فراتحلیل مصرف کود شیمیایی نیتروژن در تولید غلات در ایران

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 4، دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 32، تیر 1396، صفحه 296-313   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v9i2.26798

نویسندگان

علیرضا کوچکی¹؛ مهدی نصیری محلاتی¹؛ سارا بخشائی^{* 2}؛ آگرین داوری¹

¹گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

پژوهش‌های مربوط به ارزیابی تأثیر کودهای نیتروژنه بر عملکرد غلات سابقه‌ای طولانی در کشور دارد، با این حال به دلیل پراکندگی و اختلاف موجود در نتایج آزمایشات مختلف، دستیابی به نتیجه‌گیری کلّی دشوار می‌باشد. در این مطالعه جهت غلبه بر این مشکل از رهیافت فراتحلیل استفاده شده‌است تا از این طریق بتوان با تلفیق و آنالیز مجدد یافته‌های آزمایشات مستقل به نتیجه‌ای واحد دست یافت. به این منظور 46 مقاله علمی- پژوهشی منتشر شده توسط محققین کشور در ارتباط با اثر کودهای نیتروژنه بر عملکرد غلات شامل 23 مقاله مربوط به گندم (Triticum aestivum L.)، 14 مقاله مربوط به ذرت (Zea mays L.) و 9 مقاله در مورد برنج (Oryza sativa L.) مورد بررسی قرار گرفت. سطوح کودهای نیتروژنه به‌کار رفته در آزمایشات برای گندم، ذرت و برنج به ترتیب در دامنه250-20، 275-25 و 90-10کیلوگرم در هکتار قرار داشت. تلفیق یافته‌ها نشان داد که با مصرف کودهای نیتروژنه میانگین عملکرد دانه در گندم 2477، در ذرت 4699 و در برنج 1509 کیلوگرم در هکتار نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. نتایج فراتحلیل نشان داد که در هر سه محصول تحت بررسی تأثیر کودهای نیتروژنه بر افزایش عملکرد دانه و ماده خشک معنی‌دار ولی بر شاخص برداشت بی‌معنی بود و بر این اساس حداکثر عملکرد دانه با مصرف 100-50 و حداکثر عملکرد ماده خشک با کاربرد 150-100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن حاصل شد. سطوح کودی بالاتر تأثیر معنی‌داری بر افزایش عملکرد نداشتند. فراتحلیل به‌صورت جداگانه برای هر محصول نیز اجرا شد. نتایج نشان داد که در گندم حد بهینه نیتروژن کودی برای عملکرد دانه و ماده خشک به‌ترتیب 100-75 و 100 کیلوگرم در هکتار می‌باشد در حالی‌که برای ذرت حداکثر عملکرد دانه با مصرف 100-50 و حداکثر عملکرد ماده خشک در 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص حاصل می‌شود و در برنج عملکرد دانه و ماده خشک با مصرف 90-75 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به حداکثر خواهد رسید. شاخص برداشت هیچ‌یک از سه محصول پاسخ معنی-داری به کود نیتروژنی نداشت.

کلیدواژه‌ها

برنج؛ ذرت؛ شاخص برداشت؛ عملکرد دانه؛ گندم

مراجع

Austin, R.B., Bringham, J., Blackwell, R.D., Evans, L.T., Ford, M.A., Morgan, C.L., and Taylor, M. 1998. Genetic improvement in winter wheat yield since 1980 and associated physiological changes. Journal of Agricultural Science 84: 675.

Bahrani, A., and Tahmasebi Sarvestani, Z. 2006. Effects of rate and time of nitrogen fertilizer on yield, yield component, and dry matter remobilization efficiency in two winter wheat cultivars. Iranian Journal of Agricultural Sciences Islamic Azad University 12(2): 369-376. (In Persian with English Summary)

Cassman, K.G., Dobermann, A., and Walters, D.T. 2002. Agroecosystems, nitrogen-use efficiency, and nitrogen management. AMBIO: A Journal of the Human Environment 31(2): 132-140.

Cerrato, M.E., and Blackmer, A.M. 1990 Comparison of models for describing; corn yield response to nitrogen fertilizer. Agronomy Journal 82: 138-143.

Dobermann, D.I., and Cassman, K.G. 2004. Plant nutrient management for enhanced productivity in intensive grain production of United States and Asia. Plant and Soil 247: 153-175.

Emam, Y., Ahmadi, A., and Pesarak-li, M. 2005. Effect of different methods of cultivation with residue management and nitrogen levels on wheat yield and yield component in Fars province conditions. Iranian Journal of Field Crop Science 41(4): 841-850. (In Persian with English Summary)

FAO. 2010. Fertilizer Requirements in 2015 and 2030. Food and Agriculture Organization on the United Nations, Rome.

Good, A.G., Sherawat, A.K., and Muench, D.G. 2004. Can less yield more? Is reducing nutrient input into the environment compatible with maintaining crop production? Trends in Plant Science 9: 597-605.

Gurevitch, J., and Hedges, L.V. 1999. Statistical issues in ecological meta-analyses. Ecology 80: 1142-1149.

Gurevitch, J., Morrow, L.L., Wallace, A., and Walsh, J.S. 1992. A meta-analysis of competition in field experiments. The American Naturalist 140(4): 539-572.

Hedges, L.V., Gurevitch, J., and Curtis, P.S. 1999. The meta-analysis of response ratios in experimental ecology. Ecology 80: 1150-1156.

Hosseini, R., Galeshi, S., Soltani, A., and Kalateh, M. 2011. The effect of nitrogen on yield and yield component in modern and old wheat cultivars. Iranian Society of Agronomy and plant Breeding Sciences 4(1): 187-199. (In Persian with English Summary)

Kazemi Poshtmassari, H., Pirdashti, H.A., Bahmanyar, M.A., and Nassiri, M. 2006. Study the effects of nitrogen fertilizer rates and split application on yield and yield components of different rice (Oryza sativa L.) cultivars. Pajouhesh and Sazandegi 20(1): 68-78. (In Persian with English Summary)

Kiaer, L.P., Skovgaard, M., and Østergard, H. 2009. Grain yield increase in cereal variety mixtures: A meta-analysis of field trials. Field Crop Research 114: 361-373.

Kiniry, J.R, Bean, B., Xie, U., and Chen, P. 2004. Maize yield potential: critical processes and simulation modeling in a high-yielding environment. Agricultural Systems 82: 45-56.

Koocheki, A., Nassiri Mahallati, M., Moradi, R., and Alizade, Y. 2011. Meta-analysis of agro biodiversity in Iran. Journal of Agroecology 1(2): 1-16. (In Persian with English Summary)

Liao, C.Z., Peng, R.H., Luo, Y.Q., Zhou, X.H., Wu, X.W., Fang, C.M., Chen, J.K., and Li, B. 2008. Altered ecosystem carbon and nitrogen cycles by plant invasion: a metaanalysis. New Phytologist 177: 706–714.

Lu, M., Zhou, X., Luo, Y., Yang, Y., Fang, C., Chen, J., and Li, B. 2001. Minor stimulation of soil carbon storage by nitrogen addition: A meta-analysis. Agriculture, Ecosystems and Environment 140: 234-244.

Luo, Y.Q., Hui, D.F., and Zhang, D.Q. 2006. Elevated CO2 stimulates net accumulations of carbon and nitrogen in land ecosystems: a meta-analysis. Ecology 87: 53-63.

Miran Zadeh, H., and Emam, Y. 2010. The effect of nitrogen and Cloro-macovat-clorid on seed yield, dry matter and water efficiency on 4 cultivars of wheat. Iranian Journal of Field Crops Research 8(6): 636-645. (In Persian with English Summary)

Nahvi, M., Allahgholipour, M., Ghorbanpour, M., and Mehrgan, H. 2005. The effective of planting density and nitrogenous fertilizer rate for GRH1 rice hybrid. Pajouhesh and Sazandegi 66: 33-38. (In Persian with English Summary)

Naroki, F.A., Vaezi, B., and Bavi, V. 2009. Determination amount of advisable nitrogen for improving quantity and quality characters of three new durum wheat lines. Iranian Journal of Crop Sciences 41(3): 583-595. (In Persian with English Summary)

Nelson, L.A., Voss, R.D., and Pesek, J.T. 1985. Agronomic and Statistical Evaluation of Fertilizer Response. P. 53-90. In: O.P. Engelstad (Ed.) Fertilizer Technology and Use. 3rd ed. ASA, Madison.

Peng, S., Laza, R., Visperas, R., Sanico, A., Cassman, K.G., and Khush, G. 2000. Grain yield of rice cultivars and lines developed in the Philippines since 1966. Crop Science 40: 307-314.

Piotto, D. 2008. A meta-analysis comparing tree growth in monocultures and mixed plantations. Forest Ecology and Management 255: 781-786.

Rahimi Zadeh, M., Zarea Feizabdi, A., and Kashani, A. 2011. Effect of before planting, nitrogen fertilizer and returning crop residue on wheat growth and yield. Iranian Journal of Field Crops Research 9(2): 211-221. (In Persian with English Summary)

Rosenberg, M.S., Adams, D.C., and Gurevitch, J. 2000. MetaWin: statistical software for meta-analysis. Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Rotundo, J.L. and Westgate, M.E. 2009. Meta-analysis of environmental effects on soybean seed composition. Field Crops Research 110: 147-156.

Shahsavari, N., and Saffari, M. 2005. The effect of different levels of nitrogen on the function and elements of the varieties of wheat in Kerman. Pajouhesh and Sazandegi 66(4): 82-87. (In Persian with English Summary)

Singh, U. 2005. Integrated nitrogen fertilization for intensive and sustainable agriculture. Journal of Crop Improvement 15: 259-287.

Statistics of Agriculture. 2011. Available at: www.maj.ir

Teimoorian, M., Galavi, M., Pirdashti, H., and Nasiri, M. 2009. Yield and yield components of three rice (Oryza sativa L.) cultivars in response to source-sink limitations and different nitrogen fertilizer. Journal of Plant Production 16(3): 49-65.

Tonnito, C., David, M.B., and Drinkwater, L.E. 2006. Replacing bare fallows with cover crops in fertilizer-intensive cropping systems: A meta-analysis of crop yield and dynamics. Agriculture, Ecosystems and Environment 112: 58-72.

Valkama, E., Risto, U., Ylivainio, K., Virkajarvi, P., and Turtola, E. 2009. Phosphorus fertilization: A meta-analysis of 80 years of research in Finland. Agriculture, Ecosystems and Environment 130: 75-85.

Yua, Y., Huang, Y., and Zhang, W. 2012. Changes in rice yields in China since 1980 associated with cultivar improvement, climate and crop management. Field Crops Research 136: 65-75.

Zhang, W., and Zhang, X. 2007. A forecast analysis on fertilizer consumption worldwide. Environmental Monitoring and Assessment 133: 427-434.