رقابت بین ماش و تاج‌خروس ریشه ‌قرمز تحت شرایط گرد و خاک

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 8، دوره 37، شماره 3 - شماره پیاپی 61، مهر 1402، صفحه 327-350   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.2023.81895.1142

نویسندگان

معصومه السادات موسوی¹؛ علیرضا تاب^{* 2}؛ سمیه حاجی نیا³

¹دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

²گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه ایلام، ایلام ، ایران

³مدرس مدعو گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

چکیده

به‌منظور ارزیابی شبیه‌سازی اثرات گرد و خاک بر قدرت رقابتی ماش در برابر تاج‌خروس ریشه‌ قرمز، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با چهار تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه ایلام در بهار و تابستان سال 1401 اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل پنج الگوی کاشت جایگزینی ماش و تاج‌خروس (الگوی کاشت 75 درصد ماش+ 25 درصد تاج‌خروس؛ 50 درصد ماش+ 50 درصد تاج‌خروس؛ 25 درصد ماش+ 75 درصد تاج‌خروس، کشت خالص ماش و تاج‌خروس) و گرد و خاک در دو سطح (صفر و 60 گرم بر متر مکعب ریزگرد) بودند. نتایج نشان داد جریان گرد و خاک باعث علائم نکروز و سوختگی برگ ماش و تاج‌خروس می‌گردد. گرد و خاک میزان کلروفیل، مقدار رطوبت نسبی برگ، ارتفاع بوته و طول گل‌آذین در گیاه تاج‌خروس را به‌ترتیب به‌میزان 4/23، 12، 7/14 و 12 درصد کاهش داد. گرد و خاک باعث کاهش سطح برگ تاج‌خروس در الگوهای مختلف کاشت گردید. سرعت فتوسنتز، سرعت تعرق، سطح برگ، ارتفاع بوته، تعداد غلاف در بوته و تعداد دانه در بوته ماش با اعمال گرد و خاک به‌ترتیب به‌میزان 2/31، 9/24، 8/28، 7/17، 6/29 و 7/36 درصد کاهش یافتند. رقابت تاج‌خروس با ماش باعث کاهش سرعت فتوسنتز، سطح برگ و تعداد دانه در بوته ماش گردید. عملکرد بیولوژیک ماش و تاج‌خروس به‌ترتیب 6/42 و 8/16 و عملکرد دانه ماش و عملکرد گل‌آذین تاج‌خروس به‌ترتیب 8/32 و 6/42 درصد با اعمال گرد و خاک کمتر از شرایط بدون گرد و خاک بودند. در حضور تراکم‌های مختلف تاج‌خروس عملکرد واقعی ماش کمتر از عملکرد پیش‌بینی شده بود و منحنی تغییرات عملکرد ماش به‌صورت مقعر بود که این نشان از برتری رقابتی تاج‌خروس نسبت به ماش دارد. تحت شرایط بدون و گرد و خاک در همه الگوهای کاشت مجموع عملکرد واقعی بیشتر از عملکرد پیش‌بینی شده بود که نشان‌دهنده روابط زیان‌بری یک‌جانبه برای ماش و سودبری یک‌جانبه برای تاج‌خروس است. عملکرد نسبی کل در اکثر الگوهای کاشت بیشتر از یک بود که ناشی از افزایش عملکرد نسبی جزئی تاج‌خروس و کاهش رقابت درون ‌گونه‌ای تاج‌خروس است. با افزایش تراکم تاج‌خروس اثرات منفی این علف‌هرز بر ماش نمایان­تر گردید و دارای شاخص غالبیت مثبت و بیشتری بود. محاسبه نسبت رقابت نشان داد که ضریب آن برای تاج‌خروس بیشتر از یک بود که معرف قدرت رقابتی بیشتر این علف‌هرز در مقایسه با ماش است. تحت هر دو شرایط با و بدون گرد و خاک علف‌هرز تاج‌خروس در همه الگوهای کاشت به‌عنوان گیاه غالب دارای بیشترین ضریب تراکم نسبی بود و ماش با ضریب تراکم نسبی کمتر از یک به‌عنوان گیاه مغلوب بود. شاخص رقابت نیز در همه الگوهای کاشت برای ماش پایین‌تر از یک به‌دست آمد، که نشان می‌دهد ماش نسبت به تاج‌خروس قدرت رقابت کمتری دارد. نتایج این پژوهش نشان داد که علف‌هرز تاج‌خروس ریشه‌ قرمز از قدرت رقابتی بالاتر نسبت به ماش برخوردار بود که با افزایش بهره‌برداری از منابع محیطی باعث کاهش عملکرد ماش می‌گردد. علی‌رغم قدرت رقابت زیاد این علف‌هرز، تحت شرایط گرد و خاک رشد و زیست‌توده آن کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

خصوصیات فیزیولوژیکی؛ رقابت؛ ریزگردها؛ عملکرد؛ ماش

مراجع

 

1. Abbasnasab, Z., Abedi, M., & Sadati, S.A. (2019). Effects of dust on some morphological and physiological parameters in Bromus tomentellus and Medicago sativa. Iranian Journal of Range and Desert Research, 26(1), 214-225. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ijrdr.2019.119338
2. Abu-Romman, S., & Alzubi, J. (2015). Effects of cement dust on the physiological activities of Arabidopsis thaliana. American Journal of Agricultural and Biological Sciences, 10(4), 157-164. https://doi.org/10.3844/ajabssp.2015.157.164
3. Addo, M.A., Darko, E.O., Gordon, C., & Nyarko, B.J.B. (2013). Contamination of soils and loss of productivity of Cowpea (Vigna unguiculata) caused by cement dust pollution. International Journal of Research in Chemistry and Environment (IJRCE), 3(1), 272-282. https://doi.org/197.255.68.203/handle/123456789/6265 ‏
4. Agegnehu, G., Ghizaw, A., & Sinebo, W. (2006). Yield performance and land-use efficiency of barley and faba bean mixed cropping in Ethiopian highlands. European Journal of Agronomy, 25(3), 202-207.‏ https://doi.org/10.1016/j.eja.2006.05.002
5. Aguyoh, J.N., & Masiunas, J.B. (2003). Interference dust of redroot pigweed (Amaranthus retroflexus) with snap beans. Weed Science, 51(2), 202-207.‏ https://doi.org/10.1614/0043-1745(2003)051[0171:IOLCDS]2.0.CO;2
6. Akbari, S. (2011). Dust storms, sources in the Middle East and economic model for survey its impacts. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(12), 227-233.
7. Alavi, M., & Karimi, N. (2015). Effect of the simulated dust storm stress on the chlorophyll a fluorescence, Chlorophyll content, Flavonoids and phenol compounds in medicinal plant Thymus vulgaris Journal of Plant Process and Function, 4(13), 17-23. (In Persian with English abstract). http://jispp.iut.ac.ir/article-1-185-fa.html
8. Arnon, I. (1975). Physiological principles of dry land crop production. Physiological Aspects of Dryland Farming. US Gupta, ed.‏
9. Asadi-Sabzi, M., Keshtkar, K., & Mokhtassi-Bidgoli, A. (2019). Effect of dust on the growth and physiological traits of wild mustard (Sinapis arvensis) and wild barley (Hordeum spontaneum [K. Koch] Thell.) in the greenhouse conditions. Iranian Journal of Weed Science, 15(1), 29-39. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/IJWS.2019.1501.03
10. Burgos, N.R., Norman, R.J., Gealy, D.R., & Black, H. (2006). Competitive N uptake between rice and weedy rice. Field Crops Research, 99(2), 96-105.‏ https://doi.org/10.1016/j.fcr.2006.03.009
11. Chaturvedi, R.K., Prasad, S., Rana, S., Obaidullah, S.M., Pandey, V., & Singh, H. (2013). Effect of dust load on the leaf attributes of the tree species growing along the roadside. Environmental Monitoring and Assessment, 185(1), 383-391.‏ https://doi.org/10.1007/s10661-012-2560-x
12. Chauhan, A., & Joshi, P.C. (2010). Effect of ambient air pollutants on wheat and mustard crops growing in the vicinity of urban and industrial areas. New York Science Journal, 3(2), 52-60.‏‏
13. Cong, W.F., Hoffland, E., Li, L., Six, J., Sun, J.H., Bao, X.G., & Van Der Werf, W. (2015). Intercropping enhances soil carbon and nitrogen. Global Change Biology, 21(4), 1715-1726. https://doi.org/10.1111/gcb.12738
14. Dalish, H., & Poulton, P. (2011). Sustainable intensification of radi cropping in south of Bangladesh using wheat and mungbean. Applied Agronomy, 18, 202-211.‏
15. Dhima, K.V., Lithourgidis, A.S., Vasilakoglou, I.B., & Dordas, C.A. (2007). Competition indices of common vetch and cereal intercrops in two seeding ratio. Field Crops Research, 100(2-3), 249-256.‏ 1016/j.fcr.2006.07.008
16. Ding, G., Liu, X., Herbert, S., Novak, J., Amarasiriwardena, D., & Xing, B. (2006). Effect of cover crop management on soil organic matter. Geoderma, 130(3-4), 229-239.‏ https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2005.01.019
17. Fateminejhad, P., Lary-Yazdy, H., & Rafiee, M. (2017). Effect of aerosols and drought stresses on some physiological traits of Mungbean (Vigna radiata). Applied Research in Field, 30(2), 19-30. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/aj.2018.109025.1109
18. Ghasemi, E., Taab, A., & Radicetti, E. (2020). Study the effect of soil dust on the competitiveness between bean (Phaseolus vulgaris Kosha) and Chenolodium album L. and Echinochloa cruss-galli (L.) P.Beauv. Environmental Sciences, 18(2), 219-236. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.29252/envs.18.2.219
19. Lithourgidis, A.S., Vlachostergios, D.N., Dordas, C.A., & Damalas, C.A. (2011). Dry matter yield, nitrogen content, and competition in pea–cereal intercropping systems. European Journal of Agronomy, 34(4), 287-294.‏
20. Liu, T., Song, F., Liu, S., & Zhu, X. (2011). Canopy structure, light interception, and photosynthetic characteristics under different narrow-wide planting patterns in maize at silking stage. Spanish Journal of Agricultural Research, 9(4), 1249-1261.‏ https://doi.org/10.5424/sjar/20110904-050-11
21. Moradi, A., Taheri Abkenar, K., Afshar Mohammadian, M., & Shabanian, N. (2017). Effects of dust on forest tree health in Zagros oak forests. Environmental Monitoring and Assessment, 189, 1-11.‏ https://doi.org/10.1007/s10661-018-6917-7
22. Pandita, A.K., Shah, M.H., & Bali, A.S. (2000). Effect of row ratio in cereal-legume intercropping systems on productivity and competition functions under Kashmir conditions. Indian Journal of Agronomy, 45(1), 48-53.‏
23. Rahetlah, V.B., Randrianaivoarivony, J.M., Razafimpamoa, L.H., & Ramalanjaona, V.L. (2010). Effects of seeding rates on forage yield and quality of oat (Avena sativa) vetch (Vicia sativa L.) mixtures under irrigated conditions of Madagascar. African Journal of Food, Agriculture, Nutrition and Development, 10(10), 4257-4267. https://doi.org/10.4314/ajfand.v10i10.62905
24. Ranjbar, S., Ghobadi, M.A., & Ghobadi, M. (2021). Influence of dust deposition and light intensity on yield and some agro-physiologic characteristics of chickpea (Cicer arietinum) in dry conditions. Iranian Journal of Pulses Research, 12(2), 69-84. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/ijpr.v12i2.86464
25. Ritchie, S.W., Nguyen, H.T., & Holaday, A.S. (1990). Leaf water content and gas‐exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop Science, 30(1), 105-111.‏
26. Ronald, A.E. (2000). (Amaranthus retroflexus)/pigweed. U. S. Department of Agriculture, New York.
27. Saberali, S.F., & Mohammadi, K. (2015). Organic amendments application down weight the negative effects of weed competition on the soybean yield. Ecological Engineering, 82, 451-458. https://doi.org/0.1016/j.ecoleng.2015.05.038
28. Salama, H.M., Al-Rumaih, M.M., & Al-Dosary, M.A. (2011). Effects of Riyadh cement industry pollutions on some physiological and morphological factors of Datura innoxia plant. Saudi Journal of Biological Sciences, 18(3), 227-237.‏ https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2011.05.001
29. Seyyednejad, S.M., & Koochak, H. (2011). A study on air pollution-induced biochemical alterations in Eucalyptus camaldulensis. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(3), 601-606.‏
30. Sharifi Kaliani, F., Babaei, S., & Zafar Sohrabpour, Y. (2021). Study of the effects of dusts on the morphological and physiological traits of some crops. Journal of Plant Production, 28(3), 205-220. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22069/jopp.2021.18782.2768
31. Sharma, S.B., & Baidyanath, K. (2015). Effects of stone crusher dust pollution on growth performance and yield status of gram (Cicer arietinum). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 4(3), 971-979.‏
32. Singh, S.N., & Verma, A. (2007). Phytoremediation of air pollutants: a review. Environmental Bioremediation Technologies, 293-314.‏ https://doi.org/10.1007/978-3-540-34793-4_13
33. Soltani-Gerdefaramarzi, S., Ghasemi, M., & Ghaneie-Bafghi, M.J. (2021). Spatial and temporal variability in the dust deposition rate of Yazd city and its relationship with some climatic parameters. Journal of Natural Environment, 73(4), 701-714. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22059/jne.2021.303249.1993
34. Somta, P., Prathet, P., Kongjaimun, A., & Srinives, P. (2014). Dissecting quantitative trait loci for agronomic traits responding to iron deficeincy in Mungbean [Vigna Radiata (L.) Wilczek]. Journal of Agricultural Science, 36(2), 101-111.‏ https://doi.org/10.17503/agrivita.v36i2.391
35. Squires, V.R. (2016). Dust Particles and Aerosols: Impact on Biota “A Review” (Part I). Journal of Rangeland Science, 6(1), 82-91. https://doi.org/10.1007/s40808-017-0302-3
36. Takashi, H. (1995). Studies on the effects of dust on photosynthesis of plant leaves [in Japanese], laboratory, of environmental control in biology, college of agriculture. Environmental Pollution, 89(3), 255-261.
37. Ulrichs, C., Welke, B., Mucha-Pelzer, T., Goswami, A., & Mewis, I. (2008). Effect of solid particulate matter deposits on vegetation: a review. Functional Plant Science and Biotechnology, 2(1), 56-62.‏
38. Wahla, I.H., Ahmad, R.I.A.Z., Ehsanullah, A.A., & Jabbar, A.B.D.U.L. (2009). Competitive functions of components crops in some barley based intercropping systems. International Journal of Agriculture and Biology, 11(5), 69-72.
39. Wang, X., Oenema, O., Hoogmoed, W., Perdok, U., & Cai, D. (2006). Dust storm erosion and its impact on soil carbon and nitrogen losses in northern China. Catena, 66, 221-227.
40. Willey, R. (1979). Intercropping-its importance and its research needs. Part I. Competition and yield advantages. In Field Crop Abstracts, 32, 1-10.
41. Yang, B.; Bruning, A.; Zhang, Z.; Dong, Z., & Espe, J. (2007). Dust storm frequency and its relation to climate changes in northern China during the past 1000 years. Atmospheric Environment, 41, 9288-9299.
42. Yang, F., Fan, Y., Wu, X., Cheng, Y., Liu, Q., Feng, L., & Yang, W. (2018). Auxin-to-gibberellin ratio as a signal for light intensity and quality in regulating soybean growth and matter partitioning. Frontiers in Plant Science, 9, 56-68. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00056
43. Yilmaz, S., Atak, M., & Erayman, M. (2008) .Identification of advantages of maize-legume intercropping over solitary cropping through competition indices in the East Mediterranean region. Turkish Journal of Agricultural and Forestry, 32, 111-119.
44. Zhang, X.N.A.U., Huang, G.N.A.U., Bian, X.N.A.U., & Zhao, Q.C.A.O. (2013). Effects of root interaction and nitrogen fertilization on the chlorophyll content, root activity, photosynthetic characteristics of intercropped soybean and microbial quantity in the rhizosphere. Plant, Soil and Environment, 59(2), 80-88.‏ https://doi.org/10.17221/613/2012-PSE
45. Zia-Khan, S., Spreer, W., Pengnian, Y., Zhao, X., Othmanli, H., He, X., & Muller, J. (2015). Effect of dust deposition on stomatal conductance and leaf temperature of cotton in northwest China. Water, 7(1), 116-131.‏ https://doi.org/10.3390/w7010116