اثر کشت مخلوط لوبیا چیتی و گندم سیاه بر جذب عناصر غذایی، شاخص‌های سودمندی و مهار علف‌های هرز در شرایط کاربرد مایکوریزا

نوع مقاله : مقاله کامل علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آگروتکنولوژی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاوری دانشگاه یلسوج دانشگاه یاسوج

2 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج

3 دانش‌آموخته ارشد اگروتکنولوژی- فیزیولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: امروزه کشاورزی با چالش‌هایی مانند کاهش حاصلخیزی خاک و محدودیت منابع آب مواجه است، بنابراین بهره‌گیری از الگوهای کشت پایدار ضروری به نظر می‌رسد. کشت مخلوط با افزایش تنوع زیستی موجب بهره‌وری مطلوب از منابع و کاهش فشار علف‌های هرز می‌شود. کشت مخلوط لوبیا چیتی (با توان تثبیت نیتروژن) و گندم سیاه (با رشد سریع و قدرت رقابتی بالا) می‌تواند عملکرد، کیفیت و پایداری زراعی را ارتقا دهد. همچنین، قارچ‌ مایکوریزا به‌عنوان کود زیستی، باعث بهبود جذب عناصر غذایی و افزایش تحمل گیاه می‌شود. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تأثیر کشت مخلوط لوبیا چیتی–گندم سیاه و تلقیح مایکوریزا بر عملکرد، تغذیه گیاه و کنترل زیستی علف‌های هرز انجام شد.

مواد و روش‌ها: آزمایش به‌صورت فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار در سال 1402 اجرا شد. عامل‌ اول آزمایش الگوهای کشت (کشت خالص لوبیا چیتی (Phaseolus vulgaris L.) بدون کنترل علف‌های هرز، کشت خالص لوبیا چیتی با کنترل علف‌های هرز، کشت خالص گندم سیاه (Fagopyrum esculentum Moench.) بدون کنترل علفهای هرز، کشت مخلوط لوبیا چیتی با 30، 60 و 90 درصد تراکم گندم سیاه بدون کنترل علف‌های هرز) و عامل دوم شامل کاربرد و عدم کاربرد کود زیستی مایکوریزا بود. در ادامه میزان جذب عناصر غذایی، عملکرد هر دو گیاه، زیست‌توده علف‌های هرز، نسبت برابری زمین و کاهش یا افزایش عملکرد واقعی ارزیابی شد.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیشترین مقدار عناصر غذایی و بالاترین عملکرد لوبیا چیتی از کشت خالص این گیاه همراه با کنترل علف‌های هرز به دست آمد. در میان تیمارهای مخلوط، ترکیب لوبیا چیتی با 60 درصد تراکم گندم سیاه بدون کنترل علف‌های هرز عملکرد بالاتری نسبت به سایر تیمارهای مخلوط داشت. در مورد گندم سیاه، کشت خالص بدون کنترل علف‌های هرز بیشترین عملکرد را ایجاد کرد و پس از آن کشت مخلوط لوبیا چیتی با 90 درصد تراکم گندم سیاه در رتبه بعدی قرار گرفت. افزایش تراکم گندم سیاه در کشت مخلوط منجر به کاهش چشمگیر زیست‌توده علف‌های هرز گردید که این امر بیانگر توان رقابتی بالای گندم سیاه در کنترل علف‌های هرز است. کاربرد قارچ مایکوریزا نیز تأثیر مثبت بر افزایش جذب عناصر غذایی، بهبود عملکرد لوبیا چیتی و گندم سیاه و کاهش زیست‌توده علف‌های هرز داشت. شاخص نسبت برابری زمین در تمامی الگوهای کشت مخلوط مورد ارزیابی در این آزمایش بیش از یک بود که نشان‌دهنده برتری کشت مخلوط نسبت به کشت خالص از نظر کارایی استفاده از منابع و پایداری تولید است.

نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد که کشت مخلوط افزایشی لوبیا چیتی با تراکم 60 درصد گندم سیاه همراه با کاربرد قارچ مایکوریزا می‌تواند رویکردی مؤثر برای کاهش زیست‌توده علف‌های هرز، افزایش جذب عناصر غذایی، بهبود عملکرد و ارتقای شاخص‌های سودمندی باشد. این ترکیب زراعی نه‌تنها به افزایش پایداری تولید لوبیا چیتی کمک می‌کند، بلکه به‌عنوان راهکاری زیست‌سازگار و پایدار برای مدیریت علف‌های هرز و بهره‌برداری بهینه از منابع در کشاورزی پایدار پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Intercropping of Pinto Bean and Buckwheat on Nutrient Uptake, Beneficial Indices, and Weed Competition Reduction under Mycorrhizal Inoculation Conditions

نویسندگان [English]

  • Maezieh Taheri 1
  • Alireza Yadavi 2
  • Mohden Movahhedi Dehnavi 2
  • Hamidreza Balouchi 2
  • Hamid Alahdadi 3
1 MSc Student of Agrothechnology, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University.
2 Professor, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University
3 Graduated M.Sc. Student in Agrotechnology-Crop Physiology, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
چکیده [English]

Background and Objectives: Modern agriculture faces challenges such as soil fertility depletion and limited water resources. Therefore, the adoption of sustainable cropping systems is essential. Mixed cropping, by enhancing biodiversity, optimizes resource use and reduces weed pressure. The mixed cropping of pinto bean (with nitrogen-fixing ability) and buckwheat (with rapid growth and high competitive ability) can improve productivity, quality, and agricultural sustainability. Furthermore, mycorrhizal fungi, as a biological fertilizer, enhance nutrient uptake and increase plant tolerance. The present study was conducted to evaluate the impact of mixed cropping of pinto bean–buckwheat and mycorrhizal inoculation on crop performance, plant nutrition, and biological weed control.

Materials and Methods: The experiment was conducted as a 2-factorial experiment in a randomized complete block design (RCBD) with three replications in 2023. The first factor consisted of cropping patterns (pure pinto bean (Phaseolus vulgaris L.) without weed control, pure pinto bean with weed control, pure buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench.) without weed control, and mixed pinto bean with 30%, 60%, and 90% buckwheat density without weed control). The second factor was the application of mycorrhizal inoculant versus no inoculant. Nutrient uptake, yield of both crops, weed biomass, land equivalent ratio (LER), and the increase or decrease in actual yield were then assessed.

Results: The results showed that the highest nutrient uptake and the greatest pinto bean yield were obtained from the pure pinto bean crop with weed control. Among the mixed cropping treatments, the combination of pinto bean with 60% buckwheat density without weed control had higher yield than the other treatments. For buckwheat, the highest yield was achieved from the pure buckwheat crop without weed control, followed by the mixed cropping of pinto bean with 90% buckwheat density. Increasing the buckwheat density in the mixed cropping system significantly reduced weed biomass, indicating the high competitive ability of buckwheat in weed suppression. The application of mycorrhizal fungi also had a positive effect on nutrient uptake, improved pinto bean and buckwheat yields, and reduced weed biomass. The land equivalent ratio (LER) in all mixed cropping patterns evaluated in this study was greater than one, indicating the superiority of mixed cropping over pure cropping in terms of resource use efficiency and production sustainability.

Conclusion: This study demonstrated that mixed cropping of pinto bean with 60% buckwheat density, combined with mycorrhizal inoculation, can be an effective approach to reduce weed biomass, enhance nutrient uptake, improve yields, and increase beneficial indices. This cropping combination not only contributes to the sustainability of pinto bean production but also presents an environmentally friendly and sustainable solution for weed management and optimal resource utilization in sustainable agriculture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Weed biomass
  • Harvest index
  • Beneficial indices
  • Additive intercropping
  • Biofertilizer

مراجع

  1. Kumar, R., Singh, J., & Uppal, S. K. (2017). Management of weeds in sugarcane - wheat intercropping system in subtropical India. Indian Journal of Weed Science, 49(2), 139-146.
  2. Yuan-Quan, C., Peng, S., Chen, L., & Xue-peng, S. (2012). Xanthium suppression under maize-sunflower intercropping system. Journal of Integrative Agriculture, 11(6), 1026-1037.
  3. Hosseinzadeh, M., Hoseini, S. M. B., & Alizadeh, H. (2021). Study of sesame (Sesamum indicum) and cowpea (Vigna unguiculata L.) intercropping under weed control and non-control conditions. Iranian Journal of Field Crop Science, 52(3), 147-162. [In Persian]
  4. Alizadeh, K., Rezaei-Chiyaneh, E., Amirnia, R., & Barin, M. (2019). The effect of combined application of PGPR and mycorrhizal fungi in intercropping of linseed (Linum usitatissimum) and faba bean (Vicia faba L.) on growth characteristics and seed yield. Iranian Journal of Field Crops Research, 17(1), 123-140. [In Persian]
  5. Weisany, W., Zehtab-Salmasi, S., Raei, Y., Sohrabi, Y., & Ghassemi-Golezani, K. (2016). Can arbuscular mycorrhizal fungi improve competitive ability of dill+common bean intercrops against weeds? European Journal of Agronomy, 75, 60-71.
  6. Khosravi, M., Tavassoli, A., Piri, I., & Babaeian, M. (2021). Effect of weeds management on yield and nutrient content of sesame (Sesamum indicum) and bean (Phaseolus vulgaris L.) in intercropping. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 31(4), 1-16. [In Persian]
  7. Khoshnam, Z., Amiri Nejad, M., Aein, A., & Parsa Motlagh, B. (2020). The evaluation of intercropping system of indigo (Indigofera tinctoria) and Roselle (Hibiscus sabdariffa L.) on yield, weed biodiversity and changes of weeds community. Isfahan University of Technology-Journal of Crop Production and Processing, 10(2), 109-121. [In Persian]
  8. Abadian, H., Yarnia, M., Pirdashti, H., Abasi, R., & Farahvash, F. (2015). The effect of planting pattern and nitrogen fertilizer on yield of basil (Ocimum basiilicum) and cowpea (Vigna unguiculata L.) intercropping under weed competition. Crop Production, 3(3), 1-18. [In Persian]
  9. Gholinejad, A., Yadavi, A., Movahhedi Dehnavi, M., & Farajee, H. (2018). The effect of additive intercropping on yield and yield components of sweet corn (Zea mays var. Saccharata) and mungbean (Vigna radiate L.) and weed biomass. Journal of Agroecology, 10(1), 120-134. [In Persian]
  10. Khodayar Yeganeh, N., Pirzad, A., Jalilian, J., & Jafarzadeh, N. (2018). Effect of arbuscular mycorrhiza fungus (Funneliformis mosseae) and weeds interference on yield and yield components of chickpea (Cicer arietinum) under dryland conditions in Urmia. Iranian Dryland Agronomy Journal, 7(1): 47-62. [In Persian]
  11. Salahi, T., Yadavi, A., Salehi, A., Balouchi, H., & Hmidian, M. (2023). Comparison of two mycorrhizal species in improving the absorption of nutrients and beneficial indicators of linseed (Linum usitatissimum) and fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) intercropping. Journal of Plant Eciphysiology, 14(3), 87-100.
  12. Mirzaei Heidari, M. (2021). Investigation the effect of mycorrhizal fungus and supplementary irrigation on growth, yield and yield components of Chickpea (Cicer arietinum) in two seasons of autumn and spring cultivation in climatic conditions of Ilam Province. Crop Physiology Journal, 13(50), 23-45.
  13. Devi, M., Dhanalakshmi, S., Govindarajan, G. T., Tanisha, B. A., Sonalika, T., Ruth, J. E., & Ramasamy, M. N. (2020). A review on Phaseolus vulgarisPharmacognosy Journal, 12(5), 34-45.
  14. Koyama, M., Nakamura, C., & Nakamura, K. (2013). Changes in phenols contents from buckwheat sprouts during growth stage. Journal of Food Science and Technology, 50(1): 86-93.
  15. Emami, A. (1996). Plant Analysis methods. Publication of Research Organization, Agricultural Extension Training, No. 982. Publications of Soil and Water Research Institute. 1: 126 p.
  16. Patterson, B., Macrae, E., & Ferguson, I. (1984). Estimation of hydrogen peroxide in plant extracts using titanium (IV). Annual Biochemical, 139, 487-492.
  17. Mead, R., & Willey, R. W. (1980). The concept of a land equivalent ratio and advantages in yields from intercropping. Experimental Agriculture, 16, 217-228.
  18. Banik, P., Midya, A., Sarkar, B. K., & Ghose, S. S. (2006). Wheat and chickpea intercropping systems in an additive series experiment: advantages and weed smothering. European Journal of Agronomy, 24(4), 325-332.
  19. Faramarzi, F., Taghizadeh, M. S., Behpoori, A., & Afzali Harsini, S. (2019). Effect of cereals intercropping systems and application of nitrogen fertilizer on nitrogen and micronutrients content of weeds shoot and grain yield. Journal of Agroecology, 11(1), 171-184.
  20. Rad, S. V., Valadabadi, S. A. R., Pouryousef, M., Saifzadeh, S., Zakrin, H. R., & Mastinu, A. (2020). Quantitative and qualitative evaluation of Sorghum bicolor under intercropping with legumes and different weed control methods. Horticulturae, 6(4), 78.
  21. Shahgholi, H., Ansori, A., Talaei, H. G., & Asgharipour, M. R. (2016). Effect of Mycorrhizal Fungi and Trifluralin Herbicide on Emergence, Growth and Root Colonization of Clover (Trifolium repens). Iranian Plant Protection Research, 2(35), 199-208. [In Persian]
  22. Hamzei, J., Seyedi, M., Ahmadvand, G., & Abutalebian, M. A. (2012). The Effect of Additive Intercropping on Weed Suppression, Yield and Yield Component of Chickpea and Barley. Journal of Crop Production and Processing, 2(3), 43-56. [In Persian]
  23. Samsami, N., Nakhzari Moghaddam, A., Rahemi Karizaki, A., & Gholinezhad, E. (2019). Effect of mycorrhizal fungi and rhizobium bacterial on qualitative and quantitative traits of soybean in response to drought stress. Journal of Crops Improvement, 21(1), 13-26.
  24. Haghaninia, M., Javanmard, A., & Mollaaliabasiyan, S. (2021). Investigation of forage yield and nutrients uptake in intercropping of barley (Hordeum vulgare) and grasspea (Lathyrus sativus L.) affected by symbiosis with glomus intraradices fungus. Journal of Agroecology, 12(4), 663-683. [In Persian]
  25. Wahbi, S., Maghraoui, T., Hafidi, M., Sanguin, H., Oufdou, K., & Prin, Y. (2016). Enhanced transfer of biologically fixed N from faba bean to intercropped wheat through mycorrhizal symbiosis. Applied Soil Ecology, 107, 91–98.
  26. Ghanbari, S., Moradi-Tilawi, M. , & Sayadat, A. A. (2017). The effect of animal manure on forage yield, absorption and consumption of some nutrients in a barley and fenugreek intercropping system. Journal of Iranian Agricultural Research, 15(3), 603-614. [In Persian]
  27. Fall1, F., Diouf, D., Fall, D., Ndoye, I., Ndiaye, Ch., Kane, A., & Mustapha Bâ, A. (2015). Effect of arbuscular mycorrhizal fungal inoculation on growth, and nutrient uptake of the two grass species, Leptochloa fusca (L.) Stapf and Sporobolus robustus Kunth, under greenhouse conditions. African Journal of Biotechnology, 14(39), 2770-2776.
  28. Reinhard, W., Neugschwandtner, R., & Kaul, P. (2016). Concentrations and uptake of macronutrients by oat and pea in intercrops in response to N fertilization and sowing ratio. Archives of Agronomy and Soil Science, 62(9), 1236-1249.
  29. Taslima Zahan, M. D., Faruque, H., Apurba, K., Chowdhury, M. D., Omar, Ali, M. D., Akkas, A., Eldessoky, Dessoky, S., Mohamed Hassan, M., Sagar, M., & Akbar, H. (2021). Herbicide in weed management of wheat (Triticum aestivum) and rainy season rice (Oryza sativa L.) under conservation agricultural system. Agronomy, 11, 1704-1720.
  30. Tyagia, J., Varma, A., & Pudake, R. N. (2017). Evaluation of comparative effects of arbuscular mycorrhiza (Rhizophagus intraradices) and endophyte (Piriformospora indica) association with finger millet (Eleusine coracana) under drought stress. European Journal of Soil Biology, 81, 1-10.
  31. Mehni, J., Mahdavi, B., Azari, A., Afkar, S., & Hashemi, S. E. (2020). Evaluation of yield and productivity indices of black cumin and fenugreek intercropping under weedy and weed-free conditions. Iranian Journal of Field Crop Science, 51(3), 73-87. [In Persian]
  32. Rezvani Moghadam, P., & Moradi, R. (2012). Assessment of planting date, biological fertilizer and intercropping on yield and essential oil of cumin and fenugreek. Iranian Journal of Field Crop Science, 43(2), 217-230. [In Persian]
  33. Bigonah, R., Rezvani-Moghaddam, P., & Jahan, M. (2014). The effect of intercropping on biological yield, nitrogen percentage and morphological characteristics of coriander (Coriandrum sativum) and fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.). Iranian Journal of Field Crops Research, 3(12), 369-377. [In Persian]
  34. Zhang, L., Feng, Y., Zhao, Z., Cui, Z., Baoyin, B., Wang, H., & Cui, J. (2024). Maize/soybean intercropping with nitrogen supply levels increases maize yield and nitrogen uptake by influencing the rhizosphere bacterial diversity of soil. Frontiers in Plant Science, 15, 1437631
  35. Wang, Z., Lian, J., Liang, J., Wei, H., Chen, H., Hu, W., & Tang, M. (2024). Arbuscular mycorrhizal symbiosis modulates nitrogen uptake and assimilation to enhance drought tolerance of Populus cathayana. Plant Physiology and Biochemistry, 210, 108648.
  36. Soleimanpoor, L., Naderi, R., & Najafi Ghiri, M. (2017). Evaluation of metal micronutrients uptake in cereal-legume intercropping. Journal of Crops Improvement, 18(4), 1017-1031.
  37. Van der Bom, F., Magid, J., Jensen, L. S., & Jensen, E. S. (2017). Long-term fertilisation strategies and nitrogen capture during short-term competition between grass–clover mixtures and weeds. European Journal of Agronomy, 82, 157-164.
  38. Hauggaard-Nielsen, H., Ambus, P., & Jensen, E. S. (2001). Interspecific competition, N use and interference with weeds in pea–barley intercropping. Field crops research, 70(2), 101-109.
  39. Hamzei, J., & Ghamari Rahim, N. (2014). Evaluation of the effect of additive intercropping of Phaseolus vulgaris in weed control at the maize field and its effects on yield and land use efficiency. Journal of Crop Production and Processing, 3(10), 89-99. [In Persian]
  40. Javanmard, A., Sadre Karimi, E., Amani Machiani, M., Morshedloo, M. R., & Ostadi, A. (2020). Effect of symbiosis with mychorrizal fungus (Funneliformis mosseae) on yield and yield component of black cumin (Nigella sativa) and chickpea (Cicer arietnium L.) in intercropping. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 30(4), 19-43. [In Persian]
  41. Shaygan, M., Mazaheri, D., Mashhadi, H. R., & Peyghambari, S. A. (2008). Effect of planting date and intercropping maize (Zea mays) and foxtail millet (Setaria italica L.) on their grain yield and weeds control. Iranian Journal of Crop Science, 10(1), 31-46. [In Persian]
  42. Mansouri, H., Mansouri, L., Jamshidi, Kh., Rastgo, M., & Moradi, R. A. (2013). Light absorption and use efficiency in corn-bean intercropping in Zanjan region. Isfahan University of Technology-Journal of Crop and Horticultural Production and Processing, 3(9), 15-27. [In Persian]
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 19، شماره 1
فروردین 1405
صفحه 155-179

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار