فهرست مطالب
مجله تولید گیاهان زراعی
سال هفدهم شماره 3 (پاییز 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/07/01
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحات 1-18سابقه و هدف
چغندرقند یکی از محصولات زراعی عمده و راهبردی صنعتی است که سهم عمده ای در تولید شکر در سطح جهان را دارا می باشد. از آنجا که عملکرد اقتصادی مناسب در چغندرقند تابع رشد رویشی مناسب در اوایل فصل رشد و تخصیص و توزیع مناسب مواد فتوسنتزی به ریشه است، لذا کشت به موقع این گیاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تسریع در رشد گیاه را می توان با کشت در خزانه در شرایط کنترل شده و انتقال آن به زمین اصلی در زمان مناسب بعد از سرمای دیررس زمستانه و مشکل کمبود آب امکان پذیر کرد. با توجه به اهمیت اقتصادی چغندر قند به ویژه در استان خراسان رضوی و مناسب بودن دشت مشهد برای کشت گیاه این مطالعه برای تعیین مناسب ترین تاریخ کاشت و انواع انتقال نشا در مزرعه انجام شد.
مواد و روش هااین آزمایش در سال زراعی 97-1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار و 6 تیمار اجرا شد. تیمارها شامل : کشت مستقیم بذر در 22 فروردین، کشت مستقیم بذر در اول خرداد، کشت نشاء لخت در 15 خرداد، کشت نشاء با برگ در 15 خرداد، کشت نشاء لخت در 25 خرداد و کشت نشاء با برگ در 25 خرداد بودند. عملیات نمونه برداری و برداشت در اواخر آبان انجام شد. شاخص های اندازه گیری شده شامل درصد ماده خشک ریشه، عملکرد ریشه (RY)، درصد قند (SC)، محتوای سدیم (NA)، پتاسیم (K)، نیتروژن (N)، ضریب قلیائیت ریشه (ALC)، درصد شکر قابل استحصال (WSC)، ضریب استحصال شکر (ECS)، درصد قند ملاس (MS)، کارایی مصرف آب (WUE) و بهروه وری آب (WP) بودند.
یافته هابیشترین درصد قند در تیمار کشت مستقیم اول خرداد (55/ 12 درصد) و بین تیمارهای نشایی بیشترین درصد قند مربوط به نشاء 15 خرداد بدون برگ بود و با تاخیر در کشت نشاء (نشاء لخت 25 خرداد) این میزان کاهش یافت. در بین صفات منفی، بیشترین میزان سدیم ریشه در تیمار کشت مستقیم 22 فروردین، بیشترین میزان پتاسیم مربوط به تیمار نشاء لخت 15 خرداد و بیشترین محتوای نیتروژن ریشه چغندرقند و قلیائیت نیز در تیمار در کشت مستقیم 22 فروردین بدست آمد. بیشترین درصد شکر قابل استحصال و ضریب استحصال (%) در تیمار نشاء با برگ 25 خرداد مشاهده شد. بیشترین میزان عملکرد ریشه (7/90 تن در هکتار) در تیمار کشت نشاء با برگ 15 خرداد بدست آمد. نتایج نشان داد که بالاترین کارایی مصرف و بهره وری آب در تیمار نشاء لخت 25 خرداد و کمترین بهره وری آب نیز در تیمارهای کشت مستقیم بدست آمد.
نتیجه گیرینتایج این مطالعه نشان داد که نشاکاری چغندرقند در تاریخ مناسب نسبت به کشت مستقیم بذر می تواند ضمن افزایش عملکرد، کارایی مصرف و بهره وری اقتصادی آب را در شرایط آب و هوایی مشهد بهبود دهد. هم چنین تاریخ کشت 22 فروردین در کاشت مستقیم بذر و تاریخ 15خرداد در کشت نشا با برگ بهترین عملکرد ریشه و قند را نشان دادند. لذا پیشنهاد می شود این روش کاشت در مناطق مهم چغندر کاری مورد آزمایش و در صورت برتری، نسبت به ترویج آن اقدام شود.
کلیدواژگان: بهره وری آب، عملکرد ریشه، عملکرد شکرخالص، کارایی مصرف آب، کشت مستقیم -
صفحات 19-44سابقه و هدف
گیاه کلزا (Brassica napus L.) با دارا بودن 40 الی 44 درصد روغن یکی از مهمترین دانه های روغنی خوراکی محسوب شده و پس از سویا و نخل روغنی، سومین گیاه روغنی یک ساله جهان است. تقاضای جهانی غذا با افزایش سریع جمعیت رو به افزایش است. این تقاضا تا سال 2050 باید به میزان 60 درصد افزایش یابد که می تواند یک چالش اساسی، به ویژه در زمینه تغییرات آب و هوایی باشد. فعالیت های بشر از زمان صنعتی شدن منجر به افزایش انتشار گازهای گلخانه ای شده است که انتظار می رود الگوهای بارندگی و دمای منطقه ای را تغییر دهد. مهمترین خصوصیت تغییر اقلیم جهانی، افزایش معنی دار دما و توزیع ناموزون بارش است که فاکتورهای محدود کننده ای برای توسعه پایدار هستند. هدف نهایی ارزیابی ریسک تغییر اقلیم، شناسایی استراتژی های سازگاری برای دستیابی به توسعه پایدار در یک منطقه خاص است. راهکارهای سازگاری بسته به سیستم کشاورزی، منطقه و سناریوهای تغییر اقلیمی متفاوت می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی در گیاه کلزا نسبت به اقلیم آینده در ایران می باشد.
مواد و روشتحقیق حاضر به منظور پیش بینی اثر تغییر اقلیم بر رشد و نمو کلزای دیم در کشور با استفاده از دو مدل گردش عمومی HadGEM2-ES و IPSL-CM5A-MR حاصل پروژه CMIP5 تحت دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 گزارش ارزیابی پنجم IPCC در دوره آینده 2040 تا 2069 صورت گرفت. ریز مقیاس نمایی پارامترهای اقلیمی مولد آب و هوایی با ابزارهای تولید سناریوی اقلیمی در قالب پروژه AgMIP و در نرم افزار R انجام شد. پس از شبیه سازی اقلیم آینده و تولید پارامترهای مورد نیاز (دمای حداقل، دمای حداکثر، بارندگی و تشعشع خورشیدی)، شبیه سازی رشد و نمو کلزای دیم با استفاده از مدل SSM-iCrop2 تحت شرایط اقلیم فعلی و آینده انجام شد. همچنین با افزایش مقاومت به خشکی، نتایج شبیه سازی رشد و نمو کلزای دیم در شرایط اقلیمی آینده در ایران مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته هانتایج نشان داد میانگین دما در فصل کشت کلزا در دوره آینده به طور متوسط در هر دو مدل برای سناریوی انتشار RCP4.5 به میزان 3/2 درجه سانتی گراد و در سناریوی RCP8.5 به میزان 1/3 درجه سانتی گراد نسبت به شرایط فعلی افزایش خواهد یافت. همچنین نتایج نشان داد که پراکنش بارندگی در بین فصول رشد بین دو مدل مذکور متغیر خواهد بود. نتایج شبیه سازی در شرایط تغییر اقلیم در هر دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 نشان داد که با افزایش میانگین دما، طول فصل رشد در هر دو مدل مورد بررسی کاهش خواهد یافت، اما پیش بینی می شود میزان بهره وری آب در هر دو سناریوی انتشار افزایش یابد. پیش بینی می شود میانگین عملکرد کلزا در کشور در مناطق اصلی کشت آن، در سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب به میزان 5 و 8 درصد نسبت به شرایط فعلی افزایش پیدا یابد. با استفاده از راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی، پیش بینی می شود تحت هر دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب به میزان 8 و 9 درصد میانگین تغییرات عملکرد نسبت به آینده بدون راهکار سازگاری افزایش یابد.
نتیجه گیرینتایج این تحقیق نشان داد به طور میانگین، عملکرد در اکثر مناطق اصلی کشت کلزا در ایران در هر دو سناریوی انتشار افزایش می یابد. با استفاده از راهکار سازگاری افزایش مقاومت به خشکی در اقلیم آینده، پیش بینی می شود میانگین عملکرد نسبت به آینده بدون راهکارسازگاری افزایش یابد.
کلیدواژگان: تغییراقلیم، شبیه سازی، عملکرد، مدل SSM-Icrop2، سازگاری -
صفحات 44-64سابقه و هدف
با توجه به تغییرات گسترده اقلیمی و آلودگی های محیطی و نیز مصرف بالای سموم و کودهای شیمیایی در کشاورزی صنعتی، طرح و اجرای مباحث مربوط به کشاورزی پایدار از ضروریات جهان امروزی به شمار می رود. یکی از مهمترین راهکارهای کشت پایدار گیاهان، افزایش تنوع به واسطه استفاده از کشت مخلوط است. کشت مخلوط گیاهان زراعی موجب کنترل فرسایش و حفاظت خاک و آب، تثبیت بیولوژیک نیتروژن، افزایش کمیت و کیفیت محصول تولیدی و کنترل علف های هرز می گردد.
مواد و روش هابه منظور بررسی اثر اسید هیومیک بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم و عدس در کشت های خالص و مخلوط در شرایط دیم، آزمایشی در سال زراعی 99-1398 در مزرعه ای واقع در شهرستان قهاوند، استان همدان، انجام شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل الگوهای مختلف کشت در چهار سطح (کشت خالص گندم، کشت خالص عدس و کشت های مخلوط نواری شش ردیف گندم با سه ردیف عدس (6W:3L) و دوازده ردیف گندم با شش ردیف عدس (12W:6L) و مصرف اسید هیومیک در سه سطح (صفر، 6 و 12 کیلوگرم در هکتار) بود.
یافته هانتایج آزمایش حاضر نشان داد که در گیاه گندم، اثر کشت مخلوط بر تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله در متر مربع، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و درصد و عملکرد پروتئین معنی دار بود. همچنین، تعداد غلاف در بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، تعداد شاخه در بوته، عملکرد پروتئین و شاخص برداشت عدس به طور معنی داری تحت تاثیر کشت مخلوط قرار گرفت. اثر اسید هیومیک نیز بر تمام صفات مورد بررسی به جز شاخص برداشت عدس معنی دار بود. اثر متقابل کشت مخلوط در اسید هیومیک نیز بر عملکرد دانه گندم، وزن هزار دانه عدس، عملکرد دانه و بیولوژیک عدس و مجموع عملکرد عدس و گندم معنی دار شد. نسبت برابری زمین در تیمارهای کشت مخلوط بالاتر از یک بود و این امر سودمندی کشت مخلوط گندم و عدس نسبت به تک کشتی آنها را نشان داد.
نتیجه گیریبطور کلی پژوهش حاضر مشخص ساخت که کاربرد 12 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک منجر به افزایش عملکرد و اجزای عملکرد گندم و عدس گردید. به طوریکه، کشت مخلوط شش ردیف گندم با سه ردیف عدس (6W:3L) و کاربرد 12 کیلوگرم اسید هیومیک در هکتار جهت حصول حداکثر عملکرد و سودمندی کشت مخلوط گندم و عدس دیم مناسب به نظر می رسد.واژه های کلیدی: حبوبات، شاخص برداشت، غلات، کود آلی، نسبت برابری زمین
کلیدواژگان: حبوبات، شاخص برداشت، غلات، کود آلی، نسبت برابری زمین -
صفحات 65-84سابقه و هدف
از آنجائیکه در ایران، بخش کشاورزی با مصرف بیش از نیمی از منابع آب، عمده ترین مصرف کننده آب به شمار می آید، کاهش فراهمی آب ناشی از تغییرات اقلیمی مهم ترین عامل محدودکننده تولیدات زراعی است. بنابراین افزایش بهره وری آب و استفاده بهینه از این منابع محدود آبی ضروری به نظر می رسد. با در نظر داشتن محدودیت در منابع آبی مخصوصا در فصل تابستان که زمان کاشت، داشت و برداشت کنجد در کشور است، ضرورت دارد درخصوص نحوه مصرف بهینه آب در زراعت کنجد و امکان جایگزینی توده های بومی و ارقام قدیمی با ارقام جدید، بررسی های کاربردی صورت گیرد. بنابراین این فرضیه وجود دارد که می توان در خصوص ارقام و لاین های در دست معرفی کنجد از طریق کاهش دسترسی گیاه به آب (افزایش فواصل زمانی بین آبیاری و یا تسریع در قطع کردن آبیاری در انتهای دوره رشد) با حداقل کاهش عملکرد دانه و روغن، به کارایی مصرف آب بیشتری دست یافت. بدین منظور پژوهش حاضر طراحی و اجرا شده است.
مواد و روش هاآزمایش در دو سال 1401 و 1402 در مزرعه پژوهشی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، واقع در استان البرز، کرج اجرا شد. در این آزمایش اثر تیمار فواصل آبیاری شامل آبیاری پس از مصرف 40 درصد رطوبت قابل استفاده (آبیاری کامل) و آبیاری پس از مصرف 80 درصد رطوبت قابل استفاده (کم آبیاری)، و زمان قطع آخرین آبیاری شامل قطع آبیاری در ابتدای گلدهی، قطع آبیاری در ابتدای کپسول دهی و قطع آبیاری در اواسط کپسول دهی بر عملکرد و اجزای عملکرد، درصد و عملکرد روغن و کارایی مصرف آب دو ژنوتیپ کنجد شامل رقم اولتان و لاین در دست معرفی کنجد مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت کرت های دوبار خردشده (تیمار فواصل آبیاری عامل اصلی، زمان قطع آخرین آبیاری عامل فرعی و ژنوتیپ عامل فرعی فرعی) در قالب طرح پایه بلوک-های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در این آزمایش از تجزیه مرکب داده ها با فرض اثر تصادفی سال و با استفاده از رویه GLM در نرم افزار SAS استفاده شد. برای مقایسه میانگین اثرات اصلی از آزمون LSD (گزاره means) در سطح احتمال پنج درصد و در صورت معنی دار بودن اثر متقابل، برش دهی و مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون lsmeans (گزاره های slice و pdiff) انجام گرفت.
یافته هانتایج نشان داد که در هر دو ژنوتیپ، قطع آبیاری در اوایل کپسول دهی در مقایسه با اواسط آن در شرایط آبیاری کامل تاثیر معنی داری بر تعداد کپسول در بوته نداشت. همچنین در شرایط آبیاری کامل بین دو تیمار قطع آبیاری در اوایل و اواسط کپسول دهی تفاوت معنی داری از لحاظ عملکرد دانه مشاهده نشد. به عبارت دیگر ادامه آبیاری پس از اوایل کپسول دهی نقشی در افزایش عملکرد دانه کنجد ندارد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که عملکرد هر دو ژنوتیپ در شرایط آبیاری کامل تقریبا برابر (871 و 890 کیلوگرم در هکتار به ترتیب در رقم اولتان و لاین شماره 2) ولی در شرایط کم آبیاری عملکرد لاین شماره 2 تا 51 درصد از رقم اولتان بیشتر بود. در رقم اولتان تسریع در قطع آبیاری با کاهش معنی دار کارایی مصرف آب همراه بود، حال آنکه در لاین شماره 2، قطع آبیاری در اوایل کپسول دهی در مقایسه با اواسط آن نه تنها کارایی مصرف آب را کاهش نداد، بلکه به طور غیر معنی داری موجب افزایش آن شد.
نتیجه گیریدر مجموع چنین جمع بندی می شود که در شرایط کم آبیاری تعویق زمان قطع آبیاری تا اواسط کپسول دهی و در شرایط آبیاری کامل قطع آب در ابتدای کپسول دهی می تواند مدیریت مناسبی برای تولید کنجد باشد. همچنین جایگزینی ارقام جدیدتر از جمله لاین در دست معرفی شماره 2 می تواند در افزایش عملکرد و کارایی مصرف آب در زراعت کنجد موثر باشد.
کلیدواژگان: اجزای عملکرد، درصد روغن، عملکرد روغن، کارایی مصرف آب، کم آبیاری -
صفحات 86-108سابقه و هدفپایداری سامانه های کشاورزی را می توان با اقداماتی مانند کشت مخلوط و خاک ورزی حفاظتی بهبود داد. هدف از این تحقیق، بررسی کشت مخلوط گندم با شبدر و ماشک در جهت افزایش عملکرد کمی و کیفی و استفاده مفید از منابع محیطی تحت سامانه های خاک ورزی حفاظتی و متداول بود.مواد و روش هاآزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ایلام در سال زراعی 99-1398 انجام شد. خاک ورزی به عنوان عامل اصلی در سه سطح شامل خاک ورزی متداول، خاک ورزی حداقل و بدون خاک ورزی در کرت های اصلی قرار گرفت. کرت های فرعی شامل الگوهای مختلف کاشت در پنج سطح (کشت خالص گندم، شبدر، ماشک و کشت مخلوط افزایشی 100 درصد گندم+ 50 درصد شبدر و کشت مخلوط افزایشی 100 درصد گندم+ 50 درصد ماشک) بودند.یافته هانتایج نشان داد عملکرد دانه گندم در کشت مخلوط گندم+ شبدر و گندم+ ماشک در سامانه بدون خاک ورزی به ترتیب 7/29 و 4/19 درصد و در خاک ورزی متداول به ترتیب 6/13 و 9/17 درصد در مقایسه با کشت خالص گندم کاهش یافت. در سامانه خاک ورزی حداقل عملکرد دانه گندم در کشت مخلوط افزایشی گندم+ شبدر در مقایسه با کشت خالص گندم به میزان 6/6 درصد بیشتر بود. عملکرد علوفه ماشک در الگوی کشت خالص در سامانه بدون خاک ورزی، خاک ورزی حداقل و خاک ورزی متداول در مقایسه با کشت مخلوط ماشک به ترتیب 3/41، 4/73 و 3/54 درصد بیشتر بود. در خاک ورزی حداقل عملکرد علوفه شبدر 7/24 درصد نسبت به سامانه خاک ورزی متداول بیشتر بود. غلظت فسفر دانه گندم در الگوی کشت مخلوط افزایشی گندم+ ماشک 9/21 درصد در مقایسه با کشت خالص گندم افزایش یافت. غلظت پروتئین دانه گندم در کشت مخلوط گندم+ ماشک و گندم+ شبدر به طور متوسط 5/8 درصد نسبت به کشت خالص گندم بیشتر بود. میزان کلسیم علوفه ماشک در سامانه بدون خاک ورزی 81/16 درصد در مقایسه با خاک ورزی متداول کاهش یافت. فسفر علوفه شبدر و ماشک در خاک ورزی حداقل به ترتیب 5/34 و 1/15 درصد نسبت به بدون خاک ورزی بیشتر بودند. میزان فسفر علوفه ماشک در کشت مخلوط 40/11 درصد در مقایسه با کشت خالص ماشک کاهش نشان داد. در کشت مخلوط پروتئین علوفه شبدر و ماشک به ترتیب 06/14و 71/6 درصد کمتر از کشت خالص این گیاهان بود. میزان NDF (الیاف غیرقابل حل در شوینده خنثی) در الگوی کشت خالص ماشک و شبدر به طور متوسط حدود 11 درصد کمتر از کشت مخلوط آن ها بود. میزان ADF علوفه (الیاف غیرقابل حل در شوینده اسیدی) در کشت خالص شبدر و ماشک به ترتیب 65/12 و 62/9 درصد کمتر از کشت مخلوط بود. نسبت برابری زمین در همه الگوهای کشت مخلوط گندم با لگوم ها تحت سامانه های مختلف خاک ورزی بیشتر از یک بود که بیانگر مزیت الگوهای کشت مخلوط برای استفاده از زمین و افزایش عملکرد می باشد. محاسبه ضریب غالبیت نشان داد که تحت سامانه های مختلف خاک ورزی گندم از غالبیت بیشتری نسبت به بقولات برخوردار بود.نتیجه گیریکشت مخلوط گندم با گیاهان لگوم سبب بهبود کیفیت گندم و افزایش درصد فسفر، نیتروژن و پروتئین دانه گندم شد. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد کشت مخلوط گندم با گیاهان علوفه ای شبدر و ماشک تحت سامانه خاک ورزی حفاظتی باعث افزایش بهره وری از زمین می شود.کلیدواژگان: الگوی کاشت، شخم، عملکرد کمی و کیفی، نسبت برابری زمین
-
صفحات 107-124سابقه و هدفبا توجه به اقلیم خشک و نیمه خشک کشور، استفاده از راهکارهای افزایش بهره وری آب و بهبود عملکرد در واحد سطح ضروری به نظر می رسد.تاریخ کاشت زودهنگام می تواند یک استراتژی مدیریتی پایدار در مناطق با محدودیت منابع آبی باشد. مطالعات مزرعه ای نشان داده است که کاشت آفتابگردان در اوایل اسفند تا اوایل فروردین موثرترین استراتژی از نظر بهره وری آب و عملکرد دانه بوده است. بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی عملکرد و اجزای عملکرد هیبریدهای جدید آفتابگردان در تاریخ کاشت های زودهنگام اواخر اسفند و اوایل فروردین ماه، در مقایسه با تاریخ کاشت تابستانه و تاثیر تاریخ کاشت های زودهنگام بر بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب در مناطق معتدل سرد استان کرمانشاه اجرا شد.مواد و روش هاپژوهشی دو ساله (1400-1402) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی ماهیدشت کرمانشاه انجام شد. آزمایش به صورت کرت های نواری با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل تاریخ های کاشت به عنوان عامل اول شامل پنج سطح: در سال اول (25 اسفند، 10 فروردین، 25 فروردین، 10 اردیبهشت و 15 خرداد) و در سال دوم (9 اسفند، 3 فروردین، 25 فروردین، 10 اردیبهشت و 30 اردیبهشت) و عامل دوم ارقام آزمایش شامل هیبریدهای شمس، گلسا، زرین و رقم آزادگرده افشان لاکومکا بودند. داده ها با استفاده از نرم افزار SAS آماری (SAS 9.1) تجزیه واریانس شدند. برای بررسی بهره وری، شاخص های بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب در تاریخ های کاشت مختلف مورد ارزیابی قرار گرفتند.یافته هانتایج تجزیه واریانس نشان داد تاریخ کاشت در هر دو سال بر عملکرد و اجزای عملکرد به جز تعداد دانه در طبق درسال دوم تاثیر معنی داری داشت. ارقام مورد بررسی نیز در هر دو سال تفاوت معنی داری از نظر عملکرد و اجزای عملکرد داشتند. بیشترین عملکرد دانه در سال اول با 3921 و 3720 کیلوگرم در هکتار به تاریخ های 10 اردیبهشت و 25 فروردین و در سال دوم با 3782 و 3711 کیلوگرم در هکتار به تاریخ های 3 فروردین و 10 اردیبهشت تعلق داشت. نتایج نشان داد که کاشت در تاریخ های بهاره (10 اردیبهشت) و تابستانه (15 خرداد و 30 اردیبهشت) در هر دو سال منجر به افزایش وزن هزار دانه نسبت به سایر تاریخ های کاشت زودهنگام شد. کاهش وزن هزار دانه در تاریخ های کاشت اول و دوم (زودهنگام) به دلیل مصادف شدن دوره پرشدن دانه با افزایش دما در اواخر تیرماه و اوایل مردادماه بود. رقم لاکومکا که یک رقم آزادگرده افشان می باشد، در بین ارقام مورد بررسی در سال اول و دوم به ترتیب با 3927 و 3957 کیلوگرم در هکتار بیشترین و هیبرید گلسا به ترتیب با 3163 و 2941 کیلوگرم در هکتار دارای کم ترین عملکرد دانه بود. بر اساس بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب محاسبه شده، نتایج نشان داد که تاریخ های کاشت زودهنگام 9 اسفند و 3 فروردین ماه در سال دوم به دلیل صرفه جویی در مصرف آب، به ترتیب 74 و 70 درصد بهره وری اقتصادی بالاتری نسبت به تاریخ کشت تابستانه داشتند.نتیجه گیریبه طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که تاریخ کاشت های 25 فروردین و 10 اردیبهشت (تاریخ های کاشت بهینه در مناطق معتدل سرد) بالاترین عملکرد دانه و شاخص های بهره وری فیزیکی و اقتصادی آب را داشت، بااین حال کاشت زودهنگام در تاریخ های 25 اسفند، 10 فروردین و 25 فروردین با کاهش مصرف آب بهره وری اقتصادی قابل قبولی را نشان داد. اهمیت کاشت زودهنگام آفتابگردان در شرایط خشکسالی و همچنین موقعی که قیمت آب مصرفی در کشاورزی به صورت واقعی محاسبه گردد بیشتر نمایان می شود. به طورکلی نتایج این مطالعه تاکید کرد که کاشت زودهنگام آفتابگردان، اگرچه ممکن است با عملکرد دانه بالاتری همراه نباشد، اما به دلیل استفاده بهینه از منابع آبی و بهره وری قابل قبول، می تواند یک راه حل عملی و موثر در مدیریت منابع آب و مقابله با خشکسالی باشد.کلیدواژگان: آفتابگردان، صرفه جویی آب، تاریخ کاشت زمستانه
-
صفحات 123-142سابقه و هدف
کشاورزی فشرده طی سال ها اگر چه باعث افزایش عملکرد به واسطه استفاده از نهاده های شیمیایی شده است، اما کاهش تنوع زیستی، آسیب به سلامت انسان و منابع محیطی را نیز به همراه داشته است. توسعه راهبردهای افزایش بهره وری سامانه های کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک به وسیله کم آبیاری و روش های سازگار کنترل علف های هرز با محیط زیست مانند کشت مخلوط برای کشاورزی پایدار یک امر مهم است. به همین منظور، این پژوهش با هدف بررسی ارزیابی صفات مختلف کشت مخلوط گندم سیاه و لوبیا چشم بلبلی در شرایط کم آبیاری و وجین علف هرز انجام شد.
مواد و روش هااین آزمایش به صورت کرت های دو بار خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال زراعی 1401 انجام شد. عامل اصلی کم آبیاری در سه سطح فراهم کردن 100% نیاز آبی گیاه (شاهد)، 85% نیاز آبی و 70% نیاز آبی نسبت به شاهد، و عامل فرعی شامل الگوی کاشت که در پنج سطح شامل کشت خالص گندم سیاه، کشت خالص لوبیا چشم بلبلی، سه سطح کشت مخلوط گندم سیاه و لوبیا چشم بلبلی شامل ردیف های کاشت (1:1)، (3:1)، (1:3) بودند. همچنین، عامل فرعی فرعی شامل زمان های وجین علف هرز در پنج سطح عدم وجین (شاهد آلوده)، و وجین تا دو، چهار، شش و هشت هفته پس از سبزشدن محصول بود.
یافته هابالاترین عملکرد دانه در هر دو گیاه گندم سیاه (9/2436 کیلوگرم در هکتار) و لوبیا چشم بلبلی (5/2495 کیلوگرم در هکتار)، در تیمار کشت خالص با هشت هفته وجین علف هرز و آبیاری کامل به دست آمد. تعداد ردیف های کاشت این دو گیاه در کشت خالص نسبت به مخلوط بیشتر بود که طبیعتا عدد بالاتری را ثبت کردند. کشت مخلوط یک ردیف گندم سیاه و یک ردیف لوبیا چشم بلبلی با هشت هفته وجین علف هرز، بالاترین مقدار شاخص سطح برگ برای لوبیا چشم بلبلی (36/3) و گندم سیاه (1/4) و همین الگوی کاشت با شش هفته وجین بیشترین تعداد شاخه در بوته را برای گندم سیاه (16 عدد) ثبت نمود. کمترین زیست توده علف هرز در تیمار عدم وجین نیز توسط همین الگوی کاشت تحت آبیاری 70 درصد (1/12 گرم در مترمربع) به ثبت رسید. بیشترین وزن خشک علف هرز (7/145 گرم در مترمربع) در الگوی کشت خالص لوبیا تحت 85 درصد آبیاری و عدم وجین علف هرز ثبت شد. الگوی کاشت یک ردیف گندم سیاه و یک ردیف لوبیا چشم بلبلی با دو هفته وجین تحت آبیاری 100 درصد، بالاترین نسبت برابری زمین (08/1) را در بین الگوهای کشت مخلوط ثبت نمود.
نتیجه گیریبیشتر الگوهای کشت مخلوط توانستند نسبت برابری زمین بالاتر از یک را کسب کنند که نشان دهنده بهره وری بیشتر این سامانه کاشت نسبت به کشت خالص است. همچنین از لحاظ کنترل زیست توده علف هرز، افزایش عملکرد تحت شرایط کم آبیاری و برخی از صفات در هر دو گیاه، الگوی کشت مخلوط یک ردیف گندم سیاه با یک ردیف لوبیا چشم بلبلی توانست موفق عمل کند. در نتیجه استفاده از کشت مخلوط می تواند تا حدی اثرات زیانبار علف کش ها را کم و کارایی استفاده از زمین را افزایش دهد.
کلیدواژگان: الگوی کاشت، تنش خشکی، زیست توده علف هرز، کشاورزی پایدار، نسبت برابری زمین -
صفحات 143-164سابقه و هدف
سیاه دانه گیاهی دارویی و پر مصرف در سراسر جهان است. دانه های این گیاه دارای ارزش اقتصادی قابل توجهی بوده و حاوی ترکیباتی همچون تیموکینون، تیمول، توکوفرول، ترانس رتینول و سلنیوم می باشند که کاربردهای چند منظوره دارند. مطالعات نشان داده اند که تاخیر در کشت، تاثیر منفی بر رشد و عملکرد این گیاه دارد. از آنجایی که تاریخ کشت بر روی استقرار گیاه، کنترل علف های هرز، بیماری ها و آفات، زمان برداشت و کیفیت محصول موثر است، بنابراین آگاهی از زمان مناسب کشت در هر منطقه برای ارتقای کمی و کیفی محصول حائز اهمیت می باشد.
مواد و روش هااز این رو، به منظور بررسی تاثیر تاریخ کاشت و توده های مختلف سیاه دانه بر عملکرد و اجزای عملکرد، آزمایشی مزرعه ای در سال زراعی 01-1400 در محل مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان اجرا شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تکرار انجام گرفت. تیمارها شامل تاریخ کشت در سه سطح (15 آبان، 15 آذر و 15 دی ماه) و توده سیاه دانه در سه سطح (ایرانی، سوری و هندی) بود. در این پژوهش صفات مورد مطالعه شامل تعداد شاخه فرعی، کپسول در هر بوته، تعداد کپسول پوک در هر بوته، تعداد دانه در خانه کپسول، تعداد فولیکول، وزن کپسول، وزن هزاردانه، عملکرد دانه، وزن خشک تک بوته و عملکرد بیولوژیک، اندازه گیری، شمارش و ثبت شد.
یافته هانتایج نشان داد، اثر تاریخ کاشت، توده و اثر متقابل آن ها بر اکثر صفات مورد مطالعه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. بر اساس نتایج، بیشترین تعداد کپسول سالم و پوک و بیشترین تعداد فولیکول در توده ایرانی مشاهده شد. همچنین بالاترین وزن کپسول، وزن هزاردانه و حداکثر عملکرد دانه به ترتیب با میانگین 288/0 ، 38/2 گرم و 75/994 کیلوگرم در هکتار به توده هندی در تاریخ کشت اول تعلق گرفت. به طور کلی در بین توده های مورد بررسی، توده هندی به دلیل سازگاری با شرایط آب و هوایی منطقه، در اکثر صفات عملکردی در مقایسه با دو توده دیگر بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد.
نتیجه گیریدر این تحقیق در سال مورد مطالعه تاخیر در تاریخ کاشت (آذر و دی ماه) موجب کاهش معنی دار صفات مربوط به عملکرد و اجزای عملکرد شد و تاریخ کشت اول (15/08/1400) بیشترین اثر مثبت را بر هر سه توده به خود اختصاص داد، بنابراین مناسب ترین تاریخ کشت برای سیاه دانه در شرایط آب و هوایی گرگان، کشت در آبان ماه بوده که موجب دستیابی به حداکثر عملکرد دانه در توده های سیاه دانه به ویژه توده هندی می شود. درنتیجه جهت حصول حداکثر عملکرد، این تاریخ کشت قابل توصیه در شرایط اقلیم شهرستان گرگان می باشد.
کلیدواژگان: اجزای عملکرد، توده هندی، زیره سیاه، فولیکول -
صفحات 165-190
لوبیای معمولی (Phaseolus vulgaris L.) به دلیل ارزش غذایی بالا نقش موثری در تامین امنیت غذایی جامعه دارد. در ایران، تامین پروتئین عمدتا وابسته به فرآورده های گیاهی است و در این راستا هر اقدامی در جهت بهبود عملکرد و تولید محصولات زراعی غنی از پروتئین که در راس آن حبوبات قرار دارند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. افزایش عملکرد از طریق بهینه سازی مدیریت تولید و حذف عوامل ایجاد کننده خلا عملکرد مناسب ترین راه برای افزایش تولید گیاهان زراعی و ارتقای امنیت غذایی به شمار می رود. بنابر این، برای تامین پایدار غذا برآورد دقیق عملکرد پتانسیل و خلا عملکرد و تولید محصولات زراعی ضروری است. بنابراین مطالعه حاضر با هدف برآورد میزان خلا عملکرد و تولید و بهره وری آب لوبیا در مناطق اقلیمی اصلی تولید آن در کشور بر اساس پروژه اطلس جهانی خلا عملکرد (GYGA) در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 1395 انجام شد.به منظور برآورد خلا عملکرد و بهره وری آب لوبیا در ایران مطابق با دستورالعمل گیگا ابتدا داده های مربوط به عملکرد کشاورزان (Ya) و سطح زیر کشت و تولید لوبیا در کشور در بازه زمانی 15 ساله 1380 تا 1394 از وزارت جهاد کشاورزی ایران تهیه شد. سپس نقشه پراکنش لوبیا در کشور رسم شد. با روی هم گذاشتن نقشه پراکنش سطح زیر کشت لوبیا و نقشه پهنه بندی اقلیمی کشور، مناطق اقلیمی اصلی تولید لوبیا مشخص شدند. سپس متناسب با سطح هر پهنه اقلیمی، ایستگاه های هواشناسی مرجع انتخاب شدند. به منظور برآورد میزان عملکرد پتانسیل (Yp) و بهره وری آب لوبیا (Wp) بر اساس داده های هواشناسی و نوع خاک غالب و شیوه های مدیریتی در هر کدام از مناطق انتخاب شده از مدل شبیه سازی گیاه SSM-iCrop2 استفاده شد که به صورت محلی کالیبره و ارزیابی شده بود. خلا عملکرد از اختلاف عملکردهای پتانسیل و واقعی هر ایستگاه برآورد و با روش بزرگ مقیاس نمایی از ایستگاه به مناطق اقلیمی اصلی و سپس به کل کشور تعمیم داده شد. یافته ها نتایج مقایسه میانگین عملکرد واقعی لوبیا گزارش شده توسط وزارت کشاورزی با عملکرد واقعی محاسبه شده طبق پروتکل گیگا برای کشور با RMSE، CV و r به ترتیب برابر با 84 کیلوگرم در هکتار، 4 درصد و 96/0 نشان داد که با استفاده از این پروتکل می توان میانگین عملکرد پتانسیل لوبیا در کشور را با دقت بالایی برآورد نمود. میانگین عملکرد واقعی لوبیا در ایران طی سال های 1380 تا 1394 بین 6/1 و 3/2 تن در هکتار متغیر بود. همچنین، میانگین عملکرد واقعی در مناطق اقلیمی اصلی تولید این محصول برابر با 9/1 و در دامنه 1/1 (منطقه اقلیمی 4202 واقع در گرمی) تا 3/2 تن در هکتار (در منطقه اقلیمی 3003 واقع در آوج) قرار داشت. عملکرد پتانسیل لوبیا از 4/3 (در منطقه اقلیمی 4202 واقع در گرمی) تا 4/5 تن در هکتار (در منطقه اقلیمی 4103 واقع در همدان و بیجار) با میانگین 5/4 تن در هکتار تخمین زده شد. بر اساس این نتایج، در مناطق اقلیمی اصلی تولید لوبیا در ایران 8/1 تا 5/3 (به طور متوسط 6/2) تن در هکتار معادل 46 تا 67 (به طور متوسط 57 درصد) خلا عملکرد وجود دارد. میانگین پانسیل بهره وری آب برای تولید لوبیا در ایران 76/0 کیلوگرم بر متر مکعب برآورد شد.بر اساس نتایج این مطالعه در صورت حذف عوامل ایجاد کننده خلا عملکرد از طریق بهینه سازی مدیریت تولید و کشت لوبیا و رسانیدن عملکرد مزارع لوبیا به عملکرد قابل حصول (80 درصد عملکرد پتانسیل) یعنی افزایش عملکرد دانه از مقدار فعلی 9/1 به 6/3 تن در هکتار با همین سطح زیر کشت، تولید لوبیا در ایران از 223 هزار تن فعلی به 416 هزار تن خواهد رسید که معادل 46 درصد افزایش تولید است و گام مهمی در ارتقای امنیت غذایی تلقی می شود.
کلیدواژگان: پروتکل گیگا، خلا تولید، عملکرد قابل حصول، مدل SSM-Icrop2
-
Pages 1-18Background and objectives
Sugar beet is one of the major industrial crops that has a major contribution to sugar production worldwide as well as in Iran. Suitable economic performance in sugar beet is dependent on proper vegetation growth in early growing season and appropriate allocation and distribution of assimilates to the roots, therefore, the time of cultivation of this plant will be important. The growth of sugar beet can be accelerated by planting in the transfer container and transferring it to the main land at a time when the risk of late winter and early spring cold and the problem of water scarcity are removed. Considering the economic importance of sugar beet, especially in Khorasan Razavi province, and adapting this plant for cultivation in Mashhad area, this study was carried out to determine the most suitable planting date and types of transplanting.
Material and methodsThis experiment was conducted in research farm of the Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad in 2017-2018 growing season. The experiment was carried out in a randomized complete block design with 3 replications and 6 treatments. Treatments included: Direct planting in 11 April, Direct planting in 22 May, transplanting with leaves in 5 June, transplantation without leaves in 5 June, transplantation with leaves in 15 June and Transplanting without leaves in 15 June. Sampling and harvesting operations were carried out in late November. Measured indices included root dry matter percentage, root yield (RY), sugar content (SC), sodium content (NA), potassium (K), nitrogen (N), root Alkalinity (ALC), white sugar content (WSC), extraction coefficient sugar (ECS), molasses content (MS), water use efficiency (WUE) and water productivity (WP).
ResultsThe highest sugar content was obtained in direct planting in 22 May (12.55%) but no significant difference was observed with other treatments. Amongst anti-quality traits, direct planting in 11 April contained highest sodium concentration, also the highest potassium content was observed in leafless transplanting in 5 June. The highest root nitrogen content and alkalinity were obtained in direct planting in 11 April. The highest white sugar content (%) and sugar extraction coefficient (%) were obtained in transplanting with leaves in 15 June treatment. The highest root yield (90.7 t. ha-1) and white sugar yield (5.96 t. ha-1) was obtained in transplanting with leaves in 5 June treatment. The results showed that the highest water use efficiency and water productivity were recorded in transplanting without leaves in 15 June and the lowest were observed in direct planting treatments.
ConclusionThe results of this study showed that transplantation of sugar beet in proper time can increase root and white sugar yield and also improve water use efficiency and economic water productivity in Mashhad conditions. In addition, direct seed sowing in 11th April and transplanting with leaves in 5 June showed the highest root and white sugar yield. Therefore, it may be suggested that sugar beet transplanting with leaves extended in sugar beet production areas after arrangement of local trails.
Keywords: Water Productivity, Root Yield, White Sugar Yield, Water Use Efficiency, Transplantation -
Pages 19-44Background and objectives
The canola plant (Brassica napus L.), containing 40 to 44 percent oil, is considered one of the most important edible oilseeds and is the third most significant annual oilseed crop in the world after soybean and oil palm. The global demand for food is rapidly increasing due to the growing population. This demand is expected to rise by 60 percent by the year 2050, which poses a significant challenge, especially in the context of climate change. Human activities since the industrialization era have led to an increase in greenhouse gas emissions, which are expected to alter regional rainfall patterns and temperatures. The most critical feature of global climate change is the significant increase in temperature and uneven distribution of precipitation, which are limiting factors for sustainable development. The ultimate goal of assessing climate change risks is to identify adaptation strategies to achieve sustainable development in a specific region. Adaptation strategies vary depending on agricultural systems, regions, and climate change scenarios. The aim of this study is to examine adaptation strategies to enhance drought resistance in rapeseed plants concerning future climate conditions in the country.
Materials and methodsThe present study aims to predict the impact of climate change on the growth and development of rainfed canola in Iran using two general circulation models, HadGEM2-ES and IPSL-CM5A-MR, derived from the CMIP5 project under two emission scenarios, RCP4.5 and RCP8.5, as reported in the fifth assessment report of the IPCC for the future period from 2040 to 2069. The downscaling of climatic parameters generating weather data was conducted using climate scenario generation tools within the AgMIP project and implemented in R software. After simulating the future climate and producing the necessary parameters (minimum temperature, maximum temperature, precipitation, and solar radiation), the growth and development simulation of rainfed canola was carried out using the SSM-iCrop2 model under current and future climate conditions. Additionally, the results of the growth and development simulation of rainfed canola under future climatic conditions in Iran were evaluated with increased drought resistance.
ResultsThe results indicated that the average temperature during the canola growing season in the future is expected to increase by an average of 2.3 degrees Celsius for the RCP4.5 emission scenario and by 3.1 degrees Celsius for the RCP8.5 scenario compared to current conditions. Additionally, the results showed that the distribution of precipitation among the growth seasons would vary between the two models. The simulation results under climate change for both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios revealed that, with the increase in average temperature, the length of the growing season would decrease in both models studied. However, it is predicted that water productivity will increase under both emission scenarios. It is anticipated that the average yield of canola in the country in its main cultivation areas will increase by 5% and 8% under the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, respectively, compared to current conditions. By implementing adaptation strategies to enhance drought resistance, it is expected that under both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, the average yield changes will increase by 8% and 9%, respectively, compared to a future without adaptation strategies.
ConclusionThe results of this study indicate that, on average, the yield in most of the main canola cultivation areas in the country is expected to increase under both emission scenarios. By implementing adaptation strategies to enhance drought resistance in the future climate, it is predicted that the average yield will increase compared to a future without adaptation strategies.
Keywords: Climate Change, Simulation, Yield, SSM-Icrop2 Model, Adaptation -
Pages 44-64Background and objectives
Due to the extensive climate changes and environmental pollution, along with the heavy use of toxins and chemical fertilizers in industrial farming, addressing topics concerning sustainable agriculture is deemed essential in today's world. A key strategy for sustainable plant cultivation involves enhancing diversity by practicing intercropping. This technique aids in erosion control, soil and water protection, nitrogen biological fixation, boosting both the quantity and quality of yields, and managing weed growth.
Materials and methodsTo investigate the impact of humic acid on the yield of wheat and lentil in both sole and intercropping systems under dryland conditions, an experiment was conducted during the 2018-2019 growing season in Qahavand city, Hamedan, Iran. The experiment followed a factorial design based on randomized complete blocks design with three replications. The factors included different cropping patterns at four levels: wheat sole crop, lentil sole crop, strip intercropping with 6 rows of wheat and 3 rows of lentil (6W:3L), and strip intercropping with 12 rows of wheat and 6 rows of lentil (12W:6L). Additionally, humic acid was applied at three levels (0, 6, and 12 kg.ha-1). Yields, yield components, and land equivalent ratio were measured and evaluated.
ResultsThe results indicated significant effects of intercropping on various parameters in both wheat and lentil crops. In wheat, intercropping influenced traits such as seeds per spike, spikes per square meter, 1000 seed weight, grain yield, biological yield, harvest index, and protein percentage. For lentil, intercropping impacted the number of pods per plant, 1000 seed weight, grain yield, biological yield, protein yield, and harvest index. Additionally, the application of humic acid significantly affected most traits, except for the lentil harvest index. The interaction between the intercropping and humic acid influenced wheat grain yield, 1000-seed weight of lentil, lentil grain and biological yield, and the total yield of lentil and wheat. The land equivalent ratio (LER) in all intercropping treatments was greater than 1, indicating the benefits of wheat and lentil intercropping over sole cropping.
ConclusionThe application of 12 kg.ha-1 of humic acid resulted in increased yields and yield components for both wheat and lentil crops, along with a higher land equivalent ratio ( LER) index. The intercropping of 6 rows of wheat and 3 rows of lentil (6W:3L), combined with this application, is optimal for achieving maximum yield and benefits in the intercropping of wheat and lentil.Keywords: Cereal, harvest index, land equivalent ratio, organic fertilizer, pulses
Keywords: Cereal, Harvest Index, Land Equivalent Ratio, Organic Fertilizer, Pulses -
Pages 65-84
agriculture in Iran is the largest consumer of water resources, reducing water availability due to climate change is the most significant limiting factor for agricultural production. Therefore, increasing water productivity and optimising these limited water resources are essential. Considering the constraints on water resources, especially during the summer when sesame cultivation and growth occur in the country, it is necessary to conduct practical studies on optimal water use in sesame farming and the possibility of replacing native varieties and old cultivars with new ones. Hence, it is hypothesised that introducing sesame varieties and lines through reduced plant access to water (increasing irrigation intervals or accelerating irrigation cut-off at the end of the growth period) can achieve greater water use efficiency with minimal seed and oil yield losses. The present research was designed and implemented to address this hypothesis.The experiment was conducted over two years, 2022 and 2023, at the research farm of the Seed and Plant Improvement Institute, located in Alborz Province, Karaj. The experiment investigated the effect of irrigation intervals, including irrigation after consuming 40% (full irrigation) and 80% (deficit irrigation) of available soil moisture, and the timing of the last irrigation, including irrigation cut-off at the beginning of flowering, irrigation cut-off at the beginning of capsule formation, and irrigation cut-off during mid-capsule formation, on the yield, yield components, oil percentage, and water use efficiency of two sesame genotypes, Ultan and Sesame Line 2. The experiment was laid out in a split-split-plot design )treatment of irrigation intervals as the main plot, the time of the last irrigation as the sub-plot and the genotype as the sub-sub-plot) within randomised complete blocks with three replications. Compound data analysis assuming the random effect of year and using the GLM procedure in SAS software was employed. To compare the means of main effects, LSD test (means statement) was conducted at a 5% significance level, and in case of significant interaction effects, slicing and comparison were performed using the lsmeans procedure (slice and pdiff statements).Results showed that, in both genotypes, irrigation cut-off at the beginning of capsule formation compared to mid-capsule formation had no significant effect on the number of capsules per plant under full irrigation conditions. The results showed that under full irrigation conditions, there was no significant difference in grain yield between the two irrigation cut-off timings (early and mid-capsule formation). In other words, continuing irrigation after the early stage of capsule formation did not increase sesame grain yield. Additionally, results revealed that although the yield of both genotypes was approximately equal under full irrigation conditions (871 and 890 kg per hecta, respectively, in Oltan and Line 2), the yield of Line 2 was 51% higher than Ultan under deficit irrigation conditions. In Ultan, accelerating irrigation cut-off was accompanied by significantly reducing water use efficiency. In contrast, in Line 2, irrigation cutoff at the early stage of capsule formation not only did not decrease water use efficiency but also insignificantly increased it. In conclusion, it can be inferred that by substituting native masses and old varieties with new varieties and lines in sesame cultivation, savings in water consumption can be achieved, increasing water use efficiency in sesame farming while preventing yield reduction.In general, it can be concluded that in low irrigation conditions, postponing the time of cutting irrigation until the mid-capsule formation and in full irrigation conditions, cutting off irrigation at the beginning of capsule formation can be a suitable management for sesame production. Also, the replacement of newer cultivars, including the line 2, can be effective in increasing the yield and efficiency of water consumption in sesame cultivation.
Keywords: Deficit Irrigation, Oil Percentage, Oil Yield, Water Use Efficiency, Yield Components -
Pages 86-108Background and objectivesThe sustainability of agricultural systems can be improved by practices such as intercropping and conservation tillage systems. This research aimed to investigate the intercropping of wheat with clover and vetch to increase the quantitative and qualitative yield and the beneficial use of environmental resources in conservation and conventional tillage systems.Materials and methodsThe experiment was carried out in the form of split plots in a randomized complete block design with three replications in the research farm of Ilam University in the crop year of 2018-2019. Tillage regimes as the main factor in three levels were assigned to the main plots, including conventional tillage, minimum tillage and no tillage. The sub-plots included different cultivation patterns at five levels (Wheat monoculture, monoculture clover, monoculture vetch, 100% wheat + 50% clover intercropping and 100% wheat + 50% vetch intercropping).ResultsThe results showed that the grain yield of wheat in the intercropping of wheat+ clover and wheat + vetch in the system no-tillage was 29.7 and 19.4% respectively and in conventional tillage it was lower by 13.6 and 17.9% respectively compared to monoculture. In the minimum tillage system, wheat grain yield in the intercropping of wheat + clover was higher by 6.6% compared to wheat monoculture. The forage yield of vetch in the monoculture pattern in the system no-tillage, minimum tillage and conventional tillage was higher by 41.3, 73.4 and 54.3%, respectively, compared to the intercropping of wheat + vetch. In minimum tillage, the forage yield of clover was 24.7% higher than the conventional tillage system. Phosphorus concentration of wheat grain increased by 21.9% the intercropping of wheat + vetch compared to monoculture of wheat. The concentration of wheat grain protein in the intercropping of wheat+ clover and wheat + vetch was on average 8.5% higher than that of wheat monoculture. Calcium content of vetch forage in the system without tillage decreased by 16.81% compared to conventional tillage. Phosphorus of clover and vetch forage in minimum tillage was 34.5 and 15.1% higher than no-tillage. Phosphorus content of vetch forage in intercropping decreased by 11.40% compared to monoculture of vetch. In the intercropping of wheat+ clover and wheat + vetch forage protein was 14.06 and 6.71% less than the monoculture of these plants, respectively. The amount of neutral detergent fiber (NDF) in the monoculture of clover and vetch was on average about 11% lower than their intercropping patterns. The amount of ADF (acid detergent fiber) in monoculture of clover and vetch was 12.65% and 9.62% less than the intercropping patterns. The land equivalent ratio in all intercropping patterns of wheat with legume cover crops was more than one, indicating the advantage of intercropping patterns for land use and increasing the yield over monoculture. Calculating the aggressivity index showed that wheat was more dominate than legumes under different tillage systems.ConclusionThe intercropping of wheat with leguminous plants improved the quality of wheat and increased the percentage of phosphorus, nitrogen and wheat grain protein. In general, the results of this research showed that the intercropping of wheat with clover and vetch under conservation tillage system improves the forage production and increase the productivity of the land.Keywords: Planting Pattern, Plowing, Quantitative, Qualitative Yield, Land Equivalent Ratio
-
Pages 107-124Background and objectivesEarly sowing date of sunflower in cold temperate regions can be a sustainable management strategy in areas with limited water resources. Field trials have shown that sowing sunflowers in late February to mid-March was the most effective strategy in terms of water efficiency and grain yield. so the present study was conducted to investigate grain yield and yield components of sunflower hybrids in the early sowing date, compared to the summer sowing date, and their effects on the physical and economic water productivity in the cold temperate regions of Kermanshah province.Material and methodsA two-year research (2022-2023) was conducted at the Mahidasht Agricultural Research Station of Kermanshah. The experiment was conducted as a strip plot with a randomized complete block design with four replications. The treatments included sowing dates as the first factor, including five levels: in the first year (March 16, March 30, April 14, April 30, and June 5) and in the second year (February 9, March 23, April 14, April 30, and May 20), and the second factor was sunflower cultivars including Shams, Golsa, Zarin and Lakomka. Data were analyzed using SAS statistical software (SAS 9.1). To investigate productivity of different sowing dates, physical and economic water productivity indices were calculated.ResultsThe results of variance analysis showed that sowing date in both years had a significant effect on yield and yield components, except for the number of seeds per head in the second year. The cultivars also had significant differences for grain yield and yield components in both years. The highest seed yield in the first year with 3921 and 3720 kgha-1 belonged to sowing dates of April 30 and April 14 and in the second year with 3782 and 3711 kgha-1 belonged to sowing dates of March 23 and April 30. The results showed that sowing in spring (April 29) and summer (June 4) in both years led to an increase in the 1000 seeds weight compared to early sowing dates (Table 2). Decrease in 1000 seeds weight in early sowing dates was due to the coincidence of the seed filling period with the increase in temperature in late July. Lakomka cultivar, which is an open-pollinated cultivar, had the highest seed yield in the first and second year with 3927 and 3957 kgha-1, respectively, and the Golsa hybrid had the lowest grain yield with 3163 and 2941 kgha-1, respectively. Based on physical and economic productivity of water, results showed that the early sowing dates of February 28 and March 23 in the second year had 74% and 70% higher economic productivity than summer sowing date, respectively, due to saving water consumption.ConclusionIn general, the results showed that the sowing date of March 30 and March 16 had the highest grain yield, physical and economic water productivity, but early sowing on the dates of March 16, March 30 and April 14 with a reduction in water consumption also showed acceptable economic productivity. The importance of early sunflower sowing in drought conditions and also when the price of water used in agriculture is calculated in real terms becomes more apparent. In general, the results of this study emphasized that the early sowing of sunflower, although it may not be associated with a higher grain yield, but due to the optimal use of water resources and acceptable productivity, it can be a practical and effective solution in managing water resources and dealing with droughtKeywords: Sunflower, Water Saving, Winter Sowing Date
-
Pages 123-142Background and objectives
Modern intensive agriculture has boosted crop yields through chemical inputs. However, this approach has caused decreased biodiversity, harm to human health, and environmental degradation. Developing sustainable agricultural practices that increase productivity while minimizing negative effects, especially in arid and semi-arid regions, requires strategies like deficit irrigation and environmentally compatible weed control methods such as intercropping. This study aims to assess the performance of an intercropping system comprising buckwheat and cowpea under deficit irrigation and minimal weeding. The research seeks to provide insights into the viability of this approach for sustainable agriculture in water-limited environments.
Materials and methodsA field experiment was conducted in 2022 at the Agriculture and Natural Resources campus of the University of Tehran research farm in a randomized complete block design with split-split plot arrangements. The main plot factor included three levels of irrigation: 100% of the plant's water requirement (control), 85% of the water requirement and 70% of the water requirement compared to the control. The subplot factor consisted of five planting patterns: sole cultivation of buckwheat, sole cultivation of cowpea, and three intercropping patterns of buckwheat and cowpea with different row ratios (1:1, 3:1, and 1:3). Timing of weed removal, as the sub-subplot factor, was implemented at five levels: no weeding (control), weeding until the second, fourth, sixth, and eighth weeks after cultivation.
ResultsThe highest grain yield of buckwheat (2436.9 kg ha-1) and cowpea (2495.5 kg ha-1) was observed in the sole cultivation plot with eight weeks of post-planting weeding under full irrigation. These results are attributed to higher planting densities in sole cultivation compared to intercropping. The 1:1 intercropping pattern with eight weeks of post-planting, exhibited the best cowpea leaf area index (3.36), and buckwheat (4.1) and similarly, this intercropping pattern with six weeks of post-planting resulted in the highest number of branches per plant (16). Sole cowpea plot under 85% deficit irrigation exhibited the highest weed dry weight (145.7 g m-2). The highest Land Equivalent Ratio (1.08), was observed in the 1:1 intercropping pattern with two weeks of post-planting weeding under full irrigation. Interestingly, the 1:1 intercropping pattern also showed the lowest weed biomass (12.1 g m-2) without specific weed management under 70% irrigation.
ConclusionMost intercropping treatments achieved a land equivalent ratio greater than one, highlighting the superior efficiency of this planting method compared to sole cultivation. Specifically, the 1:1 intercropping pattern successfully controlled weed biomass, increased grain yields under deficit irrigation, and some for both crops. Therefore, intercropping offers a promising strategy to reduce reliance on herbicides and improve overall land use efficiency.
Keywords: Planting Pattern, Drought Stress, Weed Biomass, Sustainable Agriculture, Land Equivalent Ratio -
Pages 143-164Background and objectives
Black cumin is a medicinal and widely used plant worldwide. The seeds of this plant have significant economic value and contain compounds such as thymoquinone, thymol, tocopherol, trans-retinol, and selenium, which have multipurpose applications. Studies have shown that the delay in cultivation hurts the growth and performance of this plant. Since the sowing date is effective on plant establishment, control of weeds, diseases and pests, harvest time, and product quality, it is important to know the proper sowing date in each region to improve the quality and quantity of the product.
Materials and methodsTherefore, to investigate the effect of sowing date and different varieties of black cumin on the yield and yield components, a field experiment was conducted in the agricultural year 2021–22 at the Golestan Agriculture and Natural Resources Research and Education Center. This experiment was factorial with a randomized complete block design with 4 replications. The treatments included the sowing date in three levels (6 November, 6 December, and 5 January) and the black cumin variety in three levels (Iranian, Syrian, and Indian). In this study, the traits studied include the number of sub-branches, capsules per plant, the number of pods per plant, the number of seeds per capsule, the number of follicles, the weight of capsules, the weight of 1000 seeds, seed yield, dry weight of a single plant, and biological yield.
ResultThe results showed that the effect of sowing date, varieties, and their mutual effect on most studied traits was significant at the probability level of 1%. Based on the results, the highest number of healthy pus capsules and the highest number of follicles were observed in the Iranian variety. Also, the highest capsule weight, 1000 seed weight, and maximum seed yield were assigned to the Indian variety on the first sowing date with an average of 0.288, 2.38 g, and 994.75 kg/ha, respectively. In general, among the investigated varieties, the Indian variety had the highest value in most of the functional traits compared to the other two varieties due to its adaptability to the climatic conditions of the region.
ConclusionIn this research, the delay in sowing dates (December and January) caused a significant decrease in traits related to yield and yield components, and the first sowing date (2021/11/06) had the most positive effect on all three varieties. Therefore, the most suitable sowing date for black cumin in Gorgan climatic conditions is planting in November, which achieves the maximum grain yield in black cumin varieties, especially the Indian variety. As a result, to achieve maximum yield, this sowing date is recommended in the climatic conditions of Gorgan city.
Keywords: Yield Components, Indian Ecotype, Black Cumin, Follicles -
Pages 165-190
Common bean (Phaseolus vulgaris L.) due to its high nutritional value has an effective role in ensuring food security of the community. In Iran, protein supply is mainly dependent on plant products, and any action to improve the yield and production of protein-rich crops, which are headed by legumes, is of particular importance. Increasing yields by optimizing production management and eliminating yield gaps is the most appropriate way to increase crop production and improve food security. Therefore, accurate estimation of potential yield and yield gap and crop production is essential for sustainable food supply. The present study aims to estimate the yield gap and production and water productivity of bean in its main climate zones in Iran based on the Global Yield Gaps Atlas (GYGA) project at the Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources was done in 2016. In order to estimate the beans yield gap and water productivity in Iran according to GYGA protocol, first the data related to farmers' yield (Ya) and bean harvested areas and production in the country in a period of 15 years from 2001 to 2015 from the Ministry of Agriculture of Iran was prepared. Then the distribution map of beans in the country was prepared. By combining the distribution map of the bean harvested areas and the climatic zoning map of the country, the main climatic zones (DCZs) of bean production were identified. Then, reference weather stations (RWSs) were selected according to the level of each climatic zone. In order to estimate the potential yield (Yp) and water productivity (Wp) based on weather data and major soil type and agronomic management meteorological in each of the selected areas, the SSM-iCrop2 simulation model was used, which was locally calibrated and evaluated. Finally, the bean yield gap (Yg) was calculated from the difference between the potential and actual yield of each RWSs was upscaled to DCZs and country-level. The results of comparing the average of beans actual yield reported by the Ministry of Agriculture of Iran with the actual yield calculated according to the GYGA protocol for the country with RMSE, CV and r values of 84 kg ha-1, 4% and 0.96 respectively, which indicated using This protocol can estimate the average yield of bean in the country with high accuracy. The average beans actual yield in Iran during the years 2001 to 2015 varied between 1.6 and 2.3 ton ha-1. Also, the average actual yield in the main climatic zones of production was 1.9 and between 1.1 (climatic zone 4202 in Germi) to 2.3 ton ha-1 (in climatic zone 3003 in Avaj). Bean potential yield was estimated from 3.4 (in climate zone 4202 in Germi) to 5.4 ton ha-1 (in climate zone 4103 in Hamedan and Bijar) with an average of 4.5 ton ha-1. Based on results, in the main climatic zones of bean production in Iran, there is a yield gap of 1.8 to 3.5 (average 2.6) ton ha-1, equivalent to 46 to 67% (average 57%). The average water productivity potential for bean in Iran was estimated to be 0.76 kg m-3. According to the results, if the factors causing the yield gap are eliminated by optimizing the management of bean production and cultivation and bringing the yield of bean fields to attainable yield (80% of potential yield), is increasing grain yield from the current value of 1.9 to 3.6 ton ha-1 with the same harvested areas, bean production in Iran will increase from the current 222,705 to 415,822 ton, which is equivalent to 46% increase in production and is considered an important step in improving food security.
Keywords: GYGA Protocol, Production Gap, Attainable Yield, SSM-Icrop2 Model