بررسی عملکرد، بهره‌وری مصرف آب و کارآیی نیتروژن در کشت ذرت در استان خوزستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

3 استاد گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

4 ااستادیار گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

5 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

آب و نیتروژن از عوامل اصلی محدود کننده دستیابی به حداکثر محصول هستند. کاربرد کود نیتروژن در افزایش محصولات کشاورزی سهم بسزایی دارد. از طرفی مصرف بی‌رویه این کودها ناشی از کارآیی پایین آن‌ها است. این پژوهش با توجه به چالش-های موجود در خصوص کمبود منابع آب و مدیریت نامناسب مصرف نیتروژن انجام گرفت. جهت کمی کردن واکنش گیاه و محاسبه کارآیی مصرف آب و کود، دو سطح آبیاری کامل (I1) و کم‌آبیاری به اندازه 30 درصد (I2) به‌عنوان عامل اول و دو سطح نیتروژن 200 (N1) و 160 (N2) کیلوگرم در هکتار به‌عنوان عامل دوم در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، شاخص سطح برگ با کاربرد بیشتر نیتروژن در شرایط رطوبتی یکسان افزایش می‌یابد. افزایش نیتروژن به‌شرط این‌که آب کافی در دسترس گیاه باشد؛ باعث افزایش وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی و شاخص برداشت می‌شود. با افزایش مقدار نیتروژن، کارآیی زراعی نیتروژن در کشت ذرت کاهش می‌یابد. در شرایط تنش رطوبتی با افزایش میزان مصرف نیتروژن، کارآیی بازیافت نیتروژن نیز به‌سبب کاهش جذب این عنصر توسط گیاه کاهش می‌یابد. کارآیی اقتصادی و بیولوژیکی مصرف آب در کشت پاییزه بیشتر از کشت بهاره بود. عملکرد پایین کشت بهاره و بارندگی بیشتر در دوره کشت پاییزه دلیل کارآیی و بهره‌وری بیشتر مصرف آب در کشت پاییزه بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of yield, water use efficiency and Nitrogen efficiency in corn cultivation in Khuzestan province

نویسندگان [English]

  • maryam kazemizadeh 1
  • abdorahim hooshmand 2
  • abdali naseri 3
  • mona golabi 4
  • muosa meskarbashee 5
1 Department of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Engineering, Shahid Chamran University, Ahwaz, Iran
2 Associate Professor, Department of Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Water Sciences, Shahid Chamran University of Ahwaz, Iran
3 Professor of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sciences, Shahid Chamran University of Ahwaz, Iran
4 Assistant Professor of Irrigation and Drainage Department, Faculty of Water Sciences, Shahid Chamran University of Ahwaz, Iran
5 Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University, Ahwaz
چکیده [English]

Water and nitrogen are the main factors limiting the maximum yield Achievement. Application of nitrogen fertilizer has great impact to increasing agricultural production. On the other hand, the high use of these fertilizers is due to the low efficiency of these fertilizers. This research was conducted in response to the challenges of water scarcity and inappropriate management of nitrogen utilization. To quantitate the reaction of the plant and calculate the water and fertilizer efficiency, two irrigation levels, full irrigation (I1) and deficit irrigation equal 30% (I2) as the first factor and two nitrogen levels of 200 (N1) and 160 (N2) kg per hectare, it was considered as a second factor. Experiments were carried out as field treatments and in lysimeters as a factorial in a completely randomized block design with three replications. The cultivars used were maize hybrid 611 and 704 mediator SC, which were cultivated in two seasons of spring and autumn, respectively. Based on the results of this study, leaf area index with higher nitrogen application in the same moisture conditions is increased. Nitrogen increase, while that enough water is available to the plant, increases the weight of 1000 seeds, grain yield, biological yield and harvest index. Optimum use of water and nitrogen fertilizer increases grain yield and therefore increases water use efficiency. With increasing nitrogen content, nitrogen use efficiency decreases in corn cultivation. Under stress conditions, with increasing nitrogen consumption, fertilizer N-recovery efficiency is also reduced by decreasing the absorption of this element by the plant. The economic and biological efficiency of water use in autumn cultivation was more than spring cultivation. Low spring yield and high rainfall during autumn crop period were due to the efficiency and more productivity of water use in autumn cropping. In Khuzestan weather conditions, the use of early cultivars is recommended instead of the mediator for spring crop due to coincide the pollination time with intense heat.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Khuzestan
  • Maize
  • Nitrogen Use Efficiency
  • Water Use Productivity

مراجع

پشت­دار، ع.، ابدالی مشهدی، ع.ر. مرادی، ف. سیادت، س.ع. و بخشنده، ع. 1395. اثر نوع و میزان کود نیتروژن بر عملکرد و کارایی مصرف آب و نیتروژن در نعناع فلفلی (Mentha piperita L.). مجله علوم زراعی ایران، 18(1): 31-14.
حیدری­پور، ر.، نصیری محلاتی، م. کوچکی، ع.ر. و زارع فیض­آبادی، ا. 1390. اثر سطوح آب و کود نیتروژن بر کارآیی مصرف آب در سه گیاه ذرت (Zeamays L.)، چغندرقند (Beta vulgaris L.) و کنجد (Sesamum indicum L.). نشریه بوم شناسی کشاورزی، 6(2): 198-187.
خودشناس، م.ع.، قدبیک لو، ج. و دادیور، م. 1394. اثرات نوع و مقدار نیتروژن و آبیاری بر جذب نیتروژن ذرت علوفه­ای و نیترات باقی­مانده خاک. نشریه آب و خاک، 6(29): 1650-1640.
رفیعی، م. 1381. اثرات تنش کمبود آب، روی و فسفر بر شاخص­های رشد و عملکرد کمی و کیفی ذرت دانه­ای. پایان نامه دکتری تخصصی فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات اهواز،142 صفحه.
ساکی نژاد، ط. 1382. مطالعه اثر تنش آب بر روند جذب عناصر ازت، فسفر، پتاسیم و سدیم در دوره­های مختلف رشد، با توجه به خصوصیات مرفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه ذرت در شرایط آب و هوایی اهواز. پایان­نامه دکتری فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات اهواز، 288 صفحه.
سپهری، ع.، مدرس­ثانوی، ع. قره­یاضی، ب. و یمینی، ی. 1381. تأثیر تنش آب و مقادیر مختلف نیتروژن بر مراحل رشد و نمو، عملکرد و اجزای عملکرد ذرت. مجله علوم زراعی ایران، 4(3): 201-184.
شعرباف خجسته، س. و احمدی، م. 1377. بررسی اثرات رژیم مختلف آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی دانه ذرت. چکیده مقالات پنجمین کنگره زراعت و اصلاح نباتات کرج، دانشگاه تهران، دانشکده کشاورزی کرج، 7-4 شهریورماه، 173-171.
شکری، س.، هوشمند، ع. و قربانی، م. 1394. برآورد ضریب تشت تبخیر به منظور محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع در منطقه اهواز. مجله علوم و مهندسی آبیاری، 40(1): 12-1.
عامری، ع.ا، نصیری محلاتی، م. و رضوانی مقدم، پ. 1386. اثر مقادیر مختلف نیتروژن و تراکم بر کارآیی مصرف نیتروژن، عملکرد گل و مواد مؤثره همیشه بهار (Calendula .officinalis L). پزوهش­های زراعی ایران، 5(2): 325-315.
قاسمی پیربلوطی، ع. 1381. بررسی اثر مقادیر مختلف کود نیتروژن بر نحوه الگوی تخصیص ماده خشک در ذرت دانه­ای رقم SC.704 در منطقه ورامین. پایان نامه کارشناسی ارشد زراعت، دانشگاه تهران، 98 ص.
قمری، م.، اندرزیان، ب. بخشنده، ع. قرینه، م.ح. و فتحی، ق. 1381. شبیه­سازی اثرات تنش خشکی و نیتروژن بر عملکرد، کارآیی مصرف آب و نیتروژن ذرت با استفاده از مدل شبیه­سازی CERES-Maize. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، 3(11): 31-21.
لک، ش.، نادری، ا. سیادت، ع.ا. آینه بند، ا. و نورمحمدی، ق. 1385. اثر سطوح مختلف نیتروژن و تراکم بوته در شرایط مختلف رطوبتی بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارآیی مصرف آب ذرت دانه­ای سینگل کراس 704 در خوزستان. مجله علوم زراعی ایران، 8: 170-153.
لیاقت، ع. و فرهمند، ع.ر. 1385. ارزیابی آلودگی نیتراتی خاک بر اثر میزان آب آبیاری و کود نیتروژن. مجله مهندسی منابع آب، 4: 85-92.
مجدم، م. و مدحج، ع. 1391. اثر سطوح نیتروژن بر کارآیی مصرف آب، عملکرد و اجزای عملکرد دانه ذرت دانه­ای در شرایط بهینه و تنش خشکی. نشریه پژوهش­های زراعی ایران، 10(3): 554-546.
مجیدیان، م. و غدیری، ح. 1381. تأثیر تنش رطوبت و مقادیر مختلف کود نیتروژن در مراحل مختلف رشد بر عملکرد، اجزای عملکرد، کارآیی استفاده از آب و برخی ویژگی­های فیزیولوژیک گیاه ذرت. مجله علوم کشاورزی ایران، 33(3): 533-521.
مجیدیان، م.، قلاوند، ا. کامگار حقیقی، ا.ع. و کریمیان، ن. 1387. اثر تنش خشکی، کود شیمیایی نیتروژن و کود آلی بر قرائت کلروفیل متر، عملکرد دانه و اجزای عملکرد ذرت دانه­ای سینگل کراس 704. مجله علوم زراعی ایران، 10(3): 330-303.
ملکوتی، م.ج. و همایی، م. 1382. حاصلخیزی خاک­های مناطق خشک و نیمه خشک، مشکلات و راه­حل­ها. انتشارات دانشگاه تربیت مدرس، 482 صفحه.
Davis, J.G. 1994. Managing Plant nutrients for Optimum water use efficiency and water conservation. Advances in Agronomy, 53: 85-120.
Dobermann, A. 2006. Nitrogen use efficiency in cereal systems. p.1-10. In Groundbreaking Stuff. Proceedings of the 13th ASA Conference, 10-14 September. 2006. Perth, Western Australia.
Kraft, G.J. and Stites, W. 2003. Nitrate impacts on groundwater from irrigated-vegetable systems in a humid north-central US Sand Plain. Agriculture, Ecosystems and Environment, 100: 63-74.
Kropff, M.J., Cassman, K.G. Van Laar, H.H. and Peng, S. 1993. Nitrogen and yield potential of irrigated rice. Plant and Soil, 155/156: 391-394.
Lyle, W.M. and Bordvosky, J.P. 1995. Leap corn irrigation with limited water supplies. Transaction of the Asae, 38: 455-462. In field crop Abstract, 1996 (49)8: 715.
Malak, A.E.R. and Al-Ashkar, E.A. 2007. The effect of different fertilizers on the heavy metals in soil and tomato plant. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 1: 300-306.
Moll, R.H. and Kamparth, E.J. 1977. Effect of population density up on agronomic traits associated with genetic increases in yield of Zea mays L. Agronomy journal, 69: 81-84.
Moll, R.H., Kamprath, E.J. and Jackson, W.A. 1982. Analysis and interpretation of factors which contribute to efficiency of nitrogen utilization. Agronomy Journal, 74: 562-564.
Norwood, C.A. 2000. Water use and yield of limited irrigated and dry land corn. Soil Science Society of America Journal, 64: 365-370.
Oikeh, S.O., Itling, J.G. and Okoruwa, A.E. 1998. Nitrogen fertilizer management effects on maize grain quality in the west African moist savanna. Crop Science, 38: 1056 -1061.
Patel, J.B., Patel, V.J. and Patel, J.R. 2006. Influence of different methods of irrigation and nitrogen levels on crop growth rate and yield of maize (Zea mays L.). Indian Journal of Crop Science, 1(1-2): 175-177.
Sinclair, T., Bennetto, R.D.M. and Muchow, R.O. 1990. Relative sensivity of grain yield and biomass accumulation to drought in field grown maize. Crop Science, 30: 690- 693.
Timsina, J., Singh, U. Badaruddin, M. Meisner, C. and Amin, M.R. 2001. Cultivar, nitrogen, and water effects on productivity, and nitrogen-use efficiency and balance for rice-wheat sequences of Bangladesh. Field Crops Reseaech, 72: 143– 161.
Uhart, S.A. and Andrade, F.H. 1995. Nitrogen deficiency in maize: II. Carbon-nitrogen interaction effects on kernel number and grain yield. Crop Science, 35: 1384-1389.
Zotarelli, L., Scholberg, J.M. Dukes, M.D. Carpena, R.M. and Icerman, J. 2009. Tomato yield, biomass accumulation, root distribution and irrigation water use efficiency on a sandy soil as affected by nitrogen rate and irrigation scheduling. Agricultural Water Management, 96: 23– 34.
حفاظت منابع آب و خاک (علمی - پژوهشی)
دوره 9، شماره 1
آبان 1398
صفحه 35-50

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 04 فروردین 1398
  • تاریخ بازنگری: 11 شهریور 1398
  • تاریخ پذیرش: 13 مهر 1398
  • تاریخ اولین انتشار: 01 آبان 1398

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار