تأثیر آبیاری تکمیلی و کاربرد انواع خاکپوش بر عملکرد و اجزای عملکرد عدس (Lens culinaris) در شرایط دیم

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران.

2 زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

3 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

سابقه و هدف: عدس به عنوان یکی از منابع مهم پروتئین گیاهی، در ایران و بسیاری از مناطق نیمه خشک جهان کشت می‌شود. سهم گسترده‌ای از اراضی زیر کشت این محصول به زراعت دیم اختصاص دارد. با این حال، عملکرد کم و کیفیت پائین این اراضی، عمدتاً ناشی از دو عامل مدیریت نامناسب اصول کشت دیم و چالش‌های اقلیمی شامل کمبود و پراکنش نامناسب بارش می‌باشد. در زمینه مدیریت پایدار رطوبت خاک، تکنیک‌ها و روش‌های متنوعی توسعه یافته‌اند که از میان آنها، خاک‌پوش‌ها (مالچ) به عنوان یک راهبرد کلیدی شناخته می‌شوند. بنابراین، هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی جامع و مقایسه استراتژی‌های مختلف مدیریت رطوبت خاک و تأثیرات بعدی آنها بر پارامترهای کمی و کیفی تولید عدس دیم بود.

مواد و روش‌ها: به منظور ارزیابی اثر انواع خاک‌پوش‌ها بر عملکرد و اجزای عملکرد عدس دیم (رقم سنا) تحت شرایط آبیاری تکمیلی، آزمایشی در سال 1401 در مزرعه‌ای واقع در روستای نصیرآباد شهرستان ورزقان اجرا گردید. این پژوهش به ‌صورت کرت-های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. آبیاری تکمیلی در سه سطح (بدون آبیاری، آبیاری در مرحله گلدهی و آبیاری در دو مرحله گلدهی و دانه‌بندی) به عنوان فاکتور اصلی و انواع خاک‌پوش در چهار سطح (شاهد بدون خاک‌پوش، پلی اتیلن، کاه و کلش گندم به میزان 5/8 تن در هکتار و خاک ارّه به میزان 4 تن در هکتار) به عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شدند. عملکرد و اجزای آن در زمان رسیدگی فیزیولوژیکی (زمانیکه غلاف‌های عدس زرد شده و به بلوغ کامل رسیده بودند)، اندازه‌گیری شدند.

یافته‌ها: یافته‌های پژوهش نشان داد که کاربرد آبیاری تکمیلی در دو مرحله گلدهی و دانه‌بندی در مقایسه با کاربرد آبیاری تکمیلی در مرحله گلدهی و عدم آبیاری منجر به افزایش معنی‌دار تعداد غلاف و دانه در بوته، وزن هزاردانه، زیست‌توده، عملکرد دانه، شاخص برداشت و محتوای پروتئین دانه گردید. همچنین، در میان انواع خاکپوش مورد مطالعه، استفاده از خاک‌پوش کاه و کلش گندم برتری خود را در تمامی صفات اندازه گیری شده نشان داد. این فاکتور فرعی قادر بود به طور معنی‌داری سبب بهبود عملکرد و اجزای عملکرد دانه در عدس دیم گردد و به عنوان یکی از موثرترین گزینه‌ها در حفظ رطوبت و افزایش بهره وری شناسایی شد. به طور کلی، بهترین ترکیب تیماری میان سطوح آبیاری تکمیلی و انواع خاک‌پوش‌های مورد مطالعه بر عملکرد و اجزای آن در عدس دیم رقم سنا، تیمار آبیاری تکمیلی در دو مرحله گلدهی و دانه‌بندی و کاربرد خاک‌پوش کاه و کلش گندم بود. بیشترین تعداد دانه در بوته (3/13 عدد)، وزن هزاردانه (1/55 گرم)، زیست‌توده (3/5744 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد دانه (5/955 کیلوگرم در هکتار) و محتوای پروتئین دانه (6/23 درصد) با کاربرد تیمار آبیاری تکمیلی در دو مرحله گلدهی و دانه بندی با خاکپوش کاه و کلش گندم بدست آمد. با این وجود، کاربرد سایر انواع خاک‌پوش‌ها در مقایسه با تیمار شاهد (بدون خاکپوش) منجر به بهبود معنی‌دار در عملکرد و اجزای آن گردید.

نتیجه‌گیری: با توجه به تنش‌های محیطی موثر بر کشت دیم عدس، به‌کارگیری راهبرد آبیاری تکمیلی و خاک‌پوش (به‌ویژه کاه و کلش گندم) توانست آثار آسیب‌های تنش خشکی را تعدیل نموده و از این طریق سبب افزایش عملکرد دانه و محتوای پروتئین دانه‌های عدس گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of supplementary irrigation and mulching on lentil (Lens culinaris Medik.) yield and yield components under rainfed conditions

نویسندگان [English]

  • Islam Naghizadeh 1
  • Vahid Sarabi 2
  • saeid Hazrati 3
1 Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz-Iran,
2 Department of Agronomy and plant breeding, faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani university
3 Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz-Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Lentil (Lens culinaris Medik.) as an important source of plant protein, is cultivated in Iran and many semi-arid regions of the world, and play a crucial role in the country’s food security and economic stability. The escalating challenges of climate change and improper management of rainfed farming principles have significantly affected the sustainable production of this valuable crop in recent years. To address this challenge and improve lentil productivity under rainfed conditions, several innovative approaches have emerged. Among these, soil moisture conservation techniques, including the strategic application of different mulching materials and supplemental irrigation systems, have shown promising potential for improving crop performance. This research aims to comprehensively evaluate and compare different soil moisture management strategies and their subsequent effects on both quantitative and qualitative parameters of rainfed lentil production.

Materials and Methods: A field experiment was conducted to evaluate the effects of different types of mulch on the lentil yield and its components under supplemental irrigation conditions. The study was conducted in 2022 in a farm located in Nasirabad village, Varzeghan district, East Azerbaijan province, Iran. The experiment was implemented as a split-plot design based on a randomized complete block design (RCBD) with twelve treatments and three replications. The main factor consisted of three supplementary irrigation levels: no irrigation (rainfed), irrigation at flowering stage, and irrigation at two stages of flowering and seed-filling and the sub-factor mulch with four levels: without mulch (control), polyethylene mulch, crop residues (straw and stubble at 8.5 tons/ha) and sawdust mulch at 4 tons/ha. Yield and its components were measured at physiological maturity, when the lentil pods had turned yellow and reached full maturity. Data analysis was performed using Minitab software (version 17) for primary statistical analyses, while treatment interaction effects were analysed using SAS software (version 9.2). Treatment means were compared using Fisher's Least Significant Difference (LSD) test at the 5% probability level (P ≤ 0.05). To determine the correlation coefficients based on all studied traits, Pearson's correlation coefficient was used in Minitab software version 17.

Results: The results showed that supplementary irrigation combined with mulching practices significantly improved lentil productivity under rainfed conditions. The application of two supplementary irrigations at critical growth stages (flowering and seed-filling periods) proved to be significantly more effective than a single irrigation either at flowering or no-irrigation on pods and seed number per plant, 1000-seed weight, biomass, seed yield, harvest index, and seed protein content. Among the different mulching treatments, straw and stubble mulch proved to be the most beneficial, significantly improving all the parameters studied. The optimal treatment combination was identified as supplemental irrigation at flowering + seed-filling stages combined with straw and stubble mulch, which maximized both yield (955.5 kg ha-1) and its components (13.3 seed plant-1, 55.1 g 1000-seed weight, 5744.3 kg ha-1 biomass, and 23.6% seed protein content). While other mulch materials also showed significant yield improvements over the control (no mulching), they were not as effective as straw and stubble mulch. This finding highlights the importance of mulch selection in dryland lentil production. Under dryland conditions, the integration of supplementary irrigation and mulch proved effective in mitigating the effects of drought stress, resulting in improved seed yield and protein content.

Conclusion: Considering the environmental stresses affecting rainfed lentil cultivation, supplemental irrigation combined with straw and stubble mulch significantly was able to improves lentil productivity under rainfed conditions. This integrated approach of strategic irrigation timing and appropriate mulching practices provides an effective strategy for sustainable lentil production in water-limited environments, particularly in regions experiencing irregular rainfall patterns and drought stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beans
  • Dryland
  • Mulching
  • Supplemental irrigation
  • Yield and yield components