اثر تنش کمبود آب و نيتروژن در دوران رويشی و زايشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت : پایان نامه ارشد مهندسی کشاورزی زراعت و اصلاح نباتات

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان” اثر تنش کمبود آب و نيتروژن در دوران رويشی و زايشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت ” با گرایش زراعت و اصلاح نباتات و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیده اثر تنش کمبود آب و نيتروژن در دوران رويشی و زايشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت:

به منظور ارزيابی اثر نيتروژن و تنش کم­آبی در دوران رشد رويشی و زايشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت، آزمايشی به صورت فاکتوريل اسپليت پلات در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشگاه بوعلی­سينا در سال زراعی 1387 انجام گرفت. سطوح نيتروژن (100 و 200 کيلوگرم در هکتار) و سطوح آبياری (تنش کم­آبی در مرحله 10-8 برگی، تنش کم­آبی در مرحله شيری تا خميری دانه و آبياری کامل) بصورت فاکتوريل در کرت­های اصلی و ارقام ذرت (سينگل­کراس 500 و 647) در کرت­ه ای فرعی قرار گرفتند.

بيشينه شاخص سطح برگ، دوام شاخص سطح برگ از کاکل­دهی تا رسيدگی، دوام شاخص سطح برگ، سرعت خطی رشد محصول، سرعت رشد گياه در گلدهی و در گلدهی به ازای دانه، سرعت رشد گياه در دوره پرشدن دانه، سرعت جذب خالص، عملکرد بيولوژيک، عملکرد اقتصادی و شاخص برداشت، عدد اسپاد پس از 10 برگی و خميری دانه، کارايی مصرف آب و نور اندازه ­گيری شد. همچنين، اجزاء عملکرد شامل تعداد رديف بلال، تعداد دانه در رديف بلال، تعداد دانه در بلال و وزن دانه اندازه­ گيری شد. کمترين مقادير شاخص­های رشد در دورۀ رشد رويشی با مصرف 100 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحله رويشی بدست آمد. ضمن اينکه منجر به افزايش فاصله زمانی کاشت تا کاکل­دهی و کاهش سرعت رشد گياه در گلدهی گرديد و بصورت کاهش دوره پرشدن دانه ادامه يافت. بيشترين مقادير سرعت رشد گياه در گلده ی و سرعت رشد گياه در گلدهی به ازای دانه با مصرف 200 کيلوگرم در هکتار نيتروژن و هر دو آبياری کامل و تنش درمرحله زايشی بدست آمد.

ضمن اينکه بيشترين مقدار سرعت رشد گياه در دوره پرشدن دانه به ازای دانه درهر دو رقم مورد مطالعه با مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و تنش کم­آبي در مرحلة رويشی  بدست آمد. تعداد دانه بيشتری با مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و هر دو آبياری کامل و تنش کم­آبي درمرحله زايشی بدست آمد و سينگل کراس 647 در اين صفت بر سينگل­کراس 500 برتری داشت. مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و همچنين آبياری کامل وزن دانه بيشتری نسبت به ساير سطوح مصرف نيتروژن و آبياری نشان دادند. بيشترين مقدار کارايی مصرف نور به مقدار 87/3 گرم بر مگاژول در سينگل کراس 647 با مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و آبياری کامل بدست آمد.

بيشترين کارايی مصرف آب با مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحله زايشی بدست آمد. بيشترين عملکرد دانه به تيمار مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن در هکتار با آبياری کامل تعلق داشت. در مقابل، مصرف 100 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحلة رويشی کمترين عملکرد دانه را نشان داد. مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحله زايشی متحمل کمترين کاهش عملکرد در اثر تنش کم­آبی شد. رقم سينگل­کراس 500 در کليه تيمارها عملکرد بيشتری نسبت به رقم سينگل­کراس 647 داشت که به خاطر برتری در عملکرد بيولوژيک، وزن دانه و شاخص برداشت بيشتر نسبت به سينگل کراس 647 بود.

مقدمه:

در سطح جهانی 73% از کل آب شيرين برای آبياری استفاده می­گردد، 21 و 5 درصد نيز به ترتيب مورد استفاده بخش صنعت و بخش خانگی قرار مي­گيرد (گونزالز[1]، 1998). دسترسی به آب يکی از مهمترين عوامل محيطی است که توليد گياهان زراعی را محدود می­کند. در مقياس جهانی حدود نيمی از اراضی دنيا به کمبود آب دچار هستند (کرامر و بوير[2]، 1995). به خاطر گوناگونی در دسترسی به آب و تقاضای تعرق از سالی به سال ديگر، در طی يک فصل زراعی، يا در طی يک روز، گياهان ممکن است دچار تنش آب به خاطر از دست دادن آب در فرايند تعرق گردند. مدت زمان کمبود ممکن است از ساعت­ها تا روزها متفاوت باشد. بسته شدن روزنه­ها در وسط روز و کاهش جذب دی­اکسيد­کربن در پاسخ به نرخ بالای تعرق در شرايط مزرعه­، معمول است (مانتيث[3]، 1995). توليد تجاری واقعی گياهان زراعی اصلی به طور متوسط 33 درصد کمتر از توليد پتانسيل است (بوير، 1982). در بين عوامل مختلف که می توانند توليد گياهان زراعی را کاهش دهند، تنش آبی گياهان است که با عرضه ناکافی آب ايجاد می­شود (ونجورا و آپچرچ[4]، 2002). آبياری راهکاری ضروری و موثر برای بهبود توليد گياهان زراعی است. به طوری که، افزايش توليد در درجه اول به توسعه اراضی آبی نسبت داده شده است. اگر چه فقط حدود 20 درصد از زمين های زراعی دنيا آبی است، تخمين زده می­شود اين نسبت، 40 درصد از توليد کشاورزی جهان را در اختيار داشته باشد (بوير، 1982).

کمبود آب يکی از مهمترين موضوعات چالش برانگيز در سطح جهانی است. اثرات تغيير اقليم از جمله افزايش امواج گرمايی و از طرفی کاهش بارندگی در بسياری از نقاط جهان بويژه منطقة عرض­های ميانی، دسترسي فصلي و حجم منابع آب را تغيير داده و کمبودها را تشديد کرده است (مارلند[5] و همكاران، 2003). کشور ايران با قرار گرفتن در منطقه عرض­های ميانی از مناطق خشک و نيمه خشک دنيا و دارای شرايط آب و هوايی مديترانه­ای است. توليد محصول در چنين وضعيتی به علت کمبود نزولات آسمانی و توزيع نامتناسب آن، متکی بر آبياری بوده و در عين حال محدوديت منابع آب مهمترين عامل محدوده کننده بويژه درخصوص محصولات تابستانه می­باشد (سپاسخواه و خواجه عبدالهی، 2005). سهم بخش کشاورزی از مجموع آب استحصالی کشور، 72 ميليارد مترمکعب (94 درصد) می­باشد (فرداد و گلکار، 1381). همچنين، از مجموع 5/37 ميليون هکتار از اراضی کشاورزی شناسايی شده و 20 ميليون هکتار اراضی مستعد آبياری کشور، تنها 7/7 ميليون هکتار(21 درصد از اراضی کشاورزی) تحت پوشش آبياری قرار دارد (نورجو و همکاران، 1385). محدوديت منابع آب موجب گرديده است که آب به عنوان مهمترين نهاده توليد تلقی شود (حمزه­ای و همکاران، 1384).

تنش کم­آبی در زراعت ذرت به خاطر کمبود آب يا مشکلات سيستم آبياری برای تامين آب (پاندی[6] و همکاران، 2000) يا همزمانی رشد ذرت با ساير گياهان زراعی (لک و همکاران، 1386)، در بسياری از مناطق خشک و نيمه خشک ممکن است حادث شود. اصولا ذرت بومی مناطق گرمسيری است ولی به خاطر دامنه وسيع سازگاری ارقام متوسط­رس و زودرس، آن را می­توان در مناطق سردسير و دارای فصل رشد کوتاه کشت کرد و محصول اقتصادی بدست آورد (کوچکی و سرمدنيا، 1382).

مديريت مناسب کود نيتروژنه به خاطر دلايل اقتصادی و محيطی مهم است. مقدار ناکافی کود نيتروژنه به صورت کاهش عملکرد و بازدهی اقتصادی پايين بروز می­کند، در صورتی که کود­دهی بيش از اندازه اثرات منفی بر منابع آب سطحی و زيرزمينی می­گذارد، و همچنين بازده خالص اقتصادی را کاهش می­دهد. به علاوه، کود دهی بيش از اندازه منجر به انتشار  اکسيد­های نيتروژن به عنوان اصلی­ترين گازهای گلخانه­ای می­شود (کاپی و سدجو[7]، 2007).

شکل­گيری عملکرد در گياهان زراعی در بردارندۀ مجموعه­ای از فرآيندهاست که در يک توالی زمانی قرار دارند. موراتا[8] (1969) شکل­گيری عملکرد گياهان زراعی دانه­ای را به سه مرحله تقسيم می­کند. در مرحله اول اندامهای فتوسنتزی و جذب کننده عناصر شکل می­گيرند. مرحله دوم شامل شکل­گيری گلها و ظرف عملکرد می­باشد و در مرحله پايانی رشد گياه، توليد، تجمع و انتقال حجم يا محتوای عملکرد انجام می­گيرد. اين فرايندها به شکلی به يکديگر مرتبط هستند به نحوی که هر نوع تنش محيطی که يکی از آنها را محدود نمايد ممکن است قسمت بعدی و نهايتاً عملکرد را متاثر سازد.

با توجه به اهميت عنصر پرمصرف نيتروژن در توليد ذرت و اهميت آبياری در کشت محصولات تابستانه، تعيين عکس­العمل گياه ذرت به  تنش کم­آبی و مقدار مصرف عنصر نيتروژن از اهميت خاصی برخوردار است. پژوهش حاضر به بررسی واکنش دو هيبريد ذرت به تنش کم­آبی در مراحل رويشی و زايشی و مقادير مصرف نيتروژن در همدان پرداخته است.

 اهداف اثر تنش کمبود آب و نيتروژن در دوران رويشی و زايشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت:

اهداف اين پژوهش عبارت بودند از:

• تعيين اثر تنش کمبود آب و مقادير مختلف کود نيتروژن بر مراحل فنولوژيک گياه ذرت.
• بررسي اثر تنش کم­آبی و مقادير مختلف نيتروژن بر تجمع ماده خشک و شاخص­هاي رشد ذرت.
• تعيين اثر تنش کم­آبی بر عملکرد نهايي و اجزاء عملکرد ذرت.
• تعيين بالاترين کارآيي مصرف آب و نور در بين تيمارهای آبياری و در ارقام مورد بررسی.
• تعيين وضعيت کلروفيل (عدد اسپاد) گياهان در شرايط تنش کم­آبی و کاهش مصرف نيتروژن.

نتيجه گيری نهايی

به طور کلی نتايج اين بررسی نشان داد سطوح مصرف نيتروژن و آبياری بر رشد و نمو ذرت که در سه مرحله قابل تفکيک شکل می­گيرد، تاثير گذارند. اين مراحل شامل شکل گيری اندام­های جذب کننده نور و آب و عناصر غذايی، شکل­گيری ظرف عملکرد در محدوده گل­دهی و برآورده شدن ظرفيت عملکرد در دوره پرشدن دانه­ ها می­باشد. مصرف 100 کيلوگرم در هکتار نيتروژن و تنش کم­آبی در مرحله رويشی بيشترين اثر منفی را بر فاصله کاشت تا کاکل­دهی، دوره پرشدن دانه، شاخص­های رشد، تعداد دانه و عملکرد دانه بر جای گذاشت. کاهش شاخص سطح برگ منجر به کاهش دريافت نور شد که به همراه کاهش عدد اسپاد منجر به کاهش تثبيت دی­ اکسيد­کربن گرديد که بصورت کاهش سرعت رشد محصول نمايان گشت. اثرات بعدی کاهش مصرف نيتروژن و تنش کم­آبی در مرحلة رويشی به صورت کاهش تششع دريافتی و سرعت رشد گياه در محدوده کاکل­دهی ادامه يافت که منجر به کاهش تعداد دانه تشکيل شده و طول بلال گرديد.

در مرحلة تکميل ظرفيت مقصد نيز اين پيامد­ها به صورت کاهش دورۀ پرشدن دانه­ ها ادامه يافت. در مرحله شيری­شدن دانه، کاهش سطح مصرف نيتروژن به همراه تنش کم­آبی منجر به کاهش سرعت رشد گياه در حد فاصل شيری تا رسيدگی دانه و سرعت پرشدن دانه گرديد، به علاوه، کاهش دوام سطح برگ و عدد اسپاد پس از مرحله خميری دانه را نيز به همراه داشت و در نهايت دانه ­های سبک­تری ­توليد شد. بيشترين مقادير کارايی مصرف نور در شرايط بهينه مصرف آب و کود نيتروژن بدست آمد. در مجموع تنش کم­آبی در مرحله رويشی اثرات منفی بيشتری بر عملکرد داشت و مصرف 200 کيلوگرم نيتروژن و تنش کم­آبی در مرحله زايشی منجر به کاهش کمتری در عملکرد دانه در اثر تنش کم­آبي شد. به منظور استفاده مطلوب از نهاده­ها در شرايط آزمايش حاضر جلوگيری از وقوع تنش­های شديد کم­آبی ضروری است. در شرايط تنش کم­آبی مصرف نيتروژن مشابه شرايط بهينه بر عملکرد دانه اثر منفی ندارد مگر اينکه از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد.

فهرست مطالب اثر تنش کمبود آب و نيتروژن در دوران رويشی و زايشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت:

مقدمه 1

فصل اول:  بررسی منابع

1-1- تاريخچه، توليد و مصرف گياه ذرت 4

1-2- سطح زير کشت ذرت در ايران و استان همدان 4

1-3- رده بندی و ريخت شناسی 5

1-4- مراحل رشد گياه ذرت  …………………..  6

1-5- آب و گياه ذرت  7

1-5-1- پتانسيل آب در گياه………………….  8

1-5-2- پتانسيل آب در خاک 8

1-5-3- ذرت در شرايط تنش خشکی 9

1-6- نيتروژن و گياه ذرت 13

1-7.- اهداف  …..   23

فصل دوم: مواد و روش‌ها

2-1- موقعيت محل اجرا ي طرح 24

2-2- طرح آزمايشی  24

2-3- آماده­سازی زمين و کوددهی 25

2-4- کاشت و مراقبت­های زراعی 25

2-5- آبياری و تعيين نياز آبی 25

2-6- نمونه برداری در طول فصل رشد ………………..26

2-7- اندازه­گيری عملکرد و اجزای عملکرد  26

2-8- محاسبات 27

2-8-1- درجه روزهای رشد 27

2-8-2- آناليزهای رشد  27

2-8-3- کارايی مصرف آب و شاخص برداشت……  29

2-8-4- سرعت و دوره پرشدن دانه   29

2-8-5- دريافت و کارايی مصرف نور  30

2-8-6- اعداد کلروفيل متر (اسپاد) و جذب نور 30

فصل سوم: نتايج و بحث

3-1- مراحل فنولوژيکی  32

3-2- شاخص­های رشد  35

3-2-1- روند شاخص سطح برگ 35

3-2-2- بيشينه 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 تغييرات سرعت رشد محصول 40

3-2-6- سرعت خطی رشد محصول 41

3-2-7- سرعت رشد گياه در گلدهی 43

3-2-8- سرعت رشد گياه در گلدهی به ازای دانه 44

3-2-9- سرعت رشد گياه 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 بيولوژيک 54

3-2-13- عملکرد دانه  56

3-2-14- شاخص برداشت 59

3-3- ساير صفات مرفولوژيکی 60

3-3-1- ارتفاع بلال از سطح زمين 60

3-3-2- قطر ساقه 62

3-3-3- ارتفاع گياه 63

3-4- همبستگی صفات و شاخص­های رشد با عملکرد دانه 64

3-5- صفات مرفولوژيکی بلال 66

3-5-1- طول بلال 66

3-5-2- قطر بلال 68

3-6- اجزاء عملکرد دانه  69

3-6-1- تعداد رديف دانه در بلال 69

3-6-2- تعداد دانه در رديف 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 آبي  در مرحلة رويشی 78

3-8-2- قرائت عدد اسپاد پس از تنش کم آبی  در مرحلة زايشی 79

3-9- صفات و شاخص­های مرتبط با نور 81

3-9-1- دريافت نور  81

3-9-2- دريافت تششع فعال فتوسنتزی در محدوده گلدهی 83

3-9-3- جذب نور 84

3-9-4-کارايی مصرف نور 86

3-10- کارايی مصرف آب 88

3-11- همبستگی صفات با عملکرد دانه 90

3-12- نتيجه­گيری نهايی 94

3-13- پيشنهادات 95

منابع 96