ارزیابی شاخص‌های رشد و سودمندی در کشت مخلوط لوبیاسبز و ریحان بذری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد، اگرواکولوژی، گروه اگروتکنولوژی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

2 دانشیار، گروه اگروتکنولوژی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: کشت مخلوط گیاه دارویی ریحان با حبوبات و بقولات به سبب اختلافات مورفولوژیک و مهم‌تر از آن، تثبیت بیولوژیکی آن‌ها می‌تواند گامی در جهت پایداری در کشاورزی و همچنین پرهیز از مصرف نهاده‌های شیمیایی و بنابراین تولید محصولی با سلامت بیشتر باشد. از این رو اهدافی که از انجام این آزمایش مد نظر بود عبارتند از: ارزیابی و مقایسه شاخص‌های مختلف رشد، عملکرد و سودمندی اکولوژیک و اقتصادی ریحان با لوبیاسبز در کشت‌های خالص و نسبت‌های مخلوط ‌جایگزینی در شرایط آب و هوایی مشهد بود.
مواد و روش‌ها: آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال زراعی 98-1397 انجام شد. تیمارها عبارت بودند از 1) کشت خالص لوبیاسبز (P)، 2) و همچنین ریحان (O) و نیز نسبت‌های کشت مخلوط جایگزینی این دو گیاه شامل 3) نسبت 1:3 لوبیاسبز و ریحان (P1O3)، 4) نسبت 2:2 لوبیاسبز و ریحان (P2O2) و 5) نسبت 3:1 لوبیاسبز و ریحان (P3O1). مقادیر روزانه روند شاخص‌های رشد در طول دوره رشد گیاهان با استفاده از توابع مربوطه برآورد شد و در پایان فصل رشد، عملکرد نهایی گونه‌های مخلوط (غلاف‌های تازه لوبیاسبز و بذر خشک ریحان) اندازه‌گیری و شاخص‌های مرتبط با سودمندی کشت مخلوط شامل نسبت برابری زمین (LER)، شاخص افت واقعی عملکرد (AYL) و شاخص سودمندی پولی (MAI) محاسبه شد. برازش توابع، تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها و رسم شکل‌ها به‌ترتیب با استفاده از نرم‌افزار‌های Slide Write ver2.0، SAS v 9.2 و 2016 MS Excel انجام شد.
یافته‌ها: بیشترین شاخص سطح برگ در کشت خالص لوبیاسبز و ریحان به ترتیب به میزان 4/3 و 3 و کمترین آن برای لوبیاسبز در تیمار P1O3 (2/0) و برای ریحان در تیمار P3O1 (2) بود. همچنین تجمع ماده خشک در کشت خالص لوبیاسبز 973 گرم در متر مربع و در کشت خالص ریحان 1654 گرم در مترمربع و کمترین تجمع ماده خشک لوبیاسبز در تیمار P1O3 (44 گرم در متر مربع) و در ریحان در تیمارP3O1 (755 گرم در متر مربع) بیشترین میزان رشد لوبیاسبز و ریحان در کشت خالص آن‌ها به ترتیب 56/20 و 92/17 گرم در متر مربع در روز بود. میانگین رشد نسبی لوبیاسبز نیز در تیمار P1O3 04/0 گرم بر گرم در روز و در ریحان در تیمار خالص 03/0 گرم بر گرم در روز بیشترین میزان رشد نسبی بود. بیشترین میزان سرعت اسیمیلاسیون خالص در لوبیاسبز در تیمار خالص (3/8 گرم بر متر مربع در روز) و تیمار خالص ریحان (05/8 گرم بر متر مربع در روز) بود. هیچ عملکرد اقتصادی برای لوبیاسبز در تیمارهای P1O3 و P2O2 ایجاد نشد از این رو تمامی شاخص‌های سودمندی کشت مخلوط شامل نسبت برابری زمین (LER)، شاخص افت واقعی عملکرد (AYL) و شاخص سودمندی پولی (MAI)در این تیمارها منفی بود. همچنین بالاترین عملکرد محصول ریحان در تیمار P1O3 بدست آمد که اختلاف معنی‌داری نیز با کشت خالص آن‌ نداشت و تنها در همین تیمار بود که شاخص‌های سودمندی مورد مطالعه مثبت و به کشت خالص ارجحیت داشت.
نتیجه‌گیری: یافته‌ها به خوبی عدم سازگاری مطلوب ریحان با لوبیاسبز در کشت مخلوط را به‌دلیل قدرت کم رقابت و مغلوبیت لوبیاسبز در کشت مخلوط با ریحان را نشان داد. اگرچه کشت مخلوط در تیمارهای P3O1 از نظر اقتصادی و اکولوژیک سودمند بود اما با در نظر گرفتن جمیع شرایط همچون امکان اجرای این نسبت کشت پیشنهاد می‌شود که ضمن بررسی بیشتر جنبه‌های مختلف کشت مخلوط ریحان با لوبیاسبز همچون رقابت با علف‌های هرز و مکانیسم‌ها رقابت بین گروهی ریحان با لوبیاسبز، گیاه دیگری از لگوم یا حبوبات که دارای خصوصیات مطلوب‌تر از لحاظ سازگاری اکولوژیک و عدم تداخل نیچ‌های اکولوژیک با این گیان باشد جایگزین گیاه لوبیاسبز در سامانه‌های تولید گیاه دارویی ریحان گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Growth Indices Advantages in Intercropping of Green Bean and Basil

نویسندگان [English]

  • Mahna Sadat Ghotbe Sharif 1
  • Mohamad Javad Mostafavi 2
  • Ghorbanali Asadi 1
1 MSc of Agroecology, Ferdowsi University of Mashhad
2 PhD candidate of Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Background and objectives: Intercropping of basil with legumes due to morphological differences and more importantly, their biological stabilization can be a step towards sustainability in agriculture and also to avoid the use of chemical inputs and therefore produce healthier products. Therefore, the objectives of this experiment were to evaluate and compare different indicators of growth, yield and ecological and economic usefulness of basil with green bean in pure crops and mixed replacement ratios in Mashhad climatic conditions.
Materials and Methods: An experiment was conducted in RCBD design at the research farm of Ferdowsi University of Mashhad in the growing year 2018 19. The treatments were: 1) sole cropping of green bean (P), 2) and also basil (O) and different ratios of intercropping of these two plants, including 3) 1:3 ratio of green bean and basil (P1O3), 4) ratio 2:2 green bean and basil (P2O2) and 5) 3:1 ratio green bean and basil (P3O1). Daily values of growth indices during the growth period of plants were estimated using the specific functions, and at the end of the growing season, the final yield of intercropped species (fresh green pods of green bean and basil dried seeds) was measured and indicators related to the advantage of intercropping including land equivalent ratio (LER), actual yield loss (AYL) and the monetary advantage index (MAI) were calculated. Function fitting, statistical analysis of data and drawing of figures were performed using Slide Write ver2.0, SAS v 9.2 and MS Excel 2016, respectively.
Results: The highest LAI recorded in sole cropping of green bean and basil (3.4 and 3 respectively) and the lowest was for green bean in P1O3 (0.2) and for basil in P3O1 (2). Also, highest TDM in sole cropping of green bean was 973 g m2 and in sole cropping of basil was 1654 g m2 and the lowest ones for intercropped green bean was in P1O3 (44 g m2) and in the intercropped basil in P3O1 (755 g m2). The highest CGR of green bean and basil in their sole cropping were 20.56 and 17.92 g m2 day-1, respectively. The mean RGR of green bean was 0.03 g g-1 in P1O3 and the highest RGR was in basil in the sole cropping treatment (0.03 g g-1) The highest NAR in green bean was in its sole cropping (8.3 g m2 day-1) and basil (8.5 g m2 day-1). No economic yield was achieved for green bean in P1O3 and P2O2 treatments, so all the advantage indices of intercropping including LER, AYL and MAI in these treatments were negative. Also, the highest yield of basil was obtained in P1O3, which was not significantly different from its sole culture, and only in this treatment the intercropping advantage indices studied were positive and preferred to sole culture.
Conclusion: The results truly showed incompatibility of basil with green bean in intercropping due to low competitiveness and weakness of green bean in intercropping with basil. Although intercropping in P3O1 treatment was economically and ecologically beneficial, but by considering all the conditions such as the possibility of implementing this cultivation ratio, it is suggested that while examining more different aspects of intercropping of basil with green bean such as weed competition and mechanisms of basil competition with green bean, another legume crop that has more desirable characteristics in terms of ecological compatibility and non-interference of ecological niches with this plant to replace green bean in basil production systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crop growth rate
  • Land Equivalent Ratio
  • Leaf area index
  • Monetary advantage index
  • Total dry matter
  1. Abdollahpour, K., Nassiri Mahallati, M., and Khorramdel, S. 2020. Effect of fenugreek (Trigonella foenum-graecum) and black seed (Nigella sativa L.) additive intercropping on yield and yield components. IR. J. Field Crops Res. 18: 1. 31-47. (In Persian)
  2. Ahlawat, I.P.S., and Gangaiah, B. 2010. Effect of land configuration and irrigation on sole linseed (Linum usitatissimum) intercropped chickpea (Cicer arietinum). Indian J. Agric. Sci. 80. 250-253.
  3. Alizadeh, Y., Koocheki, A., and Nassiri Mahallati, M. 2010. Evaluation of radiation use efficiency of intercropping of bean (Phaseolus vulgaris) and herb sweet basil (Ocimum basilicum L.). J. Agroecol.2: 1. 85-94. (In Persian)
  4. Amani Machiani, M., Javanmard, A. Nasiri, Y., and Morshedloo, M.R. 2017. Advantage of peppermint (Mentha piperita) and Faba Bean (Vicia faba L.) Intercropping in different cropping patterns. J. Agri. Sci. and sustainable prod (SAPS). 27: 3. 45-62. (In Persian)
  5. Bagheri, M., Zaefarian, F., Akbarpour, V., Asadi, G.A., and Bicharanlou, B. 2012. Assessment of growth indices of soybean, vegetative sweet basil and borage in intercropping different ratios. J. of Plant Prod. Res. (JOPPR). 19: 3. 1-26. (In Persian)
  6. Banik, P., Midya, A., Sarkar, B.K., and Ghose, S.S. 2006. Wheat and chickpea intercropping systems in an additive experiment: Eur J Agron. 24. 325-332.
  7. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). 2017. The future of food and agriculture; Trends and challenges, Annual report. FAO. 180p.
  8. Ghanbari, A., Ghadiri, H., Ghaffari Moghaddam, M., and Safari, M. 2010. Investigation of intercropping of corn (Zea mays) and squash (Cucurbita sp.) and its effect on weed control. IR. J. Crop Sci. 41:1. 43-55. (In Persian)
  9. Gill, S., Abid, M., and Azam, F. 2009. Mixed cropping effects on growth of wheat (Triticum aestivum ) and chickpea (Cicer arietinum L.). Pak. J. Bot. 41. 1029-1036.
  10. Hirpa, T. 2014. Response of maize crop to spatial arrangement and staggered interseeding of haricot bean. Environ. Int. 3:3. 126-138.
  11. Hoffmann, C.M. 2019. Importance of canopy closure and dry matter partitioning for yield formation of sugar beet varieties. J. Field Crops Res. 236. 75-84.
  12. Hong, Y., Berentsen, P., Heerink, N., Shi, M., and Werf, W. 2019. The future of intercropping under growing resource scarcity and declining grain prices - A model analysis based on a case study in Northwest China. J. Agric. Syst. 176. 102661.
  13. Khorramdel, S., Siyahmargooi, A., and Mahmoodi., G. 2016. Effect of replacement and additive intercropping series of ajowan with bean on yield and yield components. J. Crop Prod. 9:1. 1-24. (In Persian)
  14. Koocheki, A., and Sarmadniya, G.H. 2013. Crop physiology. JDM Press. Mashhad, Iran. 400p. (In Persian)
  15. Koocheki, A., Nasiri Mahalati, M., Khoramdel, S., Anvarkhah, S., Sabet Teimouri, M., and Sanjani, S. 2010. Evaluation of growth indices of hemp (Cannabis sativa ) and sesame (Sesamum indicum L.) in intercropping with replacement and additive series. J. Agroecology. 2:1. 27-36. (In Persian)
  16. Lal, B., Rana, K., Rana, D., Shivay, Y., Sharma, D., Meena, B., and Gautam, G. 2019. Biomass, yield, quality and moisture use of Brassica carinata as influenced by intercropping with chickpea under semiarid tropics. J. Saudi Soc. Agric. Sci. 18. 61-71.
  17. Lithourgidis, A.S., Vlachostergios, D.N., Dordas, C.A., and Damalas, C.A. 2011. Dry matter yield, nitrogen content, and competition in pea-cereal intercropping systems. Res. 34. 287-294.
  18. Mashhadi, T., Nazari Moghaddam, A., and Sabouri, H. 2015. The investigation of competition indices in intercropping of wheat (Triticum aestivum) and chickpea (Cicer arietinum L.) under nitrogen consumption. J. Agroecol. 7:3. 344-355. (In Persian)
  19. Meshkani, J., Kafi, M., Khorramdel, S., and Moallem Benhangi, F. 2019. Effect of intercropping rates of cumin (Cuminum cyminum) and Persian shallot (Allium altissimum Regel.) on their growth indices. J. Agroecology. 11:2. 543-560. (In Persian)
  20. Mostafavi, M., 2014. The effect of chemical and biological fertilizers on quantitative and qualitative yield of sesame (Sesamum indicum) in Mashhad climate (M.Sc. Thesis). Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian)
  21. Mostafavi, M., Nassiri Mahallati, M., and Koocheki, A. 2018. Growth and Phenology Analysis of Sesame (Sesamum indicum ) under Biological and Chemical Nutritional Sources. IR. J. Field Crops Res. 16: 1. 15-34. (In Persian)
  22. Muhammad, A., Umer, E.M., and Karim, A. 2008. Yield and competition indices of intercropping cotton (Gossypium hirsutum) using different planting patterns. Tarim Bilim Derg j Agric Sc. 14. 326-333.
  23. Naghipoor Dehkordi, P., Koocheki, A., Nassiri Mahallati, M., and Khorramdel, S. 2016. Evaluation of growth indices for Black Seed, Marigold and Borage as medicinal plants at intercropping in replacement series. J. Agroecol. 6: 2. 179-199. (In Persian)
  24. Neamatollahi, E., Jahansuz, M., Mazaheri,D., and Bannayan, M. 2013. Intercropping. J Sust Agric Rev. 12: 119-142.
  25. Nobahar, A., Mostafavi Rad, M., and Ghazi Pirkouhi, M. 2014. Effect of plant density and planting pattern on quantitative and qualitative yield of two cultivar of basil. J. Crop Prod. 7: 1. 63-77. (In Persian)
  26. Nurbakhsh, ,  Koocheki,  A.  R., and  Nassiri  Mahallati,  M.  2016.  Effects  of  planting  pattern  and  seed  ratio  on growth  indices  of  intercropped  sesame  (Sesamum  indicum  L.)  and  bean  (Phaseolus  vulgaris  L.).  J  Agroecol. 3: 1. 111 -123. (In Persian).
  27. Pouramir, F., Nassiri Mahallati, M., Koocheki, A., and Ghorbani, R. 2010. Assessment of sesame and chickpea yield and yield components in the replacement series intercropping. IR. J. Field Crops Res. 8: 5. 747-757. (In Persian)
  28. Raei, Y., Bolandnazar, S.A., and Dameghsi, N. 2011. Evaluation of common bean and potato densities effects on potato tuber yield in mono-cropping and intercropping systems. Agric. Sci. 21: 2. 131-142. (In Persian)
  29. Raei, Y., Ghasemi Golazani, K., Javashir, A., Aliari, H., and Mahammadi, A. 2008. The effect of plant density on mixed soybean (Glycine max) and sorghum (Sorghum bicolor L.) cultivation. Agric. Sci Technol. 45:1. 35-44. (In Persian)
  30. Rahimpour, M., and Fallah, S. 2018. Effect of organic and chemical fertilizers on growth and yield of green basil (Ocimum basilicum). J. Agroecol. 10: 1. 146-159. (In Persian)
  31. Rahmati, E., Khalesro, SH., and Heidari, GH. 2020. Improving quantitative and qualitative yield of black cumin (Nigella sativa) in intercropping with fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.). J. Agron. 11: 4. 1261-1273. (In Persian)
  32. Rameshjan, Y., Koocheki, A., Nassiri Mahallati, M., and Khorramdel, S. 2021. Effect of different intercropping ratios of three bean ecotypes as replacement series on their physiological Indices. J. Field Crops Res. 18:4. 385-399. (In Persian).
  33. Ranjbar, F. 2012. Assessment of growth indices and yield of intercropped fennel (Foeniculum vulgar), sesame (Sesamum indicum) and bean (Phaseolus vulgaris) (M.Sc. Thesis). Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad.
  34. Rezaei-Chiyaneh, E. 2016. Evaluation of quantitative and qualitative traits of black cumin (Nigella sativa), and basil (Ocimum basilicum L.) in different intercropping patterns with bean (Phaseolus vulgaris L.). J. Agron. 8: 2. 263-280. (In Persian)
  35. Valizadeh, S. 2017. Evaluation of agronomic criteria of bean (Phaseolus vulgaris) intercropping with some medicinal plants (M.Sc. Thesis). Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad.
  36. Van Buskirk, J., Cereghetti, E., and Hess, J.S. 2017. Is bigger really better? Relative and absolute body size influence individual growth rate under competition. Ecol. Evol. 7: 11. 3745-3750.
  37. Verret, V., Pelzer, E., Bedoussac, L., and Jeuffroy, M. 2020. Tracking on-farm innovative practices to support crop mixture design: The case of annual mixtures including a legume crop. Eur J. Agron. 115: 1-12.
  38. Yilmaz, S., Atak, M., and Erayman, M. 2008. Identification of advantages of maize-legume intercropping over solitary cropping through competition indices in the East Mediterranean region. Turk J. Agric for. 32: 111-119.
  39. Zaefarian, F., and Bagheri Shirvan, M. 2014. Effect of intercropping different ratios on yield of soybean, sweet basil and borage. J. Crops Improv. 16:1. 197-214. (In Persian).