تأثیر بازدارنده نیتریفیکاسیون دی ام پی پی و مقدار نیتروژن کودی بر صفات زراعی گندم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،

2 دانشیار، گروه زراعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،

چکیده

سابقه و هدف: نیتروژن بیش از سایر عناصر معدنی برای رشد گیاهان مورد نیاز است و کمبود آن رشد و عملکرد گیاهان زراعی را محدود می‌کند. عوامل مختلفی از جمله تلفات نیتروژن به شکل‌های مختلف، کاهش حاصل‌خیزی خاک‌ها و نیز افزایش پتانسیل عملکرد ارقام جدید گیاهان زراعی نیاز به مصرف کودهای شیمیایی نیتروژن‌دار را تشدید کرده است. امروزه، استفاده از کودهای نیتروژن‌دار حاوی بازدارنده‌های نیتریفیکاسیون به‌عنوان یکی از راه‌های کاهش تلفات نیتروژن و بهینه‌سازی تغذیه نیتروژنی گیاهان زراعی مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، در ایران تاکنون در این زمینه مطالعه‌ای در شرایط مزرعه انجام نشده است.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، تأثیر منابع مختلف نیتروژن شامل کودهای شیمیایی حاوی و فاقد بازدارنده نیتریفیکاسیون: الف) سولفات آمونیوم، ب)سولفات آمونیوم حاوی بازدارنده نیتریفیکاسیون DMPP، ج) اوره و د) سولفات آمونیوم حاوی DMPPبه‌علاوه اوره به نسبت 50:50 و مقادیر مختلف کودها شامل صفر (شاهد)، 50، 125 و 200 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم نان بررسی شد. آزمایش در سال زراعی 91-1390 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شد.
یافته‌ها: نتایج حاکی از افزایش خطی و معنی‌دار اجزای عملکرد و عملکرد دانه و بیولوژیک و کاهش شاخص برداشت با افزایش مقدار مصرف نیتروژن کودی بود. میانگین عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک در شاهد به‌ترتیب 2/3882 و 2/8016 کیلوگرم در هکتار بود. هر کیلوگرم افزایش در نیتروژن کودی به افزایش عملکرد دانه به مقدار 5/13 کیلوگرم و عملکرد بیولوژیک به مقدار 75/30 کیلوگرم منتهی شد. در تیمار مصرف 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به ترتیب به 6477 و 13964 کیلوگرم در هکتار رسید. بر اساس یافته‌های این آزمایش، تغییرات عملکرد دانه به‌طور عمده ناشی از تغییرات تعداد سنبله در مترمربع و تا حدی نیز ناشی از تغییرات تعداد دانه در سنبله بوده و تغییرات اندازۀ دانه نقش قابل توجهی در تغییرات عملکرد دانه نداشت. عملکرد دانه در تیمار سولفات آمونیوم حاوی DMPP نسبت به اوره 8/2 درصد و نسبت به سولفات آمونیوم 2/4 درصد بیشتر بود اما این افزایش به لحاظ آماری معنی‌دار نبود. از نظر اجزای عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت نیز تفاوتی بین کودهای نیتروژن‌دار حاوی بازدارنده و کودهای معمولی وجود نداشت.
نتیجه‌گیری کلی: در شرایط محیطی این آزمایش، علیرغم افزایش خطی معنی‌دار اجزای عملکرد و عملکرد دانه، و عملکرد بیولوژیک گندم در واکنش به افزایش مقدار نیتروژن کودی، استفاده از بازدارنده‌ نیتریفیکاسیون احتمالا به دلیل ویژگی‌های خاک (به‌ویژه کم بودن مقدار شن و زیادی مقدار سیلت و رس خاک، و همچنین عمق زیاد لایه خاک زراعی) و تعداد کم دفعات آبیاری (فقط دو نوبت)، زمان آبیاری (در اواخر فصل رشد گندم) و همچنین تقسیط و مصرف کود در سه مرحله، موجب بهبود معنی‌دار عملکرد نشد. از این‌رو، با توجه به قیمت زیاد این کودها، استفاده از آن‌ها توصیه نمی‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of nitrification inhibitor DMPP and fertilizer nitrogen rate on agronomic characteristics in wheat

نویسندگان [English]

  • Marzie sadat Hoseini 1
  • Ebrahim Zeinali 2
  • Arezoo Abidi 1
1 M.Sc Graduate Student, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran,
2 Associate Professor, Department of Agronomy, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran,
چکیده [English]

Background and objectives: Nitrogen (N) more than other mineral essential nutrients is required for plant growth and its shortage limit the growth and yield of crops. Nitrogen losses in different ways, reducing soil fertility, as well as increasing the yield potential of new cultivars, including bread wheat cultivars (Triticum aestivum L.), has increased the need for N fertilizer application. Today, using fertilizers containing nitrification inhibitors has been considered as one of the ways to reduce N losses and optimize N nutrition of crops. However, no study has been carried out in this context under field conditions in Iran.
Materials and Methods: In this study, the effects of different sources of N include: a) ammonium sulfate, b) ammonium sulfate containing nitrification inhibitor DMPP, c) urea, and d) ammonium sulfate containing DMPP plus urea at 50:50, and different rates of fertilizer N including 0 (control), 50, 125 and 200 kg N ha-1 on yield and yield components of wheat were evaluated. The experiment was conducted as a factorial based on randomized complete block design with four replications in Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources.
Results: The results indicated a linear and significant increase in yield components, grain and biological yield and reduction in harvest index with increasing nitrogen fertilizer rate. The mean grain and biological yield in control (0 kg N ha-1) were 3882.2 and 8016.2 kg ha-1. A kilogram increase in nitrogen fertilizer resulted in 13.5 and 30.55 kg increase in grain and biological yield, respectively. Grain and biological yield were reached to 6477 and 13964 kg ha-1 , respectively, in the treatment of application of 200 kg N ha-1. According to the results of this experiment, grain yield changes were mainly due to changes in the number of spikes per square meter and partly due to changes in the number of grains per spike, and grain size fluctuations had no considerable effect on grain yield changes. Grain yield in ammonium sulfate containing DMPP was 2.8% and 4.2% higher than urea and ammonium sulfate, respectively. But, this increase was not statistically significant. In terms of grain yield components, biological yield and harvest index, there was no difference between nitrogen fertilizers containing DMPP and conventional fertilizers.
Conclusion: Under the environmental conditions of this experiment, despite a significant linear increase in yield components, and grain and biological yield of wheat in response to increasing nitrogen fertilizer rate, the use of nitrogen fertilizer containing nitrification inhibitor did not result in significant improvement in grain yield probably due to soil characteristics, low number of irrigation (only two time), irrigation time (late in the growing season of wheat), as well as the spliting and application of fertilizer in three stages. Therefore, due to the high cost of these fertilizers, their use is not recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Yield components
  • Morvarid cultivar
  • Nitrogen fertilizer
  • 3
  • 4-Dimethyl pyrazole phosphate

مراجع

  1. Guardra, G., Padovan, S. and Delogu, G. 2004. Grain yield, nitrogen use efficiency and baking quality of old and modern Italian bread-wheat cultivars grown at different nitrogen levels. Eur. J. Agron. 21: 181-192.
  2. Zhang, J.H., Liu, J.L., Zhang, J.B., Zhao, F.T., Zheng, Y.N. and Wang, W.P. 2010. Effect of nitrogen application rates on translocation of dry matter and nitrogen utilization in rice and wheat. Acta Agron. Sin. 36: 10. 1736-1742.
  3. Herrera, J.M., Rubio, G., Häner, L.L., Delgado, J.A., Lucho-Constantino, C.A., IslasValdez, S. and Pellet, D. 2016. Emerging and established technologies to increase nitrogen use efficiency of cereals. Agron. J. 6: 2. 25. http://dx.doi.org/10.3390/ agronomy6020025.
  4. Linquist B.A., Lijun, L., van Kessel,C. and van Groenigen, K.J. 2013. Enhanced efficiency nitrogen fertilizer for rice systems: Meta-analysis of yiel and nitrogen uptake. Field Crops Res. 154: 246-254.
  5. Zeinali, E., Soltani, A., Galeshi, S. and Movahedi Naeeni, S.A. 2009. Estimates on nitrate leaching from wheat fields in Gorgan, northeast of Iran. Res. J. Environ. Sci. 3: 6. 645-655.
  6. Akiyama, H., Yan, X. and Yagi, K. 2010. Evaluation of effectiveness of enhanced-efficiency fertilizers as mitigation options for N2O and NO emissions from agricultural soils: meta-analysis. Glob. Change Biol. 16: 1837-1846.
  7. Chalk, P.M., Craswell, E.T., Polidoro, J.C. and Chen, C. 2015. Fate and efficiency of 15Nlabelled slow- and controlled release fertilizers. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 102: 167-178.
  8. Edmeeads, D. 2004. Nitrification and urease inhibitors. Environ. Waikato. Tech rep. 22: 1-16.
  9. Singh, S.N. 2007. The potential of nitrification inhibitors to manage the pollution effect of nitrogen fertilizers in agricultural and other soils. Environ. Pract. 9: 266-279.
  10. Fageria, N.K. and Baligar, V.C. 2005. Enhancing nitrogen use efficiency in crop plants. Adv. Agron. J. 88: 97-185.
  11. Abalos, D., Jeffery, S., Sanz-Cobena, A., Guardia, G. and Vallejo, A. 2014. Meta-analysis of the effect of urease and nitrification inhibitors on crop productivity and nitrogen use efficiency. Agric. Ecosyst. Environ. 189: 136-144.
  12. Kim, D.G., Saggar, S. and Roudier, P. 2012. The effect of nitrification inhibitors on soil ammonia emissions in nitrogen managed soils: a meta-analysis. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 93: 51-64.
  13. Diez-Lopez, J.A., Hernaiz-Algaria, P., Arauzo-Sanchez, M. and Carrasco-Martin, I. 2008. Effect of a nitrification inhibitor (DMPP) on nitrate leaching and maize yield during two growing seasons. Span. J. Agric. Res. 6: 2. 294-303.
  14. Liu, C., Yao, Z., Wang, K. and Zheng, X. 2014. Three-yearmeasurements of nitrous oxide emissions from cotton and wheat-maize rotational cropping systems. Atmos. Environ. 96: 201-208.
  15. Giltrap, D.L., Singh, J., Saggar, S. and Zaman, M. 2010. A preliminary study to model the effects of a nitrification inhibitor on nitrous oxide emissions from urineamended pasture. Agric. Ecosyst. Environ. 136: 310-317.
  16. Benckiser, G., Christ, E., Herbert, T., Weiske, A., Blome, J. and Hardt, M. 2013. The nitrification inhibitor 3,4-dimethylpyrazole-phosphat (DMPP) quantification and effects on soil metabolism. Plant Soil. 371: 257-266.
  17. Mahmood, T., Ali, R., Latif, Z. and Ishaque, W. 2011. Dicyandiamide increases the fertilizer N loss from an alkaline calcareous soil treated with 15 N-labelled urea under warm climate and under different crops. Biol. Fertil. Soils. 47: 619-631.
  18. Gilsanz, C., Bàez, D., Misselbrook, T.H., Dhanoa, M.S. and Càrdenas, L.M. 2016. Development of emission factors and efficiency of two nitrification inhibitors, DCD and DMPP. Agric. Ecosyst. Environ. 216: 1-8.
  19. Halvorson, A.D., Snyder, C.S., Blaylock, A.D. and Del Grosso, S.J. 2014. Enhanced- efficiency nitrogen fertilizers: potential role in nitrous oxide emission mitigation. Agron. J. 106: 715-722.
  20. Ruser, R. and Schulz, R. 2015.The effect of nitrification inhibitors on the nitrousoxide (N2O) release from agricultural soils. J. Soil Sci. Plant Nutr. 178: 171-188.
  21. Rose, T., Wood, R.H., Rose, M.T. and Zwieten, L.V. 2018. A re-evaluation of the agronomic effectiveness of the nitrification inhibitors DCD and DMPP and the urease inhibitor NBPT. Agric. Ecosyst. Environ. 252: 69-73.
  22. Yang, M., Fang, Y., Sun, D. and Shi, Y. 2016. Efficiency of two nitrification inhibitors (dicyandiamide and 3, 4-dimethypyrazole phosphate) on soil nitrogen transformations and plant productivity: a meta-analysis. Sci. Rep. 6: 22075.
  23. Feng, J., Li, F., Deng, A., Feng, X., Fang, F. and Zhang, W. 2016. Integrated assessment of the impact of enhanced- efficiency nitrogen fertilizer on N2O emission and crop yield. Agric. Ecosyst. Environ. 231: 218-228.
  24. Qiao, C., Liu, L., Hu, S., Compton, J.E., Greaver, T.L. and Li, Q. 2015. How inhibiting nitrification affects nitrogen cycle and reduces environmental impacts of anthropogenic nitrogen input. Glob. Change Biol. 21: 1249-1257.
  25. Thapa, R., Chatterjee, A., Awale, R., McGranahan, D.A. and Daigh, A. 2016. Effect of enhanced efficiency fertilizers on nitrous oxide emissions and crop yields: a meta-analysis. Soil Sci. Soc. Am. J. 80: 1121-1134.
  26. Soltani, A. 2007. Application of SAS Software in Statistical Analysis. Mashhad University Jihad. 182 pages. (In Persian)
  27. Soghi, H.A., Kazemi, M., K.halate Arabi, M., Sheikh, F., Abroudi, S.A.M. and Asgar, M. 2009. Effect of foliar n and soil application of different rates of nitrogen fertilizer on yield and yield components of two promising wheat lines in Gorgan. Electron. Crop Prod. 2: 4. 167-176. (In Persian)
  28. Ezzat Ahmadi, M., Kazemi, H.A., Shakiba, M.R. and Valizadeh, M. 1998. Effect of different levels of nitrogen fertilizer and its usage time on yield and yield components of spring wheat in Tabriz environmental conditions. Ir J Agric Sci. 29: 4. 787-800. (In Persian)
  29. Annagholi, A. 2000. Investigating the effect of the rate and time of application of nitrogen fertilizer on morphological characteristics, growth, yield and yield components of Zagros wheat in rainfed condition, MSc. Thesis, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. 88 p. (In Persian)
  30. Tariq Jan, M. and Khan, S. 2000. Response of wheat yield components to type of N-fertilizer, their levels and application time. Pak. J. Biol. 3: 8. 1227-1230.
  31. Teixeira Filho, M.C.M., Buzetti, S., Andreotti, M., Arf, O. and Sa, M.E.De. 2011. Application times, soures and doses of nitrogen on wheat cultivars under no till in the Cerrado region. Cienc. Rural. Santa Maria, 41: 8. 1375-1382.
  32. Ercoli, , Masoni, A., Pampana, S., Mariotti, M. and Arduini, I. 2013. As durum wheat productivity is affected by nitrogen fertilisation management in Central Italy. Eur. J. Agron. 44: 38-45.
  33. Walter, E.B., Christians, C.B. and L.amothe. A.G. 1995. Nitrogen fertilizer effects on growth, grain yield and yield components of malting barley. Field Crops Res. 43: 87-99.
  34. Hosseini, R.S., Galeshi, S., Soltani A. and Kalateh, M. 2011. Effect of nitrogen fertilizer on yield and yield components of old and new wheat cultivars. Electron. J. Crop Prod. 4: 1. 187-199. (In Persian)
  35. Abedi, T., Alemzadeh, A. and Kazemyani, S.A. 2011. Wheat yield and grain protein response to nitrogen amount and timing. Aust. J. Crop Sci. 5: 3. 327-333.
  36. Shahbazi, M., Zeinali, E., Galeshi, S., Ehshamami, M.R. and Dorosti, H. 2017. Response of grain yield and other agronomic characteristics of two indigenous and high yield rice cultivars to nitrogen fertilizer rate in Rasht. J. Soil Manag Sustain Prod. 7: 1. 38-21. (In Persian)
  37. Zeinali, A. 2009. Nitrogenous nutrition of wheat in Gorgan; Agronomic, physiological and ecological aspects. PhD Thesis in Agronomy. Faculty of Crop Sciences. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. 201 p. (In Persian)
  38. Lopez-Bellido, L., Lopez-Bellido, R.J. and Lopez-Bellido. F.J. 2006. Fertilizer nitrogen efficiency in durum wheat under rainfed mediterranean conditions: effect of split application. Agron. J. 98: 55-62.
  39. Shahsavari, N. and Safari, M. 2005. Effect of nitrogen rate on yield and yield components of three wheat cultivars in Kerman. J. Res Develop. 66: 82-87. (In Persian)
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 15، شماره 4
دی 1401
صفحه 19-38

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار