بررسی امکان تولید علوفه در دو توده کوشیا (Kochia scoparia L.) با کاهش مصرف آب در شرایط شور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد

2 استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور

3 عضو هیات علمی دانشکده کشاورزی و پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد

4 عضو هیات علمی مجتمع آموزش عالی شیروان

چکیده

سابقه و هدف:
در تمامی مناطق خشک و نیمه خشک، آبیاری برای تولید محصولات زراعی ضروری است، همچنین شور شدن خاک نیز غیر قابل اجتناب است. بنابراین برای تضمین تولید در این مناطق کاشت گونه‌هایی از محصولات با آستانه تحمل بالا و کاهش کم محصول در شرایط کم آب و شور ضروری است. کشاورزی و دامپروری در مناطق خشک و نیمه‌خشک همواره همراه هم بوده است، بنابراین تهیه علوفه برای دام‌ها یکی از دغدغه‌های اصلی کشاورزان این مناطق است. کوشیا (Kochia scoparia) گیاهی است یکساله که مقاومت به شوری و خشکی بالایی دارد. این گیاه قادر است با استقرار سریع خود در خاک‌های شور، علاوه بر ایجاد یک پوشش محافظتی یک ساله به عنوان یک علوفه جایگزین به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک معرفی شود. بنابراین هدف از این مطالعه ارزیابی میزان تحمل به خشکی کوشیا در شرایط آبیاری با آب شور در مراحل مختلف رشدی با تاکید بر خصوصیات علوفه‌ای کوشیا بود.
مواد و روش‌ها:
آزمایش در قالب کرت‌های خرد شده بر پایه طرح بلوک‌ کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقات شوری قطب علمی گیاهان ویژه، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال زراعی 87 به اجرا درآمد. به منظور شبیه‌سازی تنش خشکی ابتدای فصل، بین فصل و انتهای فصل یک دوره خشکی چهار هفته ای در هر یک از این مراحل القاء گردید. بدین ترتیب سه تیمار آبی شامل، تیمار شاهد (آبیاری در تمام فصل)، قطع آبیاری به مدت چهار هفته در مرحله رویشی (پس از استقرار گیاه) و قطع آبیاری به مدت چهار هفته در مرحله زایشی (با ظهور اولین گل‌ها) بود. هدایت الکتریکی آب آبیاری برای تمامی تیمارها dSm-12/5 بود. برداشت علوفه پس از اعمال تیمار تنش سوم، بعد از گل‌دهی انجام شد.
یافته‌ها:
نتایج نشان داد که که حساس‌ترین مرحله رشد به تنش خشکی از نظر ارتفاع بوته در گیاه کوشیا مرحله رشد رویشی است. در تمامی تیمارهای قطع آبیاری در مراحل مختلف رشدی، توده‌ی بروجرد از نظر ارتفاع بوته نبست به توده‌ی بیرجند برتری داشت و در هر دو توده بیشترین کاهش ارتفاع بوته در تیمار قطع آبیاری در مرحله رشد رویشی رخ داد.. تیمارهای تنش خشکی در مراحل مختلف رشد، تاثیر منفی بر تعداد شاخه جانبی کوشیا نداشت و بین اکوتیپ‌های مورد مطالعه نیز اختلافی از نظر تعداد شاخه جانبی مشاهده نشد. تیمارهای تنش خشکی در مراحل مختلف رشدی بر عملکرد علوفه تر و خشک هر دو توده کوشیا تاثیر منفی معنی‌داری نداشت. درصد ماده خشک کل در تیمار قطع آبیاری در مرحله زایشی نسبت به تیمارهای شاهد و قطع آبیاری در مرحله رویشی به ترتیب هشت و نه درصد افزیش نشان داد. عملکرد ساقه و برگ در هر دو توده بروجرد و بیرجند تحت تاثیر تیمارهای مختلف قطع آبیاری قرار نگرفت. تیمارهای قطع آبیاری در مرحله رویشی و زایشی به مدت چهار هفته به ترتیب دارای بیشترین و کمترین نسبت برگ به ساقه بود.
نتیجه گیری:
عملکرد علوفه کوشیا تحت تاثیر تیمارهای قطع آبیاری به مدت چهار هفته در مراحل رویشی و زایشی قرار نگرفت و این گیاه توانایی بسیار بالایی در ترمیم اثرات تنش خشکی در مرحله رویشی نشان داد ضمن اینکه با این روش به مقدار 1200 متر مکعب در هکتار آب صرفه جویی شد. بطور کلی می‌توان عنوان کرد که کوشیا دارای ویژگی‌هایی مورفولوژیکی است که قابلیت تبدیل به یک گیاه علوفه‌ای را دارد. علاوه بر این مکانیزم‌های فیزیولوژیک کوشیا در تحمل به شرایط کم آب و شور به عنوان خصوصیات منحصر به فرد آن در مناطق خشک و نیمه خشک، که سایر گیاهان زراعی رایج امکان تولید اقتصادی در این مناطق را ندارند، می‌تواند این گیاه را به عنوان یک گیاه علوفه‌ای جهت تغذیه دام‌ها در مناطق خشک و شور مطرح کند

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The possibility of forage production in two kochia (Kochia scoparia L.) ecotypes by application of low amounts of water in saline conditions

چکیده [English]

Background and objectives:
In all areas where irrigation is necessary for crop production, salinization of soil is also unavoidable. Therefore, to guarantee the continuation of crop production in such areas, growing crop species with threshold of yield reduction well above the salinity of the irrigation water is needed. Agriculture and animal husbandry in arid and semi-arid regions always have been together. Therefore, provide forage for livestock in these areas is one of the main concerns of farmers. Kochia (Kochia scoparia L.) is an annual salt- drought tolerant plant. It is capable to rapid established in salinity soils, and is a ground cover plant that can introduced as an alternative fodder, in arid and semi-arid areas. Therefore, the aim of this study was to evaluate the drought tolerance of kochia in irrigation with saline water at different growth stages with emphasis on the forage characteristics.
Materials and methods:
Experiment was conducted as split-plot based on Complete Randomized Block Design with three replications to evaluate some photosynthetic characteristics of halophyte plant, Kochia scoparia, in different salinity levels at the Salinity Research Station of Ferdowsi University of Mashhad, Iran in 2008. Three levels of drought stress (control, no irrigation in vegetative stage (recovery treatment) and no irrigation at reproductive stage for one month (stress treatment)), and two kochia local cultivars (Birjand and Borujerd) were allocated as main and sub plots, respectively. Plants were irrigated with underground water having electrical conductivity (EC) of 5.2dS.m-1. Forage harvesting was carried out after the third-stress treatment, in full flowering stage.
Results:
The results showed that plant height in vegetative growth stage was more sensitive to water stress than the reproductive stage in kochia. In all irrigation treatments at different growth stages, Boroujerd local cultivar produced taller plants than Birjand local cultivar and the greatest reduction plant height in both local cultivars occurred in drought stress at vegetative growth stage. Branch number and forage yield in kochia were not affected by Irrigation treatments. Total dry matter percent of drought stress treatment at both vegetative and reproductive stages were significantly higher than control full irrigation. Stems and leaves yield of Boroujerd and Birjand local cultivars were not significantly affected by irrigation treatments. The highest and lowest leaf to stem ratio were obtained in drought stress at vegetative and reproductive growth stage, respectively.
Conclusion:
Four weeks irrigation cuts at vegetative and reproductive stages did not affect forage yield of kochia, and this plant showed the high capability to recover the adverse effects of drought stress in the vegetative growth stage. Generally, kochia has morphological features for introduction as a forage crop and arid and saline areas. In addition, the physiological mechanisms of drought and salt tolerance of kochia may introduce it as a candidate forage species for cultivation and to help feed the livestock in areas where salinity and drought stress is dominant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought stress
  • Dry matter percentage
  • Forage Yield
  • leaf yield
  • stem yield
 
1.Afsharmanesh, G. 2009. Study of some morphological traits and selection of
drought-resistant alfalfa cultivars (Medicago sativa L.) in Jiroft, Iran. Plant
Ecol. 3: 109-118.
2. Ahmad, Y.J., and Kassas, M. 1987. Desertification: Financial Support for the
Biosphere. Kumarian Press, Boulder, 1–187.
3. Bonner, D.M. 1997. Comparative water relation and drought tolerance among
alfalfa cultivars, Thesis Master of Science, Department of Plant Science
University of Manitoba, Winnipep, Manitoba, 189p.
4. Buxton, D.R. 2004. Growing Quality Forages Under Variable Environmental
Conditions, USDA, Iowa State University, USA.
5. Foutz, A.L., Wilhelm, W.W., and Dobrenz, A.K. 1976. Relationship between
physiological and morphological characteristics and yield of nondormant alfalfa
clones. Agron. J., 68: 587 – 591.
6. Jami Al Ahmadi, M. 2005. Study on some physiological aspects of kochia
(Kochia scoparia) as a new feed plant in the desert and passion. PhD. thesis
Ferdowsi University of Mashhad. (in Persian)
7. Johnson, D.W., Smith, S.E., and Dobrenz, A.K. 1992a. Genetic and phenotypic
relationships in response to NaCl at different developmental stages in alfalfa.
Theor. Appl. Genet., 83: 833–838.
8. Johnson, D.W., Smith, S.E., and Dobrenz, A.K. 1992b. Selection for increased
forage yield in alfalfa at different NaCl levels. Euphytica., 60: 27–35.
9. Jung, H.G., Mertens, D.R., and Payne, A.J. 1997. Correlation of acid detergent
lignin and klason lignin with digestibility of forage dry matter and neutral
detergent fiber. J. Dairy Sci., 80: 1622-1628.
10. Kafi, M., and Salehi, M. 2012. Kochia scoparia as a model plant to explore the
impact of water deficit on halophytic communities. Pak. J. Bot., 44: 257–262.
11. Kafi, M., Nabati, J., Khaninejad, S., Masomi, A., and Zare Mehrjerdi, M. 2011.
Evaluation of characteristics forage in different Kochia (Kochia scoparia)
ecotypes in tow salinity levels irrigation. EJCP., 4: 229-238. (in Persian)
12. Khan, M.A., Ansari, R., Ali, H., Gul, B., and Nielsen, B.L. 2009. Panicum
turgidum, a potentially sustainable cattle feed alternative to maize for saline
areas. Agric. Ecosys. Environ., 129: 542–546.
13. Martens, D. 2007. Management of drought stressed alfalfa, available at
http:/www. Co. Stearns. Mn. Usldocum – ents/ E×T 07 242007 WC. Pdf.
14. Miyamoto, S., Glenn, E.P., and Singh, N.T. 1994. Utilization of halophytic
plants for fodder production with brackish water in subtropic deserts. In:
Squires, V.R., Ayoub, A.T. (Eds.), Halophytes as a Resource for Livestock and
for Rehabilitation of Degraded Lands. Kluwer Academic Publishers,
Netherlands, Pp: 43–75.
15. Munns, R., and Tester, M. 2008. Mechanism of salinity tolerance. Annu. Rev.
Plant Biol., 59: 651–681.
16. Nabati, J., and Rezvani Moghaddam, P. 2010. The effect of irrigation intervals
on yield and morphological traits in forage millet, sorghum and corn. Iranian J.
Field Crop Sci., 41: 179-186. (in Persian)
17. Nabati, J., Kafi, M., Nezami, A., Rezvani Moghaddam, P., Masoumi, A., and
Zare Mehrjerdi, M. 2012. Evaluation of quantitative and qualitative
characteristic of forage kochia in different growth under salinity stress. EJCP.,
5: 111-128. (in Persian)
18. Pataki, I., Katic, S., Mihailovic, V., Milic, D., and Karagic, D. 2003. Yield,
morphology and chemical composition of five lucerne genotypes as affected by
growth stage and the environment. Proc: of the 12th symposium of the
European Grassland federation, Pleven, Bulgaria: 26–28 May, 2003.
19. Petil, H.V., Pesat, A.R., Barnett, G.M., Mason, W.N., and Dionne. J.L. 1992.
Quality and morphological characteristics of alfalfa as affected by soil moisture,
pH and phosphorous fertilization. Com. J. Plant Sci., 72: 147– 162.
20. Qureshi, A.S., Qadir, M., Heydari, N., Turral, H., and Javadi, A. 2007. A review
of management strategies for salt-prone land and water resources in Iran.
International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka, 30p. (IWMI
Working Paper 125).
21. Rumbaugh, M.D., and Pendery, B.M. 1990. Germination salt resistance of
alfalfa (Medicago sativa L.) germplasm in relation to subspecies and centers of
diversity. Plant Soil., 124: 47–51.
22. Saeed, I.A.M., and El Nadi, A.H. 1997. Irrigation effects on the growth, yield
and water use efficiency of alfalfa. Irri. Sci., 17: 63–68.
23. Salehi, M., Kafi, M., and Kiani, A. 2009. Growth analysis of kochia (Kochia
scoparia L.S schrad) irrigated with saline water in summer cropping. Pak. J.
Botany, 41: 1861-1870.
24. Salehi, M., Kafi, M., Kiani, A.R. 2012. Salinity and water effects on growth,
seed production and oil content of Kochia scoparia. J. Agron., 11: 1–8.
25. Sengul, S. 2002. Yield components, morphology and forage quality of native
alfalfa ecotypes. J. Bio. Sci., 2: 494– 498.
26. Sherrod, L.B. 1971. Nutritive value of Kochia scoparia. I. Yield and chemical
composition at three stages of maturity. Agron., J. 63: 343-344.
27. Hamel, C. 2005. Crops Yield, Physiology and Processes. (Trans.) Y., Imam,
and M.G., Seghatoleslami. Shiraz University Press. Iran., 593p.
28. Soleimani, M.R., Kafi, M., Ziaee, M., and Shabahang, J. 2008. Effect of limited
irrigation with saline water on forage of two local populations of Kochia
scoparia L. Schrad. J. Agric Sci. Technol., 22: 307-317. (in Persian)
29. Steppuhn, H., Acharya, S.N., Iwaasa, A.D., Gruber, M., and Miller, R. 2012.
Inherent responses to root-zone salinity in nine alfalfa populations. Can. J. Plant
Sci., 92: 235–248.
30. Steppuhn, H., and Wall, K. 1993. Kochia scoparia emergence from saline soil
under various water regimes. J. Range. Manage., 46: 533- 538.
31. Yensen, N.P., and Biel, K.Y. 2008. Soil Remediation Via Salt-Conduction and
the Hypotheses of Halosynthesis and Photoprotection. In: Khan M.A., Weber
D.J. (eds) Ecophysiology of High Salinity Tolerant Plants. Tasks for Vegetation
Science, vol 40. Springer, Dordrecht., Pp: 313–344.