مطالعه تنوع و تراکم گونه‌ای بانک بذر علف‌های هرز در نظام‌های زراعی تولید پیاز (Allium cepa L.)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران،

2 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران

3 مربی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران،

10.22069/ejcp.2022.19512.2453

چکیده

سابقه و هدف
با شناسایی بانک بذر علف‌های‌هرز می‌توان به ترکیب و تراکم گونه‌ای بانک بذر و فلور علف‌های‌هرز در طول فصل زراعی پی‌برد و در انتخاب بهترین زمان و روش مناسب جهت مبارزه موثر بذرهای علف‌های‌هرز موجود در خاک دقت لازم را داشت. از آنجایی که کشت ممتد یک گیاه در زمین زراعی باعث افزایش بانک بذر علف‌های‌هرز می‌گردد لذا به‌منظور وصف جوامع گیاهی سطح زمین و ارزیابی هر گونه تغییرات در آن‌ها نیاز به شناخت و بررسی بانک بذر خاک می‌باشد در واقع با شناخت بانک بذر می‌توان به کنترل علف‌های‌هرز آینده در مزرعه کمک نمود و از طریق آن روی عملیات مدیریتی بهتر تمرکز کرد. این پژوهش به‌منظور بررسی اثر تداوم تک‌کشتی پیاز بر تراکم و تنوع علف های هرز بوم‌نظام‌های زراعی منطقه جیرفت انجام شد.
مواد و روش
نمونه‌‌برداری بانک بذر علف‌های‌هرز از دو عمق 20-0 و 40-20 سانتی‌متری خاک به روش سیستماتیک تصادفی صورت گرفت. تراکم و تنوع بانک بذر علف‌های‌هرز به روش جوانه‌زنی در شرایط گلخانه‌ای تعیین گردید. جامعه مورد مطالعه شامل نمونه‌های خاک از چهار نظام زراعی تک‌کشتی پیاز با تداوم‌های کم‌تر از سه سال (S1)، بین سه تا پنج سال (S2)، بین پنج تا هشت سال (S3) و بیش‌تر از هشت سال (S4) و آیش طولانی مدت (F) بود. برای مقایسه‌ی شاخص‌های مختلف تنوع و غنا در نظام‌های مختلف تک‌کشتی پیاز از آزمون LSD استفاده شد.
نتایج و بحث
در هر دو عمق20-0 و 40-20 سانتی‌متر بیش‌ترین تراکم مربوط به علف‌هرز آفتاب‌پرست (Heliotropium europium L.) بود. شمار کل بذرهای جوانه‌زده در شرایط گلخانه‌ای در نظام‌های تک‌کشتی پیاز و آیش در عمق 0 تا 20 حدود 4140 عدد بذر در متر‌مکعب خاک بود که در این عمق نظام‌های زراعی F و S4 به ترتیب با میانگین 221 و 1704 بذر در متر‌مکعب دارای کم‌ترین و بیش‌ترین تعداد علف‌هرز بودند و عمده بذرها در این عمق مشاهده شد. در عمق 40-20 سانتی‌متر شمار 2049 عدد بذر در متر‌مکعب خاک مشاهده گردید. در این عمق نظام‌های زراعی S4 و F به ترتیب با میانگین 830 و 143 دارای بیش‌ترین و کم‌ترین تعداد علف‌هرز بودند. همچنین نتایج نشان داد تداوم‌های تک‌کشتی پیاز در هر دو عمق روی شاخص‌های تنوع و غنای گونه ای علف‌های‌هرز اثر معنی‌داری داشت و نظام‌های زراعی S4 و F به ترتیب دارای بیش‌ترین و کم‌ترین تنوع و غنا بودند. در واقع با افزایش تداوم تک‌کشتی پیاز تراکم علف‌های‌هرز افزایش یافت.
نتیجه‌گیری
از آنجایی که تراکم بذرهای علف‌های‌هرز در زمین‌های تحت کشت مداوم بیش‌تر از آیش است و نسبت بالاتری از بذرها در لایه سطحی خاک تجمع می‌یابند لذا با اجرای تناوب مناسب می‌توان تراکم بذور را در بانک بذر کاهش داد. بنابراین توصیه می‌شود به‌جای کشت ممتد یک گیاه زراعی، از تناوب‌های زراعی با مجموعه متنوعی از گیاهان زمستانه و بهاره استفاده کرد که با افزایش تنوع، شرایط مناسبی برای کنترل بهتر و قطع سیکل زیستی علف‌های‌هرز فراهم می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of diversity and density of weed seed bank species in onion production cropping systems

نویسندگان [English]

  • Maryam Ahmadzadeh 1
  • Hossein Meighani 2
  • Mahdiyeh Amirinejad 2
  • Mehrangiz Jowkar 2
  • Hossein Bibak 3
1 Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran.
2 Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran
3 Faculty of Sciences, University of Jiroft, Jiroft, ,Iran
چکیده [English]

Background and objectives
By identifying the weed seed bank can be ascertained to the composition and density of weed seed bank species and flora during the growing season and in choosing the best time and method for effective control of weed seeds in the soil was careful. Since continuous cultivation of a plant in the farm increased the seed bank of weeds, therefore, in order to describe the plant communities of the farm surface and evaluate any changes in them, it is necessary to know and study the soil seed bank. In fact, knowing the seed bank can help control future weeds on the farm and focus on better management operations. This study was conducted in order to evaluate the effect of onion monoculture continuing on weed density and diversity in the conventional agroecosystems of Jiroft region.
Materials and methods
Weed seed bank sampling was performed from two soil depths of 0-20 and 20-40 cm by systematic random method. Density and diversity of weed seed bank were determined by germination method in greenhouse conditions. The study population were includes soil samples from four onion monoculture crops with a duration of less than three years (S1), between three to five years (S2), between five to eight years (S3) and more than eight years (S4) and long period fallow system (F). Analysis of variance of data related to different indices and comparison of different indices of diversity and richness in different onion monoculture systems were calculated by Duncan test.
Results and discussion
At both 0-20 and 20-40 cm depths, the highest density was related to chameleon weeds. The total number of germinated seeds in greenhouse conditions in fallow and onion monoculture systems at depths of 0 to 20 was about 4140 seeds in m3 of soil that at this depth, F and S4 cropping systems had the lowest and highest number of weeds with an average of 221 and 1704 seeds in m3, respectively, and the majority of seeds were observed at this depth. At a depth of 20-40 cm, 2049 seeds in m3 of soil were observed. At this depth, S4 and F cropping systems with the average of 830 and 143 seeds had the highest and lowest number of weeds, respectively. Also, the results showed that continuous onion monoculture at both depths had a significant effect on weed diversity and species richness indices and S4 and F cropping systems had the highest and lowest diversity and richness, respectively. In fact, weed density increased with increasing continuous onion monoculture.
Conclusion
Because the density of weed seeds in fields under continuous cultivation is higher than fallow and a higher proportion of seeds accumulate in the surface layer of the soil. So, seed density can be reduced in the seed bank with proper rotation. Therefore, it is recommended to use crop rotations with a diverse collection of winter and spring plants instead of continuous cultivation of a crop that by increasing diversity, it provides suitable conditions for better control and interruption of weed life cycle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abundance
  • Continuous cultivation
  • crop management
  • Crop Rotation
  • Density
  1. Tamertash, R., Tation, M.R., Rayhani, B. and Shokrian, F. 2009. Investigation on relation between physiochemical characteristics of mari soils and plant communities (Case study: Birjand plain). Ir. J. Range, Desert Res. 16: 4. 481-492. (In Persian)
  2. Bajwa, A.A. 2014. Sustainable weed management in conservation agriculture: review. Crop protect. 65: 105-113.
  3. Ma, M., Tarmi, S. and Helenius, J. 2002. Revisiting the species- area relationship in a semi- natural habitat. Floral richness in agricultural buffer zones in Finland. Agri. Ecosyst. Environ. 89: 137- 148.
  4. Rashed-Mohassel, M.H., Gherekhloo, H.J. and Rastgoo, M. 2009. Allelopathic effects of saffron (Crocus sativus) leaves and corms on seedling growth of redroot pigweed (Amaranthus retroflexus) and lambsquarter (Chenopodium album). Ir. J. Agri. Res. 1: 7. 53-61. (In Persian)
  5. Graham, P.L., Steiner, J. and Weise, A. F. 1988. Light absorption and competition in mixed sorghum pigweed communities. Agron. J. 80: 30. 415- 418.
  6. Cardina, J., Johnson, G.A. and Sparrow, D.H. 1997. The nature and consequence of weed spatial distribution. Weed Sci. 45: 364- 373.
  7. Buhler, D.D. 2002. Challenges and opportunities for integrated weed management. Weed Sci. 50: 3. 273-280.
  8. Roham, R., Pirdashti, H., Yaghubi, M. and Nematzadeh, G. 2014. Spatial distribution of nutsedge (Cyperus). Seed bank in rice growth cycle using geostatistics. Crop protect. 55: 133-141.
  9. Hosseini, P., Karimi, H., Babaei, S., and Rahimian Mashhadi, H. 2013. Weed seed bank richness as affected by crop rotation. Biol. Ecol. Weeds, Ir. Weed Sci. 379-383. (In Persian)
  10. Shrestha, A., Knezevic, S., Roy, R., Ball‐Coelho, B. and Swanton, C. 2002. Effect of tillage, cover crop and crop rotation on the composition of weed flora in a sandy soil. Weed Res. 42: 1. 76-87.
  11. Cavers, P.B. 1995. Seed banks: memory in soil. Can. J. Soil Sci. 75: 11-13.
  12. Oveysi, M., Rezvani Moghadam, P., Baghestani Meybodi, M.A. and Nasiri Mahalati, M. 2006. Investigating seed bank and weed population dynamics in corn fields. Entomol. Phytopathol. 73: 2. 75-91. (In Persian).
  13. Rashed-Mohassel, M.H., Najafi, H.H. and Akbarzadeh, M. 2001. Weed biology and control (2nd Edition). Ferdowsi Univ. Mashhad, Press. 350 p. (In Persian).
  14. Santin-Montanyá, M.I., Martín-Lammerding, D., Zambrana, E. and Tenorio, L. 2016. Management of weed emergence and weed seed bank in response to different tillage, cropping systems and selected soil properties. Soil and Tillage Res. 161: 38-46.
  15. Azizi, G., Kouchaki. A., Nasiri Mahalati, M. and Razvani Moghadam, P. 2009. Effect of plant diversity and nutrient resource on weed composition and density in different cropping systems. Iran. J. field crops res. 7: 1. 115-125. (In Persian).
  16. Hosseinia, P. and Hoveize, K. 2014. Weed seed bank as affected by crop rotation and disturbance. Crop Protect. 64: 1–6.
  17. Ghorbani, J., Beheshti, Z., Lashkari, M. and Tamartash, R. 2010. Size and composition of soil seed bank in two rangelands with different cultivation history. J. Range Watershed Manag. (Ir. J.Nat. Res.). 64: 2. 229- 241. (In Persian).
  18. Serajchi, M., Ghorbani, R., Rashed Mohassel, M., Nasiri Mahalati, M. and Shojae Nofreast, K. 2010. The Effect of different rotations on weeds population in potato fields. Weed Res. J. 2: 2. 1-19. (In Persian).
  19. Heidari, G.H.A., and Saeedi Goraghani, H.R. 2014. Compare of changes diversity and richness of species and life forms in three utilization sites (case study: southern slopes of Damavand mountain summer rangeland). J. range watershed manag. (Ir. J. Nat. Res.). 66: 4. 535 -547. (In Persian).
  20. Mirzaei, A. 2015. Study Study of seed bank and weed dynamics in potato production systems in Jiroft region. M. Sc. Thesis. Faculty of Agriculture, Univ. Jiroft, Iran. (In Persian)
  21. Simpson, R.L., Leck, M.A. and Parker, V.T. 1989. Seed banks: general concepts and methodological issues. In: Leck MA, Parker V.T., Simpson RL (eds) Ecology of soil seed banks. Academic Press, San Diego, Pp. 3–8.
  22. Holmes, P.M. 2002. Depth distribution and composition of seed banks in alien-invaded and uninvaded fynbos vegetation. Aust. Ecol. 27: 110- 120.
  23. Siahmargue, A., koocheki, A. R., Nasiri Mahalati, M. and Mahghani, S. 2011. Effect of integrated weed management systems on seed bank of weeds grown in sugar beet (Beta vulgaris L). J. Agroecol. 3: 2. 151-162. (In Persian).
  24. Elsafori, A.K., Guamaa, A.N. and Elnour, M.A. 2011. Soil seed bank of a rangeland area White Nile state, Sudan. J. Hortic. For. 3: 6. 178-185.
  25. Bossuyt, B. and Honnay, O. 2008. Can the seed bank be used for ecological restoration? An overview of seed bank characteristic in European communities. J. Veg. Sci. 19: 875–884.
  26. Mulugeta, D. and Stoltenberg, D.E. 1997. Seed bank characterization and emergence of a weed community in a moldboard plow system. Weed Sci. 45:54- 60.
  27. Kashe, K., Sindel, B., Kristiansen, P. and Jessop, R. 2010. Effect of tillage on weed seed bank and weed flora in maize (Zea mays). Seventeenth Australasian Weeds Conference. Pp: 67-70.
  28. Vanasse, A.G. and Leroux, D. 2000. Floristic diversity, size and vertical distribution of the weed seed bank in ridge and conventional tillage systems. Weed Sci. 48:454-460.
  29. Raismohammadi, A., Alizadeh, H., Oveysi, M., and GHorbani, O. 2009. Effect of chemical control on weed seed bank in corn-barley rotation system. J. Weed Res. 1: 2. 51-63.
  30. Koocheki, A.R., Nassiri Mahallati, M., Jahani kondori, M. and Bromand Rezazadeh, Z. 2009. Evaluation of Industrial of Crop Diversity in Iran. J. Field Crops Res. 9: 3. 309- 301.
  31. Ekeleme, F., Akobundu, L.O., Fadayomi, R.O., Chikoye, D.Y. and Abayomi, A. 2003. Characterization of legume cover crops for weed suppression in the moist savanna of Nigeria. Weed Technol. 17: 1. 1- 13.
  32. Wilson, R.G. 1988. Biology of weed seeds in the soil In Altieri MA, Liebman M (eds.) Weed management in agro-ecosystems eco approaches. Boca Raton, FL: CRC Press. 25–39.
  33. Koocheki, A.R., Nasiri Mahallati, M., Tabrizi, L., Azizi, G. and Jahan, M. 2006. Assessing species and functional diversity and community structure for weeds in wheat and sugar beet in Iran. Ir. J. Agric. Res. 4: 1. 105-129. (In Persian).
  34. Asadi, G.A., and Khorramdel, S. 2014. Effects of different ratio of barley and hairy vetch intercropping on yield, plant nitrogen content, weed population and diversity. J. Crop Prot. 7: 131-156. (In Persian).
  35. Abadian, H., Pirdashti, E.A. and Abbasi, R. 2013. Evaluation of species diversity of weeds in mixed planting of basil and cowpea at different levels of nitrogen fertilizer. J. Crop Protect. 8: 3. 1-31.