تأثیر تراکم کاشت و رژیم‏های مختلف آبیاری بر عملکرد علوفه ارزن مرواریدی ‌(Pennisetum glaucum L.) در شرایط آب و هوایی اهواز

دوفصلنامه ی علوم به زراعی گیاهی

مقاله 8، دوره 8، شماره 2، بهمن 1397، صفحه 171-182   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

مهدی نصیرپور¹؛ سعید ذاکر نژاد^{* 2}

¹1- دانش آموخته کارشناسی ارشد زراعت، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

²2- مربی، گروه زراعت، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

چکیده

به‌منظور بررسیتأثیر تراکم کاشت و رژیم‏های مختلف آبیاری بر عملکرد علوفه ارزن مرواریدی دراهواز آزمایشی در سال زراعی 1396 در شهرستان اهواز اجرا گردید. آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. در این آزمایش رژیم آبیاری در سه سطح (90، 120 و 150 میلیمتر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A) به‌عنوان عامل اصلی و تراکم بوته در چهار سطح (20، 30، 40 و 50 بوته در مترمربع) به‌عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد تیمار رژیم آبیاری بر وزن‌تر و خشک برگ، وزن تر و خشک ساقه، ارتفاع بوته، قطر ساقهو غلظت کلروفیل a و b در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. عامل تراکم بوته نیز بر وزن‌تر و خشک برگ، وزن‌تر و خشک ساقه و ارتفاع بوته در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بوته بر وزن‌تر و خشک برگ، وزن تر و خشک ساقه، ارتفاع بوته و قطر ساقه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. به‌طور کلی با توجه به نتایج بدست آمده می­توان عنوان کرد که با افزایش شدت تنش خشکی تمام صفات مورد بررسی کاهش یافتند. لذا با در نظرگیری شرایط محیطی منطقه آزمایش انجام آبیاری پس از90 میلیمتر تبخیر از تشتک تبخیر تیمار مناسب­تری می‌باشد. همچنین در بین تراکم‌های مورد بررسی، تراکم 50 بوته در مترمربع نیز بیشترین عملکرد بیولوژیک علوفه­ای کل ارزن را به خود اختصاص داد. به‌عنوان نتیجه نهایی بهترین تیمار به دست آمده استفاده از تراکم 50 بوته بر مترمربع و انجام آبیاری پس از 90 میلیمتر تبخیر از تشتک تبخیر اعلام و تعیین شد.
 



 

کلیدواژه‌ها

واژه­های کلیدی: ارزن مرواریدی؛ رژیم آبیاری؛ تراکم بوته؛ علوفه

اصل مقاله

ارزن (Pennisetum glaucum L.) یکــی از غــلات ســنتی در نــواحی خــشک و نیمــه خشک منـاطق گرمـسیری محـسوب مـی­شـود کـه از تحمـل بـالایی نـسبت بـه تـنش خـشکی و شـوری برخـوردار اسـت. ارزن‌هـا در بــین غـلات پــس از گنـدم، بـرنج، ذرت، جــو و سورگوم در رتبه ششم اهمیـت قـرار دارنـد. علیـرغم اهمیـت زراعی ارزن­ها در زمان­های گذشته و نیز جایگاه ویژه آنهـا درکشاورزی سنتی، در رابطه با اثرات تنش خشکی بر عملکـرد و اجزاء عملکرد و صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک موثر در عملکرد این گیاه، تحقیقات کمـی صـورت گرفتـه اسـت (4). سازگاری و مقاومت این گیاه به شرایط نامساعد محیطی آنرا در بسیاری از کشورهای گرمسیر جهان، از غرب آفریقا تا شبه قاره هند گسترش داده و این گیاه را به­صورت یک گیاه زراعی مهم درآورده است. دانه ارزن علاوه بر مصرف علوفه­ای دام و طیور، توسط انسان نیز مصرف می­شود و امروزه غذای حدود ۵۰۰ میلیون نفر از مردم کره زمین را تشکیل می‌دهد. این گیاه مساحتی بیش از ۱۹ میلیون هکتار در آفریقا و حدود ۱۵ میلیون هکتار در آسیا را زیر کشت خود دارد. به غیر از این در سایر نقاط دنیا نیز کم و بیش به کشت این گیاه ارزشمند اقدام می‌شود (1).

از سوی دیگر روش‌های صحیح مدیریت زراعی برای استفاده حداکثری از ظرفیت‌های محیط و تعیین مناسب‌ترین شرایط رشد، بمنظور افزایش عملکرد و ارتقای بهره‌وری از منابع موجود، همواره مورد نظر محققین بوده است (10). کمبود آب یکی از عوامل محدود کننده تولید در بسیاری از بخش­های جهان محسوب می­شود. پیش‌بینی­های تغییر اقلیم نشان می­دهد که افزایش درجه حرارت و کاهش در میانگین بارندگی در آینده شدیدتر شده و در نتیجه استفاده کارآمد از آب در کشاورزی برای حفظ این منبع محدود، ضروری است(8). روی و بیسارا[1] (14) نیز اظهار داشتند که بارندگی و خاک مهمترین منابع محیطی هستند که می­توانند باعث افزایش و یا کاهش عملکرد ارزن مرواریدی شوند. ذخایر محدود آب آبیاری یکی از دلایلی است که بسیاری از کشاورزان را بر می­انگیزد تا مقدار آب کمتری نسبت به آنچه برای بدست آوردن حداکثر محصول لازم است را بکار گیرند (12). افزایش در کارایی مصرف آب می­تواند به وسیله رهیافت­های مختلفی حاصل شود. یکی از این رهیافت­ها، تغییر توانایی گیاهان برای تولید عملکردهای قابل قبول تحت شرایط کمبود آبیاری یا کم آبیاری می­باشد (14). کاربری و همکاران[2] (7) در مقایسه واکنش ارزن مرواریدی و سایر گونه­های ارزن به شرایط خشکی، دریافتند که در اکثر ارزن­ها کاهش معنی­داری در وزن خشک اندام­های هوایی و سطح برگ در تیمار خشکی مشاهده شد، اما ارزن مرواریدی و ارزن بارنیارد از این قاعده مستثنی بوده و سطح برگ این دو رقم تحت شرایط خشکی کاهش پیدا نکرد. ویاتراک و همکاران[3] (17) نیز گزارش نمودند که در شرایط تنش خشکی وزن دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی و شاخص برداشت در ارقامی از گندم که از تحمل کمتری برخوردار هستند، کاهش می یابد.

در زمینه اثر تراکم بوته بر گیاه ارزن، صفری و همکاران (3) بیان نمودند افزایش تراکم بوته از 30 به 60 عدد در مترمربع باعث افزایش معنی دار در صفاتی مانند وزن علوفه تر و خشک می‌شود. آقاعلیخانی و همکاران (1) گزارش کردند که با افزایش تراکم، ارتفاع بوته ارزن افزایش می‌یابد و مصرف کود نیتروژن تا 200 کیلوگرم می‌تواند ارتفاع ارزن را افزایش دهد اما بعد از این سطح تأثیری بر ارتفاع ارزن ندارد. ون اوسـتروم و همکـاران[4] (16) گـزارش کردند که پنجـه زنـی در ارقـام مختلـف ارزن مرواریـدی همبسـتگی بالایی با تراکم ندارد ولی در تراکم­های پایین، تعداد پنجه­های تولیدی افزایش می‌یابد و علوفه حاصله خشبی­تر خواهد بود. آشینو و همکاران[5] (5) در مورد بررسی تراکم‌های مختلف از 5 تا 40 بوته در مترمربع اظهار نظر فوق را تایید نموده و دریافتند که افزایش تراکم، صفاتی از قبیل وزن خشک تک بوته و سطح برگ در بوته را نیز کاهش می­دهد. راسکیو و همکاران[6] (13) گزارش نمودند که در شـرایط تنش خـشکی وزن دانـه، وزن خوشـه اصـلی ، عملکـرد دانـه ، عملکرد بیولوژیک و شـاخص برداشـت در ارقـامی از ارزن که از تحمل کمتـری برخـوردار هـستند، کـاهش مـی­یابـد. براک و همکاران[7] (6) نیز بیان نمودند که کمبود آب اثـرات زیادی بر روی تشکیل ماده خشک برگها و خوشه­ها دارد و کاهش شاخص برداشت گیاه ارزن، در اثـر تنش خشکی را گزارش کردند. آنها مشــاهده نمودند که تنش آبی باعـث کـاهش ارتفـاع گیـاه، وزن خشـک انـدام هوایی و تعداد پنجه در گیاه گردید. فرناندز[8] (9) نیز بیان داشت که با افزایش تنش رطوبتی گیاهان کوتاهتری تولید می شود.

استان خوزستان به دلایل مختلف از جمله شرایط اقلیمی مناسب، زمین‌ها و دشت‌های پهناور و انرژی نوری فراوان مستعد تولید بسیاری از گیاهان زراعی به ویژه ارزن است. این پژوهش به منظور بررسی اثرات متقابل تراکم و رژیم‌های آبیاری بر عملکرد و کیفیت علوفه ارزن مرواریدی انجام گرفت تا بتوان بهترین رژیم آبیاری و بهترین تراکم برای رسیدن به حداکثر عملکرد را در ارزن بدست آید.

 

مواد و روش‌ها

این آزمایش در مرکز تحقیقات کشاورزی شهرستان اهواز در سال 1396 اجرا گردید. این منطقه با عرض جغرافیایی 48 درجه و 1 دقیقه تا 48 درجه و 24 دقیقه طول شمالی و 30 درجه و 19 دقیقه تا 30 درجه و 59 دقیقه عرض شمالی واقع شده است. به طورکلی آب و هوای استان خوزستان نیمه استوایی، دارای تابستان‌های گرم، خشک و طولانی و زمستان‌های بارانی و مرطوب است. فصل گرمای خوزستان از اردیبهشت ماه شروع و تا اواخر مهر ادامه می‌یابد. دوره بارندگی معمولاً بین ماه‌های آبان تا اردیبهشت بوده که در مناطق شمال جلگه خوزستان میزان بارندگی بیشتر و در مناطق جنوبی و شرق کمتر و محدودتر است. براساس بررسی‌های آماری جهت غالب بادهای منطقه جنوب، جنوب غربی به شمال، شمال شرقی می‌باشد. جمع ساعات آفتابی سالانه بیش از 2700 ساعت و تبخیر به بیش از 2400 میلی متر می‌رسد (2). براساس تقسیم بندی دومارتن این منطقه جزو مناطق نیمه خشک و براساس کلیموگرام آمبرژه دارای آب وهوای گرم می‌باشد.

آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. در این پژوهش رژیم آبیاری در سه سطح (90، 120 و 150 میلیمتر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A) به‌ عنوان تیمار اصلی و تراکم در چهار سطح (20، 30، 40 و 50 بوته در مترمربع) به عنوان تیمار فرعی در نظر گرفته شد. عملیات تهیه زمین شامل شخم به عمق30 سانتیمتر، دو دیسک عمود برهم و سپس تسطیح و بعد از آن یک دیسک نهایی بود. قبل از عملیات تهیه زمین با نمونه برداری از چند نقطه مختلف زمین آزمون خاک انجام شد. در مرحله بعدی نسبت به ایجاد جوی و پشته اقدام شد. هر کرت فرعی آزمایشی شامل 6 ردیف کاشت به طول 6 متر با فاصله ردیف 60 سانتی­متر طبق تیمارهای تراکم در آزمایش کشت گردید. فاصله بین کرت‌های اصلی 2/1 متر و فاصله بین کرت‌های فرعی یک پشته نکاشت در نظر گرفته شد. برای هر تکرار یک نهر ورودی و نهر خروجی مستقل در نظر گرفته شد. اولین آبیاری بعد از کاشت انجام شد و بعد از استقرار بوته‌ها (مرحله چهار برگی) طبق تیمارها (بر اساس تبخیر از تشت تبخیر کلاس A) که به صورت روزانه از اداره هواشناسی دریافت شد، محاسبه و آبیاری برای هر تیمار اعمال شد. علف­های هرز به روش دستی کنترل شد.

یادداشت ­برداری­های لازم بر روی صفات کمی در مزرعه و آزمایشگاه شامل ارتفاع بوته، عملکرد علوفه تر و خشک، قطر ساقه و برآورد درصد سهم ساقه و برگ بود که به طور تصادفی از دو ردیف­ میانی کرت‌ها با رعایت اثر حاشیه­ای انجام شد. به‌منظور اندازه‌گیری وزن تر و خشک برگ و ساقه، محصول علوفه همزمان با ظهور اولین گل آذین در مزرعه و با حذف دو ردیف کناری به عنوان حاشیه و نیم متر از دو طرف خطوط اصلی کاشت به عنوان حاشیه، از دو ردیف 5 متری میانی برداشت و کل وزن تر برگ و ساقه هر کرت بلافاصله وزن و جهت تعیین وزن خشک برگ و ساقه آن یک نمونه یک کیلوگرمی به تصادف انتخاب شد. نمونه­ی مورد نظر در آزمایشگاه تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5±70 درجه سلسیوس خشک و سپس وزن و به دنبال آن وزن برگ خشک هر واحد آزمایشی محاسبه شد.

جهت تعیین عملکرد علوفه تر و خشک، محصول علوفه همزمان با ظهور اولین گل آذین در مزرعه و با حذف دو ردیف کناری به عنوان حاشیه و نیم متر از دو طرف خطوط اصلی کاشت به عنوان حاشیه، از دو ردیف 5 متری میانی برداشت و کل علوفه تر هر کرت بلافاصله توزین و جهت تعیین عملکرد علوفه خشک آن یک نمونه یک کیلوگرمی به تصادف انتخاب شد. نمونه­ی مورد نظر در آزمایشگاه تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 5±70 درجه سلسیوس خشک و سپس وزن و به دنبال آن عملکرد علوفه خشک هر واحد آزمایشی محاسبه شد. برای تعیین ارتفاع بوته یک هفته قبل از زمان رسیدگی به‌طور تصادفی از هر کرت پنج بوته انتخاب و ارتفاع انها یادداشت گردید، سپس میانگین انها به عنوان ارتفاع بوته ثبت شد. جهت اندازه گیری قطر ساقه یک هفته قبل از برداشت نهایی از هر کرت پنج بوته به طور تصادفی انتخاب و توسط کولیس قطر آنها ثبت و سپس میانگین انها به عنوان قطر ساقه برای هر کرت ثبت شد.

به‌منظور استخراج و اندازه‌گیری غلظت کلروفیل a و b از برگ با استفاده از استون 80 درصد، ابتدا 5/0 گرم از بافت تازه پهنک برگ در هاون با 10 میلی‌لیتر استون سائیده شد تا یک محلول سبز رنگ ایجاد شد پس از آن به مدت 5 دقیقه در دستگاه شیکر قرار گرفت، بعد در داخل لوله‎های سانتریفیوژ با 3000 دور در دقیقه به مدت 5 دقیقه قرار داده شد تا یک محلول زلال سبز رنگ حاصل شد. حجم محلول به دست آمده با استون 80 درصد به 25 میلی‎لیتر رسانده ‎ و بلافاصله مقداری از آن به کوت[9] منتقل و جذب محلول با اسپکتروفتومتر (مدل 6300 (Jenwayدر طول موج‎های 645 و 663 نانومتر قرائت شد. سپس میزان کلروفیل a، b طبق روابط زیر بر حسب میلی‎گرم در گرم وزن تر بافت گیاهی محاسبه شد(8).

Cha = 12.25 × A₆₆₃ – 2.79 A₆₄₅            Chb = 21.50 × A₆₄₅ – 5.10A₆₆₃

به منظور تجزیه و تحلیل اطلاعات، بررسی برهمکنش و تجزیه واریانس داده‌ها از نرم افزار MSTAT-C  و برای مقایسه میانگین از آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد آماری استفاده شد. همچنین برای ترسیم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد.

 

 

نتایج و بحث

وزن تر برگ

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تیمارهای رژیم آبیاری، تراکم و برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر صفت وزن تر برگ در سطح احتمال یک درصد آماری معنی‌دار بودند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در تیمارهای رژیم آبیاری بیشترین وزن تر برگ با 12395 کیلوگرم در هکتار به تیمار 90 میلیمتر تبخیر و کمترین با 4031 کیلوگرم در هکتار به تیمار 150 میلیمتر تبخیر متعلق بودند (جدول 2). در تیمارهای تراکم بیشترین وزن تر برگ با 9236 کیلوگرم در هکتار به تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین آن 6835 کیلوگرم در هکتار به تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 3). نتایج برهمکنش نشان داد بیشترین وزن تر برگ با 13443 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 90 میلیمتر تبخیر با تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین آن با 3006 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 150 میلیمتر تبخیر با تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 4). نتایج مشخص نمود که برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر وزن تر برگ موثر بوده یعنی اینکه برهم اثر گذاشته و اثر هر کدام جدا نمی باشد که دلیل آن استفاده گیاه در تراکم بالا از مقدار آب مصرفی و مناسب برای افزایش سطح و در نهایت وزن برگ بوده است. براک و همکاران (6) گزارش کردند که عملکرد علوفه خشک همبستگی مثبتی با وزن برگ­ها دارد. با کاهش آب آبیاری وزن برگ کاهش یافت که به نظر می­رسد که یکی از دلایل کاهش وزن برگ، کند شدن رشد و کاهش سطح برگ باشد. در واقع با کمبود آب در گیاه از یک سو تقسیم سلولی در سلوهای تشکیل دهنده برگ کاهش می‌یابد و از سوی دیگر به دلیل تنش کمبود آب طول عمر سطح برگ کمتر می‌شود و مجموع این دلایل باعث کاهش سطح و وزن برگ خواهد شد. در تیمار آبیاری پس از 90 میلی متر تبخیر به علت در دسترس بودن آب کافی که در اختیار گیاه است، میزان محتوای نسبی رطوبت[10] افزایش یافته که این امر سبب افزایش پتانسیل آب برگ، تقسیم سلولی بیشتر، گسترش سطح برگ گیاه شده که نهایتا به افزایش شاخص سطح برگ و وزن برگ می‌شود. شاخص سطح برگ به تعداد بوته در واحد سطح (تراکم) نیز بستگی دارد که در تراکم 50 بوته در متر مربع به علت ایجاد یک تراکم مناسب سبب جذب نور مناسب در گیاهان شده و همچنین استفاده حداکثری در جذب منابع غذایی موجود در خاک به دلیل توسعه ریشه، گیاه توانسته است توسعه بیشتری یابد که این امر افزایش فتوسنتز و افزایش وزن تر برگ را به همراه داشته است.

وزن خشک برگ

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تیمارهای رژیم آبیاری، تراکم و برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر صفت وزن خشک برگ در سطح احتمال یک درصد آماری معنی‌دار بودند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در تیمارهای رژیم آبیاری بیشترین وزن خشک برگ با 4150 کیلوگرم در هکتار به تیمار 90 میلیمتر تبخیر و کمترین با 1660 کیلوگرم در هکتار به تیمار 150 میلیمتر تبخیر متعلق بودند (جدول 2). در تیمارهای تراکم بیشترین وزن خشک برگ با 3216 کیلوگرم در هکتار به تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین مقدار آن با 2376 کیلوگرم در هکتار به تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشت (جدول 3). یافته­های کاربری و همکاران (7) در مورد بررســی تراکم­های مختلف از 5 تا 40 بوته در مترمربع، اظهار نظر فوق را تایید نمود. آنها دریافتند که افزایش تراکم، صفاتی از قبیل وزن خشک تک بوته و سطح و وزن برگ در بوته را کاهش می­دهــد، اما در گیاهانی همچون ارزن و سورگوم، کم بودن تعداد بوته در واحد سطح (در تراکم‌های پایین)، بوسیله تعداد بیشتر پنجه جبران می­شود. نتایج برهمکنش نشان داد بیشترین وزن خشک برگ با 4486 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 90 میلیمتر تبخیر با تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین با 1230 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 150 میلیمتر تبخیر با تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 4). در رابطه با وزن خشک برگ طبیعی به نظر می‌رسد با توجه به وزن تر برگ در تیمارهای مزبور وزن خشک نیز به تبع این امر دارای وزن بیشتری در تیمارهای تراکم بیشتر و آبیاری باشد که با نتایج براک و همکاران (6) مطابقت داشت. در تیمار آبیاری پس از 90 میلی متر تبخیر، به علت اینکه آب قابل دسترس بیشتری در اختیار گیاه قرار گرفته، رشد ریشه و اندام هوایی توسعه بیشتری داشته‌اند که دلیل آن جذب بیشتر عناصر غذایی و آب بیشتر بوده که نهایتاً منجر به تولید ماده خشک بیشتر در گیاه می‌شود. در تراکم 50 بوته در متر مربع نیز به علت تراکم مناسب و تعداد بوته بیشتر، استفاده بهینه از منابع غذایی موجود در خاک صورت گرفته که این امر موجب افزایش و توسعه بهتر گیاه و نهایتاً باعث افزایش وزن تر وخشک گیاه شده است.

وزن تر ساقه

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تیمارهای رژیم آبیاری، تراکم و برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر صفت وزن تر ساقه در سطح احتمال یک درصد آماری معنی‌دار بودند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در تیمارهای رژیم آبیاری بیشترین وزن تر ساقه با 7390 کیلوگرم در هکتار به تیمار 90 میلیمتر تبخیر و کمترین با 2826 کیلوگرم در هکتار به تیمار 150 میلیمتر تبخیر متعلق بودند (جدول 2). در تیمارهای تراکم، بیشترین وزن تر ساقه با 5946 کیلوگرم در هکتار به تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین مقدار آن با 4652 کیلوگرم در هکتار به تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 3). نتایج برهمکنش نشان داد بیشترین وزن تر ساقه با 8017 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 90 میلیمتر تبخیر با تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین مقدار آن با 2263 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 150 میلیمتر تبخیر با تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 4). کاهش ماده خشک اندام­های هوایی گیاه در نتیجه کمبود آب توسط آشیونو و همکاران (5) نیز گزارش شده است. در آزمایش آقاعلیخانی و همکاران (1) با وجودی که سهم برگ از ماده خشک تولید شده در سطوح مختلف کود نیتروژن تا حدودی یکسان بود، ولی از نظر درصد ساقه در ماده خشک تفاوت­هایی در بین تراکم‌های کاشت در گیاه سورگوم وجود داشت که به رشد طولی بیشتر و باریک‌تر ساقه‌ها در این تیمار نسبت داده شد.

وزن خشک ساقه

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تیمارهای رژیم آبیاری، تراکم و برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر صفت وزن خشک ساقه در سطح احتمال یک درصد آماری معنی‌دار بودند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در تیمارهای رژیم آبیاری بیشترین وزن خشک ساقه با 2463 کیلوگرم در هکتار به تیمار 90 میلیمتر تبخیر و کمترین با 1223 کیلوگرم در هکتار به تیمار 150 میلیمتر تبخیر متعلق بودند (جدول 2). در تیمارهای تراکم بیشترین وزن خشک ساقه با 2151 کیلوگرم در هکتار به تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین با 1627 کیلوگرم در هکتار به تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 3). نتایج برهمکنش نشان داد بیشترین وزن خشک ساقه با 2693 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 90 میلیمتر تبخیر با تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین با 953 کیلوگرم در مترمربع به تیمار 150 میلیمتر تبخیر با تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 4). تومر و هاریکا[11] (15) در مطالعه اثر تنش خشکی بر ارزن مرواریدی گزارش کردند که زیست توده ارزن مرواریدی تحت تیمارهای تنش قبل از گلدهی و در ابتدای گلدهی به ترتیب 38 و 48 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. کوساکا و همکاران[12] (11) نیز در مقایسه واکنش ارزن مرواریدی و سایر گونه­های ارزن به شرایط خشکی و غرقابی، دریافتند که در اکثر ارزن­ها کاهش معنی‌داری در وزن خشک اندام­های هوایی و سطح برگ در تیمار خشکی نسبت به شرایط کنترل مشاهده شد که با نتایج این آزمایش مطابقت داشتند.

ارتفاع بوته

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تیمارهای رژیم آبیاری، تراکم و برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر صفت ارتفاع بوته در سطح احتمال یک درصد آماری معنی‌دار بودند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در تیمارهای رژیم آبیاری بیشترین ارتفاع بوته با 87 سانتیمتر به تیمار 90 میلیمتر تبخیر و کمترین با 1/65 سانتیمتر به تیمار 150 میلیمتر تبخیر متعلق بودند (جدول 2). در تیمارهای تراکم بیشترین ارتفاع بوته با 6/83 سانتیمتر به تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین با 69 سانتیمتر به تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 3). نتایج برهمکنش نشان داد بیشترین ارتفاع بوته با 6/95 سانتیمتر به تیمار 90 میلیمتر تبخیر با تراکم 50 بوته در مترمربع و کمترین مقدار آن با 3/60 سانتیمتر به تیمار 150 میلیمتر تبخیر با تراکم 20 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 4). با توجه به نتایج به‌دست آمده با افزایش تراکم بر ارتفاع گیاه افزوده شد که می‌توان دلیل آن را رقابت درون گونه‌ای دانست که باعث افزایش ارتفاع در تراکم بیشتر شد که با نتایج آقاعلیخانی (1) کاملا مطابقت دارد. همچنین با کاهش آب آبیاری سیر نزولی در ارتفاع گیاه مشاهده شد که علت آن کمبود آب و کاهش رشد و تقسیم سلولی بر اثر آن در مقایسه با تیمار 90 میلیمتر بوده که همین امر باعث کاهش ارتفاع با کاهش مصرف آب آبیاری شده است. آقاعلیخانی و همکاران (1) گزارش کردند که با افزایش تراکم، ارتفاع بوته ارزن افزایش می‌یابد که با نتایج این تحقیق مطابقت دارد، به طوری که با افزایش تراکم بوته در همه تیمارهای آبیاری سیر صعودی در ارتفاع بوته قابل مشاهده می‌باشد. در تراکم 50 بوته در مترمربع به علت رقابت ایجاد شده در جذب نور، گیاه ارتفاع خود را افزایش داده تا بتواند نور بیشتری جذب نماید که در نهایت باعث افزایش ارتفاع بوته در این تراکم شده است.

جدول 1- تجزیه واریانس میانگین مربعات اثر رژیم آبیاری و تراکم بوته بر صفات اندازه گیری شده

منابع تغییرات	درجه آزادی	میانگین مربعات
		وزن تر برگ	وزن خشک برگ	وزن تر ساقه	وزن خشک ساقه	ارتفاع بوته	قطر ساقه	کلروفیل a	کلروفیل b
تکرار	2	ns18508	ns4008	ns35208	ns1744	ns36/0	ns012/0	ns004/0	ns001/0
رژیم آبیاری	2	**209914433	**18744700	**65160186	**4709936	**1444	**47/2	**3/6	**08/1
خطا	4	3516	2945	35432	290	19/0	009/0	001/0	001/0
تراکم	3	**9809874	**1192951	**2876378	**451787	**358	**74/0	ns002/0	ns001/0
رژیم آبیاری*تراکم	6	**120151	**5451	**135399	**2987	**5/12	ns016/0	ns002/0	ns002/0
خطا	18	5206	629	26265	171	8/0	006/0	003/0	004/0
درصد ضریب تغییرات		8/8	7/9	3/10	6/11	1/7	7/9	9/5	2/6

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

 

جدول 2- مقایسه میانگین صفات اندازه گیری شده تحت تاثیر رژیم آبیاری

رژیم آبیاری (میلیمتر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A)	وزن تر برگ (کیلوگرم در هکتار)	وزن خشک برگ (کیلوگرم در هکتار)	وزن تر ساقه (کیلوگرم در هکتار)	وزن خشک ساقه (کیلوگرم در هکتار)	قطر ساقه (میلیمتر)	ارتفاع بوته (سانتیمتر)	کلروفیل a (میلی‌گرم در گرم)	کلروفیل b (میلی‌گرم در گرم)
90	a12395	a4150	a7390	a2663	a2/3	a87	a91/1	a82/0
120	b8073	b2715	b5927	b1999	b7/2	b 77	b41/1	b53/0
150	c4031	c1660	c2826	c1223	c2/2	c65	c48/0	c22/0

میانگین‌های دارای حروف مشابه در هر ستون اختلاف معنی‌داری با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال یک درصد آماری ندارند.

جدول3- مقایسه میانگین صفات اندازه گیری شده تحت تاثیر تراکم

تراکم بوته (بوته در مترمربع)	وزن تر برگ (کیلوگرم در هکتار)	وزن خشک برگ (کیلوگرم در هکتار)	وزن تر ساقه (کیلوگرم در هکتار)	وزن خشک ساقه (کیلوگرم در هکتار)	قطر ساقه (میلیمتر)	ارتفاع بوته (سانتیمتر)
20	c6835	c2376	d4652	a1627	a3	c69
30	b7897	b2751	c5246	ab1818	ab8/2	bc74
40	ab8696	ab3022	b5680	b1983	b6/2	b79
50	a9236	a3216	a5946	a2151	c4/2	a84

میانگین‌های دارای حروف مشابه در هر ستون اختلاف معنی‌داری با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال یک درصد آماری ندارند.

 

جدول 4- مقایسه میانگین صفات اندازه گیری شده تحت تاثیر برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم

رژیم آبیاری (میلیمتر تبخیر از تشت تبخیر کلاس A)	تراکم (بوته در مترمربع)	وزن تر برگ (کیلوگرم در هکتار)	وزن خشک برگ (کیلوگرم در هکتار)	وزن تر ساقه (کیلوگرم در هکتار)	وزن خشک ساقه (کیلوگرم در هکتار)	ارتفاع بوته (سانتیمتر)
90	20	c10950	bc3693	c6586	c2213	cd77
90	30	b12183	b4106	b7450	b2423	b85
90	40	a13003	ab4313	b7506	ab2523	ab90
90	50	a13443	a4486	a8017	a2693	a95
120	20	ef6550	f2206	e5106	e1716	de69
120	30	e7750	e2600	d5616	d1913	d73
120	40	de8736	d2930	cd6296	cd2116	c79
120	50	d9256	c3123	c6690	c2250	b85
150	20	h3006	i1230	h2263	g953	f60
150	30	gh3760	h1546	g2673	fg1120	ef63
150	40	g4350	g1823	f3236	f1310	e67
150	50	f5010	fg2040	f3133	ef1510	de70

میانگین‌های دارای حروف مشابه در هر ستون اختلاف معنی‌داری با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال یک درصد آماری ندارند.

 

قطر ساقه

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تیمارهای رژیم آبیاری و تراکم بر صفت قطر ساقه در سطح احتمال یک درصد آماری معنی‌دار بودند ولی برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر این صفت تاثیر معنی‌داری نشان نداد (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در تیمارهای رژیم آبیاری بیشترین قطر ساقه با 2/3 میلیمتر به تیمار 90 میلیمتر تبخیر و کمترین مقدار آن با 2/2 میلیمتر به تیمار 150 میلیمتر تبخیر تعلق داشتند (جدول 2). در تیمارهای تراکم نیز بیشترین قطر ساقه با 3 میلیمتر به تراکم 20 بوته در مترمربع و کمترین با 4/2 میلیمتر به تراکم 50 بوته در مترمربع تعلق داشتند (جدول 3). در تراکم 20 بوته در متر مربع به دلیل تعداد بوته کمتر و رقابت کمتر سهم هر بوته از مواد غذایی وهمچنین آب قابل دسترس وجذب نور بیشتر بوده که این امر نهایتاً منجر به افزایش قطر تک ساقه بوته گردید. بطور کلی ارتفاع و قطر ساقه در شرایط مطلوب و تنش رطوبتی و تراکمی نسبت به یکدیگر رابطه عکس دارند و هرگاه بدلیل وضعیت رطوبتی بهتر و تراکم بالاتر (که منجربه کاهش نور به کانوپی می‌شود) ارتفاع ساقه افزایش و قطر ساقه کاهش می‌باید.

غلظت کلروفیل a و b

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تیمارهای رژیم آبیاری بر غلظت کلروفیل a و b در سطح احتمال یک درصد آماری معنی‌دار بودند ولی تیمارهای تراکم و برهمکنش رژیم آبیاری و تراکم بر این صفات تاثیر معنی‌داری نشان ندادند (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین نشان داد در تیمارهای رژیم آبیاری بیشترین میزان کلروفیل a با 9/1 و کلروفیل b با 82/0 میلی‌گرم در گرم وزن تر برگ به تیمار 90 میلیمتر تبخیر و کمترین میزان آن با 48/0 و 22/0 میلی‌گرم در گرم وزن تر برگ به تیمار 150 میلیمتر تبخیر تعلق داشتند (جدول 2). با توجه به نتایج به‌دست آمده تراکم بوته تاثیری بر غلظت کلروفیل a نداشت ولی این صفت تحت تاثیر تنش آبی قرار گرفت به طوری که با افزایش تنش آبی در غلظت این کلروفیل سیر نزولی مشاهده شد. در تحقیق صورت گرفته در شرایط محدودیت منابع آب، غلظت کلروفیل a و به‌تبع آن کاهش سبزینگی گیاه، افت جذب نور و در نتیجه کاهش عملکرد را به همراه داشت. در شرایط این آزمایش تنش خشکی باعث پیری زودرس گیاه (کاهش دوام سطح برگ)، شکسته شدن ساختمان کلروپلاست و کاهش کلروفیل گردید و این روند برای کلروفیل b مشابه کلروفیل a بود. بیشتر محققین در نتایج آزمایشات خود به افزایش نسبت کلروفیل a به b اشاره نمودند که میتواند بیانگر حساس تر بودن کلروفیل b به شرایط تنش کمبود آب باشد. داندا و ستی[13] (8) دریافتند کـه بـا افزایش تنش خشکی میزان کلروفیل بـرگ کـاهش مـی­یابـد ولی نسبت کلروفیل a/b افزایش می­یابد. به نظر می­رسـد کـه افـزایش نـسبت کلروفیـل a/b موجـب تیـره شـدن برگهـا و افزایش عدد کلروفیل‌متر می­گـردد. کوساکا و همکاران (11) نیـز اظهار داشتند در گیاه ارزن مرواریدی در اثر تنش خـشکی نـسبت کلروفیـل a/b کاهش می­یابد که این نظریه با نتایج این تحقیق مطابقت داشت.

 

نتیجه­گیری نهایی

در حالت کلی با توجه به نتایج بدست آمده می­توان عنوان کرد که با افزایش تنش خشکی تمام صفات مورد اندازه گیری کاهش یافتند، لذا با در نظرگیری شرایط محیطی منطقه آزمایش انجام آبیاری پس از90 میلیمتر تبخیر از تشتک تبخیر می­تواند مناسب­تر باشد. همچنین در بین تراکم‌های مورد بررسی، تراکم 50 بوته در مترمربع نیز بیشترین عملکرد بیولوژیک علوفه­ای کل ارزن را به خود اختصاص داد. بنابراین با توجه به کیفیت مناسب گیاه ارزن در مقایسه با سایر گیاهان علوفه‌ای منطقه گرمسیری و تحمل تنش خشکی، کشت آن در مناطق گرمسیری مانند خوزستان توصیه می‌شود.

 

منابع

1-      آقاعلیخانی، م. 1392. اثر تراکم بوته بر عملکرد کمی و کیفی ارزن مرواریدی. پایان نامه کارشناسی ارشد زراعت. دانشگاه تربیت مدرس.

2-      آمارنامه وزارت جهاد کشاورزی، معاونت برنامه ریزی و اقتصادی جعاد کشاورزی. 1396. بانک اطلاعاتی دفتر آمار و فناوری اطلاعات، بانک زراعت، اطلاعات محصولات کشاورزی بر اساس نام استان و محصول به تفکیک سال زراعی.

3-      صفری، ف.، گالشی، س.، تربتی نژاد، ن.م و مساوات، س.ا. 1387. اثر تاریخ کاشت و تراکم بر عملکرد علوفه ارزن دم‌روباهی ( Setariaitalica)مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. ویژه نامه زراعت و اصلاح نباتات. 15(5): 127-120.

4-      نباتی، ج و رضوانی مقدم، پ. 1389. اثـر فواصـل آبیـاری بـر خـصوصیات زراعـی، مورفولـوژیکی و کیفـی ارزن ، سـورگوم و ذرت علوفـه ای. مجله علوم زراعی ایران (علوم کشاورزی ایران). 41(1): 186-179.

5-       Ashiono, G.B., Gatuiku, S., Mwangi, P., Akuja, T.E. 2005. Effect of nitrogen and phosphorus application on growth and yield of dual-purpose sorghum (Sorghum bicolor (L) Moench), E1291, in the dry highlands of Kenya. Asian Journal of Plant Sciences. 4: 379-382.

6-       Bruck , H., W. A. Payne, and B. Sattelmacher. 2012. Effects of phosphorus and water supply on yield, transpiration, water –use efficiency and carbon isotope discrimination of pearl millet. Crop Science. 40: 120-125.

7-       Carberry, P.S., Campbell, L.C. and Bidinger, F.R. 2011. The growth and development of pearl millet as affected by plant population. Field Crops Research. 11:193-205.

8-       Dhanda, S. S., and G. S. Sethi. 2010. Inheritance of exised- leaf water loss and relative water content in bread wheat (Triticumaestivum). Euphytica. 104: 39-47.

9-       Fernandez, G. C. J. 1992. Effective Selection Criteria for Assessing Stress Tolerance. In: Kuo, C.G., Ed., Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress. AVRDC Publication, Tainan. pp 257-270.

10-   Khademhamzeh, H., and Karimi, M. 1994. Effect of planting date and Plant density on yield and yield component of soybean. The Fiveth Congress of Culture and Plants Adjustment. pp: 480.

11-   Kusaka, M., A. G. Lalusin, and T. Fujimura. 2011. The maintenance of growth and turgor in pearl millet (Pennisetum glaucum[L]Leeke) cultivars with different root structures and osmo-regulation under drought stress. Plant Science. 168: 1-14.

12-   Nielson, D.C., Vigil, M.F., and Benjamin, G. 2012. Forage yield response to water use for dryland corn millet and triticale in the central Great planis. Agronomy Journal. 98(4): 992-998.

13-   Rascio , A., M. Russo, C. Platani, and N. Difonzo. 2009. Drought intensity effects on genotypic differences in tissue affinity for strongly bound water. Plant Science. 132: 121-126.

14-   Roy, S.K., and Bisara, P.K. 1992. Effect of plant density and detopping following silking on cob growth, fodder and grain yield of maize (Zea mays). Agricultural Science Cambridge. 119(3): 297-301.

15-   Tomer, P.S. and Harika, A.S. 2013. Plant population and yield relationship in forage hybrid pearl millet. National Dairy Research Institute. Karhal 132. Haryana India. Journal of Agriculture. 18(2): 116-118.

16-   Van Oosterom, E.J., Carberry, P.S. and O’leary, G.J. 2015. Simulating growth, development and yield of tillering pearl millet I. Leaf area profiles on main shoots and tillers. Field Crops Research. 72:51-66.

17-   Wiatrak, P.J., Wright, D.L., Pudelko, J.A. and Spitalniak, J. 1995. Influence of row widths and seeding rates on pearl millet silage and grain yield. North Florida Research and Education Center. 54:33-36.

---

[1]- Roy and Bisara

[2]- Carberry et al

[3]- Wiatrak et al

[4] -Van Oosterum et al

[5]- Ashiono et al

[6] - Rascio et al

[7] - Bruck et al

[8]- Fernandez

[9] - Cell

[10] - Relative Water Content (RWC)

[11] - Tomer and Harica

[12] - Kusaka et al

[13] - Dhanda and Sethi

مراجع