فهرست مطالب:

مقدمه…………………………………………………………………………………………………….1

فصل اول: بررسی منابع

1-1- تاریخچه، تولید و مصرف گیاه ذرت………………………………………………………….4

1-2- سطح زیر کشت ذرت در ایران و استان همدان………………………………………….4

1-3- رده بندی و ریخت شناسی……………………………………………………………………5

1-4- مراحل رشد گیاه ذرت ……………………………………………………………………………6

1-5- آب و گیاه ذرت………………………………………………………………………………….7

1-5-1- پتانسیل آب در گیاه……………………………………………………………………………8

1-5-2- پتانسیل آب در خاک……………………………………………………………………….8

1-5-3- ذرت در شرایط تنش خشکی………………………………………………………………9

1-6- نیتروژن و گیاه ذرت………………………………………………………………………..13

1-7.- اهداف ……………………………………………………………………………………….23

فصل دوم: مواد و روش‌ها

2-1- موقعیت محل اجرا ی طرح…………………………………………………………………24

2-2- طرح آزمایشی……………………………………………………………………………….24

2-3- آماده­سازی زمین و کوددهی…………………………………………………………………25

2-4- کاشت و مراقبت­های زراعی………………………………………………………………..25

2-5- آبیاری و تعیین نیاز آبی……………………………………………………………………..25

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

2-7- اندازه­گیری عملکرد و اجزای عملکرد ……………………………………………………..26

2-8- محاسبات…………………………………………………………………………………..27

2-8-1- درجه روزهای رشد……………………………………………………………………27

2-8-2- آنالیزهای رشد…………………………………………………………………………..27

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

2-8-4- سرعت و دوره پرشدن دانه …………………………………………………………29

2-8-5- دریافت و کارایی مصرف نور…………………………………………………….30

2-8-6- اعداد کلروفیل متر (اسپاد) و جذب نور………………………………………….30

فصل سوم: نتایج و بحث

3-1- مراحل فنولوژیکی ……………………………………………………………………..32

3-2- شاخص­های رشد………………………………………………………………………….35

3-2-1- روند شاخص سطح برگ……………………………………………………………35

3-2-2- بیشینه 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 تغییرات سرعت رشد محصول…………………………………………….40

3-2-6- سرعت خطی رشد محصول………………………………………………………41

3-2-7- سرعت رشد گیاه در گلدهی………………………………………………………..43

3-2-8- سرعت رشد گیاه در گلدهی به ازای دانه………………………………………..44

3-2-9- سرعت رشد گیاه 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 بیولوژیک……………………………………………………………….54

3-2-13- عملکرد دانه……………………………………………………………………… 56

3-2-14- شاخص برداشت………………………………………………………………….59

3-3- سایر صفات مرفولوژیکی………………………………………………………….60

3-3-1- ارتفاع بلال از سطح زمین……………………………………………………..60

3-3-2- قطر ساقه………………………………………………………………………….62

3-3-3- ارتفاع گیاه……………………………………………………………………………63

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

3-5- صفات مرفولوژیکی بلال……………………………………………………………..66

3-5-1- طول بلال…………………………………………………………………………66

3-5-2- قطر بلال……………………………………………………………………………68

3-6- اجزاء عملکرد دانه ………………………………………………………………..69

3-6-1- تعداد ردیف دانه در بلال……………………………………………………69

3-6-2- تعداد دانه در ردیف 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 آبی در مرحلة رویشی…………78

3-8-2- قرائت عدد اسپاد پس از تنش کم آبی در مرحلة زایشی…………….79

3-9- صفات و شاخص­های مرتبط با نور…………………………………………81

3-9-1- دریافت نور …………………………………………………………………81

3-9-2- دریافت تششع فعال فتوسنتزی در محدوده گلدهی………………….83

3-9-3- جذب نور………………………………………………………………..84

3-9-4-کارایی مصرف نور………………………………………………………..86

3-10- کارایی مصرف آب………………………………………………………..88

3-11- همبستگی صفات با عملکرد دانه…………………………………..90

3-12- نتیجه­ گیری نهایی…………………………………………………………….94

3-13- پیشنهادات………………………………………………………………..95

منابع………………………………………………………………………96

چکیده:

به منظور ارزیابی اثر نیتروژن و تنش کم­آبی در دوران رشد رویشی و زایشی بر رشد و عملکرد دو رقم ذرت، آزمایشی به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشگاه بوعلی­سینا در سال زراعی 1387 انجام گرفت. سطوح نیتروژن (100 و 200 کیلوگرم در هکتار) و سطوح آبیاری (تنش کم­آبی در مرحله 10-8 برگی، تنش کم­آبی در مرحله شیری تا خمیری دانه و آبیاری کامل) بصورت فاکتوریل در کرت­های اصلی و ارقام ذرت (سینگل­کراس 500 و 647) در کرت­های فرعی قرار گرفتند. بیشینه شاخص سطح برگ، دوام شاخص سطح برگ از کاکل­دهی تا رسیدگی، دوام شاخص سطح برگ، سرعت خطی رشد محصول، سرعت رشد گیاه در گلدهی و در گلدهی به ازای دانه، سرعت رشد گیاه در دوره پرشدن دانه، سرعت جذب خالص، عملکرد بیولوژیک، عملکرد اقتصادی و شاخص برداشت، عدد اسپاد پس از 10 برگی و خمیری دانه، کارایی مصرف آب و نور اندازه­گیری شد. همچنین، اجزاء عملکرد شامل تعداد ردیف بلال، تعداد دانه در ردیف بلال، تعداد دانه در بلال و وزن دانه اندازه­گیری شد. کمترین مقادیر شاخص­های رشد در دورۀ رشد رویشی با مصرف 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحله رویشی بدست آمد. ضمن اینکه منجر به افزایش فاصله زمانی کاشت تا کاکل­دهی و کاهش سرعت رشد گیاه در گلدهی گردید و بصورت کاهش دوره پرشدن دانه ادامه یافت. بیشترین مقادیر سرعت رشد گیاه در گلدهی و سرعت رشد گیاه در گلدهی به ازای دانه با مصرف 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و هر دو آبیاری کامل و تنش درمرحله زایشی بدست آمد. ضمن اینکه بیشترین مقدار سرعت رشد گیاه در دوره پرشدن دانه به ازای دانه درهر دو رقم مورد مطالعه با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحلة رویشی بدست آمد. تعداد دانه بیشتری با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و هر دو آبیاری کامل و تنش کم­آبی درمرحله زایشی بدست آمد و سینگل کراس 647 در این صفت بر سینگل­کراس 500 برتری داشت. مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و همچنین آبیاری کامل وزن دانه بیشتری نسبت به سایر سطوح مصرف نیتروژن و آبیاری نشان دادند. بیشترین مقدار کارایی مصرف نور به مقدار 87/3 گرم بر مگاژول در سینگل کراس 647 با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و آبیاری کامل بدست آمد. بیشترین کارایی مصرف آب با مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحله زایشی بدست آمد. بیشترین عملکرد دانه به تیمار مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار با آبیاری کامل تعلق داشت. در مقابل، مصرف 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحلة رویشی کمترین عملکرد دانه را نشان داد. مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و تنش کم­آبی در مرحله زایشی متحمل کمترین کاهش عملکرد در اثر تنش کم­آبی شد. رقم سینگل­کراس 500 در کلیه تیمارها عملکرد بیشتری نسبت به رقم سینگل­کراس 647 داشت که به خاطر برتری در عملکرد بیولوژیک، وزن دانه و شاخص برداشت بیشتر نسبت به سینگل کراس 647 بود.

مقدمه:

در سطح جهانی 73% از کل آب شیرین برای آبیاری استفاده می­گردد، 21 و 5 درصد نیز به ترتیب مورد استفاده بخش صنعت و بخش خانگی قرار می­گیرد (گونزالز[1]، 1998). دسترسی به آب یکی از مهمترین عوامل محیطی است که تولید گیاهان زراعی را محدود می­کند. در مقیاس جهانی حدود نیمی از اراضی دنیا به کمبود آب دچار هستند (کرامر و بویر[2]، 1995). به خاطر گوناگونی در دسترسی به آب و تقاضای تعرق از سالی به سال دیگر، در طی یک فصل زراعی، یا در طی یک روز، گیاهان ممکن است دچار تنش آب به خاطر از دست دادن آب در فرایند تعرق گردند. مدت زمان کمبود ممکن است از ساعت­ها تا روزها متفاوت باشد. بسته شدن روزنه­ها در وسط روز و کاهش جذب دی­اکسید­کربن در پاسخ به نرخ بالای تعرق در شرایط مزرعه­، معمول است (مانتیث[3]، 1995). تولید تجاری واقعی گیاهان زراعی اصلی به طور متوسط 33 درصد کمتر از تولید پتانسیل است (بویر، 1982). در بین عوامل مختلف که می توانند تولید گیاهان زراعی را کاهش دهند، تنش آبی گیاهان است که با عرضه ناکافی آب ایجاد می­شود (ونجورا و آپچرچ[4]، 2002). آبیاری راهکاری ضروری و موثر برای بهبود تولید گیاهان زراعی است. به طوری که، افزایش تولید در درجه اول به توسعه اراضی آبی نسبت داده شده است. اگر چه فقط حدود 20 درصد از زمین های زراعی دنیا آبی است، تخمین زده می­شود این نسبت، 40 درصد از تولید کشاورزی جهان را در اختیار داشته باشد (بویر، 1982).

کمبود آب یکی از مهمترین موضوعات چالش برانگیز در سطح جهانی است. اثرات تغییر اقلیم از جمله افزایش امواج گرمایی و از طرفی کاهش بارندگی در بسیاری از نقاط جهان بویژه منطقة عرض­های میانی، دسترسی فصلی و حجم منابع آب را تغییر داده و کمبودها را تشدید کرده است (مارلند[5] و همكاران، 2003). کشور ایران با قرار گرفتن در منطقه عرض­های میانی از مناطق خشک و نیمه خشک دنیا و دارای شرایط آب و هوایی مدیترانه­ای است. تولید محصول در چنین وضعیتی به علت کمبود نزولات آسمانی و توزیع نامتناسب آن، متکی بر آبیاری بوده و در عین حال محدودیت منابع آب مهمترین عامل محدوده کننده بویژه درخصوص محصولات تابستانه می­باشد (سپاسخواه و خواجه عبدالهی، 2005). سهم بخش کشاورزی از مجموع آب استحصالی کشور، 72 میلیارد مترمکعب (94 درصد) می­باشد (فرداد و گلکار، 1381). همچنین، از مجموع 5/37 میلیون هکتار از اراضی کشاورزی شناسایی شده و 20 میلیون هکتار اراضی مستعد آبیاری کشور، تنها 7/7 میلیون هکتار(21 درصد از اراضی کشاورزی) تحت پوشش آبیاری قرار دارد (نورجو و همکاران، 1385). محدودیت منابع آب موجب گردیده است که آب به عنوان مهمترین نهاده تولید تلقی شود (حمزه­ای و همکاران، 1384).

تنش کم­آبی در زراعت ذرت به خاطر کمبود آب یا مشکلات سیستم آبیاری برای تامین آب (پاندی[6] و همکاران، 2000) یا همزمانی رشد ذرت با سایر گیاهان زراعی (لک و همکاران، 1386)، در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک ممکن است حادث شود. اصولا ذرت بومی مناطق گرمسیری است ولی به خاطر دامنه وسیع سازگاری ارقام متوسط­رس و زودرس، آن را می­توان در مناطق سردسیر و دارای فصل رشد کوتاه کشت کرد و محصول اقتصادی بدست آورد (کوچکی و سرمدنیا، 1382).

مدیریت مناسب کود نیتروژنه به خاطر دلایل اقتصادی و محیطی مهم است. مقدار ناکافی کود نیتروژنه به صورت کاهش عملکرد و بازدهی اقتصادی پایین بروز می­کند، در صورتی که کود­دهی بیش از اندازه اثرات منفی بر منابع آب سطحی و زیرزمینی می­گذارد، و همچنین بازده خالص اقتصادی را کاهش می­دهد. به علاوه، کود دهی بیش از اندازه منجر به انتشار اکسید­های نیتروژن به عنوان اصلی­ترین گازهای گلخانه­ای می­شود (کاپی و سدجو[7]، 2007).