ارزیابی کارایی نیتروژن در طی روند تاریخی اصلاح ارقام مختلف غلات در ایران: 2- ذرت (Zea mays L.)

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 12، دوره 11، شماره 3، آذر 1398، صفحه 975-994  

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v11i3.57941

نویسندگان

لیلا جعفری ¹؛ علیرضا کوچکی ²؛ مهدی نصیری محلاتی ²

¹دانشگاه هرمزگان

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

به‌منظور ارزیابی روند ویژگی‌های زراعی و شاخص‌های کارایی در جریان اصلاح ارقام ذرت، آزمایشی در سال زراعی 94-1393 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد به‌‌صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. در این آزمایش فاکتور اصلی، مقادیر مختلف کود در هشت سطح (نیتروژن از منبع کود اوره 46 درصد : 0، 100، 200 و 300 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار؛ کود دامی: 0، 10، 20 و 30 تن در هکتار) و فاکتور فرعی، شش رقم ذرت (ارقام خیلی قدیمی: 704 و 647؛ رقم قدیمی: 500؛ ارقام جدید: 260، 750 و 706) بود. صفات مورد ارزیابی شامل عملکرد دانه، کاه‌و‌کلش و بیولوژیک، شاخص برداشت، کارایی مصرف، جذب و استفاده از نیتروژن، بهره‌وری جزئی و شاخص برداشت نیتروژن بودند. نتایج نشان داد که بیش‌ترین و کم‌ترین عملکرد کاه‌وکلش به‌ترتیب در رقم سینگل کراس ۷۰۴ و رقم هیبرید ۲۶۰ مشاهده شد که به‌طور معنی‌دار با سایر ارقام تفاوت داشت. این صفت در رقم 704 در مقایسه با رقم ۲۶۰ به میزان ۹/۷۱ درصد بیش‌تر بود. با افزایش مقدار کود نیتروژن و دامی عملکرد دانه و بیولوژیک به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. اگرچه در اغلب سطوح کودی بیش‌ترین عملکرد دانه در رقم قدیمی 704 مشاهده شد امّا با افزایش سطح کود نیتروژن از صفر به 300 کیلوگرم، بیش‌ترین افزایش عملکرد دانه در ارقام 500 و 705 و به‌ترتیب به میزان 117 و 103 درصد به‌دست آمد. از طرف دیگر در اغلب ارقام، کاربرد کود نیتروژن در مقایسه با کود دامی باعث افزایش بیش‌تر صفات مربوط به عملکرد گردید. در اغلب ارقام (به‌جز ارقام 500 و 647) کاربرد سطوح مختلف کود دامی باعث کاهش معنی‌دار کارایی مصرف نیتروژن در مقایسه با سطوح مشابه کود شیمیایی نیتروژن گردید. بیش‌ترین (82/34 کیلوگرم بر کیلوگرم) و کم‌ترین (66/24 کیلوگرم بر کیلوگرم) کارایی استفاده از نیتروژن به‌ترتیب در رقم جدید هیبرید 260 و رقم قدیمی 500 مشاهده شد. بهره‌وری جزئی به‌طور معنی‌دار تحت تأثیر سطوح مختلف کود قرار گرفته و با افزایش مصرف کود (اعم از نیتروژن یا دامی) این صفت به‌طور معنی‌دار در ذرت کاهش یافت. در اغلب موارد کاربرد کود دامی اثر مشابهی با سطوح معادل کود نیتروژن بر شاخص‌های عملکرد و کارایی نیتروژن داشت. بین ارقام قدیم و جدید از نظر شاخص‌های‌ کارایی نیتروژن روند مشخصی مشاهده نشد.

کلیدواژه‌ها

اوره؛ کارایی مصرف نیتروژن؛ کارایی استفاده از نیتروژن؛ کارایی جذب نیتروژن؛ کود دامی

مراجع

Aynehband, A., Asadi, S., and Rahnama, A. 2014. Nitrogen use efficiency assessment under intra- and inter-specific competitions stress. Journal of Plant Physiology and Breeding 4(2): 9–21. (In Persianwith English Summary)

Aynehband, A., Sabet, M., and Moezi, A.A. 2010. The comparsion of nitrogen use efficiencies in old and modern wheat cultivars: agroecological results. American–Eurasian Journal of Agriculture Environmental Science 10 (4): 574–586.

Bänzinger, M., Edmeades, G.O., and Beck, D. 2000. Breeding for Drought and Nitrogen Stress Tolerance in Maize: from Theory to Practice Mexico: International Maize and Wheat Improvement Center. pp. 66.

Barraclough, P.B., Howarth, J.R., Jones, J., Lopez-Bellido, R., Parmar, S., Shepherd, C.E., and Hawkesford, M.J. 2010. Nitrogen efficiency of wheat: genotypic and environmental variation and prospects for improvement. European Journal of Agronomy 33: 1–11.

Bremner, J.M., and Mulvaney, C.S. 1982. Total nitrogen. In: Page A.L, Miller R.H., Keeny D.R. Methods of Soil Analysis Madison: American Society of Agronomy and Soil Science Society of America. pp. 1119–1123

Cassman, K.G., Doberman, A., and Walters, D.T. 2002. Agroecosystems, nitrogen-use efficiency, and nitrogen management. Ambio. 31:132-140.

Chen, F., and Mi, G. 2012. Comparison of nitrogen accumulation and nitrogen utilization efficiency between elite inbred lines and the landraces of maize. Acta Agriculturae Scandinavica Section B: Soil and Plant Science 62: 565–569

Chen, F.J., Mi, G.H., and Zhang, F.S. 2009. Breeding of nitrogen use efficiency on maize cultivar Zhongnong 99 (in Chinese). Crops 6: 103–104.

Chen, X., Zhou, J., Wang, X., Blackmer, A.M., and Zhang, F. 2004. Optimal rates of nitrogen fertilization for a winter wheat-corn cropping system in Northern China. Communication of Soil Science Plant Analysis 35: 583–597.

Cui, Z.L., Zhang, F.S., Mi, G.H., Chen, F.J., Li. F., Chen, X.P., Li, J.L and Shi, L.F. 2009. Intraction between genotypic difference and nitrogen management strategy in determining nitrogen use efficiency of summer maize. Plant and Soil 317: 267- 276.

Dawson Julie, C., Huggins, D.R., and Jones Stephen, S. 2008. Review characterizing nitrogen use efficiency in natural and agricultural ecosystems to improve the performance of cereal crops in low–input and organic agricultural systems. Field Crops Research 107: 89–101.

Delogu, G., Cattivelli, L., Pecchioni, N., De Flacis, D., Maggiore, T., and Stanca, A.M. 1998. Uptake and agronomic efficiency of nitrogen in winter barley and winter wheat. European Journal of Agronomy 9: 11–20.

Di Paolo, E., and Rinaldi, M. 2008. Yield response of corn to irrigation and nitrogen fertilization in a Mediterranean environment. Field Crop Research 105: 202–210.

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.

Duvick, D.N. 2005. The contribution of breeding to yield advances in maize (Zea mays L.). Advances in Agronomy 86: 83–145.

Huggins, D.R. and Pan, W.L. 2003. Key indicators for assessing nitrogen use efficiency in cereal–based agroecosystems. Journal Crop Production 8: 157–185.

Jacobs, B.C., and Pearson. C.J. 1991. Potential yield of maize determined by rates of growth and development of ears. Field Crops Research 27: 281-298.

Jafari, L., Koocheki, A., and Nassiri-Mahallati, M. 2019. Evaluation of nitrogen efficiency for cereal Crop cultivars in Iran based on the historical course of their release: 1- wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Agroecology 11 (2): 655-671. (In Persian with English Summary)

Keskin, B., Akdeniz, H., Yilmazand, I.H., and Uran, N.T. 2005. Yield and quality of forage corn (Zea mays L.) as influenced by cultivar and nitrogen rate. Journal of Agronomy 4: 138-141.

Koocheki, A., Nassiri Mahallati, M., Mansory, A., and Moradi, R. 2012. Investigation of flow and nitrogen use efficiency in wheat production and consumption cycles (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.) in Iran. Journal of Agroecology 4(3): 192-200. (In Persian with English Summary)

Koocheki, A., Nassiri, M., Bakhshaie, S. and Davodi, A. 2015. A Meta Analysis on Nitrogen Fertilizer Experiments on Cereal Crops in Iran. Journal of Agroecology. (Article under press).

Le Gouis, J., Beghin, D., Heumez, E., and Pluchard, P. 2000. Genetic differences for nitrogen uptake and nitrogen utilisation efficiencies in winter wheat. European Journal of Agronomy 12: 163–173.

Lee, E.A., and Tollenaar, M. 2007. Physiological basis of successful breeding strategies for maize grain yield. Crop Science 47: S202–S215.

Lopez–Bellido, R.J., and Lopez–Bellido, L. 2001. Efficiency of nitrogen in wheat under Mediterranean conditions: effect of tillage, crop rotation and N fertilization. Field Crops Research 71: 31–46.

Ma, B.L., Dwyer, L.M., and Gregorich, E.G. 1999. Soil nitrogen amendment effects on nitrogen uptake and grain yield of maize. Agronomy Journal 91: 650–656.

Mi, G.H., Liu, J.A., and Zhang, F.S. 1998. Analysis on agronomic nitrogen efficiency and its components of maize hybrids (in Chinese). Journal of China Agricultural University 3: 97–104.

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.

Muchow, R.C. 1998. Nitrogen utilization efficiency in maize and grain sorghum. Field Crops Research 56, 209–216.

Muurinen, S., Kleemola, J., and Peltonen–Sainio, P. 2007. Accumulation and translocation of nitrogen in spring cereal cultivars differing in nitrogen use efficiency. Agronomy Journal 99: 441–447.

Pollmer, W.G., Eberhard, D., and Klein, D. 1978. Studies on maize hybrids involving inbred lines with varying protein content. Z Pflanzenzuecht 80: 142–148.

Rahimizadeh, M., Kashani, A., Zare Faizabadi, A., Koocheki, A., and Nassiri Mahallati, M. 2010. Investigation of nitrogen use efficiency in wheat-based double croppingsystems under different rate of nitrogen and return of crop residue. Agricultural Science and natural Research 3(3): 125–142. (In Persian with English Summery)

Raun, W.R., and Johnson, G.V. 1991. Improving nitrogen use efficiency for cereal production. Agronomy Journal 91: 357–363.

Shafi, M., Bakht, J., Jan, M.T., and Shah, Z. 2007. Soil C and N dynamics and maize (Zea may L.) yield as affected by cropping systems and residue management in North-western Pakistan. Soil and Tillage Research 94: 520–529.

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

Syeidi, M., and Rezvani Moghaddam, P. 2011. Study yield, its components and nitrogen use effecincy using of compost mushroom, biological and urea fertilizer in wheat. Journal of Agroecology 3: 313–323. (In Persian with English Summary)

Terry, L.R. 2008. Improving nutrient use efficiency. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 32: 177–182.

Tilman, D., Cassman, K.G., Matson, P.A., Naylor, R., and Polasky, S. 2002. Agricultural sustainability and intensive production practices. Nature 418: 671–677.

Torbert, H.A., Potter, K.N., and Morrison, J.E. 2001. Tillage system, fertilizer nitrogen rate and timing effect on corn yields in the Texas Blackland prairie. Agronomy Journal 93:1119-1124.

Woli, K.M., Boyer, M.J., Elmore, R.W., Sawyer, J.E., Abendroth, L.J., and Barker, D.W. 2016. Corn era hybrid response to nitrogen fertilization. Agronomy Journal 108(2): 495-508.

Zhang, F.S., Mi, G.H., and Liu, J.A. 1997. Advances in the genetic improvement of nitrogen efficiency in maize (in Chinese). 1997. Journal of Agricultural Biotechnology and Sustainable Development 5: 112–117.