تاثیر پرایمینگ بذر و مدیریت علف‌های هرز بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت (Zea mayz L.)

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 1- دانش آموخته کارشناسی ارشد اگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود

2 2- دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود

3 3- دانشجوی دکترای اگرواکولوژی، دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل

چکیده

به­منظور بررسی تاثیر مدیریت تلفیقی کنترل علف­های هرز بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت (سینگل کراس 704)، آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود در سال زراعی 92-1391 اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل: وجین در کل فصل رشد، عدم وجین در کل فصل رشد، علف‌کش نیکوسولفورون با مقدار توصیه شده (80 گرم ماده موثره در هکتار)، هیدروپرایم+علف‌کش نیکوسولفورون با مقدار کاهش یافته (40 گرم ماده موثره در هکتار)، هیدروپرایم+یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن، هیدروپرایم، هیدروپرایم+پرایم با اسید‌سالیسیلیک+علف­کش کاهش یافته، پرایم با اسید‌سالیسیلیک، پرایم با اسید‌سالیسیلیک+یکبار وجین، پرایم با اسید‌سالیسیلیک+علف‌کش کاهش‌یافته، هیدروپرایم+پرایم با اسید‌سالیسیلیک+یکبار وجین بودند. نتایج نشان داد که تراکم و زیست­توده خشک علف‌های هرز در تیمارهای پرایم با اسید‌سالیسیلیک+علف­کش کاهش یافته و نیز هیدروپرایم+پرایم با اسید‌سالیسیلیک+یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن، تفاوت معنی­داری با کاربرد مقدار توصیه شده علف‌کش نیکوسولفورون نداشتند. همچنین، تیمار هیدروپرایم+علف­کش کاهش یافته باعث افزایش معنی­دار عملکرد بیولوژیک به ­میزان 25 و 45 درصد به­ترتیب نسبت به تیمارهای مقدار توصیه شده علف­کش و شاهد آلوده به علف‌هرز گردید. عملکرد دانه نیز به میزان 3/45 درصد در تیمارهای هیدروپرایم+مقدار کاهش یافته علف­کش و پرایم با اسید سالیسیلیک+مقدار کاهش یافته علف­کش نسبت به تیمار عدم وجین افزایش یافت. بر اساس نتایج این آزمایش تلفیق پرایمینگ بذر با مقدار کاهش یافته نیکوسولفورون و یا پرایمینگ با یکبار وجین، می­تواند درکنترل مطلوب علف­های‌هرز و افزایش عملکرد ذرت موثر بوده و سبب کاهش مصرف علف­کش گردد.

کلیدواژه‌ها


ذرت یکی از مهم­ترین گیاهان زراعی ایران بوده که پرمحصول­ترین گیاه تیره­ی غلات به­شمار می­رود. این گیاه از نظر میزان محصول بعد از گندم و برنج، سومین محصول غله­ای جهان می­باشد. ذرت به­دلیل اهمیت بالایی که در تغذیه انسان و دام داشته و به­دلیل سازگاری گسترده­ای که با مناطق آب و هوایی معتدل و گرمسیری دارد، یکی از گیاهان زراعی راهبردی محسوب می­شود (22).

بعد از تنش‌های محیطی، علف­های‌هرز از مهم­ترین مشکلات موجود بر سر راه تولید محصول ذرت است و رقابت بین ذرت و علف­های‌هرز جدی‌ترین معضل تولید ذرت، به­خصوص در طول قرن بیستم بود و این مشکل در قرن 21 نیز وجود دارد (19). امروزه متخصصان علف­های هرز به دلیل بروز مشکلات زیست­محیطی و همچنین گسترش روز افزون مقاومت علف­های هرز به علف­کش­ها، به دنبال روش­های جایگزینی می­گردند که ضمن به حداقل رساندن مصرف علف­کش، راندمان مدیریت علف­های هرز را به حداکثر برسانند. در این خصوص کاربرد علف­کش­ها با مقدار مصرف پایین و هر عملیاتی که بتواند کارایی آنها را افزایش دهد می­تواند سبب کاهش مصرف آنها شود (7). بهره‌گیری از مدیریت تلفیقی علف­های هرز به عنـوان راهکـاری مناسب جهت دستیابی به مـدیریت پایـدار از طریـق اسـتراتژی­هـایی مانند افزایش تراکم، استفاده از مالچ، شـخم حفـاظتی، کولتیواسـیون و غیره موجبات کاهش مصرف علف­کـش­هـا را فـراهم مـی­آورد (17). مدیریت تلفیقی علف­های هرز ذرت، که شامل ترکیبی از ایـن عوامـل است به همراه کاربرد علف­کش­ها از یک سو، در افزایش توان رقابتی ذرت در مواجه با علف­های هرز موثر است و از سوی دیگر قادر اسـت تا موجبات کاهش مقدار مصرف علف­کش­هـای رایـج در کشـت ذرت را فراهم آورد (18).

افزایش سرعت جوانه‌زنی و رشد گیاه زراعی در ابتدای فصل می­تواند موجب افزایش قدرت رقابتی گیاه زراعی و کاهش خسارت علف‌های‌هرز گردد. از جمله مهم‌‌ترین روش‌های افزایش­دهنده قدرت جوانه‌زنی بذر که منجر به افزایش قابلیت رقابت با علف­های هرز می­شود، می­توان به پرایمینگ اشاره کرد (8). محققان علت تسریع در جوانه­زنی در بذور پرایم شده را ناشی از فعالیت آنزیم­های تجزیه­کننده مثل آلفاآمیلاز، افزایش سطح انرژی زیستی در قالب افزایش مقدار ATP، افزایش سنتز DNA و RNA، افزایش تعداد و در عین حال ارتقای عملکرد میتوکندری­ را اعلام کرده­اند (12). نصیری دهسرخی و همکاران (9) گزارش دادند با کاربرد پرایمینگ در تلفیق با مقدار کاهش­یافته علف­کش تریفلورالین می­توان ضمن کاهش معنی­دار وزن خشک علف­های هرز، عملکردی معادل تیمار وجین تمام فصل و یا مصرف مقدار کامل علف­کش به­دست آورد. مهدی زاده (6) اظهار داشت گیاهان حاصل از بذرهای پرایم شده با سایه­اندازی بر روی علف­های هرز مزرعه، بیوماس و تراکم کل علف­های هرز غالب را کاهش داده و باعث افزایش عملکرد و اجزای عملکرد ذرت گردیدند.

سالیسیلیک اسید یک تنظیم­کننده رشد بیرونی است که بر روی جوانه­زنی بذر، بسته شدن روزنه، جذب و انتقال یون، نفوذپذیری غشا، سرعت رشد و نیز فتوسنتز تأثیر می­گذارد (16). پرایمینگ بذر ذرت با سالیسیلیک اسید موجب بهبود سبزکردن، استقرار اولیه، پنجه زنی، آللومتری، عملکرد دانه و کاه و همچنین شاخص برداشت گردید (15). صیامی و همکاران (3) گزارش دادند پرایمینگ بذر با غلظت­های 100 و 200 پی­پی­ام از سالیسیلیک اسید عملکرد دانه ذرت را به­طور میانگین 5/13 درصد در مقایسه با شاهد افزایش داد و اختلاف آماری معنی­داری از لحاظ عملکرد دانه بین دو غلظت مورد مطالعه وجود نداشت. نتایج پژوهش میری زاده (7) نشان داد بالاترین عملکرد دانه ذرت مربوط به تیمار وجین علف هرز و مصرف اسید سالیسیلیک بود و کمترین میزان عملکرد دانه نیز در تیمار عدم وجین علف هرز مشاهده گردید. سالیسیلیک اسید باعث افزایش بعضی از هورمون­های گیاهی شامل اکسین و سیتوکینین شده و از این طریق باعث بهبود رشد و افزایش فتوسنتز می­شود و در نتیجه بر عملکرد و اجزای عملکرد تاثیر می­گذارد (21).

با توجه به مطالعات انجام شده، به­نظر می­رسد پیش­تیمار بذور ذرت با اسید سالیسیلیک و هیدروپرایمینگ می‌تواند از طریق بهبود استقرار گیاه نقش موثری در قابلیت رقابت ذرت با علف­های هرز و کاهش مصرف علف­کش­ها داشته باشد. لذا در این تحقیق تلاش شد تا ضمن ارزیابی کنترل علف‌های هرز تحت تاثیر مقدار کاهش­یافته علف‌کش، تلفیق آن نیز با روش‌های پیش­تیمار بذری مانند اسیدسالیسیلیک و هیدروپرایمینگ مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، میزان اثر بخشی روش‌های کنترل علف‌های هرز بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت در شرایط مزرعه نیز مشخص گردد.

 

مواد و روش­ها

این آزمایش در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود با عرض جغرافیایی 36 درجه و 25 دقیقه شرقی طول جغرافیایی 54 درجه و 57 دقیقه شمالی از نصف النهار گرینویچ و ارتفاع 1345 متر از سطح دریا در سال زراعی 92-1391 اجرا شد. به­منظور تشخیص خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک قبل از عملیات اجرایی طرح، از عمق صفر تا 30 سانتی­متری خاک نمونه­برداری انجام شد و مورد تجزیه قرار گرفت که نتایج حاصله در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش

بافت خاک

لای

(درصد)

رس (درصد)

شن

(درصد)

نیتروژن (درصد)

فسفر

(میلی‌گرم بر کیلوگرم)

پتاسیم

(میلی‌گرم بر کیلوگرم)

pH

هدایت الکتریکی (دسی زیمنس بر متر)

شنی لومی

11

34

55

024/0

89/4

177

79/7

56/7

 

تیمارهای آزمایش شامل: وجین در تمام فصل رشد، عدم وجین در تمام فصل رشد، علف‌کش نیکوسولفورون با مقدار توصیه شده (80 گرم ماده موثره در هکتار)، هیدروپرایم+علف‌کش نیکوسولفورون با مقدار کاهش یافته (40 گرم ماده موثره در هکتار)، هیدروپرایم+یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن، هیدروپرایم، هیدروپرایم+پرایم با اسید‌سالیسیلیک+علفکش کاهش‌ یافته، پرایم با اسید‌سالیسیلیک، پرایم با اسید‌سالیسیلیک+یکبار وجین، پرایم با اسید‌سالیسیلیک+علف‌کش کاهش یافته، هیدروپرایم+پرایم با اسید‌سالیسیلیک+یکبار وجین بودند.

زمین مورد استفاده در سال قبل از آزمایش به­صورت آیش بود و پاییز همان سال شخم خورده بود. بنابراین عملیات آماده­سازی زمین با مساعد شدن شرایط آب و هوایی و گاورو شدن زمین در خرداد 1392 صورت گرفت. در ابتدا زمین مورد نظر توسط گاو آهن برگردان­دار شخم زده شد، سپس اقدام به تسطیح زمین گردید. در پایان بوسیله فاروئر جوی و پشته­هایی به­فاصله 60 سانتی‌متر در جهت شمال به جنوب ایجاد گردید و سپس جوی­های آبیاری تعبیه شدند. طول هر کرت آزمایش هشت متر و عرض آن سه متر بود. فاصله بین ردیف­ها در هر کرت 75 سانتی­متر و فاصله کاشت روی ردیف­ها 20 سانتی‌متر در نظر گرفته شد. رقم ذرت مورد آزمایش سینگل کراس 704 بود که قبل از کاشت، آزمایش جوانه‌زنی بذور ذرت در آزمایشگاه روی آن انجام شد. برای انجام هیدرو‌پرایمینگ از آب مقطر استریل استفاده شد. بذرها به مدت شش ساعت در دمای 25 درجه سانتی گراد در آب مقطر استریل شده خیسانده و پس از این مدت از آب خارج شدند و آب اضافی آن‌ها بوسیله کاغذ صافی گرفته شد و سپس در دمای آزمایشگاه خشک شدند تا رطوبت آنها به سطح اولیه برسد. سپس برای پرایم با اسید‌سالیسیلیک بذور در محلول 4/0 میلی‌مولار به مدت شش ساعت قرار گرفتند. کاشت بذرهای پرایم و عدم پرایم در هفته اول تیرماه بوسیله دست صورت گرفت. بلافاصله پس از کاشت بذر درون خاک، آبیاری سنگینی به صورت نشتی انجام شد تا ردیف‌ها کاملا مرطوب شوند و آبیاری‌های بعدی در طول فصل رشد هر هفت روز یک بار انجام گرفت.

در کرت‌های مربوط به تیمار تداخل تمام فصل با علف‌های‌هرز، هیچ عملیات کنترلی علیه علف­های هرز صورت نگرفت و در تیمارهای عدم تداخل، وجین دستی در سراسرفصل رشد صورت گرفت. در کرت­های مربوط به تیمار مقدار 80 گرم علف­کش نیکوسولفورون در هکتار، علف­کش به وسیله سمپاش ماتابی دارای نازل شره­­ای با فشار 5/2 بار در مرحله سه تا چهار برگی ذرت بین ردیف­ها و روی ردیف­ها به کار برده شد و در تیمارهای مقدار 40 گرم علف‌کش نیکوسولفورون در هکتار، نیکوسولفورون مانند روش فوق مورد استفاده قرار گرفت. حجم محلول مصرفی 350  لیتر در هکتار بود. نمونه­برداری از علف‌های‌هرز ذرت به کمک کوادراتی به ابعاد 30×50 سانتی­متر که سه بار در هر کرت به­طور تصادفی قرار داده می‌شد، صورت گرفت. علف‌های ‌هرز موجود در کوادرات پس از شمارش تعداد هر گونه و شناسایی علف‌های‌هرز، از محل طوقه قطع شده داخل پاکت­هایی قرار گرفتند و به آزمایشگاه منتقل شدند تا وزن خشک آن‌ها تعیین شود.

اندازه­گیری اجزای عملکرد، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک با حذف اثرات حاشیه­ای و برداشت پنج بوته از خطوط کاشت میانی هر کرت در پایان فصل رشد انجام شد. تجزیه و تحلیل داده­ها با استفاده از نرم­افزار MSTATC و مقایسه میانگین­ها با استفاده از آزمون  LSDدر سطح احتمال پنج درصد صورت گرفت.

 

نتایج و بحث

تعداد دانه در ردیف

با توجه به نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس (جدول 2) مشاهده شد که بین تیمار­های اعمال شده از نظر تاثیر بر تعداد دانه در ردیف اختلاف معنی­داری در سطح احتمال یک درصد وجود داشت. مقایسه میانگین تیمارها نشان داد بیشترین تعداد دانه در ردیف (79/32) و کمترین آن (71/16) به­ترتیب در تیمار­های وجین کامل در طول فصل رشد و عدم وجین به­دست آمد. بر همین اساس، عدم وجین باعث کاهش 50 درصدی تعداد دانه در ردیف نسبت به تیمار برتر گردید (جدول 3). نتایج تحقیقات دیگر پژوهش‌گران با نتایج تحقیق حاضر همخوانی داشت، بطوری­که برخی محققین اظهار داشتند فشار رقابتی زیاد از سوی علف­های هرز موجب کاهش دسترسی ذرت به آب و عناصر غذایی شده و از این طریق موجب کاهش تعداد دانه در ردیف و متعاقب آن کاهش تعـداد دانه در بلال می‌گردد (5). همچنین برخی محققان اظهار داشتند حساس­ترین جزء عملکرد ذرت به تداخل علف­های هرز، تعداد دانه در ردیف بود (14). کاهش تعداد دانه در ردیف می­تواند به علت عدم تلقیح مناسب ذرت و یا کاهش تولید و انتقال مواد پرورده به دانه در شرایط رقابت با علف­هرز باشد. به­نظر می­رسد رقم استفاده شده در این آزمایش نتوانسته از اثرات منفی رقابت با علف هرز بر روی صفات تعداد دانه در ردیف در امان بماند. به هرحال نتایج نشان داد که روش­های تلفیقی که علف­کش هم در آن جایگاهی ندارد مانند پرایمینگ و یکبار وجین و یا مقدار کاهش یافته علف‌کش در ترکیب با روش­های غیر شیمیایی، قابلیت خوبی در مهار علف­های‌هرز و افزایش تعداد دانه در ردیف ذرت دارد. میری زاده (7) اظهار داشت در تیمار دو لیتر علف کش مصرف اسید سالیسیلیک به­طور معنی­داری تعداد دانه در ردیف بلال را افزایش داد که به­نظر می­رسد مصرف اسید سالیسیلیک تنش حاصل از کاربرد علف­کش را کاهش داده و باعث بهبود رشد گیاه و در نهایت افزایش تعداد دانه در ردیف بلال گردیده است. مهدی زاده (6) اظهار داشت در حالت عدم کنترل علف­های هرز، پرایم کردن با آب معمولی و یا محلول سولفات روی سبب افزایش تعداد دانه در بلال (به­ترتیب 18 و 20 درصد) نسبت به تیمار پرایم نشده (شاهد) شده است که حاکی از افزایش توان رقابتی گیاهان پرایم شده و انجام بهتر گرده­افشانی در شرایط تداخل است.

یافته­های این آزمایش بیانگر آن بود که تعداد دانه در ردیف در تیمارهای علف‌کش کاهش یافته و کامل تفاوت معنی­داری نداشتند. بر این اساس به­نظر می­رسد با توجه به جنبه­های زیست­محیطی، استفاده از مقدار کاهش یافته سموم می­تواند دارای اهمیت باشد. از طرف دیگر این عدم تفاوت می­تواند موید این نکته باشد که میزان کاهش یافته سموم تاثیر کاراتری بر جمعیت علف‌های‌هرز داشته است و از طریق تنش وارده به علف هرز باعث کاهش رشد و مرگ تدریجی آن شده است اما در مقابل گیاه زراعی با رقابت بهتر در شرایط ایجاد شده توانست از رشد مطلوبی برخوردار گشته و تعداد دانه بیشتری در ردیف ایجاد نماید.

جدول 2- تجزیه واریانس میانگین مربعات عملکرد و اجزای عملکرد ذرت و تراکم و وزن خشک علف­های هرز تحت تاثیر تیمارهای آزمایش

منابع تغییر

درجه آزادی

تعداد دانه در ردیف

تعداد ردیف در بلال

وزن صد دانه

عملکرد بیولوژیک

عملکرد دانه

شاخص برداشت

تراکم علف هرز

وزن خشک علف هرز

تکرار

3

*51/59

*60/31

**67181

ns4/18951764

ns5/4722403

ns006/0

**93/6901

**27/2738

تیمار

10

**02/101

*41/23

ns 86/30

*8/45545107

**6/12366994

*029/0

**63/64257

**91/42208

خطای آزمایشی

30

85/16

17/9

46/21

6/3063936

3/2244130

012/0

98/741

96/220

درصد ضریب تغییرات

 

6/15

8/21

2/19

15

1/15

5/24

6/22

6/15

ns، * و ** به ترتیب غیر معنی­دار و معنی­دار در سطح احتمال پنج درصد و یک درصد آماری.

 

تعداد ردیف در بلال

جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد که صفت تعداد ردیف دانه بطور معنی­داری در سطح پنج درصد تحت تاثیر تیمارها قرار گرفت. مقایسه میانگین­ها نشان داد که تیمار هیدروپرایم + پرایم با اسید‌سالیسیلیک + یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن با میانگین تعداد 33/18 ردیف دانه در هر بلال رتبه اول را به خود اختصاص داد و بعد از آن، تیمار وجین کامل تمام فصل با میانگین 66/15 ردیف دانه در رتبه دوم قرار گرفت. هرچند بین این دو تیمار و تیمارهای علف­کش کامل، پرایم با اسید سالیسیلیک + وجین و پرایم با اسید سالیسیلیک + علف­کش کاهش یافته، تفاوت معنی داری از لحاظ آماری وجود نداشت (جدول 3). همچنین، کمترین تعداد ردیف دانه مربوط به تیمار عدم وجین بود که با میانگین 63/8 ردیف دانه در بلال، حدود 53 درصد کمتر از تیمار هیدروپرایم + پرایم با اسید سالیسیلیک+ یکبار وجین دو هفته پس از سبز شدن بود. در طی پرایمینگ، با جذب آب، فرآیندهای فیزیولوژیکی لازم برای جوانه‌زنی (از قبیل فعالیت آنزیم‌ها، تجزیه ذخایر بذر و سنتز مواد جدید) انجام می­شوند و بدین ترتیب، بذر پرایم شده وقتی در محیط جوانه زنی قرار می‌گیرد، ضمن اینکه سریع­تر از بذر معمولی جوانه می‌زند، از مدت زمان مواجهه آن با شرایط نامساعد محیط، کاسته می‌شود. علت تسریع جوانه‌زنی در بذور پرایم شده می‌تواند ناشی از افزایش فعالیت‌ آنزیم‌های تجزیه کننده مثل آلفا– ‏‏آمیلاز، افزایش سطح شارژ انرژی زیستی در قالب افزایش مقدار ATP، افزایش سنتز RNA و DNA، افزایش تعداد و در عین حال ارتقا عملکرد میتوکندری‌ها باشد (12). علف‌های ‌هرز همواره در استفاده از منابع با گیاه زراعی وارد رقابت می­شوند و باعث کاهش عملکرد گیاه زراعی می‌شوند. بنابراین با افزایش سرعت جوانه‌زنی و استقرار سریع­تر، گیاه بهتر از منابع استفاده کرده و در نتیجه صفات مرفولوژیک و فیزیولوژیک آن بهبود می‌یابد به­‏طوری‏که این وضعیت امکان بهره‌برداری مناسب‌تر از نهاده‌های محیطی مثل آب، نور و غیره را به گیاه می‌دهد و قدرت رقابت­پذیری را در مقایسه با علف­های هرز بالا می­برد. در همین راستا، مهدی زاده (6) اظهار داشت گیاهان پرایم شده با سایه­اندازی بر روی علف­های هرز مزرعه، بیوماس و تراکم کل علف­های هرز غالب را کاهش داده و باعث افزایش عملکرد و اجزای عملکرد ذرت گردید.

جدول 3- مقایسه میانگین عملکرد و اجزای عملکرد ذرت تحت تاثیر تیمارهای آزمایش

تیمارها

تعداد دانه در ردیف

تعداد ردیف در بلال

عملکرد بیولوژیک (kg.ha-1)

عملکرد دانه

(kg.ha-1)

شاخص برداشت (درصد)

T1

79/32a

6/15ab

21450ab

12330a

57a

T2

81/16e

63/8c

14370c

6529d

45a-c

T3

38/31ab

77/14ab

19410bc

11240ab

58a

T4

19/31ab

35/12bc

26190a

11450ab

43a-c

T5

67/26a-d

09/13b

25480ab

10230ab

40bc

T6

08/23c-e

17/13b

23350ab

8221cd

35c

T7

9/23b-e

52/13b

25460ab

9626a-c

38c

T8

17/21de

93/12bc

22270ab

7993cd

35c

T9

13/23c-e

58/14ab

24450ab

9289b-d

38c

T10

99/22c-e

37/15ab

23350ab

11400ab

54ab

T11

42/28a-d

33/18a

23460ab

10320a-c

48a-c

در هر ستون، میانگین­های دارای حداقل یک حرف مشترک، بر اساس آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد اختلاف معنی­داری با یکدیگر ندارند.

T1: وجین تمام فصل، T2: عدم وجین تمام فصل، T3: علفکش کامل (نیکوسولفورون 80 گرم ماده موثره در هکتار) در مرحله 3 تا 4 برگی ذرت،
T4: هیدروپرایم+علفکش کاهش یافته (نیکوسولفورون 40 گرم ماده موثره در هکتار) در مرحله 3 تا 4 برگی ذرت، T5: هیدروپرایم+یکبار وجین 6 هفته پس از سبز شدن، T6: هیدروپرایم، T7: هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+علفکش کاهش یافته، T8: پرایم با اسید سالیسیلیک، T9: پرایم با اسید سالیسیلیک+یکبار وجین 6 هفته پس از سبز شدن، T10: پرایم با اسید سالیسیلیک+علفکش کاهش یافته T11: هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+یکبار وجین 6 هفته پس از سبز شدن   

 

عملکرد بیولوژیک

جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد که، تیمارهای اعمال شده تاثیر معنی‌داری بر عملکرد بیولوژیک ذرت در سطح پنج درصد داشتند. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میزان بیوماس تولید شده توسط گیاه ذرت متعلق به تیمار هیدروپرایم + علف­کش کاهش یافته بود (جدول 3). در راستای نتایج این پژوهش، گزارش شده است که کاربرد ترکیبی پرایمینگ + علف­کش کاهش یافته ترفلان، توانست با کنترل مناسب علف­های هرز به اندازه مقدار توصیه شده این علف­کش عملکرد بیولوژیک لوبیا چشم بلبلی را افزایش دهد (9). همچنین نتایج پژوهش حاضر نشان داد تیمار عدم وجین با تولید عملکرد بیولوژیک 14370 کیلوگرم در هکتار و کاهش 45 درصدی نسبت به تیمار هیدروپرایم + علف­کش کاهش یافته، کمترین عملکرد بیولوژیک را تولید کرد هرچند با تیمار کاربرد مقدار کامل علف‌کش در یک گروه آماری قرار داشت. کنترل موثر علف­هرز و افزایش قابلیت رشد و رقابت ذرت در تیمارهایی که بذور ذرت در آن پیش تیمار شده بودند دلیل افزایش عملکرد بیولوژیک می­باشد. بررسی نتایج نشان داد که در میان ترکیب­های تیماری، تیمارهایی که در آن­ها پیش تیمار پرایمینگ بذور انجام شده بود عملکرد بیولوژیک بیشتری داشتند. در همین راستا، محققان اظهار داشتند کاربرد اسید سالیسیلیک در شرایط عدم کنترل علف هرز با تاثیر بر رشد ذرت و افزایش قابلیت رقابت آن با علف­های هرز باعث افزایش عملکرد بیولوژیک معادل تیمارهایی شد که علف‌کش در آن استفاده شده بود (7). به­نظر می­رسد افزایش بیوماس در اثر استفاده از اسید سالیسیلیک به­خاطر فعالیت آنتی­اکسیدانی این ماده در غشا سلولی باشد. از طرفی اسید سالیسیلیک با افزایش میزان کلروفیل در برگ‌هایی که در آغاز فرآیند پیری هستند، می­تواند سبب افزایش رشد شود (4). بذور پرایم شده پس از قرار گرفتن در بستر خود زودتر جوانه زده و در نتیجه استقرار گیاهان حاصل از این بذور، سریع­تر، بهتر و در عین حال یکنواخت‌تر انجام می­پذیرد (11) و سبب رقابت بهتر با علف­های‌هرز می­شود. در واقع چنین گیاهی در مقایسه با گیاهان بوجود آمده از بذور پرایم نشده در طی زمان کوتاه­تری سیستم ریشه­ای خود را گسترش داده و با جذب مطلوب­تر آب، مواد غذایی، نور و تولید اندام فتوسنتز کننده به مرحله خودکفایی می­رسد. از طرفی رسیدن به چنین شرایطی گیاه را از لحاظ زیستی و اکولوژیک در موقعیت مناسب قرار می­دهد (13). بنابراین با راهکارهای ساده و موثر مانند پیش­تیمار بذری با پرایمینگ و اسید سالیسیلیک می­توان روابط رقابتی ذرت و علف­هرز را به نفع ذرت تغییر داده و باعث افزایش عملکرد بیولوژیک شد. درضمن مشاهده شد که ترکیب­های تیماری که پیش­تیمار بذری در آن استفاده شد مانند پرایمینگ + علف­کش کاهش یافته و یا پرایمینگ و یک بار وجین به اندازه تیمارهای وجین تمام فصل و حتی بیشتر از علف­کش توصیه شده در بهبود رشد ذرت و قابلیت رقابت آن تاثیر گذار بودند که این نتایج اهمیت مدیریت تلفیقی را در کاهش مصرف علف­کش­ها نشان می‌دهد.

عملکرد دانه

نتایج جدول تجزیه واریانس نشان داد که، تیمارهای اعمال شده تاثیر معنی­داری بر عملکرد ذرت در سطح یک درصد داشتند (جدول 2). نتایج حاصل از مقایسه میانگین­ها (جدول 3) نشان داد که تیمار وجین کامل در طول فصل رشد با 12330 کیلوگرم دانه در هکتار بیشترین عملکرد دانه را در اختیار داشت. هر چند با تیمارهایی مانند کاربرد پرایمینگ + وجین شش هفته پس از سبز شدن، پرایمینگ + علف‌کش کاهش یافته، علف‌کش کامل، هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+علف‌کش کاهش یافته (نیکوسولفورون 40 گرم ماده موثره در هکتار)، هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن و پرایم با اسید سالیسیلیک+ وجین از نظر آماری تفاوتی نداشت. درحالی­که تیمار عدم‌وجین با 6529 کیلوگرم دانه در هکتار کمترین عملکرد دانه را دارا بود، که نشان از کاهش شدید عملکرد ناشی از عدم کنترل علف­های‌هرز داشت. نتایج نشان داد عملکرد دانه به­میزان 3/45 درصد در تیمارهای هیدروپرایم + مقدار کاهش یافته علفکش و پرایم با اسید سالیسیلیک + مقدار کاهش یافته علف­کش نسبت به تیمار عدم وجین افزایش یافت. در همین راستا، نتایج پژوهش میری زاده (7) نشان داد بالاترین عملکرد دانه ذرت مربوط به تیمار وجین علف هرز و مصرف اسید سالیسیلیک بود و کمترین میزان عملکرد دانه نیز در تیمار عدم وجین علف هرز مشاهده گردید. عدم کنترل علف­های هرز تاثیر منفی شدیدی بر رشد زایشی و عملکرد دانه ذرت دارد به­طوری­که کاهشی معادل 3/63 درصد برای عملکرد دانه در تیمار عدم وجین گزارش شده است (2).

نتایج نشان داد کاربرد پرایمینگ همراه با مقدار کاهش‌یافته علف‌کش توانست به اندازه تیمار علف‌کش کامل، علف­های هرز را کنترل کرده و عملکرد بالایی تولید کند. همچنین هیدروپرایم و یکبار وجین توانست به اندازه تیمارهای علف‌کش کامل و وجین کامل تمام فصل عملکرد را افزایش دهد. در همین راستا، نتایج پژوهشی نشان داد تیمارهای ترکیبی پرایمینگ+وجین و پرایمینگ+علف­کش کاهش­یافته تریفلورالین توانستند به اندازه علف­کش توصیه شده و همچنین تیمار وجین تمام فصل علف هرز، عملکرد دانه لوبیا چشم بلبلی را افزایش دهند (9). صیامی و همکاران (3) گزارش دادند پرایمینگ بذر با غلظت­های 100 و 200 پی­پی­ام از سالیسیلیک اسید عملکرد دانه ذرت را به­طور میانگین 5/13 درصد در مقایسه با شاهد افزایش داد و اختلاف آماری معنی­داری از لحاظ عملکرد دانه بین دو غلظت مورد مطالعه وجود نداشت. سالیسیلیک اسید باعث افزایش بعضی از هورمون­های گیاهی شامل اکسین و سیتوکینین شده و از این طریق باعث بهبود رشد و افزایش فتوسنتز می­شود و در نتیجه بر عملکرد و اجزای عملکرد تاثیر می­گذارد (21). به­نظر می­رسد تیمارهای دارای پرایمینگ (هیدرو یا سالیسیلیک اسید) از طریق بهبود رشد ذرت و افزایش قدرت رقابت آن با علف­های هرز و تیمار کاربرد علف­کش از طریق کنترل مطلوب علف­هرز، زمینه­ افزایش معنی­دار عملکرد دانه ذرت را فراهم آورده است.

شاخص برداشت

نتایج تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد که شاخص برداشت به­طور معنی‌داری در سطح پنج درصد تحت تأثیر تیمارهای اعمال شده قرار گرفت. مقایسه میانگین­ها (جدول 3) نشان داد که بیشترین شاخص برداشت در تیمار استفاده کامل از علف­کش بود، اگرچه تیمار وجین کامل تمام‌فصل و تیمار عدم‌وجین نیز در همین گروه قرار داشت. کمترین شاخص برداشت متعلق به تیمارهای هیدرو‌‌پرایمینگ، سالیسیلیک اسید، هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+علفکش کاهش یافته و پرایم با اسید سالیسیلیک+یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن بود. در همین راستا، نتایج پژوهش میری زاده (7) نشان داد تیمار وجین علف هرز و مصرف اسید سالیسیلیک با 9/36 درصد و تیمار شاهد (عدم کنترل) و عدم مصرف اسید سالیسیلیک با 83/18 درصد به­ترتیب بالاترین و کمترین شاخص برداشت را نشان دادند. نتایج پژوهشی نشان داد پرایمینگ بذور لوبیا چشم بلبلی باعث افزایش شاخص برداشت گیاه نسبت به شاهد (عدم پرایمینگ) گردید (1). کاهش شاخص برداشت ذرت با افزایش دوره­های تداخل علف­های هرز نیز گزارش شده است (10). کنترل موثر علف­های هرز به­ویژه روش­های تلفیقی نقش به­سزایی در افزایش شاخص برداشت گیاه دارند (9). به­نظر می‌رسد که هر اقدام مدیریتی که بر جمعیت علف­های هرز تأثیر گذار باشد، می­تواند شاخص برداشت را تغییر دهد. اگرچه در این آزمایش شاخص برداشت تیمار بدون وجین رقم قابل توجهی بود، اما باید به این نکته توجه داشت که شاخص برداشت به تنهایی فاکتور مهمی برای سنجش بین دو تیمار و یا دو گیاه نمی­باشد. بالا بودن شاخص برداشت در این تیمار را می­توان به ویژگی گیاهان مربوط دانست که در شرایط تنش تمامی انرژی خود را صرف بقاء نسل، تولید مثل و در نتیجه تولید دانه می­کنند. از آنجا که بیوماس تولید شده گیاه نسبت به عملکرد دانه بیشتر کاهش پیدا کرد، در نتیجه درصد شاخص برداشت در تیمار تداخل کامل با علف­های هرز نیز افزایش یافت.

وزن خشک علف­های نیز به­طور معنی­داری (در سطح احتمال یک درصد) تحت تأثیر روش­های کنترل علف‌های هرز قرار گرفت (جدول 2). مقایسه میانگین‌ها نشان داد که حداکثر وزن علف­های هرز به­میزان 3/373 گرم در متر‌مربع متعلق به تیمار عدم وجین بود. کمترین وزن خشک علف‌های هرز بعد از تیمار وجین تمام فصل در تیمار علف‌کش با مقدار توصیه شده مشاهده گردید که از نظر معنی‌داری در یک گروه آماری قرار گرفتند (شکل 2). نتایج پژوهش میری زاده (7) نشان داد افزایش مقدار علف­کش نیکوسولفورن به­میزان دو لیتر در هکتار در مقایسه با مصرف یک لیتر در هکتار تاثیر معنی­داری بر کنترل علف­های هرز داشت. به­طوری­که کمترین کاهش وزن خشک علف هرز (بعد از تیمار وجین) مربوط به تیمار دو لیتر علف کش بود که باعث کاهش 100 درصدی وزن خشک علف­های هرز گردید. علف­کش­های خانواده سولفونیل اوره بازدارندة آنزیم استولاکتات سینتاز هستند و باعث محدودسازی تولید اسیدهای آمینه ایزولوسین، لوسین و والین می­شوند. این علف‌کش‌ها ابتدا روی بافت مریستمی اثر می­کنند و موجب توقف رشد، کلروز و نکروزه شدن بافت می­شوند (20).

همچنین نتایج پژوهش حاضر نشان داد تیمارهای تلفیقی پرایم با اسید سالیسیلیک+علف­کش کاهش­یافته و هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن ذرت توانستند به اندازه تیمار مقدار توصیه شده علف­کش، وزن خشک علف­های هرز را کاهش دهند (شکل 2). در همین راستا، نصیری دهسرخی و همکاران (9) گزارش دادند با کاربرد پرایمینگ در تلفیق با مقدار کاهش­یافته علف­کش تریفلورالین می­توان ضمن کاهش معنی­دار وزن خشک علف­های هرز، عملکردی معادل تیمار وجین تمام فصل و یا مصرف مقدار کامل علف­کش به­دست آورد. مهدی زاده (6) اظهار داشت گیاهان پرایم شده با سایه­اندازی بر روی علف­های هرز مزرعه، بیوماس و تراکم کل علف­های هرز غالب را کاهش داده و باعث افزایش عملکرد و اجزای عملکرد ذرت گردید. به­نظر می­رسد هر عملیاتی اعم از پرایمینگ، وجین و یا علف­کش که منجر به بهبود وضعیت رشد گیاه زراعی شود می­تواند زیست­توده علف­های هرز را به­مقدار قابل ملاحظه­ای کاهش دهد. اما به­نظر می­رسد کاربرد تلفیقی این روش­ها می­تواند تاثیر مطلوب­تری به­همراه داشته باشد، چنانکه در شکل 2 نیز مشاهده می‌شود، تیمارهای هیدرو‌پرایمینگ و پرایمینگ با سالیسیلیک به­تنهایی بعد از تیمار عدم وجین بیشترین وزن خشک علف هرز را به­همراه داشتند. لذا تلفیق روش­های شیمیایی با یکدیگر و یا استفاده از مقدارهای کاهش یافته همراه با پیش تیمار بذری می­تواند گامی موثر در جهت کاهش آلودگی‌های زیست­محیطی ناشی از مصرف علف­کش­ها و حصول عملکرد مطلوب باشد.

 

شکل 2- تاثیر تیمارهای اعمال شده بر وزن خشک کل علف­های هرز

T1: وجین تمام فصل، T2: عدم وجین تمام فصل، T3: علفکش کامل (نیکوسولفورون 80 گرم ماده موثره در هکتار) در مرحله 3 تا 4 برگی ذرت، T4: هیدروپرایم+علفکش کاهش یافته (نیکوسولفورون 40 گرم ماده موثره در هکتار) در مرحله 3 تا 4 برگی ذرت، T5: هیدروپرایم+یکبار وجین 6 هفته پس از سبز شدن، T6: هیدروپرایم، T7: هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+علفکش کاهش یافته، T8: پرایم با اسید سالیسیلیک، T9: پرایم با اسید سالیسیلیک+یکبار وجین 6 هفته پس از سبز شدن، T10: پرایم با اسید سالیسیلیک+علفکش کاهش یافته T11: هیدروپرایم+پرایم با اسید سالیسیلیک+یکبار وجین 6 هفته پس از سبز شدن. میانگین­های دارای حداقل یک حرف مشترک بر اساس آزمون LSD در سطح پنج درصد دارای تفاوت معنی­داری نمی­باشند.

 

نتیجه­گیری نهایی

در این آزمایش تیمارهای تلفیقی توانستند از طریق بهبود سرعت رشد و توسعه کانوپی ذرت، قابلیت رقابت آن را با علف­های هرز افزایش دهند بطوری­که اثراتی مشابه تیمار علف­کش کامل بر جمعیت و زیست­توده خشک علف‌های هرز نشان دادند. بنابراین می­توان با استفاده از تلفیق روش‌های پیش­تیمار بذری همچون پرایمینگ بذر با آب و اسیدسالیسیلیک به همراه علف­کش کاهش­یافته و یا یکبار وجین شش هفته پس از سبز شدن ذرت، نتایجی مشابه علف­کش کامل از نظر کنترل علف­های هرز بدست آورد. بدیهی است کاهش مصرف علف­کش­ها به هر روش ممکن، می­تواند گامی در راستای اهداف کشاورزی پایدار و کاهش آلودگی‌های زیست­محیطی باشد.

 

منابع

1- پاک مهر، آ.، راستگو، م.، شکاری، ف.، صبا، ج.، وظایفی، م. و زنگانی، ا. 1390. تاثیر پرایمینگ سالیسیلیک اسید بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه لوبیا چشم بلبلی تحت تنش کم آبی در مرحله زایشی. نشریه پژوهش‌های حبوبات ایران. 2(1): 53-64.

2- روانگرد، ش.، نصری، م. و صادقی، ف. 1394. بررسی کاربرد توام روش‌های کنترل علف‌های هرز و کود زیستی تثبیت کننده نیتروژن در کنترل علف هرز ذرت سینگل کراس 704. پژوهش‌های زراعی در حاشیه کویر. 12(3): 210-197.

3- صیامی، ر.، میرشکاری، ب.، فرح وش، ف.، رشیدی، و. و تاری نژاد، ع. ر. 1396. اثر پرایمینگ بذر با سالیسیلیک اسید و تنش کم آبی بر فعالیت آنزیمی و عملکرد ذرت دانه ای. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی- دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. 9(34): 35-23.

4- طریق الاسلامی، م.، کافی، م.، نظامی، ا. و ضرغامی، ر. 1396. تاثیر اسید سالیسیلیک در بهبود خسارت تنش سرمازدگی در هیبرید ذرت سینگل کراس 400 (Zea mays L.). فرآیند و کارکرد گیاهی. 6(19): 292-281.

5- عباس دخت، ح. و اصغرنیا، م. 1394. عملکرد و اجزای عملکرد ذرت متاثر از کنترل علف‌های هرز، اسموپرایمینگ و محلولپاشی عناصر ریزمغذی. نشریه علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی. 2(34): 322-307.

6- مهدی زاده، ا. 1390. تأثیر پرایمینگ بذر در مزرعه، بر کنترل علفهای هرز و خصوصیات رشد ذرت (Zea mays L.) در همدان. پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کشاورزی گرایش زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا. 87 صفحه.

7- میری زاده، آ. 1392. بررسی تاثیر اختلاط علف کش نیکوسولفورون با اسید سالیسیلیک و مویان کوکووت بر رشد، عملکرد و کنترل علف‌های هرز ذرت. پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود. 110 صفحه.

8- نصیری دهسرخی، ع. 1394. تاثیر امواج اولتراسونیک، پرایمینگ بذر و کاربرد علفکش بر رشد و عملکرد لوبیا چشم بلبلی (Vigna sinensis) و کنترل علف‌های هرز. پایان نامه کارشناسی ارشد اگرواکولوژی، گروه زراعت، دانشگاه صنعتی شاهرود. 108 صفحه.

9- نصیری دهسرخی، ع.، مکاریان، ح.، قلی پور، م. و عباس دخت، ح. 1396. تأثیر امواج فراصوت و پرایمینگ بذر در تلفیق با مدیریت علفهای هرز بر عملکرد و اجزای عملکرد لوبیا چشم بلبلی (Vigna sinensis L.). پژوهش‌های حبوبات ایران. 8(2): 140-126.

10- یدوی، ع.، آقاعلیخانی، م.، قلاوند، ا. و زند، ا. 1385. اثر تراکم بوته و آرایش کاشت بر عملکرد و شاخص‌های رشد ذرت دانه ای (Zea mays L.) تحت رقابت با علف هرز تاج خروس ریشه قرمز (Amaranthus retoflexus L.). پژوهش کشاورزی آب، خاک و گیاه در کشاورزی. 6(3): 46-31.

11- Abbasdokht, H. 2011. The effect of hydropriming and halopriming on germination and early growth stage of wheat (Triticum aestivum L.). Desert. 16: 61-68.

12- Afzal, I., Basra, S. M. A., Ahmad, R. and Iqbal, A. 2002. Effect of different seed vigor enhancement techniques on hybrid maize (Zea mays L.). Pakistan Journal of Agriculture Science. 39: 109-112.

13- Duman, I. 2006. Effect of seed priming with PEG and K3PO4 on germination and seedling growth in Lettuce. Pakistan Journal of Biology Science. 9(5): 923-928.

14- Evans, S.P., Knezevic, S.Z., Lindquist, J.L., Shapiro, C.A. and Blankenship, E.E. 2003. Nitrogen application influences the critical period for weed control in corn. Weed Science. 51: 408-417.

15- Farooq, M., Aziz, T., Barsa, S. M. A., Cheema, M. A. and Rehman, H. 2008. Chilling tolerance in hybrid maize induced by seed priming with salicylic acid. Journal Agro Crop Science. 194: 161-168.

16- Hussein, M.M., Balbaa, L.K. and Gaballah M.S. 2007. Salicylic acid and salinity effects on growth of maize plants. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences. 3: 321-328.

17- Norsworthy J.K. and Oliveira M.J. 2004. Comparison of the critical period for weed control in wide and narrow – row corn. Weed Science. 52: 802-807.

18- Norsworthy, J.K. and Frederick, J.R. 2005. Integrated weed management strategies for maize production on the southeastern coastal of North America. Crop Protection. 24: 119-126.

19- Rajcan, I.R. and Swanton, C.J. 2001. Understanding maize-weed competition: resource competition, light quality and whole plant. Field Crop Research. 71: 139-150.

20- Rao, V.S. 2000. Principles of Weed Science. Science Publishers, Inc, New Hampshire.

21- Shakirova, F.M. and Bezrukova, M.V. 1997. Induction of wheat resistance against environmental salinization by salicylic acid. Biology Bullentin. 24: 109-112.

22- Yazdani, M., Bahmanyar, M.A., Pirdashti, H. and Esmaili, M.A. 2009. Effect of phosphate solubilization microorganisms and plant growth promoting rhizobacteria on yield and yield components of corn. World Academy of Science, Engineering and Technology. 3: 2-12.