تاثیر کاربرد باکتری تثبیت‌کننده‌ی نیتروژن و بقایای گیاهی بر انتقال مجدد مواد پرورده و عملکرد جو در شرایط تنش رطوبتی پس از گلدهی

با توجه به تاثیر قابل ‌توجه انتقال مجدد مواد پرورده قبل از مرحله گلدهی در عملکرد دانه غلات به‌ویژه در شرایط تنش آبی انتهای فصل، آزمایشی مزرعه ای برای ارزیابی تاثیر تنش آبی بعد از مرحله گلدهی در شرایط کاربرد کود زیستی و بقایای گیاهی بر انتقال مجدد مواد پرورده در گیاه جو (hordeum vulgare l.) به‌صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب دانشگاه شیراز در سال زراعی 97-1396 انجام شد. عامل های اصلی شامل دو سطح آبیاری [1 بدون تنش آبی: آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه تا مرحله رسیدگی فیزیولوژیک و 2 با تنش آبی: آبیاری بر اساس نیاز آبی گیاه تا انتهای مرحله‌ی گلدهی (قطع آبیاری پس از گلدهی)] و عامل های فرعی شامل دو سطح بقایای گندم [1 حذف بقایا و 2 برگرداندن 30 درصد بقایا به خاک] و چهار منبع کود [1 صفر کیلوگرم نیتروژن در هکتار (شاهد)، 2 کاربرد 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، 3 استفاده تلفیقی از باکتری آزوسپیریلوم و 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و 4 تلقیح بذرها با باکتری آزوسپیریلوم] بود. به‌طورکلی نتایج نشان داد که عملکرد دانه در شرایط آبیاری بدون تنش آبی به‌واسطه‌ی کاربرد تیمار تلفیقی به‌طور معنی داری (53 درصد) نسبت به شاهد افزایش یافت. همچنین در شرایط با تنش آبی نیز این تیمار کودی سبب افزایش 12 درصدی در عملکرد دانه نسبت به شاهد شد. تنش‌ آبی سبب افزایش معنی دار مقدار انتقال مجدد و مشارکت مواد پرورده قبل از گلدهی به دانه در تیمار تلفیقی به ترتیب به میزان 37 و 148 درصد شد. کاربرد بقایا سبب کاهش میزان انتقال مجدد، کارایی انتقال مجدد و مشارکت مواد پرورده قبل از گلدهی به دانه در همه ی تیمار‌های کودی شد؛ اما بر عملکرد دانه تاثیر معنی داری نداشت؛ بنابراین، با توجه به جنبه های اقتصادی و حرکت به سمت کشاورزی پایدار، استفاده از تیمار تلفیقی در شرایط آبیاری بدون تنش آبی توصیه می‌شود. همچنین، چنانچه به دلیل کمبود منابع آب در جنوب ایران، کشاورزان ناگزیر به قطع آبیاری پس از مرحله ی گلدهی باشند، کاربرد تیمار تلفیقی به دلیل افزایش معنی دار انتقال مجدد و میزان مشارکت مواد پرورده در دانه نسبت به شرایط بدون تنش آبی و بالاترین مقدار عملکرد دانه در بین سایر تیمارهای کودی در شرایط قطع آبیاری پس از گلدهی قابل توصیه است.

The Effect of Application of Nitrogen Fixing Bacteria and Plant Residues on Dry Matter Remobilization and Barley Yield under Water Stress after Anthesis

IntroductionGrain yield of cereals significantly affects by assimilate remobilization in arid zones. Many factors including N fertilizer application affects assimilate remobilization in cereals (Ercoli et al., 2008). Many researches have been done aboat the effects of chemical N fertilizer under normal and water stress conditions on assimilate remobilization in arid environments (Ercoli et al., 2008; Barati and Ghadiri, 2017; Bahrani and Tahmasbisarvestani, 2006). However, the effects of other N sources such as crop ressidues and N fixing bacteria alone or in combination with chemical N fertilizers on assimilate remobilization and consequently grain yield was very scarce specially in arid zones. Therefore, there are two main questions; 1. Can using of Azospirillum brasilense as a N fixing bacteria instead of chemical N fertilizers or in combination with them in bioagriculture boost the assimilate remobilization and consequently grain yield of barley under water stress conditions?, and 2. Can applying plant residues increase Azospirilum activity and consequently increase assimilate remobilization and grain yield in dry areas by improving water storage capacity or another mechanisms? For answering the above questions, the effects of application of N fixing bacteria (Azospirillum brasilense) and wheat residues on dry matter remobilization and barley yield under water stress after anthesis stage was evaluated in an arid zone of Southern Iran (Fars province). Materials and methodsThis research was conducted at the experimental farm of the Darab Agricultural College of Shiraz University. A split factorial experiment in a randomized complete block design with three replications were carried out in 2017 2018 growing season. Treatments included: two levels of irrigation as the main plots [normal irrigation (IRN): irrigation based on the plant’s water requirement up to the physiological maturity and another factor was deficit irrigation (IRDI): irrigation based on the plant’s water requirement up to the anthesis stage (cutting of irrigation after anthesis)]. Also, sub plots were two levels of wheat residues [1. without residue, 2. returning 30% of wheat residues to soil] and four fertilizer sources [N0, no nitrogen fertilizer (control); N100, 100 kg N ha1; Bio + N50, Biofertilizer (Azospirillum brasilense) + 50 kg N ha1 and Bio, Biofertilizer (Azospirillum brasilense)]. Finally, at the anthesis stage, dry matter of shoot samples were measured. Also, at the end of growing season, grain yield, dry matter of vegetative parts of shoot were measured. Then, assimilate remobilization, assimilate remobilization efficiency and contribution of preanthesis assimilate to grain were calculated by Ercoli et al., 2008 methods. Data were analyzed using SAS 9.1 software (SAS Institute, 2004). Results and discussionOverall, combined N fertilizer (Bio + N50) significantly increased grain yield (53%) in normal irrigation. Similarly, the grain yield was improved up to 12% under water stress conditions by Bio + N50. Water stress increased assimilate remobilization and contribution of preanthesis assimilate to grain in Bio + N50 treatment by 37 % and 148%, respectively, as compared with the normal irrigation treatment. The application of plant residues decreased the amount of assimilate remobilization, assimilate remobilization efficiency and contribution of preanthesis assimilate to grain in all fertilizer treatments. However, it did not significantly affect the grain yield. ConclusionGenerally, considering the economic aspects and moving towards the sustainable agriculture, using of combined N fertilizer [Biofertilizer (Azospirillum brasilense) + 50 kg N ha1] in optimal irrigation conditions is recommended for farmers of Southern Iran. Furthermore, if cutting of irrigation after anthesis is considered because of irrigation water resource shortage, this fertilizer regime is recommended as compared with the other N sources due to the significant increase in assimilate remobilization (37%) and contribution of preanthesis assimilate to grain (148%) and lower grain yield reduction as compared with the normal irrigation conditions.