بررسی عملکرد و شاخص های کارآیی مصرف عناصر غذایی در کشت مخلوط سه‌گانه خیار (Cucumis sativus)، لوبیا سبز (Phaseolus vulgaris) و گوجه‌فرنگی (Solanum lycopersicum)

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 7، دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 52، تیر 1401، صفحه 291-307   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v1i1.73255

نویسندگان

علیرضا کوچکی^* ؛ قربانعلی اسدی؛ میلاد باقری شیروان

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

چکیده

کشت خیار (Cucumis sativus) و گوجه‌فرنگی (Solanum lycopersicum) در سیستم‌های رایج کشاورزی با تأکید بر مصرف بیش از حد نهاده‌های شیمیایی انجام می‌گیرد که این امر علاوه‌بر مخاطرات زیست‌محیطی، سلامت انسان را نیز تهدید می‌نماید. این آزمایش، به‌منظور بررسی سودمندی عملکرد خیار و گوجه‌فرنگی در کشت مخلوط با لوبیا سبز (Phaseolus vulgaris) و مقایسه کارایی مصرف عناصر غذایی در کشت مخلوط با کشت خالص در دو سال 1394 و 1395 در مزرعه‌ای واقع در 10 کیلومتری شهرستان شیروان در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با شش تیمار و سه تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل کشت مخلوط تک ردیفی، دو ردیفی و سه ردیفی خیار، لوبیا سبز و گوجه‌فرنگی و کشت خالص هر یک از گیاهان بود. تغییرات ماده خشک در زمان، وزن میوه در بوته، عملکرد اقتصادی، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت، کارایی مصرف نیتروژن، فسفر و پتاسیم هر یک از گیاهان و همچنین نسبت برابری زمین مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تجمع ماده خشک خیار در کشت خالص بر نسبت‌های کشت مخلوط ارجحیت داشت و با افزایش سهم خیار در کشت مخلوط از تجمع ماده خشک آن در طول زمان کاسته شد. تجمع ماده خشک لوبیا سبز در کشت مخلوط تک ردیفی بیشتر از سایر تیمارهای آزمایش بود. تجمع ماده خشک گوجه‌فرنگی در نسبت‌های مختلف کشت مخلوط بیشتر از کشت خالص این گیاه بود. احتمالاً افزایش جذب منابع و بهبود فتوسنتز و همچنین کاهش رقابت درون گونه‌ای، دلیل برتری تجمع ماده خشک در کشت مخلوط در مقایسه با کشت خالص باشد. وزن میوه در بوته، عملکرد اقتصادی و عملکرد بیولوژیک خیار در کشت خالص بیشتر از کشت مخلوط بود، این در حالی بود که شاخص برداشت خیار در کشت مخلوط دو ردیفی بر سایر نسبت‌های کاشت ارجحیت داشت. عملکرد اقتصادی و عملکرد بیولوژیک لوبیا سبز و همچنین عملکرد اقتصادی و عملکرد بیولوژیک گوجه‌فرنگی نیز در کشت خالص بر تیمارهای کشت مخلوط برتری داشت. این درحالی بود که کشت مخلوط تک ردیفی باعث افزایش 42/18 درصد وزن میوه در بوته لوبیا سبز و 38/62 درصد وزن میوه در بوته گوجه‌فرنگی در مقایسه با کشت خالص این گیاهان گردید. به نظر می‌رسد که دلیل برتری عملکرد میوه در بوته لوبیا سبز و گوجه‌فرنگی در کشت مخلوط تک ردیفی، شرایط مناسب گونه‌ها در کنار هم و تشکیل کانوپی موجی شکل و نفوذ بیشتر نور و در نتیجه، استفاده کارآمدتر از منابع باشد. کارایی مصرف نیتروژن، فسفر و پتاسیم خیار در کشت خالص این گیاه بیشتر از سایر تیمارهای آزمایش بود، در حالی که کارایی مصرف عناصر غذایی لوبیا سبز و گوجه‌فرنگی در کشت مخلوط تک ردیفی بر سایر تیمارهای آزمایش ارجحیت داشت. احتمالاً در کشت مخلوط تک ردیفی، قابلیت استفاده یا جذب عناصر در نتیجه رقابت بین گونه‌ای افزایش یافته است. نسبت برابری زمین بیانگر این بود که کشت مخلوط تک ردیفی حدود 27 درصد عملکرد کل را نسبت به تک‌کشتی افزایش داد. با توجه به نتایج، نسبت برابری زمین در کشت مخلوط تک ردیفی بالاتر از یک بود، از سوی دیگر، نتایج حاصل از بررسی کارایی مصرف عناصر غذایی مؤید این است که در کشت مخلوط تک ردیفی این گیاهان در مقایسه با کشت خالص، عناصر غذایی به‌صورت کارآمدتری را مورد استفاده قرار گرفته است. 

کلیدواژه‌ها

تک‌کشتی؛ ماده خشک؛ نسبت برابری زمین

مراجع

Abd El-Gaid, M.A., Al-Dokeshy, M.H., and Nassef, D.M.T., 2014. Effects of intercropping system of tomato and common bean on growth, yield components and land equivalent ratio in New Valley Governorate. Asian Journal of Crop Science 6(3): 254-261.

Agegnehu, G., Ghizaw, A., and Sinebo, W., 2008. Yield potential and land-use efficiency of wheat and faba bean mixed intercropping. Agronomy for Sustainable Development 28: 257-263.

Ali Ahmadi, H., Rostami, H., and Dawtalab, N., 2003. Determination of the best planting method and density for mixed culture of cucumber and eggplant in Zabol. Seed and Plant Improvement Journal 19(1): 117-120. (In Persian with English Summary)

Alizadeh, Y., Koocheki, A., and Nassiri Mahallati, M., 2009. Evaluation of yield, yield components and potential of weed control of bean (Phaseolus vulgaris L.) and seed sweet basil (Ocimum basilicum L.) in intercropping condition. Iranian Journal of Field Crops Research 7(2): 541-553. (In Persian with English Summary)

Alizadeh, Y., Koocheki, A., and Nassiri Mahallati, M., 2010a. Evaluation of radiation use efficiency of intercropping of bean (Phasaelous vulgaris L.) and herb sweet basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Agroecology 2(1): 85-94. (In Persian with English Summary)

Alizadeh, Y., Koocheki, A., and Nassiri Mahallati, M., 2010b. Investigation of growth characteristic, yield, yield components and potential weed control in intercropping of bean (Phaseolus vulgaris L.) and vegetative sweet basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Agroecology 2(3): 383-397. (In Persian with English Summary)

Bolandnazar, S., Pazani, Z., and Mohammadi, J., 2011. The study of cucumber and onion intercropping. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production 21(3): 135-145. (In Persian with English Summary)

Chapagain, T., and Riseman, A., 2014. Barley-pea intercropping: Effects on land productivity, carbon and nitrogen transformations. Field Crop Research 166: 18-25.

Chen, P., Du, Q., Liu, X., Zhou, L., Hussain, S., Lei, L., Song, C., Wang, X., Liu, W., Yang, F., Shu, K., Liu, J., Du, J., Yang, W., and Yong, T., 2017. Effects of reduced nitrogen inputs on crop yield and nitrogen use efficiency in a long-term maize-soybean relay strip intercropping system. PLoS ONE 12(9): 1-19.

Daneshnia, F., Amini, A., and Chaichi, M.R., 2015. Surfactant effect on forage yield and water use efficiency for berseem clover and basil in intercropping and limited irrigation treatments. Agricultural Water Management 160: 57-63.

Eslami Khalili, F., Pirdashti, H., and Motaghian, A., 2011. Evaluation of barley (Hordeum vulgare L.) and faba bean (Vicia faba L.) yield in different density and mixture intercropping via competition indices. Journal of Agroecology 3(1): 94-105. (In Persian with English Summary)

Fujita, K., Ofosubudu, K.G., and Ogata, S., 1992. Biological nitrogen fixation in mixed legume-cereal cropping systems. Plant Soil 141: 155-175.

Gao, Y., Duan, A., Sun, J., Li, F., Liu, Liu, Z., Liu, H., and Liu, Z., 2009. Crop coefficient and water-use efficiency of winter wheat/spring maize strip intercropping. Field Crop Research 111: 65-73.

Gao, Y., Wu, P., Zhao, X. and Wang, Z., 2014. Growth, yield, and nitrogen use in the wheat/maize intercropping system in an arid region of northwestern China. Field Crop Research 167: 19-30.

Henareh, M., Jodae, A., Hasanim G.H., and Anvieh, L., 2010. Study on yield and profitability of tomato at intercropping with snap bean. Agronomy Journal (Pajouhesh and Sazandegi): 79-86. (In Persian with English Summary)

Kermah, M., Franke, A.C., Adjei-Nsiah, S., Ahiabor, B.D.K., Abaidoo, R.C. and Giller, K.E., 2017. Maize-grain legume intercropping for enhanced resource use efficiency and crop productivity in the Guinea savanna of northern Ghana. Field Crop Research 213: 38-50.

Koocheki, A., Boroumand Rezazadeh, Z., Nassiri Mahallati, M., and Khorramdel, S., 2012. Evaluation of nitrogen absorption and use efficiency in relay intercropping of winter wheat and maize. Iranian Journal of Field Crops Research 10(2): 327-334. (In Persian with English Summary)

Koocheki, A., Nassiri Mahallati, M., Khorramdel, S., Anvarkhah, S., Sabet Teymouri, M., and Sanjani, S., 2010. Study of growth indices in substitution and additive intercropping of Cannabis (Cannabiis sativa L.) and Sesame (Sesamum indicum L.). Journal of Agrocecology 2(1): 27-36. (In Persian with English Summary)

Koocheki, A., Nassiri Mahallati, M., Moradi, R., and Alizadeh, Y., 2015. Evaluation of yield and nitrogen use efficiency of maize and cotton intercropping under different nitrogen levels. Iranian Journal of Field Crop Research 13(1): 1-13. (In Persian with English Summary)

Koocheki, A., Nassiri Mahallati, M., Mondani, F., Feizi, H., and Amirmoradi, S., 2009a. Evaluation of radiation interception and use by maize and bean intercropping canopy. Journal of Agroecology 1(1): 13-23. (In Persian with English Summary)

Koocheki, A., Lalegani, B., and Najibnia, S., 2009b. Evaluation of production in intercropping of bean and maize. Iranian Journal of Field Crops Research 7(2): 605-614. (In Persian with English Summary)

Koocheki2017, A., Nourbakhsh, F., and Cheshmi, M., 2017. Assessment of yield and use efficiency of nitrogen and phosphorus in row intercropping of wheat and canola. Iranian Journal of Field Crop Research 15(3): 559-574. (In Persian with English Summary)

Latati, M., Aouiche, A., Tellah, S., Laribi, A., Benlahrech, S., Kaci, G., Ouarem, F. and Mohamed Ounane, S., 2017. Intercropping maize and common bean enhances microbial carbon and nitrogen availability in low phosphorus soil under Mediterranean conditions. European Journal of Soil Biology 80: 9-18.

Li, L., Sun, J.H., Zhang, F.S., Li, X.L., Yang, S.C., and Rengel, Z., 2001. Wheat/maize or wheat/soybean strip intercropping. I. Yield advantage and interspecific interaction on nutrients. Field Crops Research 71: 123-137.

Lithourgidis, A.S., Vlachostergios, D.N., Dordas, C.A, and Damalas, C.A., 2011. Dry matter yield, nitrogen content, and competition in pea-cereal intercropping systems. European Journal of Agronomy 34: 287-294.

Liu, X., Rahman, T., Yang, F., Song, C., Yong, T., Liu, J., Zhang, C., and Yang, W., 2017. PAR interception and utilization in different maize and soybean intercropping patterns. PLoS One 12(1): 1-17.

Madhulika, P., Thakar, S., and Sompal, S., 2015. Effect of row orientation and intercropping on dry matter accumulation and growth parameters of bed planted wheat (Triticum aestivum L.). International Journal of Agriculture Sciences 7(11): 757-761.

Mirhashemi, S.M., Koocheki, A., Parsa, M., and Nassiri Mahallati, M., 2009. Evaluation of growth indices of ajowan and fenugreek in pure culture and intercropping based on organic agriculture. Iranian Journal of Field Crops Research 7(2): 685- 694. (In Persian with English Summary)

Moradi, P., Asghari, J., Mohsen Abadi, G., and Samiezadeh, H.A., 2015. Role of triple intercropping system in weeds control and naked-pumpkin (Cucurbita pepo L.) yield. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production 24(4): 17-31. (In Persian with English Summary)

Morgado, L.B., and Willey, R.W., 2003. Effects of plant population and nitrogen fertilizer on yield and efficiency of maize-bean intercropping. Pesquisa Agropecuaria Brasileria 38(11): 1257-1264.

Namdari, M., Behdani, M.A., and Arab, G., 2010. Evaluation of physiological and morphological characteristics and yield of soybean (Glycine max L.) cultivars under different intercropping planting ratios. Journal of Agroecology 2(2): 313-322. (In Persian with English Summary)

Nassiri Mahallati, M., Koocheki, A., and Jahan, M., 2011. Radiation absorption and use efficiency in relay intercropping and double cropping of winter wheat and maize. Iranian Journal of Field Crops Research 8(6): 878-890. (In Persian with English Summary)

Neugschwandtner, R.W., and Kaul, H.P., 2015. Nitrogen uptake, use and utilization efficiency by oat-pea intercropping. Field Crop Research 179: 113-119.

Ofosu-Anim, J., and Limbani, N.V., 2007. Effect of intercropping on the growth and yield of cucumber (Cucumis sativus L.) and okra (Abelmoschus esculentus L. Moench). International Journal of Agriculture and Biology 9(4): 594-597.

Pahlevanloo, P., Rahimizadeh, M., and Tookalloo, M.R., 2016. Evaluation of nitrogen use efficiency in intercropping of maize and soybean. Journal of Agricultural Crop Management 17(4): 967-978. (In Persian with English Summary)

Pakgohar, N., and Ghanbari, A., 2014. Evaluation of competition and nutrient consumption of nutrifid millet and green pea in intercropping. Journal of Agricultural Crop Management 15(4): 135-150. (In Persian with English Summary)

Piri, I., Zendehdel, B., and Tavassoli, A., 2017. Study of agronomical and ecological parameters of additive and replacement intercropping systems of corn (Zea mays L.) and soybean (Glycine max L. Merr.). Journal of Agroeocology 9(3): 705-721. (In Persian with English Summary)

Pitan, O.O.R., and Esan, E.O., 2014. Intercropping cucumber with amaranth (Amaranthus cruentus L.) to suppress populations of major insect pests of cucumber (Cucumis saivus L.). Phytopathology and Plant Protection 47(9): 1112-1119.

Raei, Y., Bolandnazar, S.A., and Dameghsi, N., 2011. Evaluation of common bean and potato densities effects on potato tuber yield in mono-cropping and intercropping systems. Agricultural Sciences and Sustainable Production 21(2): 131-142. (In Persian with English Summary)

Ranjbar, A., Shahriari, D., and Rafezi, R., 2008. An evaluation on the resistance of the germplasm of cucumber against downy mildew of cucurbitaceae (Pseudoperonospora cubensis). Journal of Plant Protection 22(2): 71-83. (In Persian with English Summary)

Szumigalski, A.R., and Van Acker, R.C., 2006. Nitrogen yield and land use efficiency in annual sole crops and intercrops. Agronomy Journal 98: 1030-1040.

Thuennissen, J., 1997. Intercropping in field vegetables as an approach to sustainable horticulture. Outlook Agriculture 26(2): 95-99.

Tsubo, M., Walker, S., and Ogindo, H.O., 2005. A simulation model of cereal-legume intercropping systems for semi-arid regions, I. Model development. Field Crop Research 93: 10-22.

Wang, Z., Jin, X., Bao, X., Li, X., Zhao, J., Sun, J., Christie, P., and Li, L., 2014. Intercropping enhances productivity and maintains the most soil fertility properties relative to sole cropping. PLoS ONE 9(12): 1-24.

Yildirim, E., and Guvenc, I., 2005. Intercropping based on cauliflower: more productive, profitable and highly sustainable. European Journal of Agronomy 22: 11-18.

Zeinali, N., Kashi, A., and Fathi Moghadam, M.R., 2010. A study of the effects of planting density and pattern on cucumber yield and yield components in its intercropping with celery. Iranian Journal of Horticultural Science 41(1): 55-61. (In Persian with English Summary)

Zhang, J., Li, Z.H., Li, K., Huang, W., and Sang, L.H., 2012. Nitrogen use efficiency under different field treatments on maize fields in Central China: A lysimeter and ¹⁵N study. Journal of Water Resource and Protection 4: 590-596.

Zhou, X., Yu, G., and Wu, F., 2011. Effects of intercropping with onion or garlic on soil enzyme activities, microbial communities and cucumber yield. European Journal of Soil Biology 47: 279-287.