اثر سیستم‌های تغذیه شیمیایی و غیر شیمیایی بر برخی صفات رشدی، عملکرد و اجزای عملکرد برنج(Oryza sativa L.) رقم هاشمی– مطالعه موردی در شهرستان لاهیجان استان گیلان

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 7، دوره 16، شماره 1 - شماره پیاپی 59، فروردین 1403، صفحه 115-128   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/agry.2022.77867.1121

نویسندگان

علیرضا نصرتی؛ حمید رضا دورودیان^* ؛ سیروس بیدریغ؛ سید مصطفی صادقی؛ مجید عاشوری

گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران.

چکیده

به­منظور مقایسه اثر سیستم­های تغذیه شیمیایی و غیر شیمیایی بر عملکرد، اجزای عملکرد و برخی صفات رشدی در برنج  (رقم هاشمی) (Oryza sativa L.) شهرستان لاهیجان، آزمایش مزرعه­ای به­صورت اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در دو مکان (مزرعه کشاورز و مزرعه دانشگاه) در سال 1397 اجرا شد. عامل­های آزمایشی شامل تغذیه در سه سطح (شاهد، شیمیایی، بوم­شناختی) به‌عنوان عامل اصلی و نوع ماده آلی (شاهد، کمپوست زباله شهری، بیوچار و آزولا) در چهار سطح به‌عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج تجزیه مرکب نشان داد که بیشترین عملکرد دانه با میانگین 3699 کیلوگرم در هکتار در تیمار مصرف کود شیمیایی و بیوچار و کمترین عملکرد دانه به‌میزان 2209 کیلوگرم در هکتار (40 درصد کاهش)، در شاهد (بدون مصرف کود) و بیشترین تعداد خوشه در بوته با میانگین 28 عدد خوشه در بوته در تیمار مصرف کود شیمیایی به‌همراه بیوچار مشاهده شد. بالاترین ارتفاع بوته در تیمارهای شیمیایی و بوم­شناختی (استفاده از اردک) با حضور بیوچار به‌ترتیب 3/128 و 5/124 سانتی­متر و کمترین ارتفاع بوته برنج به­مقدار 3/108 سانتی­متر، در شاهد (بدون مصرف کود) مزرعه دانشگاه مشاهده شد. بیش­ترین درصد پروتئین دانه در شرایط مصرف کود شیمیایی به‌همراه بیوچار به­مقدار 26/8 درصد و کمترین درصد پروتئین به‌میزان 81/6 درصد، در شاهد (بدون مصرف کود) به­دست آمد. از نظر جذب عناصر ماکرو، بیشترین مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه به­ترتیب با میانگین 79/1، 37/0 و 265/0 درصد در تیمار کود شیمیایی و بیوچار و کمترین مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه به­ترتیب با میانگین 18/1، 21/0 و 132/0 درصد، در شاهد (بدون مصرف کود) مشاهده شد. در تیمارهای فرعی، بیشترین تأثیرگذاری روی مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم دانه در تیمار مصرف بیوچار به‌همراه کود شیمیایی و بوم­شناختی بود. درصد جذب عناصر غذایی در تیمار شیمیایی و بیوچار نسبت به سایر تیمارها بیشتر و معنی­دار بود. سیستم­های آلی و غیر شیمیایی اثرات متفاوتی در عملکرد گیاه برنج داشت و باعث کاهش میزان مصرف کودهای شیمیایی و افزایش عملکرد (شیمیایی و بیوچار به­میزان 3699 کیلوگرم، 67 درصد نسبت به شاهد، شیمیایی و کمپوست زباله شهری به‌میزان 3396 کیلوگرم و 53 درصد نسبت به شاهد و شیمیایی و آزولا به­میزان 3243 کیلوگرم در هکتار و 47 درصد بیشتر نسبت به شاهد) می­شوند. بیوچار باعث افزایش رشد، عملکرد و افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی گیاه برنج شد.

کلیدواژه‌ها

آلی؛ کود؛ شالیزار؛ نیتروژن

مراجع

1. Abdul Rab, A., Rabnawaz Khan, M., Ul Haq, S., Zahid, S., Asim, M., Afridi, M.Z., Arif, M., & Munsif, F. (2016). Impact of biochar on mungbean yield and yield components. Pure and Applied Biology. 5(3), 632-640.  https://doi.org/10.19045/bspab.2016.50082
2. Asadi, R., Alizadeh, A., Ansari, H., Kavousi, M., & Amiri, A. (2016). The effect of water and nitrogen consumption on yield, yield components and water productivity in rice cultivation. Water Research in Agriculture. 30(2), 157-145. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/jwra.2016.106640
3. Ashouri, M. (2012). The effect of water saving irrigation and nitrogen fertilizer on rice production in paddy fields of Iran. International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics, 2(1), 56-59. (In Persian with English abstract)). https://doi.org/ 10.7763/IJBBB.2012.V2.70
4. Ayeneh, A., Van Ginkel, M., Reynolds, M.P., & Ammar, K. (2002). Comparison of leaf, spike, peduncle and canopy temperature depression in wheat under heat stress. Field Crops Research. 79, 173-184. https://doi.org/10.1016/S0378-4290(02)00138-7
5. Board, N. (2004). The complete technology book on bio-fertilizer and organic farming. National Institute of Industrial Research (NIIR) pp. 620.
6. Divasalar, R., Sam Daliri, M., Nasiri, M., Amiri Larijani, B., Mousavi Amirkalaei, A.A., & Sadeghi, N. (2011). Investigation of the effect of combining organic fertilizer and nitrogen on yield and grain yield components in a modern rice cultivation management system. Journal of Agricultural Research. 3(2), 229-217. (In Persian with English abstract)
7. Esfahani, M., Sadrzadeh, S.M., Kavousi, M., Dabbagh Mohammadinasab, A. (2005). Effects of different amounts of nitrogen and potassium fertilizers on the yield, yield components, and growth of Caspian rice cultivar. Iranian Journal of Crop Sciences 7(3), 226-240. (In Persian with English abstract). https://doi.org/20.1001.1.15625540.1384.7.3.4.0
8. Fageria, N. K. (2001). Nutrient management for improving upland rice productivity and sustainability. Soil Science and plant Analysis 32, 2603 -2629.
9. Flohre, A., Rudnick, M., Traser, G., Tscharntke, T., & Eggers, T. (2011). Does soil biota benefit from organic farming in complex vs. simple landscapes? Agriculture, Ecosystems and Environment. 141:(1-2), 210-214. https://doi.org/10.1016/j.agee.2011.02.032
10. G Gebremedhin, G.H., Haileselassie, B., Berhe, D., & Belay, T. (2015). Effect of biochar on yield and yield components of wheat and post-harvest soil properties in Tigray, Ethiopia. Journal of Fertilizers and Pesticides. 6, 158-162. https://doi.org/10.4172/jbfbp.1000158
11. Gharavi Baigi, M., Pirdashti, H., Abbasian, A., Aghajaniye Mazandarani, G. (2014). Response of yield and yield components of rice (Oryza sativa cv. Tarom Hashemi) in rice, duck and azolla (Azolla sp.) farming. Journal of Agroecology. 6(3), 477-487. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/JAG.V6I3.43413
12. Gholinejad, A., 2014. Effect of drought stress, plant density and nitrogen amounts on morphophysiological characteristics and qualitative traits of sunflower oil in Urmia climate. Research in Agricultural Ecosystems. 1(3), 58-41. (In Persian with English abstract).
13. Han, H.S., Supanjani, D., & Lee, K.D. (2006). Effect of coin coculation with phosphate andpotassium solubilizing bacteria on mineral uptake and growth of pepper and cucumber. Plant, Soil and Environment. 52, 130-136.
14. Hassegawa, R.H., Fonseca, H., Fancelli, A.L., Da Silva, V.N., Schammass, E.A., Reis, T.A., & Correa, B. (2008). Influence of macro and micro nutrient fertilization on fungal contamination and fumonisin production in corn grains. Food Control. 19, 36-43. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2007.01.006
15. J Jabran K., & Chauhan, B.S. (2015). Weed management in aerobic rice systems. Crop Protection. 78, 151-163. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2015.09.005
16. Kammann, C.I. (2015). Plant growth improvement mediated by nitrate capture in co-composted biochar, Scientific Reports. 5(1), 1-13. https://doi.org/10.1038/srep11080.
17. Kandil, A.A., Badawi, M.A., El-Moursy, S.A., & Abdou, U.M.A. (2004). Effect of planting dates, nitrogen levels and bio-fertilization treatments on 1: Growth attributes of sugar beet (Beta vulgaris). Scientific Journal of King Faisal University. (Basic and Applied Sciences). 5(2), 227-237.
18. Kannaiyan, S., & Kumar. K. (2005). Azolla Biofertilizer for Sustainable Rice Production xvi. 81-7035-356-4. Daya Publishing House,
19. Khalvati, M.A., Mozafar, A., & Schmidhalter, U. (2005). Quantification of water uptake by arbuscular mycorrhizal hyphae and its significance for leaf growth, water relations, and gas exchange of barley subjected to drought stress. Plant Biology. Stuttgart. 7, 706-712. https://doi.org/10.1055/s-2005-872893
20. Khosravi, Y., Destan, S., Mobasr, H. R., & Nasri. M. (2011). The effects of nitrogen stress and cycocel application on dormancy-related characteristics and grain yield of Tarem Dilmani rice. Journal of Agricultural Research. 3(4), 419-409. (In Persian with English abstract).
21. Lehmann, J. (2007). A handful of carbon. Nature. 447(7141), 143-144.
22. Lehman, J., & Joseph, S. (2009). Biochar for environmental management: An introduction. In J. Lehmann & S. Joseph (Eds.), Biochar for Environmental Management: Science and technology. (pp.1-13).London; Sterling, VA: Earthscan. https://doi.org/10.4324/9780203762264
23. Ma, Z., Zhu, Z., Song, W., Luo, D., Cheng, H., Wang, X, & Lyu, W. (2024). Effects of Nitrogen Fertilizer on the Endosperm Composition and Eating Quality of Rice Varieties with Different Protein Components. Agronomy. 14(3), 469.
24. Mohammadi, M., Pirdashti, H., Aghajani Mazandarani, G., Mosavi Toghani, S.Y. (2013). Evaluation of duck efficiency as a biocontrol agent on weeds density and diversity in rice- duck farming (Oryza sativa). Journal of Agroecology. 4(4), 335-346. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/JAG.V4I4.17817
25. Niknejad, Y., Zamani, M.H., Falah, A., & Nasiri, M. (2016). Evaluation of nitrogen fertilizer rates and planting space on agronomic traits of 8615 rice line. Agronomy Journal 112, 1-8. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/AJ.2016.112582
26. Noor, H., Yan, Z., Sun, P., Ding, P., Li, L., Ren, A., Sun, M, Gao, Z. (2023). Effects of nitrogen on photosynthetic productivity and yield quality of wheat (Triticum aestivum). Agronomy. 13(6), 1448.   https://doi.org/10.3390/agronomy13061448
27. Pampolino, M.F., Manguiat, I.J., Ramanathan, S., Gines, H.C., Tan, H., Chi, P.S., Rajendran, T.T.N., & Buresh, R.J. (2007). Environmental impact and economic benefits of site specific nutrient management in irrigated rice systems. Agricultural Systems. 93,1-24. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2006.04.002
28. Payegozar, Y. (2008). Effect of foliar application of micro nutrient son quantitative and qualitative characteristics of pearl millet under drought stress. M.Sc. Thesis, Department of Agriculture, University of Zabol, Zabol. Iran.
29. R Raie, Y., Shareati, J., Wisany, W. (2015). Effect of biological fertilizers on seed oil, yield and yield components of safflower (Carthamus tinctorius) at different irrigation. Journal of Agriculture Science Sustainable Production. 25(1), 65-84
30. Rajput, A., Singh Rajput, S., Jha, G., (2017). Physiological parameters leaf area index, crop growth rate, relative growth rate and net assimilation rate of different varieties of rice grown under different planting geometries and depths in SRI. International Journal of Pure Applied Bioscience. 5 (1), 362-367. https://doi.org/10.18782/2320-7051.247
31. Roger, P.A., & Ladha, K.J. (1990). Estimation of biological N₂ fixation and its contribution to nitrogen balance in wetland fields.14^th International Congress Soil Science. pp.2-10.
32. Saebmehr, H., Rafiee, F., Givianrad, M.H, & Mostafavi, G. (2024). Seasonal variation of agar and two plant hormones in Macroalgae Gracilaria corticata (Rhodophyta). Journal of Fisheries. 77(1), 53-68.
33. Salehifar, M., Afshar Mohammadian, M., Kavousi, M., Taddadi-Talab, K., & Shokri-Vahed, H. (2018). Evaluation of the comparisons of the effects of organic and mineral fertilizers on yield, yield components and growth indicators of rice. Cereal Research. 8(3), 305-291. https://doi.org/10.22124/C.2018.9724.1387
34. Schepers, J.S., Blackmer, T.M., Wilhelm, W.W., & Resende, M. (1996). Transmittance and reflectance measurments of corn leaves from plants with different nitrogen and water supply. Journal of Plant Physiology. 148, 523-529. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(96)80071-X
35. Schmidt, H.P. (2015). Fourfold increase in pumpkin yield in response to low-dosage root zone application of urine-enhanced biochar to a fertile tropical soil. Agriculture. 5(3), 723-741. https://doi.org/10.3390/agriculture5030723
36. Sobhani, S.M.A., Alavi Fazel, M., Ardakani, M.R., Madhaj, A., & Lak, S. (2021). Evaluation of yield changes and yield components of wheat in conditions of changes in the amount of biochar and mycorrhiza. Plant Agronomic Sciences. 11(1), 63-75. (In Persian with English abstract)
37. Soltani, S. M., & Karbalai Molki, M. T. (2022). The effect of zinc and phosphorus foliar application on morphological characters, grain yield and yield components, and grain quality of rice (Hashemi (local) and Guilaneh (improved) cultivar). Journal of Plant Production Research. 29(2), 35-57. https://doi.org/22069/JOPP.2022.18731.2765
38. Špulák, O., Martincova, J., Vitamavas, J, & Kunes, I. (2014). The effect of fertilization on chlorophyll activity, content of photosynthetically active pigments and nutrients in Carpathian birch leaves." Austrian Journal of Forest Science. 131(1), 23-44.
39. Yabar, S. Y. (2013). Effect of nitrogen and phosphorus fertilizer management on growth and yield of rice. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 5(15), 1659-1662. (In Persian with English abstract)
40. Taghizadeh, M, Esfahani, M., & Madani, H. (2008). The effect of irrigation cycle and different amounts of nitrogen on yield and yield components of Tarem Hashemi rice in Rasht. New Findings of Agriculture. 2(4), 353: 364.
41. Tayefe, M., Gerayzade, A., Amiri, E. & Nasrollahzadeh, A. (2014). Effect of nitrogen on rice yield, yield components and quality parameters. African Journal of Biotechnology. 13(1), 91-105. https://doi.org/10.5897/AJB11.2298
42. Tejada, M., Gonzalez, J.L., Garcia-Martinez, A.M., & Parrado, J. (2008). Effects of different green manures on soil biological properties and maize yield. Bioresource Technology. 99, 1758-1767. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.03.052
43. Tilahum-Tadesse, F., Nigussie-Dechassa, R., Wondimu, B., & Setegn, G. (2013). Effect of farmyard manure and inorganic fertilizers on the growth, yield and moisture stress tolerance of rain-fed lowland rice. American Journal of Research Communication. 1(4), 275-301.
44. Vaccari, F., Baronti S., Lugato, E. Genesio, L. Castaldi, S. Fornasier, F. & Miglietta, F., (2011). Biochar as a strategy to sequester carbon and increase yield in durum wheat. Europian. Journal of Agronomy. 34, 231-238. https://doi.org/10.1016/j.eja.2011.01.006.
45. Wang, J.P., Cao, C.G., Jin, H., & Liu, F.H. (2006). Effects of rice-duck farming on aquatic community in rice fields. Journal of Scientia Agricultura Sinica. 39(10), 2001-2008.
46. Yagi, R.., Ferreira, M. E., Cruz, M. C. P., & Barbosa, J. C., (2003). Organic matter fractions and soil fertility under the influence of liming, vermicompost and cattle manure. Scientia Agricola. 60, 549-557. https://doi.org/10.1590/S0103-90162003000300021 
47. Ye, J., Yu, Q.G., Yang, S.N., Jiang, L.N., Ma, J.W., Wang, Q., Wang, J.M., Sun, W.C., & Fu, J.R. (2011). Effect of combined application of organic manure and chemical fertilizer on N use efficiency in paddy fields and the environmental effects in hang jiahu area. Journal of Soil and Water Conservation. 25, 87-91. https://doi.org/10.1080/23311932.2023.2217603
48. Zayed, B.A., Elkhoby, W.M., Salem, A.K., Ceesay, M., & Uphoff, N.T. (2013). Effect of integrated nitrogen fertilizer on rice productivity and soil fertility under saline soil conditions. Journal of Plant Biology Research. 2(1), 14-24.