اثر منابع زیستی و شیمیایی کود نیتروژن بر خصوصیات کمی و کیفی علوفه ذرت و شنبلیله در کشت مخلوط سری افزایشی

مقدمه

با رشد جمعیت، تقاضا برای فرآورده­های دامی رو به افزایش است. برای پاسخگویی به این نیاز روز افزون و توسعه صنعت دامپروری، تولید کافی علوفه با شیوه علمی، ضروری است. این مسئله با توجه به شرایط کشور که با کمبود مراتع غنی و خشکی و فرسایش خاک رو به روست، اهمیت خاصی دارد (Rastgar, 2006).

کشت مخلوط به­عنوان یکی از مؤلفه­های کشاورزی پایدار، با کشت دو یا چند محصول به‌طور همزمان یا غیر همزمان در یک قطعه زمین، شکل گرفته است و اهدافی نظیر ایجاد تعادل اکولوژیک، بهره­برداری بیشتر از منابع در دسترس، افزایش کمیت و کیفیت علوفه، افزایش تنوع زیستی و کنترل آفات و بیماری­های گیاهی را دنبال می­نماید (Stoltz & Nadeau, 2014). کشت مخلوط، روشی دوستدار محیط زیست طبیعی تعریف شده است (Maffei & Mucciarelli, 2003; Agegnehu et al.,2008 ). این روش امروزه به‌واسطه بهره‌وری منابع و نقش موثر در کاهش علف‌های‌هرز و آفات، یک روش قابل بررسی در سیستم‎های زراعی محسوب می‌شود (Lithourgidis et al., 2011; Chen et al., 2012) و دارای سابقه‌ای تاریخی در تولید گیاهان خوراکی، دارویی، روغنی، ادویه‌ای و علوفه‌ای است (Sujatha et al.,2011). به‌منظور معرفی منابع و روش‌های نوین تولید علوفه و بهره‌گیری بهینه از نهاده‌های تولید، انجام کشت مخلوط قابل توصیه است (Aghaalikhani et al., 2009).

کشت مخلوط غلات و بقولات، استراتژی زراعی موثری برای تولید زیست توده بیشتر، افزایش کیفی مواد مغذی علوفه و بازده مالی زارعین می­باشد
(Iqbalet al., 2019). استفاده از لگوم‌ها در کشت مخلوط، از طریق تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، موجب کاهش مصرف کودهای نیتروژن می­شود و از آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری می‌شود
(Elijah & Akunda, 2001). علت عمده افزایش عملکرد کشت مخلوط بقولات و غیر بقولات، متفاوت بودن تغذیه آن‌ها از نیتروژن است، به‌طوری که بقولات می­توانند از نیتروژن اتمسفری و غیر بقولات از نیتروژن موجود در خاک تغذیه ‌کنند؛ در نتیجه، رقابت دو گونه از لحاظ نیتروژن کاهش می‌یابد (Haugaard-Nielsen & Jeanson, 2001). علاوه بر آن، هنگامی­که غلات و  بقولات به‌صورت کشت مخلوط در تولید علوفه مورد استفاده قرار می­گیرند، باروری خاک بهبود می­یابد (Iqbal et al., 2018). در بین الگوهای کشت مخلوط، ترکیب گیاهان تثبیت کننده نیتروژن با غلات، از جمله معمول‌ترین و قدیمی‌ترین سیستم ها در نقاط مختلف دنیا به ویژه در کشورهای در حال توسعه می‌باشد (Amani Machianiet al., 2018).

ذرت به‌عنوان یک گیاه علوفه‌ای، دارای عملکرد و انرژی بالایی است که نسبت به سایر گیاهان علوفه‌ای، ارزش غذایی آن مربوط به قابلیت هضم آن می‌باشد. با این وجود، ذرت دارای پروتئین خام پایینی است (Cusicanqui & Lauer, 1999)، در حالی­که لگوم­ها از نظر پروتئین غنی هستند (Anil et al., 2000; Ross et al., 2005; Lithourgidis et al., 2007). نتایج یک مطالعه نشان داد که مخلوط کردن غلات و لگوم می تواند افزایش غلظت کربوهیدرات محلول در آب، کاهش سریع­تر pH، کاهش تجزیه پروتئین و افزایش ارزش غذایی سیلو را به­همراه داشته باشد
 (Contreras-Govea et al., 2006). به­طورکلی لگوم­ها از نظر محتوی پروتئین و غلات از نظر مقدار کربوهیدرات‌ها، غنی هستند. پروتئین نسبتاً پایین علوفه غلات و نیاز دام به غذای مکمل و با ارزش، اهمیت کشت مخلوط غلات و بقولات را در تامین پروتئین کافی و علوفه با کیفیت نشان می­دهد (Chen et al., 2004). کشت مخلوط غلات و لگوم در برخی نقاط، به­طور گسترده­ای برای تولید علوفه مورد استفاده قرار می­گیرد. در این راستا، تفاوت­های فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی بین اجزای مخلوط، توانایی آن‌ها در استفاده از منابع محیطی را متأثر می سازد. اگر الگوهای کشت مخلوط غلات- لگوم به درستی انتخاب شوند، می­توانند کیفیت علوفه تولید شده را به­نحو مطلوبی تحت تاثیر قرار دهند. یکی از مهم‌ترین فاکتورهای تعیین کننده کیفیت علوفه به طور مستقیم، محتوای نیتروژنی علوفه است (Eskandari & Javanmard, 2014).

کاربرد کودهای شیمیایی در سطح زیاد و به مدت طولانی جهت دستیابی به حداکثر عملکرد، باعث بروز مشکلاتی از قبیل آلودگی­های زیست محیطی، کاهش کیفیت محصولات تولیدی، هجوم علف­های‌هرز رقابت‌کننده با گیاهان زراعی و شیوع آفات و بیماری­ها می­شود (Amani Machianiet al., 2018). به­علل مختلف، کاربرد کودهای زیستی در چند دهه گذشته کاهش یافت ولی امروزه و با توجه به مشکلاتی که مصرف بی­رویه کودهای شیمیایی به‌وجود آورده است، استفاده از آن‌ها به‌عنوان یک رکن اساسی در توسعه پایدار کشاورزی مجدداً مطرح شده است (Alexandratos, 2003). کودهای زیستی در برخی موارد به‌عنوان جایگزین و همچنین در برخی موارد به‌عنوان مکمل کودهای شیمیایی می­توانند پایداری تولید نظام­های کشاورزی را تضمین کنند
(Arrudaaet al., 2013). اگر چه با کمک کودهای شیمیایی می توان در کوتاه مدت عملکرد محصولات زراعی را افزایش داد، ولی در درازمدت، پایداری و حاصلخیزی خاک، سلامت محیط زیست و موجودات خاکزی و همچنین سایر اجزای زیستی بوم نظام­های طبیعی دچار تغییرات منفی زیادی خواهند شد (Sabahi, 2007). در آزمایشی با تلقیح بذر یولاف با آزوسپریلیوم و ازتوباکتر گزارش شد که عملکرد ماده خشک، عناصر معدنی، فیبر خام و پروتئین خام علوفه نسبت به عدم تلقیح افزایش یافت (Bilal et al., 2017). در برخی آزمایشات مشخص شده است که استفاده تلفیقی از کودهای آلی و شیمیایی می­تواند به­مراتب بهتر از کاربرد هر یک از آن‌ها به تنهایی عمل کند. استفاده تلفیقی از این منابع می­تواند ضمن کاهش اثرات مخرب ناشی از مصرف کودهای شیمیایی، پایداری در تولید محصولات زراعی را نیز تضمین نماید
(Majnoun Hoseini, 2005).

هدف از اجرای این طرح، بررسی تاثیر منابع کود نیتروژن بر عملکرد در واحد سطح و کیفیت محصولات تولید شده جهت رفع نیاز غذایی دام در الگوهای کشت مخلوط و مقایسه با تک کشتی گیاهان اجزای تشکیل دهنده مخلوط بود. همچنین نسبت برابری زمین و شاخص رقابت برای مقایسه سودمندی الگوهای کشت مخلوط بررسی شد.

مواد و روش‌ها

آزمایش در سال زراعی 96-1395 درشصت کیلومتری جنوب­شرقی شهرستان بیرجند، منطقه سربیشه با عرض جغرافیایی 32 درجه و 60 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 59 درجه و 81 دقیقه شرقی، به­صورت کرت­های خرد شده و در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی با چهار تکرار انجام گرفت. سطوح مختلف کودی در پنج سطح شامل شاهد بدون کوددهی نیتروژن (nf)، کود شیمیایی نیتروژن به‌میزان 50 درصد مورد نیاز بر مبنای آزمایش خاک به‌صورت کود اوره(f50)، کود شیمیایی نیتروژن بمیزان 100 درصد  (f100)، کود زیستی نیتروکسین (آزوسپوریلیوم- ازتوباکتر) (bf)، کود تلفیقی با استفاده از نیتروکسین و 50 درصد کود شیمیایی اوره (cf) به‌عنوان فاکتور اصلی و شش ترکیب مختلف کشت مخلوط شامل کشت خالص شنبلیله، کشت خالص ذرت، کشت مخلوط افزایشی ذرت (100 درصد ) و شنبلیله (25 درصد )، کشت مخلوط افزایشی ذرت (100 درصد ) و شنبلیله (50 درصد )، کشت مخلوط افزایشی ذرت (100 درصد ) و شنبلیله (75 درصد )، کشت مخلوط افزایشی ذرت (100 درصد ) و شنبلیله (100 درصد ) به‌عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شدند. مساحت کرت­های اصلی 54 متر مربع و مساحت کرت‌های فرعی نه متر مربع بود. هر کرت اصلی از کرت اصلی مجاور، 60 سانتی­متر فاصله داشت و فاصله بین تکرارها دو متر بود. تکرارها بر مبنای شیب زمین تقسیم بندی شدند. رقم ذرت مورد آزمایش، سینگل کراس 704 دشت مغان (شرکت سبزآوران) با  قوه نامیه 88 درصد و خلوص 98 درصد و رقم شنبلیله از نوع شنبلیله تیپ یکساله (شرکت پاکان بذر اصفهان) با قوه نامیه 97 درصد و خلوص 92 درصد بود.  مقداربذرهای شنبلیله دستپاش شده (مخلوط با خاک مزرعه جهت پاشش یکنواخت­تر) برای هر کرت فرعی با نسبت 30 کیلوگرم بذر شنبلیله در هکتار و لحاظ نمودن قوه نامیه و خلوص، 32 گرم (100 درصد )، 24 گرم (75 درصد )، 16 گرم (50 درصد ) و هشت گرم (25 درصد ) بودند. همچنین در هر کرت فرعی با محاسبه انجام شده بر مبنای قوه نامیه و خلوص، تراکم 22 بوته ذرت در متر مربع در نظر گرفته شد (ذرت برداشت علوفه­ای). برای آزمون خاک، یک نمونه مرکب از خاک مزرعه تهیه شد و برای تجزیه به آزمایشگاه خاکشناسی منتقل گردید که نتایج در جدول 1 نشان داده شده است. با توجه به آزمایش خاک، 330 کیلوگرم کود اوره در هکتار مصرف شد که برای تیمارهای 50 درصد  کود شیمیایی، 900 گرم (طی سه نوبت، مرحله سرک، مرحله دو تا پنج برگی و مرحله12-10برگی) و برای تیمارهای 100 درصد، 1800 گرم (طی سه نوبت، مرحله سرک، مرحله دو تا پنج برگی و مرحله12-10برگی) به‌صورت دستپاش به‌کار رفت‌. بذرهای شنبلیله (تیمار کود زیستی، تیمار کود زیستی + 50 کود شیمیایی) مورد استفاده در آزمایش، با ریزوبیوم ( تهیه شده از بخش تحقیقات بیولوژی خاک، موسسه خاک و آب کشور) تلقیح شدند (10 سی‌سی به ازای هر کیلوگرم). برای تلقیح بذرها با باکتری، پس از محاسبه میزان بذر مورد نیاز هر تیمار، بذرها در کیسه­های نایلونی با محلول 20 درصد ساکاروز و صمغ عربی آغشته شد و به‌مدت یک دقیقه تکان داده شدند. سپس بذرها بر روی پارچه­های نخی تمیز در سایه پهن و خشک شدند. بذرهای ذرتی که باید به‌صورت زیستی تیمار می­شدند (تیمار کود زیستی، تیمار کود زیستی + 50 درصد کود شیمیایی) نیز با نیتروکسین مایع (شرکت مابکو فناوری زیستی مهر آسیا)  به‌طور بذر مال مخلوط و تلقیح  و سپس در سایه خشک شدند.

جدول 1- نتایج آزمایش تجزیه خاک مزرعه

Table 1. Analysis of the experimental sit soil

عملیات کاشت در نیمه خرداد ماه انجام شد و برای جوانه زنی موثر، بلافاصله پس از آن آبیاری صورت گرفت. سپس به فاصله هشت روز، آبیاری به‌صورت نشتی در کرت­های آزمایشی انجام شد. در این پژوهش و در طول دوره داشت، از هیچگونه سم یا علف‌کش استفاده نشد. وجین به‌صورت دستی در دو مرحله (چهار و هشت هفته بعد از کاشت) صورت پذیرفت. نمونه­های انتخابی با رعایت تاثیر عوامل حاشیه­ای از خطوط میانی هر کرت انتخاب شدند (حذف خطوط اول و آخر و یک متر اول و آخر کرت­ها). در انتهای دوره رشد، یک متر مربع از هر کرت به‌صورت دستی برداشت شد. نمونه­ها به‌مدت 48 ساعت در آونی با دمای 70 درجه سانتی­گراد خشک شدند و پس از آسیاب، بسته بندی و برچسب­گذاری شدند. نمونه­ها به موسسه تحقیقات جنگل­ها و مراتع کشور انتقال یافت و مورد آنالیزهای کیفی با دستگاه طیف سنجی مادون قرمز نزدیک (NIR[1]) قرارگرفتند. صفات کیفی علوفه شامل درصد ماده خشک قابل هضم  (DMD[2])، درصد قندهای محلول در آب (WSC[3])، درصد پروتئین خام (CP[4])، درصد خاکستر کل (ASH[5]) و درصد فیبر خام (CF[6]) بودند. همچنین شاخص نسبت برابری زمین LER[7] (از مهم­ترین شاخص­های تعیین وضعیت تیمارهای مخلوط­ با یکدیگر و با تیمارهای کشت خالص) و شاخص رقابت CR[8] (شاخصی برای تعیین غالب یا مغلوب بودن گیاهان حاضر در ترکیب کشت مخلوط)، به‌ترتیب با استفاده از روابط 1 (Willy, 1979) و 2 (Willy & Rao, 1980) به‌دست آمد. 

رابطه (1)                 

رابطه (2)                                

که در آن‌ها،Yab: عملکرد گیاه a  در کشت مخلوط،  Yaa: عملکردگیاه a  در کشت خالص،  Yba: عملکرد گیاهb  در کشت مخلوط ، Ybb: عملکرد گیاهb  در کشت خالص، LERa: نسبت برابری زمین گیاه a، LERb: نسبت برابری زمین گیاهb، Xba: نسبت کاشت گیاه b در مخلوط و  Xab: نسبت کاشت گیاه a در مخلوط بود.

تجزیه واریانس داده­ها با استفاده از نرم افزار SAS ver. 9.1.3 و مقایسه میانگین­ها با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد انجام شد. برای رسم شکل­ها از نرم افزار Excel استفاده شد.

نتایج و بحث

صفات کمی علوفه

بر اساس تجزیه واریانس داده­ها، وزن تر و خشک هر دو گیاه، تحت تاثیر نوع کوددهی، الگوی کشت و اثر متقابل تیمارها قرار گرفتند (جدول 2).

بیشترین وزن خشک شنبلیله در کشت خالص گیاه و مصرف کود زیستی (740 گرم بر متر مربع) به‌دست آمد. کمترین وزن خشک شنبلیله در تیمارهای کشت مخلوط ذرت با 50 و 75 درصد شنبلیله و با مصرف 50 درصد کود شیمیایی و کشت مخلوط ذرت + 50 درصد شنبلیله با کاربرد کود تلفیقی مشاهده شد (شکل1). به­نظر می­رسد که رقابت گیاه غالب ذرت، با دریافت کود مناسب، در این امر تأثیرگذار باشد. گزارش شده است که رها سازی نیتروژن از منابع کود آلی، باعث تداوم جذب نیتروژن توسط گیاه شده است و هم زمانی بهتری بین سرعت جذب و میزان نیتروژن قابل دسترس ایجاد می­کند (Kramer et al., 2002). در تحقیق بر روی کشت مخلوط شبدر برسیم و ریحان گزارش شد که منبع کود نیتروژن، ترکیب کشت مخلوط و اثر متقابل تیمارها بر روی عملکرد لگوم مورد آزمایش، تاثیر معنی­داری داشتند (Safikhani et al., 2013).

 همچنین در کشت مخلوط لگوم­ها با دو رقم ذرت گزارش شد که عملکرد ماده خشک همه لگوم­ها در کشت مخلوط نسبت به کشت خالص، کاهش چشمگیری یافت (Javanmard et al., 2014). به­نظر می­رسد که علت این کاهش عملکردی، رقابت دو گیاه برای دستیابی به منابع باشد.

وزن خشک ذرت، تحت تأثیر معنی­دار اثر متقابل تیمارها قرار داشت. این نکته در واقع بیانگر آن است که نوع کوددهی، وابسته به سطح تیمار فرعی الگوی کشت است. بر اساس مقایسه میانگین، بیشترین وزن خشک ذرت، به کشت خالص ذرت با کوددهی 100 درصد شیمیایی (2065 گرم بر متر مربع) تعلق داشت که از نظر آماری با کشت خالص ذرت با مصرف 50 درصد کود شیمیایی و کشت مخلوط ذرت + 25 درصد شنبلیله با کاربرد کود تلفیقی، تفاوت معنی­دار نداشت. کمترین وزن خشک ذرت (5/730 گرم بر متر مربع) در تیمار کشت مخلوط ذرت + 75 درصد شنبلیله و بدون کوددهی مشاهده شد (شکل2)؛ بنابراین به­نظر می­رسد که گیاه ذرت به راحتی از منابع کود شیمیایی نیتروژن بهره­برداری می­نماید. همچنین زمانی که از کود استفاده نشده است، اثر رقابت بیشتر مشاهده می­شود. در آزمایش کشت مخلوط ذرت و کاساوا، بالاترین عملکرد ذرت از تیمار تلفیقی کودهای ارگانیک و شیمیایی گزارش شد (Ayoola & Makinde, 2011). در آزمایش کشت مخلوط ذرت و سویا نیز افزایش عملکرد هر دو گونه در کاربرد کود تلفیقی زیستی و شیمیایی گزارش شد (Muyayabantu et al., 2013). در آزمایش کشت دو هیبرید ذرت به­صورت مخلوط با چهار گونه لگوم و کشت­های خالص، عملکرد علوفه ذرت در مخلوط با لگوم­ها کاهش یافت (Javanmard et al., 2014).

جدول 2 - تجزیه واریانس وزن تر و خشک شنبلیله و ذرت در نسبت‌های کشت مخلوط افزایشی

Table2. Variance analysis of fenugreek and maize fresh and dry weights in additive series intercropping ratios

^** ،^*و ^ns:  به‌ترتیب معنی دار در سطوح یکدرصد، پنج درصدو غیر معنی‌دار.

^*,^** and ^ns: significant 5% and 1% of probability levels and non significant, respectively.

شکل 1-  اثر متقابل تیمارهای کود­ی نیتروژن و الگوی کشت مخلوط با ذرت بر وزن خشک شنبلیله. C1: کشت خالص شنبلیله، c3: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 25 درصد، c4: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 50 درصد، c5: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 75 درصد، c6: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 100 درصد، nf: بدون کوددهی، f50: کود نیتروژن شیمیایی 50 درصد، f100: کود نیتروژن شیمیایی 100 درصد، bf: کود زیستی، cf: کود تلفیقی.حروف غیر مشابه بر روی ستون ها، نشانگر اختلاف معنی دار در سطح پنج درصد و بر اساس آزمون LSD می باشد

Figure 1. Interaction effects of nitrogen fertilizer types and cultivation patterns on fenugreek dry weight. nf: control without nitrogen fertilizer,  f50: chemical nitrogen fertilizer 50%, f100: chemical nitrogen fertilizer 100%, bf: bio fertilizer, cf: bio fertilizer +chemical nitrogen fertilizer 50%, C1: pure fenugreek cultivation, C3: additive mixture of maize 100% and fenugreek 25%, C4: additive mixture of maize 100% and fenugreek50%, C5: additive mixture of maize 100% and fenugreek75%, C6: additive mixture of maize 100% and fenugreek 100%.Different letters on the columns indicate significant differences at 5% of probability level, based on LSD test.

به­نظر می­رسد که تفاوت اساسی برتری تیمار کاربرد کود زیستی در مورد شنبلیله و  مصرف کود شیمیایی در مورد ذرت، به‌دلیل آن است که شنبلیله بخوبی توان تثبیت نیتروژن را با استفاده مطلوب از شرایط ایجاد شده ناشی از کوددهی زیستی دارا بوده است، درحالی­که در مورد ذرت، کوددهی شیمیایی موثرتر بود. در تیمار کشت خالص، به‌دلیل عدم رقابت دو گیاه،  استفاده مناسب­تری از منابع نیتروژن شد و وزن خشک بیشتری تولید شد.

شکل 2-  اثر متقابل تیمارهای کود­ی نیتروژن و الگوی کشت مخلوط با شنبلیله بر وزن خشک ذرت. C2: کشت خالص ذرت، c3: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 25 درصد، c4: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 50 درصد، c5: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 75 درصد، c6: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 100 درصد، nf: بدون کوددهی، f50: کود نیتروژن شیمیایی 50 درصد، f100: کود نیتروژن شیمیایی 100 درصد، bf: کود زیستی،  cf: کود تلفیقی.حروف غیر مشابه بر روی ستون ها، نشانگر اختلاف معنی دار در سطح پنج درصد و بر اساس آزمون LSD می باشد.

Figure 2. Interaction effects of nitrogen fertilizer Types and cultivation patterns on maize dry weight. nf: control without nitrogen fertilizer,  f50: chemical nitrogen fertilizer 50%, f100: chemical nitrogen fertilizer 100%, bf: bio fertilizer, cf: bio fertilizer +chemical nitrogen fertilizer 50%, C2: pure maize cultivation, C3: additive mixture of maize 100% and fenugreek 25%, C4: additive mixture of maize 100% and fenugreek50%, C5: additive mixture of maize 100% and fenugreek75%, C6: additive mixture of maize 100% and fenugreek 100%.Different letters on the columns indicate significant differences at 5% of probability level, based on LSD test.

نسبت برابری زمین و نسبت رقابت

نسبت برابری زمین در اغلب تیمارهای کشت مخلوط، بیش از عدد یک را نشان داد (جدول3). بیشترین مقادیر متوسط این شاخص در سطح تیمار کوددهی تلفیقی با رقم 51/1 مشاهده شد. بیشترین نسبت برابری زمین با 56/1 نیز در کشت مخلوط دو گیاه با نسبت 100 درصد کشت از هر دو گیاه و مصرف کود تلفیقی مشاهده شد. بیشترین متوسط نسبت برابری زمین از لحاظ تیمار نوع کشت بدون در نظر داشتن سطح تیمار اصلی، مربوط به کشت مخلوط با نسبت 100درصد از ترکیب دو گیاه به میزان 32/1 بود. همچنین بیشترین نسبت برابری زمین مقایسه­ای گیاه ذرت با 97/0 در سطح کوددهی تلفیقی با 100 درصد از کشت هر دو گیاه مشاهده شد. بیشترین نسبت برابری زمین مقایسه­ای گیاه شنبلیله با رقم 81/0، به سطح مصرف 100 درصد کود  شیمیایی نیتروژن و کشت مخلوط دو گیاه با ترکیب 100 درصد از هر دو تعلق داشت (جدول 3). در بررسی نتایج کشت مخلوط جو و نخود نیز در اغلب تیمارهای مخلوط، نسبت برابری زمین بیشتر از یک گزارش شد (Haugaard-Nielsen & Jeanson, 2001) که با نتایج این آزمایش مشابه بود، اما در کشت مخلوط جو و رازیانه، در اغلب کشت­های مخلوط، شاخص نسبت برابری زمینی کمتر از یک بود (Kiani et al., 2015).

روند تغییرات نسبت رقابت نیز از مدل مشابهی تبعیت می­کرد، به­طوری­که با افزایش میزان شنبلیله در مخلوط، از قدرت رقابتی شنبلیله کاسته می­شد و ذرت به‌عنوان گیاه غالب، قدرت رقابتی بیشتری می­یافت (جدول 3). عموماً هنگامی­که نسبت گیاه شنبلیله در ترکیب کشت­های مخلوط کمتر بود، این نسبت برای شنبلیله مقدار بیشتری را نشان می­داد. سپس با افزایش نسبت شنبلیله در مخلوط، این شاخص برای شنبلیله کاهش می­یافت و برای گیاه ذرت افزایش نشان می­داد که این امر، ناشی از قدرت رقابتی بیشتر ذرت در نسبت­های ترکیبی بالاتر در کشت­های مخلوط نسبت به شنبلیله بود. به­نظر می­رسد که علت این موضوع می­تواند ارتفاع ذرت و دستیابی مناسب­تر آن به شرایط نوری باشد؛ بنابراین در این حالت، گیاه لگوم تحت شرایط سخت­تر رقابتی قرار می­گیرد.

جدول 3 - شاخص­های ارزیابی کشت مخلوط ذرت و شنبلیله در نسبت‌های کشت مخلوط افزایشی

Table3 Maize and fenugreek assessment indices in additive series intercropping ratios based

a1: شاهد بدون کود دهی نیتروژن،  a2:-کود دهی نیتروژن 50 درصد،  a3: کود دهی نیتروژن 100 درصد، a4:کود زیستی، a5: کود زیستی+ کود نیتروژن 50 درصد. b1: کشت خالص شنبلیله، b2 : کشت خالص ذرت، b3: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله  25 درصد،  b4: کشت مخلوط  افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 50 درصد،  b5: کشت مخلوط  افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله  75 درصد،  b6: کشت مخلوط  افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 100 دصد.

a1: control without nitrogen fertilizer, a2: nitrogen fertilizer 50%, a3: nitrogen fertilizer 100%, a4: biofertilizer,  a5: bio fertilizer +  chemical nitrogen fertilizer 50%, b1: pure fenugreek cultivation,  b2 : pure maize cultivation, b3: additive mixture of maize 100% and fenugreek 25%, b4; additive mixture of maize 100% and fenugreek50%, b5: additive mixture of maize 100% and  fenugreek 75%, b6: additive mixture of maize 100% and  fenugreek 100%.

در کشت مخلوط جو و باقلا گزارش شد که جو گیاه غالب است (Agegnehu et al., 2006). در کشت مخلوط ریحان و شبدر برسیم، بیشترین نسبت رقابت برای ریحان در ترکیب کشت 100 درصد شبدر برسیم و 25 درصد ریحان و بیشترین نسبت رقابت برای شبدر برسیم در نسبت 100 درصد شبدر برسیم و 100 درصد ریحان گزارش شد (Safikhani et al., 2013).

صفات کیفی علوفه

درصد ماده خشک قابل هضم و درصد فیبر خام علوفه، تحت تأثیر الگوی کشت و اثر متقابل تیمارها قرار گرفتند، اما تأثیر منابع کودی بر این صفات معنی­دار نبود. درصد کربوهیدرات­های محلول، تحت تأثیر معنی­دار هر دو تیمار انواع کوددهی و الگوی کشت و همچنین اثر متقابل آن‌ها قرار گرفت. اثر منابع کودی و اثر متقابل انواع کوددهی در الگوی کشتبر درصد خاکستر موجود در علوفه معنی‌دار بود، اما تأثیر الگوی کشت بر این صفت معنی­دار نبود. درصد پروتئین علوفه تحت تأثیر معنی­دار انواع کوددهی، الگوی کشت و اثر متقابل تیمارها قرار داشت (جدول4).

جدول 4 - تجزیه واریانس صفات کیفی علوفه

Table4. Variance analysis of forage qualitative traits

^** ،^*و ^ns:  به‌ترتیب معنی دار در سطوح یکدرصد، پنج درصدو غیر معنی‌دار.. 1: قابلیت هضم ماده خشک، 2: فیبر خام، 3: کربوهیدرات‌های محلول در آب، 4: پروتئین خام.

^*,^** and ^ns: significant 5% and 1% of probability levels and non-significant, respectively. 1: Dry Matter Digestibility, 2: Crude Fiber, 3: Water Soluble Carbohydrate, 4: Crude Protein.

بر مبنای مقایسات میانگین اثر متقابل تیمارها، بیشترین درصد ماده خشک قابل هضم (47/83 درصد) در کشت خالص شنبلیله، تحت تاثیر 100 درصد کود شیمیایی نیتروژن مشاهده شد که از نظر آماری با کشت خالص شنبلیله با مصرف50 درصد کود شیمیایی و کشت خالص شنبلیله شاهد اختلاف معنی­دار نداشت و در مجموع بیشترین ماده خشک قابل هضم در تیمارهای کشت خالص شنبلیله و کمترین مقادیر در تیمارهای کشت خالص ذرت مشاهده شد. تیمارهای کشت مخلوط، حد واسط کشت­های خالص دو گیاه بودند. با افزایش تراکم شنبلیله در مخلوط، درصد ماده خشک قابل هضم افزایش یافت (جدول 5). در کشت مخلوط شبدر و ریحان، تأثیر معنی­دار ترکیب کشت و اثر متقابل منابع کودی در ترکیب کشت بر درصد ماده خشک قابل هضم گزارش شد (Safikhani et al., 2013). در کشت مخلوط سورگوم و شنبلیله، بالاترین میزان ماده خشک قابل هضم علوفه، در تیمار کشت مخلوط سورگوم و 50 درصد شنبلیله تحت تیمار کود­دهی زیستی و کمترین مقدار در همان تیمار، تحت کود­دهی زیستی گزارش شد (Asadi et al., 2014). در مورد پروتئین خام نیز بیشترین مقدار (01/19 درصد) در کشت خالص شنبلیله با مصرف 100 درصد کود شیمیایی مشاهده شد که از لحاظ آماری با کشت خالص شنبلیله با کاربرد 50 درصد کود شیمیایی تفاوت معنی­دار نداشت و کمترین مقدار (77/4 درصد) در کشت خالص ذرت شاهد مشاهده شد. تیمارهای مختلف کشت مخلوط، حد واسط این دو گروه بودند (جدول 5). مشابه نتیجه بدست آمده تاثیر معنی­دار انواع کوددهی، الگوی کشت و اثر متقابل تیمارها بر درصد پروتئین در کشت مخلوط سورگوم و شنبلیله نیز اعلام شد (Asadi et al., 2014). در کشت مخلوط ذرت و سزبانیا نیز بیشترین میزان پروتئین خام (22/11 درصد) در کشت خالص سزبانیا و کمترین مقدار (26/5 درصد) در کشت خالص ذرت مشاهده شد (Dorini et al., 2018) در این رابطه، نتایج آزمایش انجام شده، مشابه نتیجه تحقیق حاضر بود. بر مبنای نتیجه تحقیق بر روی کشت مخلوط سورگوم و شنبلیله نیز به‌طور مشابه، تمام کشت­های خالص شنبلیله در تمام سیستم­های کودی، بیشترین درصد پروتئین را نشان دادند (Asadi et al., 2014). به­نظر می­رسد که غنی بودن برگ­های گیاه شنبلیله از لحاظ پروتئین و دسترسی مناسب به منبع کود نیتروژن باعث این امر می­شود. درخصوص کربوهیدرات محلول در آب، بیشترین مقدار (58/33 درصد) مربوط به کشت خالص ذرت با مصرف 100 درصد کود شیمیایی و کمترین مقدار (76/15 درصد) مربوط به کشت خالص شنبلیله تحت کوددهی بیولوژیکی بود (جدول 5). در آزمایش بر روی کشت مخلوط ذرت و ماش نیز گزارش شد که بیشترین میزان کربو هیدرات محلول، از کشت خالص ذرت به‌دست آمد (Nakhzari Moghadam et al., 2009).

در بررسی کشت مخلوط سورگوم و شنبلیله، اثر معنی­دار ترکیب کشت و اثر متقابل تیمار ترکیب کشت در کوددهی بر درصد کربوهیدرات­های محلول در آب علوفه گزارش شد (Asadi et al., 2014). به­طور معمول، درصد کربوهیدرات محلول گراس­ها بیش از لگوم­ها می­باشد. بیشترین (41/34) و کمترین درصد فیبر خام (53/25)، به‌ترتیب مربوط به کشت خالص ذرت و کشت خالص شنبلیله با کاربرد 100 درصد کود شیمیایی بود (جدول 5).

جدول 5- مقایسه میانگین­های اثر متقابل تیمارها در کشت مخلوط ذرت و شنبلیله تحت تیمار­های مختلف کود نیتروژن

Table 5. Mean comparison of the interaction effects of treatments in the maize and fenugreek intercropping at different nitrogen fertilizer treatments

حروف غیر مشابه نشانگر اختلاف معنی دار در سطح احتمال 5% آزمون LSD می­باشد.C1: کشت خالص شنبلیله، C2: کشت خالص ذرت، c3: کشت مخلوط افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 25 درصد، c4: کشت مخلوط  افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 50 درصد، c5: کشت مخلوط  افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله  75 درصد، c6: کشت مخلوط  افزایشی ذرت100 درصد و شنبلیله 100 درصد، nf: بدون کوددهی، f50: کود نیتروژن شیمیایی 50 درصد، f100: کود نیتروژن شیمیایی 100 درصد، bf: کود زیستی،  cf: کود تلفیقی.حروف غیر مشابه بر روی ستون ها، نشانگر اختلاف معنی دار در سطح پنج درصد و بر اساس آزمون LSD می باشد.

nf: control without nitrogen fertilizer,  f50: chemical nitrogen fertilizer 50%, f100: chemical nitrogen fertilizer 100%, bf: bio fertilizer, cf: bio fertilizer +chemical nitrogen fertilizer 50%, C1: pure fenugreek cultivation, C2: pure maize cultivation, C3: additive mixture of maize 100% and fenugreek 25%, C4: additive mixture of maize 100% and fenugreek50%, C5: additive mixture of maize 100% and fenugreek75%, C6: additive mixture of maize 100% and fenugreek 100%.Different letters on the columns indicate significant differences at 5% of probability level, based on LSD test.

در یک گزارش تحقیقی، اثر منابع کود نیتروژن بر روی کشت مخلوط شبدر و ریحان اعلام شد که بیشترین درصد فیبر تحت تاثیر کود زیستی و کمترین درصد فیبر تحت تاثیر کود شیمیایی 100 درصد به‌دست آمد. همچنین بیشترین درصد فیبر در کشت شبدر برسیم و 25 درصد ریحان، تحت کوددهی زیستی و کمترین در کشت مخلوط شبدر برسیم و 50 درصد ریحان تحت تیمار شاهد بدون کوددهی گزارش شد (Safikhani et al., 2013). بیشترین مقدار خاکستر (64/6 درصد) در کشت خالص شنبلیله تحت تیمار کود زیستی و کمترین مقدار آن (17/5 درصد) در کشت مخلوط ذرت + 25 درصد شنبلیله با کاربرد کود زیستی مشاهده شد. به­نظر می­رسد که با افزایش تراکم شنبلیله در کشت مخلوط، درصد خاکستر علوفه افزایش می­یابد (جدول 5). گزارش شده است که در کشت مخلوط، میزان خاکستر علوفه نسبت به کشت خالص گیاه دارای خاکستر کم، افزایش و نسبت به کشت خالص گیاه دارای خاکستر زیاد، کاهش می­دهد (Nakhzari Moghadam et al., 2009) که با نتایج آزمایش حاضر مشابهت دارد.

نتیجه گیری کلی

نتایج این آزمایش نشان داد که عملکرد ماده خشک و صفات کیفی اندازه­گیری شده علوفه، تحت تأثیر معنی­دار اثر متقابل کوددهی × الگوی کشت قرار گرفت. کاربرد 100 درصد کود شیمیایی در ذرت و کود زیستی در شنبلیله، باعث افزایش عملکرد وزن خشک بود. همچنین غالباً عملکرد بیشتری از وزن خشک در کشت خالص هر گیاه نسبت به عملکرد وزن خشک همان گیاه در کشت­های مخلوط مشاهده شد، اما نسبت برابری زمین محاسبه شده، سودمندی الگوهای کشت مخلوط را نسبت به کشت خالص نشان داد. با افزایش تراکم شنبلیله در الگوهای کشت مخلوط و کاربرد کود شیمیایی، پروتئین خام و ماده خشک قابل هضم علوفه افزایش یافت. نتایج بررسی صفات کیفی علوفه نیز نشان داد که در الگوی کشت مخلوط، حضور لگوم باعث تولید علوفه با کیفیت بهتر می­شود. در این ارتباط، کشت مخلوط ذرت + 100 درصد شنبلیله و کشت مخلوط ذرت + 75 درصد شنبلیله با استفاده از سیستم­های کوددهی، برتری داشتند. در مجموع، با اندازه­گیری عملکرد ماده خشک علوفه، کیفیت علوفه تولیدی و استفاده از شاخص­های نسبت برابری زمین و نسبت رقابت می­توان نتیجه گرفت که کشت مخلوط ذرت + 100 درصد شنبلیله با مصرف کود شیمیایی و کشت مخلوط ذرت + 100 درصد شنبلیله با کاربرد کود تلفیقی نسبت به سایر تیمارها برتری داشتند و قابل توصیه می­باشند.