توسعه منحنی رقیق شدن نیتروژن بحرانی بر مبنای ماده خشک برگ در دو رقم کلزای بهاره (Brassica napus L.)

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 10، دوره 11، شماره 4 - شماره پیاپی 42، دی 1398، صفحه 1343-1356   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v11i4.72921

نویسندگان

سید عطاء الله سیادت^* ؛ ابوالفضل درخشان

گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران.

چکیده

بهبود رشد گیاه زراعی با کاربرد کود نیتروژن می‌تواند به‌میزان قابل ‌توجهی عملکرد محصول را افزایش و بازده اقتصادی را بهبود بخشد. با این‌حال، استفاده بیش ‌از حد از کود نیتروژن در نظام‌های کشت فشرده منجر به کاهش کارایی زراعی مصرف نیتروژن، افزایش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و آلودگی آب و خاک شده است. غلظت نیتروژن بحرانی (Nc) حداقل نیتروژن مورد نیاز برای حداکثر رشد گیاه است و می‌تواند به‌عنوان ابزاری برای مدیریت دقیق نیتروژن در طی فصل رشد استفاده شود. مطالعه فعلی با هدف تعیین منحنی رقیق شدن غلظت نیتروژن بحرانی بر مبنای ماده خشک برگ (LDM) در کلزای بهاره (Brassica napus L.) انجام شد. برای این منظور، یک آزمایش مزرعه‌ای با هفت سطح مصرف صفر، 50، 100، 150، 200، 250 و 300 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار انجام گرفت و ماده خشک و غلظت نیتروژن برگ دو رقم کلزای بهاره در طی فصل رشد اندازه‌گیری شد. منحنی‌ رقیق شدن غلظت نیتروژن بحرانی برگ کلزای بهاره با رابطه Nc=5.08LDM-0.06 توصیف شد. شاخص تغذیه نیتروژنی (NNI) بسته به‌میزان مصرف نیتروژن در رقم دلگان از 72/0 تا 14/1 و در رقم هایولا 401 از 53/0 تا 15/1 متغیر بود. کمبود نیتروژن تجمعی (Nand) در رقم دلگان بین 61/11- و 09/107 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و در رقم هایولا 401 بین 22/24- و 64/129 کیلوگرم نیتروژن در هکتار تعیین شد. همبستگی مثبت معنی‌داری بین اختلاف میزان مصرف نیتروژن (ΔN) با تغییرات شاخص تغذیه نیتروژنی (ΔNNI) و کمبود نیتروژن تجمعی (ΔNand) وجود داشت. به‌طور کلی، منحنی رقیق شدن غلظت نیتروژن بحرانی و شاخص تغذیه نیتروژنی و کمبود نیتروژن تجمعی مشتق از آن به‌خوبی وضعیت محدودیت و عدم محدودیت تغذیه نیتروژنی را در دو رقم کلزای بهاره مشخص کرد و می‌تواند به‌عنوان شاخص قابل‌اطمینانی از وضعیت نیتروژن گیاه زراعی در طی فصل رشد استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

بهینه‌سازی مصرف نیتروژن؛ شاخص تغذیه نیتروژنی؛ کمبود نیتروژن؛ مدیریت دقیق نیتروژن؛ نیتروژن بحرانی

مراجع

Ata-Ul-Karim, S.T., Xia, Y., Liu, X.J., Cao, W.X., and Zhu, Y., 2013. Development of critical nitrogen dilution curve of Japonica rice in Yangtze River Reaches. Field Crops Research 149: 149–158.

Ata-Ul-Karim, S.T., Cao, Q., Zhu, Y., Tang, L., Rehmani, M.I.A., and Cao, W., 2016. Nondestructive assessment of plant nitrogen parameters using leaf chlorophyll measurements in rice. Frontiers in Plant Science 7: 1829.

Ata-Ul-Karim, S.T., Zhu, Y., Lu, X.J., Cao, Q., Tian, Y.C., and Cao, W., 2017a. Estimation of nitrogen fertilizer requirement for rice crop using critical nitrogen dilution curve. Field Crops Research 201: 32–40.

Ata-Ul-Karim, S.T., Liu, X., Lu, Z., Zheng, H., Cao, W., and Zhu, Y., 2017b. Comparison of different critical nitrogen dilution curves for nitrogen diagnosis in rice. Scientific Reports 7: 42679.

Bremner, J.M., and Mulvancy, C.S., 1982. Nitrogen-total. In: A.L. Page (Ed.). Methods of Soil Analysis, Part 2. American Society of Agronomy, Madison, WI. p. 595–624.

Colnenne, C., Meynard, J.M., Reau, R., Justes, E., and Merrien, A., 1998. Determination of a critical nitrogen dilution curve for winter oilseed rape. Annals of Botany 81: 311–317.

Fitzgerald, G., Rodriguez, D., and O’Leary, G., 2010. Measuring and predicting canopy nitrogen nutrition in wheat using a spectral index-the canopy chlorophyll content index (CCCI). Field Crops Research 116: 318–324.

Gayler, S., Wang, E., Priesack, E., Schaaf, T., and Maidl, F.X., 2002. Modeling biomass growth, N uptake and physiological development of potato crop. Geoderma 105: 367–383.

Greenwood, D.J., Lemaire, G., Gosse, G., Cruz, P., Draycott, A., and Neeteson, J.J., 1990. Decline in percentage N of C3 and C4 crops with increasing plant mass. Annals of Botany 66: 425–436.

Justes, E., Mary, B., and Machet, J.M., 1994. Determination of a critical nitrogen dilution curve for winter wheat crops. Annals of Botany 74: 397–407.

Lemaire, G., and Gastal, F., 1997. Nitrogen uptake and distribution in plant canopie. In G. Lemaire (Ed.). Diagnosis of the Nitrogen Status in Crops. Springer-Verlag Publishers, Heidelberg. p. 3–43.

Lemaire, G., van Oosterom, E., Sheehy, J., Jeuffroy, M.H., Massignam, A., and Rossato, L., 2007. Is crop demand more closely related to dry matter accumulation or leaf area expansion during vegetative growth? Field Crops Research 100: 91–106.

Miranzadeh, M.B., Heidari, M., Dehghan, S., and Hasanzadeh, M., 2010. An overview of nitrate in drinking water and its health effect with emphasis on its carcinogenic risk in human. Health System Research 6: 1057–1071. (In Persian with English Summary)

Rico-Garcia, E., Hernandez, F., Soto-Zarazua, G., and Herrera-Ruiz, G., 2009. Two new methods for the estimation of leaf area using digital photography. International Journal of Agriculture and Biology 11: 397–400.

Schlemmer, M., Gitelson, A., Schepers, J., Ferguson, R., Peng, Y., Shanahan, J., and Rundquist, D., 2013. Remote estimation of nitrogen and chlorophyll contents in maize at leaf and canopy levels. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 25: 47–54.

Sinclair, T.R., and Horie, T., 1989. Leaf nitrogen, photosynthesis and crop radiation use efficiency: a review. Crop Science 29: 90–98.

Weymann, W., Sieling, K., and Kage, H., 2016. Organ-specific approaches describing crop growth of winter oilseed rape under optimal and N-limited conditions. European Journal of Agronomy 82: 71–79.

Xu, G.H., Fang, X.R., and Miller, A.J., 2012. Plant nitrogen assimilation and use efficiency. Annual Review of Plant Biology 63: 153–182.

Yao, X., Ata-Ul-Karim, S.T., Zhu, Y., Tian, Y., Liu, X., and Cao, W., 2014a. Development of critical nitrogen dilution curve in rice based on leaf dry matter. European Journal of Agronomy 55: 20–28.

Yao, X., Zhao, B., Tian, Y.C., Liu, X.J., Ni, J., Cao, W.X., and Zhu, Y., 2014b. Using leaf dry matter to quantify the critical nitrogen dilution curve for winter wheat cultivated in eastern China. Field Crops Research 159: 33–42.

Yue, S.C., Meng, Q.F., Zhao, R.F., Li, F., Chen, X.P., Zhang, F.S., and Cui, Z.L., 2012. Critical nitrogen dilution curve for optimizing nitrogen management of winter wheat production in the North China Plain. Agronomy Journal 104: 523–529.

Zhao, B., Ata-Ul-Karim, S.T., Liu, Z., Ning, D., Xiao, J., Liu, Z., Qin, A., Nan, J., and Duan, A., 2017. Development of a critical nitrogen dilution curve based on leaf dry matter for summer maize. Field Crops Research 208: 60–68.

Zhao, B., Liu, Z.D., Ata-Ul-Karim, S.T., Xiao, J.F., Liu, Z.G., and Qi, A.Z., 2016. Rapid and nondestructive estimation of the nitrogen nutrition index in winter barley using chlorophyll measurements. Field Crops Research 185: 59–68.

Zhao, S., Qiu, S., Cao, C., Zheng, C., Zhou, W., and He, P., 2014. Responses of soil properties, microbial community and crop yields to various rates of nitrogen fertilization in a wheat-maize cropping system in north-central China. Agriculture, Ecosystems and Environment 194: 29–37.

Zhao, B., 2014. Determining of a critical dilution curve for plant nitrogen concentration in winter barley. Field Crops Research 160: 224–234.

Ziadi, N., Belanger, G., Claessens, A., Lefebvre, L., Cambouris, A.N., Tremblay, N., Nolin, M.C., and Parent, L.É., 2010. Determination of a critical nitrogen dilution curve for spring wheat. Agronomy Journal 102: 241–250.

Ziadi, N., Brassard, M., Belanger, G., Claessens, A., Tremblay, N., Cambouris, A., Nolin, M., and Parent, L. E., 2008. Chlorophyll measurements and nitrogen nutrition index for the evaluation of corn nitrogen status. Agronomy Journal 100: 271–273.