظت‌های مختلف روی ارتفاع کلئوپتیل ذرت نشان داد بیشترین ارتفاع مربوط به شاهد که با آب مقطر تیمار شده بود و کمترین آن مربوط به غلظت متوسط عصاره می­باشد(23).

تاثیر گذاری نسبی بقایای گندم و چاودار به عنوان گیاهان زراعی دگر آسیب در تحقیقات مختلف، متنوع گزارش شده است. بطور مثال در آزمایشی انجام شده توسط بوز عملکرد ذرتی که از تیمارهای کلش گندم به دست آمده بود بیشتر از کلش چاودار بود ولی تفاوت آنها از نظر آماری معنی دار نبود(13). در آزمایشی دیگر کلش گندم نسبت به چاودار تأثیر دگرآسیبی کمتری روی ذرت شیرین داشت(14). مشاهدات این محققین و نتایج تحقیق حاضر نشان داد که تیمار کلش گندم نسبت به چاودار تأثیر دگرآسیبی کمتری بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دارد. تنوع توان دگر­آسیبی محدود به جنس­ها و گونه­های مختلف گیاهی نمی­شود به طوری که حتی ممکن است ارقام مختلف یک گونه زراعی از این نظر متفاوت باشند. در همین ارتباط نتایج بررسی­های کیا رستمی و همکاران(1386) در باره توانایی دگرآسیبی 10 رقم گندم در مراحل مختلف فنولوژی بر دو گونه علف هرز چچم سخت (Lolium rigidom) و جو دره (Hordeum spontaneum) نشان داد که میزان دگرآسیبی در بین ارقام گندم و در مراحل مختلف رشد و نمو آنها متفاوت است (4 ).

در آزمایش بوز (2003) نیز کلش گندم و چاودار اثر معنی­داری روی تعداد ردیف در بلال با میانگین 13/14 نداشتند(13). افزایش عملکرد دانه می‌تواند به علت غلظت کم ترکیبات آللوشیمیایی موجود در تیمار کلش کم گندم باشد. برخی تحقیقات نشان داده که اسیدهای فنلی در دوزهای‌ کم روی گیاهان هدف، اثر مثبت یا منفی دارند، اما در دوز ‌بالا، همواره بازدارنده ‌هستند (7). کاهش عملکرد دانه ذرت شیرین تحت تیمار کلش چاودار می­تواند به دلیل بازدارندگی آللوکمیکال­های  DIBOA و DIBOA-glucoside BOA باشد(28). در برخی مواقع غلظت کم آللوکمیکال­ها بسیار کاراتر از غلظت­های بالاست و باعث کاهش جذب عناصر می­شود(11).

 نتایج مربوط به اثر تیمارهای دفن بقایای گندم و چاودار بر اجزای عملکرد ذرت شیرین با یافته­های محققین پیشین که به بررسی اثر تناوب زراعی و دفن بقایای زراعت قبلی بر اجزای عملکرد گیاه زراعی بعدی پرداخته­اند همسویی داشت. در این راستا نتایج آزمایشی نشان داد تعداد بلال در بوته در کلش ماشک گل­خوشه­ای و کلش ماشک گل خوشه­ای بعلاوه چاودار کمتر از شاهد بود، اما اختلاف آنها معنی­دار نبود(23). در آزمایش بوز (2003) نیز کلش گندم و چاودار اثر معنی­داری روی تعداد ردیف در بلال با میانگین 13/14 نداشتند(13). وی در ارزیابی پاسخ قطر بلال ذرت در برابر سطوح مختلف آللوپاتی گندم و چاودار به نتیجه­ی­ مشابهی (قطر بلال با میانگین 7/38 میلی متر) دست یافت (13). 

در آزمایش­هایی که با هدف آزمودن تاثیر بازدارندگی کلش گیاهان زراعی بر جوانه­زنی و رشد علف­های هرز انجام می­شود لازم است واکنش رشد و عملکرد گیاهان زراعی که در تناوب زراعی معمولا پس از گونه­های مورد بررسی کشت و کار می­شوند به دقت ارزیابی شوند. در آزمایشی مشابه تحقیق حاضر دفن مقادیر مختلف کلش گندم و چاودار در مزرعه تاثیر بازدارنده­ای بر رشد ذرت، آفتابگردان و سیب­زمینی نداشت (13) علاوه بر این مشخص شد که بیشترین عملکرد ذرت تحت تیمار مقادیر زیاد کلش گندم و چاودار و بیشترین عملکرد آفتابگردان و سیب زمینی تحت تیمار کلش متوسط حاصل شد. به این ترتیب می­توان اذعان داشت که ترکیبات شیمیایی آزاد شونده از کلش در حال تجزیه در غلظت­های زیاد  برای برخی گونه­های زراعی ممکن است تاثیر سمیت و بازدارندگی داشته باشند. این مطلب بیانگر وابستگی پدیده آللوپاتی به غلظت مواد آللوشیمیایی است و ممکن است با تغییر غلظت این مواد اثر باز دارندگی یا تحریک کنندگی بدست آید(3).

نتیجه گیری نهایی

باقی گذاشتن بقایای زراعت گندم و چاودار فراوانی و وزن خشک علف­های هرز مزرعه­ی ذرت شیرین را بطور معنی­داری کاهش داد. در این میان تأثیر کاه و کلش گندم و چاودار بر فرونشانی علف­های هرز مزرعه­ی ذرت شیرین متفاوت بود. بررسی نوع و مقدار کاه و کلش زراعت پاییزه غلات بر رشد و عملکرد ذرت شیرین نشان داد که تیمار کلش کم گندم با 22 درصد افزایش نسبت به تیمار شاهد بیشترین مقدار عملکرد دانه( 3/2251 کیلوگرم در هکتار) و تیمار چاودار با کلش کم با 2/6 درصد کاهش نسبت به شاهد کمترین عملکرد دانه ( 8/1653 کیلوگرم در هکتار) را به خود اختصاص دادند. به این ترتیب می­توان اذعان داشت که فرونشانی علف­های هرز به دلیل اثر دگرآسیبی کاه و کلش گندم( در مقدار کم) موجب افزایش عملکرد ذرت­شیرین شد در حالی که کاه و کلش چاودار تا اندازه ای اثر بازدارنده داشته است.

1-       اسمعیلی کناری، س.،  حسین زاده نمین، م.، کیارستمی، خ.  و  الف. فلاح 1394 . بررسی اثرات دگرآسیبی علف هرز سوروف  (Echinochola cruss- galli L.)بر روی برخی صفات تشریحی برنج  (Oryza sativa L.)  رقم زراعی طارم محلی در مراحل گلدهی و رسیدن دانه. مجله پژوهش­های گیاهی (مجله زیست شناسی ایران). جلد 28 شماره 2، ص. 711-695 .

2-      راشد محصل، م. ح. 1375. بهبود استراتژی روش های مدیریت و کنترل علف­های هرز، مجموعه‌چکیده مقالات چهارمین کنگره­ی علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران، 7-4 شهریور 1375، دانشگاه اصفهان، صفحه 8-7.

3-      رحمتی، ع.، آقاعلیخانی، م.، میقانی، ف. و ف. دهقانی 1394.  ارزیابی اثر دگرآسیبی عصاره آبی اندام هوایی گندم در مراحل مختلف فنولوژی برجوانه زنی بذر و رشد دو گونه علف هرز. مجله پژوهش­های گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 28 ، شماره 5 (ویژه نامه) 985-974 .

4-      کیارستمی، خ.، ایلخانی­زاده، م. و الف. کاظم نژاد 1386. بررسی توان آللوپاتی برخی از ارقام گندم زراعی (Triticum aestivum) در مقابل چچم سخت (Lolium rigidum) و جو وحشی (Hordeum spontaneum). مجله زیست شناسی ایران. جلد 20 شماره 2 ، ص.214-207.

5- محمدی، خ. 1384. عملکرد اقتصادی و علوفه­ی ذرت شیرین تحت تأثیر تراکم بوته و تاریخ کاشت، پایان نامه­ی کارشناسی ارشد زراعت. دانشگاه تربیت مدرس. 255 صفحه.   

6- محمدی، غ. ر.، جوانشیر، ع.، رحیم زاده خویی، ف.، محمدی، الف. و س. زهتاب 1383. تاثیر آللوپاتیک چند گونه علف‌هرز بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه نخود، نشریه بیابان، جلد نهم، شماره 2، صفحه 267- 276.

7- میقانی، ف.1382. آللوپاتی، از مفهوم تا کاربرد. انتشارات پرتو واقعه، 256 صفحه.

 

8. Alsaadawi, I. S. 2001. Allelopathic infuence of decomposing wheat residues in agroecosystem. J. Crop Prod, 4: 185-196.

9. Barnes, J. P., Alan, R.P. and Putnam, A. R. 1987.  Role of benzoxazinones in allelopathy by rye (Secale cereale L.)  J. Chem. Ecol. 13(4):889-906.

10. Batish, D. R., Singh, H. P., Kohli, R. P. and Kaur, S. 2001. Crop allelopathy and its role in ecological agriculture. J. Crop Prod, 4: 121-162.

11. Baziramakenga, R.,  Leroux, G. D.,  Simard, R. R. and Nadeau, P. 1997. Allelopathic effects of phenolic acids on nucleic acid and protein levels in soybean seedlings. Can. J, Bot. 75: 445-450.

12. Bilalis, D., Sidiras, N., Economou, Vakali, C. 2003. Effect of different levels of wheat straw soil surface coverage on weed flora in Vicia faba crops. J. Agron. Crop Sci. 189: 233-241.

13. Boz, O. 2003. Allelopathic effects of Wheat and Rye straw on some weeds and crops. Asian journal of plant sciences, 2(10):772-778.

14. Burgos, N. R. and Talbert, R. E. 1996. Weed control by spring cover crops and Imazethapyr in no till southern pea (Vigna unguiculata). Weed Sci. Vol. 10, No. 4, pp. 893-899.

15. De Neergaard, A. and Porter, J. 2000. Allelopathy. Department of Plant Pathology, Physiology and Weed Science. http:// www. kursus. kvl.dk/ shares/ea/03 Projects/32gamle/ Project%20files/ aleopathy.

16. Dias, L. S. 1991. Allelopathic activity of decomposing straw of wheat and oat and associated soil on some crop species. Soil and Tillage Res. 21: 113-120.

17. Dunlap, J. and Robacker, K. 1988. Light and nutrient salts interact to destroy IAA in tissue culture media. Plant Physiol. 86:120.

18. Kruse, M., Strandberg, M. and Strandberg, B. 2000. Ecological effect of allelopathic plants- a review. NERI Technical Report, No. 315.

19. Labbafi, M. R., Hejazi, A., Maighany, F., Khalaj, H. and Mehrafarin, A. 2010. Evaluation of allelopathic potential of Iranian wheat (Triticum aestivum L.) cultivars against weeds. Agriculture and  Biology Journal of  North America.1(3): 355-361.

20. Machado, S. 2007. Allelopathic potential of various plant species on downy brome. Agronomy J, 99: 127-132.

21. Muminovic, S. 1991. Allelopathic effect of straw of crops on growth of weeds. Savremena Poljoprivreda. 39: 27-30.

22. Putnam, A. R. and DeFrank, J. 1983. Use of phytotoxic plant residues for selective weed control. Crop Prot. 2: 173-181.

 23. Saffari, M. and Torabi-Sirchi, M. H. 2011. Allelopathic effects of straw extract from two native Iranian wheat varieties on the growth of two corn varieties (Single Cross 647, 704). American-Eurasian J, Agric and Environ. Sci., 10 (2): 133-139.

24. Stasinopoulos, T. C. and Hangarter, R. P. (1990). Preventing photochemistry in culture media by long-pass light filters alters growth of cultured tissues. Plant Physiol. 93 1365–1369.

25. Teasdale, J. R. Abdul-Baki, A. A. and Park, Y. B. 2008. Sweet corn production and efficiency of nitrogen use in high cover crop residue. Agron. Sustain. Dev. 28: 559–565

26. Wu, H., Pratley, J., Lemerle, D. and Haig, T. 2001a. Allelopathy in wheat (Triticum aestivum) Ann. Appl. Biol. 139: 1-9.

27. Wu, H., Pratley, J., Lemerle, D., Haig T., and Verbeek, B. 1998. Management of wild oats and paradoxa grass with reduced dependence on herbicides. Proceedings 9th Australian Agronomy Conference, Wagga Wagga, pp. 567-571.

28. Yenish, J. P., Worsham, A. D.  and Chilton, W. S. 1995. Disappearance of DIBOA glucoside, DIBOA and BOA from rye cover crop residue. Weed Sci. 43: 18- 21.

29. Yongqing, M. 2005. Allelopathic studies of common wheat (Triticum aestivum). Review Paper of weed biology and management, 5: 93-104.

30. Yoshiharu, F. 2001. Screening and future Exploitation of Allelopathic plans as Alternative herbicides with special reference to hairy vetch. Journal of crop production, 4(2): 257-275. 

31. Yu, J. Q., Ye, S. M., Zhang, M. F. and Hu, W. H. 2003. Effects Of root exudates and aqueous root of cucumber (Cucumis sativus) and allelochemicals on photosynthesis and antioxidant enzymes in cucumber. Biochemical Systematics and Ecology, 31: 129-139.