برهمکنش تلقیح ریزوبیوم و سطوح نیتروژن بر برخی خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و عملکرد ارقام سویا (Glycine max L.) در شرایط آب و هوایی کرمانشاه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه رازی

2 کرمانشاه، دانشگاه رازی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات

3 دانشگاه رازی- پردیس کشاورزی و منابع طبیعی- گروه زراعت و اصلاح نباتات

چکیده

سابقه و هدف: گیاه سویا [(Glycine max(L.) Merr.] توانایی تثبیت نیتروژن هوا از طریق باکتری‌های همزیست ریزوبیوم ژاپونیکوم (Rhizobium japonicum) را دارد. مقدار نیتروژن تثبیت شده اگرچه نیاز گیاه را برای تولید حداکثر عملکرد تأمین نمی‌کند اما در شرایط مناسب ممکن است تا حدود 80 درصد کل نیتروژن مورد نیاز گیاه را تثبیت کند. استفاده از مکانیسم تثبیت زیستی نیتروژن باعث کاهش هزینه تولید، کاهش آلودگی‌های زیست- محیطی و حفظ ساختمان خاک خواهد شد. مقدار تثبیت نیتروژن در سویا به نحوه و شرایط تلقیح، نوع خاک، عکس‌العمل رقم و شرایط آب و هوایی منطقه بستگی دارد. با توجه به اهمیت سویا این مطالعه با هدف ارزیابی اثر تلقیح ریزوبیوم و سطوح مختلف کود نیتروژن بر برخی خصوصیات مرفوفیزیولوژیکی و عملکرد ارقام سویا انجام شد.
مواد و روش‌ها:این آزمایش به‌صورت کرت‌های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه در سال 1388 اجرا گردید. فاکتور اصلی میزان کود نیتروژن (صفر، 50، 100، 150 و 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) از منبع اوره، فاکتور فرعی رقم سویا (ویلیامز و هابیت) و فاکتور فرعی فرعی تلقیح باکتری ریزوبیوم ژاپونیکوم (تلقیح وعدم تلقیح) بودند. صفات حداکثر شاخص سطح برگ، ارتفاع بوته، عملکرد کوانتومی، شاخص کارایی فتوسنتز، دمای سایه‌انداز، هدایت روزنه‌ای و شاخص سبزینگی در مرحله اوایل گلدهی و عملکرد زیست توده، عملکرد دانه، شاخص برداشت، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، وزن هزار دانه، تعداد شاخه فرعی در بوته و درصد روغن دانه در مرحله رسیدگی بررسی شدند.
یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که در مرحله اوایل گلدهی، شاخص سطح برگ برعکس هدایت روزنه‌ای با افزایش مصرف نیتروژن، زیاد شد ولی بیشترین کارایی فتوسنتز در مصرف 50 و 100 کیلوگرم نیتروژن بدست آمد. بیشترین عملکرد کوانتومی در شرایط تلقیح و مصرف 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و در رقم ویلیامز بدست آمد. ارتفاع بوته در رقم هابیت برعکس رقم ویلیامز با افزایش مصرف نیتروژن از 100 کیلوگرم در هکتار افزایش داشت. در مرحله رسیدگی، اثر کود نیتروژن، ارقام سویا و تیمار تلقیح بذر بر صفات عملکرد زیست‌توده، عملکرد دانه، شاخص برداشت و وزن هزار دانه معنی‌دار بود. عکس‌العمل عملکرد زیست‌توده در دو رقم به مصرف نیتروژن و تلقیح متفاوت بود. بیشترین مقدار عملکرد زیست‌توده در رقم ویلیامز با مصرف 50 و در رقم هابیت در 150 و 200 کیلوگرم در هکتار نیتروژن، بدست آمد. تلقیح ریزوبیوم عملکرد دانه را در رقم ویلیامز به میزان 570 کیلوگرم در هکتار نسبت به شاهد افزایش داد. بیشترین عملکرد دانه به مقدار 5400 کیلوگرم در هکتار با مصرف 50 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن و تلقیح در رقم ویلیامز بدست آمد.
نتیجه‌گیری: در شرایط آب و هوایی شهرستان کرمانشاه هر دو رقم سویا (ویلیامز و هابیت) با مصرف کود نیتروژن به مقدار 50 تا 100 کیلوگرم در هکتار همراه با تلقیح باکتری بیشترین عملکرد داشتند. رقم ویلیامز دارای عملکرد بیشتری نسبت به هابیت بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Interaction of Rhizobium inoculation and nitrogen levels on some morphophysiological and yield characteristics of soybean (Glycine max L.) varieties in Kermanshah climate conditions

نویسندگان [English]

  • mohammad Eghbal Ghobadi 1
  • Maryam Khas-Amiri 1
  • Mokhtar Ghobadi 2
  • Gholamreza Mohammadi 3
1 Razi University
2 Razi University
3 Razi University
چکیده [English]

Background and objectives: The soybean plant [(Glycine max (L.) Merr.] has the ability to air nitrogen fixation through the bacteria of the Rhizobium japonicum. Nitrogen fixation, although not providing the plant's needs for maximum yield, but in the right conditions, it may be up to about 80% of the total nitrogen required for the plant to stabilize.Use of the nitrogenfixation mechanism of nitrogen will reduce production costs, mitigating environmental pollution and maintain soil construction. In soybean, amount of nitrogen fixation depend on the usage and condition of inoculation, the type of soil, the reaction of the variety and the weather conditions of the region.With attention to importance of soybean, this study fulfilled with the aim of evaluation the effect of inoculation of Rhizobium and different levels of nitrogen on some morphophysiological characteristics and yield of soybean cultivars.
Materials and methods: This experiment was conducted as split-split plot based on a randomized complete block design with three replications at the Research Farm of Campus of Agricultural and Natural Resources, Razi University, Kermanshah during2009.The main factor was nitrogen fertilizer (0, 50, 100, 150 and 200 kg ha-1) from urea source, sub-factor of soybean varieties (Williamz and Hobbit) and sub-sub-plot of inoculation of Rhizobium japonicum (no-inoculation and inoculation).In this experimenttraits were investigated such as leaf area index, plant height, quantum yield, photosynthesis efficiency index, canopy temperature, stomatal conductance and chlorophyll index atearly-flowering stage and biomass, grain yield, harvest index, number of pods per plant, number of seeds per Pods, 1000-seed weight, number of branches per plant and seed oil percent.
Results:The results showed that in the early-flowering stage by increasing nitrogen levels leaf area index versus stomata conductance were enhanced, but the highest efficiency of photosynthesis was obtained at 50 and 100 kg ha-1 nitrogen.The highest quantum yield was obtained for inoculation conditions and consumption of 100 kg ha-1for Williamz variety.Plant height for Hobbit variety increased compared to Williams by more than 100 kg ha-1 nitrogen. In the ripening stage, the effect of nitrogen fertilizer, soybean cultivars and seed inoculation were significant on biomass yield, seed yield, harvest index and 1000-seed weight.The response of biomass was different in two varieties from nitrogen and inoculation. The highest amount was for Williamz(50 kg ha-1) and Hobbit(150 and 200 kg ha-1). Rhizobium inoculation increased seed yield by 570 kg ha-1.The highest grain yield was obtained amount of 5400 kg ha-1 with 50 kg ha-1 nitrogen fertilizer and inoculation at Williamz variety.
Conclusion: In Kermanshah climatic conditions, Williams and Hobbit varieties produced maximum seed yield by 50 and 100 kg ha-1 nitrogen with Rhizobium inoculation. Williamz had the highest yield to Hobbit.

کلیدواژه‌ها [English]

  • yield and yield components
  • Quantum efficiency
  • Stomatal conductance
  • Photosynthetic efficiency

مراجع

1. Aditya, J.P., Bhartiya P., and Bhartiya, A. 2011. Genetic variability, heritability and character association for yield and component characters in soybean (Glycine max Merrill). J. Central Europ. Agric., 12(1): 27-34.
2. Association of Official Analytical Chemists (AOAC), 1990. Official methods of analysis. 15th edition by Kenneth Helrich, Volatile Oil, 1001p.
3. Borowski, E., and Michałek, S. 2008. The effect of nitrogen form and air temperature during foliar fertilization on gas exchange, the yield and nutritive value of spinach (Spinacia oleracea L.). Folia Hortic., 20(2): 17-27.
4. Broomandan, P., Khoramivafa, M., Haghi, Y., and Ebrahimi. A. 2009. The effects of nitrogen starter fertilizer and plant density on yield, yield components and oil and protein content of soybean (Glycine max L. Merr.). Pakistan J. Biol. Sci., 12: 378-382.
5. Caliskan, S., Ozakaya, I., Caliskan, M.E., and Arslan, M. 2008. The effects of nitrogen and iron fertilization on growth, yield and fertilizer use efficiency of soybean in a Mediterranean-type soil. Field Crops Res., 108: 126-132.
6. De Costa, W.A.J.M., and Shanmugathasan, K.N. 2002.
Physiology of yield determination of soybean (Glycine max L. Merr.) under different irrigation regimes in the sub-humid zone of Sri Lanka. Field Crops Research., 75: 23-35.
7. Diep, C.N., Dang, V.H., Ngau, N.V., Son, M.T., and Duong, T.P. 2002. Effects of rhizobial inoculation and inorganic nitrogen fertiliser on vegetable soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivated on alluvial soil of Cantho province (Mekong Delta) using 15N isotope dilution technique. Inoculants and Nitrogen Fixation of Legumes in Vietnam, ACIAR Proceedings 109: 81-85.
8. Druva-Lusite, L., Karlsons, A., Osvalde, A., Necajeva, J., and Ievinsh, G. 2008. Photosynthetic performance and mycorrhizal symbiosis of a coastal marsh plant, Glaux maritima, in conditions of fluctuating soil salinity. Acta Uni. Latviensis ser. Biol., 745: 155-164.
9. Fathi, A. 2010. Study on soybean yield and agronomic traits of symbiotic bacteria. The first national conference on sustainable agriculture and healthy crop production. 10-11 November, 2010. 1-3p. (In Persian)
10. Fathi, G. 2000. Growth and mineral Nutrition of Field Crops. Mashhad Jehad
Daneshgahi Publication., P: 375. (In Persian)
11. Govindan, K., and Thirumurugan, V. 2005. Synergistic association of rhizobium with phosphate-solubilizing bacteria under different sources of nutrient supply on productivity and soil fertility in soybean. Indian J. Agron., 50(3): 214-217.
12. Hatami, H., Adineh Band, A., Azizi, M. and Soltani, A. 2010. The effect of nitrogen fertilizer on growth and yield of soybean varieties in North Khorasan. National Conference on Advances in Plant Production Originating from Oil. 1-5 p. (In Persian)
13. Heatherly, L.G., and Spurlock, S.R. 1999. Yield and economics of traditional and early soybean production system seeding in the Mid Southern United States. Field Crops Res., 63: 35-45.
14. Jiang, C.D., Li, P.M., Gao, Zou, H.Y., Q. Jiang, G.M., and Li, L.H. 2005. Enhanced photoprotection at the early stages of leaf expansion in field-grown soybean plants. Plant Sci., 168: 911-919.
15. Khajeh poor, M.R. 2005. Industrial Crops. Isfahan Jehad Daneshgahi Publication. P: 564. (In Persian)
16. Kubota, A., Hoshiba, K., and Bordon, J. 2008. Effect of fertilizer-n application and seed coating with rhizobial inoculants on soybean yield in eastern Paraguay. Revista Brasileira de Ciência do Solo., 32: 1627-1633.
17. Maw, M., Nakasathien, S., and Sarobol, E. 2011. Responses of specific leaf weight, biomass and seed yield of soybean to nitrogen starter rate and plant density. Kasetsart J. Natural Sci., 45: 1-11.
18. Narjesi, V., Zeinal Khaneghah, H., and Zali, A. 2007. Evaluation of genetic relationship of some important agronomic traits with seed yield in soybean (Glycine max (L.) Merr.) by multivariate analysis methods. J. Crop Prod. Proc., 41: 11. 227-236. (In Persian)
19. Osborne, S., and Riede, W.E. 2006. Soybean growth response to low rates of nitrogen applied at planting in the
Northern Great Plains. J. Plant Nutrition., 29: 985-1002.
20. Oz, M. 2008. Nitrogen rate and plant population effects on yield and yield components in soybean. African J. Biotechnol., 7(24): 4464-4470.
21. Palmar, K.M., and Young, P.W. 2000. Higher diversity of Rhizobium leguminosarum biovar Viciae populations in arable soils than in grass soils. App. Environ. Microbiol., 66: 2445-2450.
22. Pedersen, P., and Lauer, J.G. 2004. Response of soybean yield components to management system and planting date. Agron. J., 96: 1372-1381.
23. Percival, G.C., and Sheriffs, C.N. 2002. Identification of drought tolerant woody perennials using chlorophyll flourescence. J. Arboric., 28(5): 215-223.
24. Salvagiotti, F., Cassman, K.G., Specht, J.E., Walters, D.T., Weiss, A., and Dobermann, A. 2008. Nitrogen uptake, fixation and response to fertilizer N in soybeans: A review. Field Crops Res., 108: 1-13.
25. Sayed, O.H. 2003. Chlorophyll fluorescence as a tool in cereal crop research. Photosynthetica., 41(3): 321-330.
26. Seguin, P., Sheaffer, C.C., Ehlke, N.J., Russelle, M.P., and Graham, P.H. 2001. Nitrogen fertilization and rhizobial inoculation effects on Kura clover growth. Agron. J., 93: 1262-1268.
27. Shafii, F., Ebadi, A., golloje, K.S., and Eshghi-Gharib, A. 2011. Soybean response to nitrogen fertilizer under water deficit conditions. African J. Biotechnol., 10(16): 3112-3120.
28. Shrivastava, U.K., Rajput, R.L., and Dwivedi, M.L. 2000. Response of soybean-mustard cropping system to sulfur and bio-fertilizers on farmer’s field. Legume Res., 23: 277-278.
29. Son, T.T.N., Diep, C.N., Giang, T.T.M. and Thu, T.T.A. 2007. Effect of co-inoculants (bradyrhizobia and phosphate solubilizing bacteria) liquid on soybean under rice based cropping system in the mekong delta. Omonrice., 15: 135-143.
30. Taherkhani, M., Normohammadi, G., Mirhadi, M.J., Haydari Sharifabad, H. and Shirani Rad, A.H. 2009. Evaluation of different strains of Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli inoculation on ecophysiological nitrogen fixation ability of common bean, Phaseolus vulgaris L., cultivars. Agroecology J., 5(1): 3-36. (In Persian)
31. Taylor, R.S., Weaver, D.B., Wood, C.W., and Santen. E.V. 2005. Nitrogen application increases yield and early dry matter accumulation in late-planted soybean. Crop Sci., 45: 854-858.
32. Van den Berg, A.K., and Perkins, T.D. 2004. Evaluation of a portable chlorophyll meter to estimate chlorophyll and nitrogen contents in sugar maple (Acer saccharum Marsh.) leaves. Forest Ecol. Manag., 200: 113-117.
33. Vollmann, J., Sato, T., Walter, H., Schweiger, P., and Wagentristl, H. 2011. Soybean di-nitrogen fixation affecting photosynthesis and seed quality characters. Soil, Plant Food Interact., 1: 496-502.
34. Yin, X.Y., Schapendonk, A.D.H., Kropff, M., Van Oijen, M.J., and Bindraban, P. 2000. A generic equation for nitrogen-limited leaf area index and its application in crop growth models for predicting leaf senescence. Ann. Bot., 85: 579-585.
35. Zhou, X.J., Liang, Y., Chen, H., Shen, S.H., and Jing, Y.X. 2010. Effects of rhizobia inoculation and nitrogen fertilization on photosynthetic physiology of soybean. Photosynthetica., 44: 4.530-535.
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 11، شماره 3
آذر 1397
صفحه 77-93

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار