ارزیابی کشت مخلوط گندم سیاه و لوبیا چشم بلبلی در بهبود عملکرد و کنترل علف هرز در شرایط کم‌آبیاری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج ایران

2 زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 گروه گیاه پزشکی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج ایران

4 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج ایراندانشگاه تهران

10.22069/ejcp.2024.22685.2639

چکیده

سابقه و هدف: کشاورزی فشرده طی سال‌ها اگر چه باعث افزایش عملکرد به واسطه استفاده از نهاده‌های شیمیایی شده است، اما کاهش تنوع زیستی، آسیب به سلامت انسان و منابع محیطی را نیز به همراه داشته است. توسعه راهبردهای افزایش بهره‌وری سامانه‌های کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک به وسیله کم آبیاری و روش‌های سازگار کنترل علف‌های هرز با محیط زیست مانند کشت مخلوط برای کشاورزی پایدار یک امر مهم است. به همین منظور، این پژوهش با هدف بررسی ارزیابی صفات مختلف کشت مخلوط گندم سیاه و لوبیا چشم بلبلی در شرایط کم آبیاری و وجین علف هرز انجام شد.
مواد و روش‌ها: این آزمایش به صورت کرت‌های دو بار خرد شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال زراعی 1401 انجام شد. عامل اصلی کم آبیاری در سه سطح فراهم کردن 100% نیاز آبی گیاه (شاهد)، 85% نیاز آبی و 70% نیاز آبی نسبت به شاهد، و عامل فرعی شامل الگوی کاشت که در پنج سطح شامل کشت خالص گندم سیاه، کشت خالص لوبیا چشم بلبلی، سه سطح کشت مخلوط گندم سیاه و لوبیا چشم بلبلی شامل ردیف‌های کاشت (1:1)، (3:1)، (1:3) بودند. همچنین، عامل فرعی فرعی شامل زمان‌های وجین علف هرز در پنج سطح عدم وجین (شاهد آلوده)، و وجین تا دو، چهار، شش و هشت هفته پس از سبزشدن محصول بود.
یافته‌ها: بالاترین عملکرد دانه در هر دو گیاه گندم سیاه (9/2436 کیلوگرم در هکتار) و لوبیا چشم بلبلی (5/2495 کیلوگرم در هکتار)، در تیمار کشت خالص با هشت هفته وجین علف هرز و آبیاری کامل به دست آمد. تعداد ردیف‌های کاشت این دو گیاه در کشت خالص نسبت به مخلوط بیشتر بود که طبیعتا عدد بالاتری را ثبت کردند. کشت مخلوط یک ردیف گندم سیاه و یک ردیف لوبیا چشم بلبلی با هشت هفته وجین علف هرز، بالاترین مقدار شاخص سطح برگ برای لوبیا چشم بلبلی (36/3) و گندم سیاه (1/4) و همین الگوی کاشت با شش هفته وجین بیشترین تعداد شاخه در بوته را برای گندم سیاه (16 عدد) ثبت نمود. کمترین زیست توده علف هرز در تیمار عدم وجین نیز توسط همین الگوی کاشت تحت آبیاری 70 درصد (1/12 گرم در مترمربع) به ثبت رسید. بیشترین وزن خشک علف هرز (7/145 گرم در مترمربع) در الگوی کشت خالص لوبیا تحت 85 درصد آبیاری و عدم وجین علف هرز ثبت شد. الگوی کاشت یک ردیف گندم سیاه و یک ردیف لوبیا چشم بلبلی با دو هفته وجین تحت آبیاری 100 درصد، بالاترین نسبت برابری زمین (08/1) را در بین الگوهای کشت مخلوط ثبت نمود.
نتیجه گیری: بیشتر الگوهای کشت مخلوط توانستند نسبت برابری زمین بالاتر از یک را کسب کنند که نشان دهنده بهره‌وری بیشتر این سامانه کاشت نسبت به کشت خالص است. همچنین از لحاظ کنترل زیست توده علف هرز، افزایش عملکرد تحت شرایط کم آبیاری و برخی از صفات در هر دو گیاه، الگوی کشت مخلوط یک ردیف گندم سیاه با یک ردیف لوبیا چشم بلبلی توانست موفق عمل کند. در نتیجه استفاده از کشت مخلوط می‌تواند تا حدی اثرات زیانبار علف کش‌ها را کم و کارایی استفاده از زمین را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of intercropping buckwheat and cowpea in improving yield and weed control under deficit irrigation conditions

نویسندگان [English]

  • kiavash arvin 1
  • seyed mohammad bagher hoseini 2
  • Mostafa Oveisi 1
  • Ahmad Ashouri 3
  • Hamed Ebrahimian Taleshi 4
1 Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.,
2 Collage of Agriculture and Natural Reesources, University of Tehran (Iran)
3 Department of Plant Protection, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
4 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: Modern intensive agriculture has boosted crop yields through chemical inputs. However, this approach has caused decreased biodiversity, harm to human health, and environmental degradation. Developing sustainable agricultural practices that increase productivity while minimizing negative effects, especially in arid and semi-arid regions, requires strategies like deficit irrigation and environmentally compatible weed control methods such as intercropping. This study aims to assess the performance of an intercropping system comprising buckwheat and cowpea under deficit irrigation and minimal weeding. The research seeks to provide insights into the viability of this approach for sustainable agriculture in water-limited environments.

Materials and methods: A field experiment was conducted in 2022 at the Agriculture and Natural Resources campus of the University of Tehran research farm in a randomized complete block design with split-split plot arrangements. The main plot factor included three levels of irrigation: 100% of the plant's water requirement (control), 85% of the water requirement and 70% of the water requirement compared to the control. The subplot factor consisted of five planting patterns: sole cultivation of buckwheat, sole cultivation of cowpea, and three intercropping patterns of buckwheat and cowpea with different row ratios (1:1, 3:1, and 1:3). Timing of weed removal, as the sub-subplot factor, was implemented at five levels: no weeding (control), weeding until the second, fourth, sixth, and eighth weeks after cultivation.

Results: The highest grain yield of buckwheat (2436.9 kg ha-1) and cowpea (2495.5 kg ha-1) was observed in the sole cultivation plot with eight weeks of post-planting weeding under full irrigation. These results are attributed to higher planting densities in sole cultivation compared to intercropping. The 1:1 intercropping pattern with eight weeks of post-planting, exhibited the best cowpea leaf area index (3.36), and buckwheat (4.1) and similarly, this intercropping pattern with six weeks of post-planting resulted in the highest number of branches per plant (16). Sole cowpea plot under 85% deficit irrigation exhibited the highest weed dry weight (145.7 g m-2). The highest Land Equivalent Ratio (1.08), was observed in the 1:1 intercropping pattern with two weeks of post-planting weeding under full irrigation. Interestingly, the 1:1 intercropping pattern also showed the lowest weed biomass (12.1 g m-2) without specific weed management under 70% irrigation.

Conclusion: Most intercropping treatments achieved a land equivalent ratio greater than one, highlighting the superior efficiency of this planting method compared to sole cultivation. Specifically, the 1:1 intercropping pattern successfully controlled weed biomass, increased grain yields under deficit irrigation, and some for both crops. Therefore, intercropping offers a promising strategy to reduce reliance on herbicides and improve overall land use efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Planting pattern
  • Drought stress
  • Weed biomass
  • Sustainable agriculture
  • Land equivalent ratio