پديد آورندگان :
خرم دل، سرور دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه اگروتكنولوژي , شباهنگ، جواد دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه اگروتكنولوژي , احمدزاده قويدل، راحله دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه اگروتكنولوژي
كليدواژه :
تغييرات مكاني , توليد پايدار , رگرسيون چندگانه , ماده آلي
چكيده فارسي :
مقدمه
تعيين خصوصيات فيزيكوشيميايي خاك نقشي كليدي در درك تغييرات مكاني در بهره‌وري مزارع كشاورزي دارد (21). تغييرات عملكرد تحت تأثير عوامل مهمي شامل تغييرات مكاني بافت خاك، مديريت گياه زراعي، خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك و فراهمي عناصر غذايي مي‌باشد (45). تغييرات مكاني خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك به طور مستقيم در رشد و عملكرد گياه زراعي مؤثر مي‌باشد، لذا درك اين تغييرات براي مديريت گياه زراعي ضروري است (14 و 38). از اين‌رو، درك تغييرات مكاني خصوصيات خاك در بوم‌نظام‌هاي زراعي براي بهينه‌سازي نهاده‌هاي كشاورزي و عملكرد ضروري مي‌باشند كه اين تغييرات به طور معني‌داري در بهره‌وري خاك در بوم‌نظام‌هاي زراعي تاثير دارد (14 و 30).
بنابراين، اهداف اين مطالعه (1) ارزيابي اثر خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك بر شاخص‌هاي عملكرد گندم و (2) تعيين همبستگي بين خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك و عملكرد گندم بودند.
مواد و روش‌ها
نمونه‌برداري به روش تصادفي- سيستماتيك از 40 مزرعه در استان خراسان رضوي در سال‌هاي 1396 و 1397 انجام شد. خصوصيات مورد مطالعه شامل بافت، ماده آلي، كربن آلي، نيتروژن كل، فسفر قابل دسترس، پتاسيم قابل دسترس، اسيديته و نسبت كربن به نيتروژن خاك و عملكرد دانه، عملكرد بيولوژيكي، عملكرد كاه، وزن 1000 دانه و شاخص برداشت گندم بودند. به منظور تعيين رابطه بين متغيرهاي خاك (متغيرهاي مستقل) و شاخص‌هاي عملكرد گندم (متغيرهاي وابسته) از رگرسيون چندگانه استفاده شد و براي شناسايي تأثيرگذارترين عوامل از بين خصوصيات فيزيكوشيميايي خاك بر خصوصيات عملكرد، آناليز رگرسيون گام به گام انجام گرديد.
نتايج و بحث
نتايج نشان داد كه ميانگين عملكرد دانه، عملكرد كاه، عملكرد بيولوژيكي، وزن هزار دانه و شاخص برداشت گندم به ترتيب برابر با 3588/37 كيلوگرم بر هكتار، 7362/70 كيلوگرم بر هكتار، 10951/27 كيلوگرم بر هكتار، 35/40 گرم و 48/56 درصد بدست آمد. بيشترين و كمترين خطاي استاندارد به ترتيب براي عملكرد بيولوژيكي (198/40) و وزن هزار دانه (0/74) محاسبه شد. اثر بافت‌هاي مختلف خاك بر خصوصيات شيميايي خاك و عملكرد گندم معني‌دار (0/05≥p) بود. بالاترين ميزان ماده آلي، كربن آلي، نيتروژن كل، فسفر قابل دسترس، پتاسيم قابل دسترس و اسيديته براي خاك رسي شني به ترتيب برابر با 1/86 درصد، 1/09 درصد،0/18 درصد، 166/20 پي‌پي‌ام، 0/05 پي‌پي‌ام و 7/37 بدست آمد. بالاترين عملكرد دانه و عملكرد بيولوژيكي براي خاك رسي (به ترتيب با 4313/83 و 11924/86 كيلوگرم بر هكتار) حاصل گرديد. بالاترين ضريب همبستگي براي درصد ماده آلي (**0/935=r) و درصد كربن آلي (**0/933=r) با وزن هزار دانه بدست آمد. مهمترين خصوصيات شيميايي خاك موثر بر عملكرد دانه بر اساس آناليز رگرسيون گام به ترتيب رتبه شامل درصد ماده آلي، فسفر قابل دسترس، نيتروژن كل و پتاسيم قابل دسترس بودند.
نتيجه‌گيري
پايداري دراز مدت بوم‌نظام‌هاي زراعي به خصوصيات خاك و حاصلخيزي آن وابسته مي‌باشد. عمليات مديريت ضعيف خاك مي‌تواند باعث تخريب خاك و كيفيت زيست محيطي و كاهش عملكرد گياه زراعي شود. نتايج اين مطالعه پيشنهاد مي‌كند كه از رهيافت‌هاي جديد مديريتي براي حفظ ثبات پايداري منابع خاك و عملكرد گياه زراعي در درازمدت بدون تخريب محيط زيست بهره‌گيري شود كه اين امر مي‌تواند به كاهش هزينه‌هاي حاصلخيزي و بهبود خصوصيات خاك بدون تغيير عملكرد گياه زراعي منجر شود.
چكيده لاتين :
Introduction
Characterization of physical and chemical soil criteria is a key step in understanding the source of spatial variability in the productivity across agricultural fields (21). Crop yield variability can be caused by many factors, including spatial variability of soil texture, crop management, soil physical and chemical properties and nutrient availability (45). Understanding the spatial variability of soil physical and chemical characteristics is essential for crop management, as it is directly contributing to variability in growth and yield of crop (38 & 14). Hence, understanding their spatial variability across agricultural fields is essential in optimizing the application of agricultural inputs and crop yield and it could help significantly in managing the spatial variability in the productivity of soil agroecosystems (30 & 14).
Therefore, the objectives of this study were: (i) evaluate the effect of soil physical and chemical criteria on yield indices of wheat and (ii) to investigate the correlation between physical and chmical soil properties and wheat yield.
Materials and Methods
Samplings were performed based on random-systematic method from 30 fields in Khorasan-e Razavi province during 2017 and 2018. Studied characteristics were texture, organic matter (OM), organic carbon (OC), total nitrogen (TN), available P, available K, pH and C:N ratio of soil and seed yield, biological yield, straw yield, 1000-seed weight and harvest index (HI) of wheat. Multiple regression model was used to identify the relationship between soil variables (independent variables) and wheat yield indices (dependent variables). In addition, determining the most important factors of soil physical and chemical properties which have on wheat yield criteria was done by stepwise regression analysis.
Results and discussion
The results revealed showed that the mean values of seed yield, straw yield, biological yield, 1000-seed weight and HI of wheat were observed with 3588.47 kg.ha-1, 7362.80 kg.ha-1, 10951.27 kg.ha-1, 35.40 g and 48.56%, respectively. The highest and the lowest standard errors were computed for biological yield (198.40) and 1000-seed yield (0.74), respectively. Also, The effect of soil textures was significant (p≤0.05) on soil chemical criteria and wheat yield. The maximum OM, OC, TN, available P, available K and pH were observed for sandy clay with 1.86%, 1.09%, 0.18%, 166.20 ppm, 0.05 ppm and 7.37, respectively. The maximum seed yield and biological yield were related for clay soil (with 4313.83 and 11924.86 kg.ha-1, respectively). The highest correlation coefficients were computed for OM (r=0.935**) and OC (r=0.933**) with 1000-seed weight. The most important factors influencing wheat yield by using step by step regression were OM, available P, TN and available K, respectively.
Conclusion
Longterm sustainability of agroecosystems depends on soil quality and its fertility. Poor soil management practices can lead to degraded soil and environmental quality and reduction in crop yields. Results suggest that novel management approaches are needed to maintain the longterm sustainability of soil resources and crop yields without seriously degrading the environment that this will help in reducing the cost of fertilization and improving soil and environmental quality without altering crop yields.
