بررسی اثرگذاری کود نیترژن و زمان آبیاری بر شار گاز دی اکسید‌کربنِ خاک، ویژگی های فوتوشیمیایی و عملکرد ذرت سینگل کراس 704
20.1001.1.23453419.1400.9.1.2.9

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد هواشناسی کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استاد، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 مربی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

10.22125/agmj.2020.223645.1095

چکیده

با انقلاب سبز و افزایش تولید در یکای سطح، کاربرد سم‌های و کودهای شیمیایی، به‌ویژه نیتروژن به میزان چشمگیری افزوده شده است. هدف این پژوهش بررسی اثرگذاری کودهای ازته و زمان آبیاری پس از کوددهی بر گسیل گاز دی‌اکسیدکربن از کشتزار ذرت می‌باشد. این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار، با تیمار کود نیتروژن در سه سطح 0 (N1)، 150 (N2) و 350 (N3) کیلوگرم کود اوره در هکتار، و زمان آبیاری پس از کود‌دهی در دو سطح (I1، آبیاری بی‌درنگ پس از کوددهی، و I2 ، آبیاری دو روز پس از کوددهی)، در سال زراعی 96-1395 در کشتزار پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری روی ذرت انجام شد. بر پایه یافته‌ها، سطوح مختلف کود نیتروژن تفاوت معنی‌داری بر شار گاز دی‌اکسیدکربن از خاک نداشتند، اما زمان آبیاری پس از کوددهی اثر بسیار معنی‌داری (P ≤ 0.01)، بر گسیل این گاز داشت. با افزایش فاصله زمان آبیاری پس از کوددهی گسیل این گاز کاهش یافت. بیشترین شار دی‌اکسیدکربن در گامه دهم نمونه‌برداری در تیمار آبیاری بی‌درنگ با مقدار mgC.m-2.h-142/366 و کمترین آن در گامه اول نمونه‌برداری در تیمار آبیاری دو روز پس از کوددهی با مقدار mgC.m-2.h-1 86/45 دیده شد. همچنین بررسی اثرگذاری سطوح مختلف کود نیتروژن حاکی از تفاوت معنی‌دار بر عملکرد و ویژگی‌های فوتوشیمیایی گیاه ذرت بود (P ≤ 0.01). به‌طوری‌که بیشترین و کمترین میزان عملکرد به‌ترتیب با 36 کیلوگرم و 4/13 کیلوگرم در مترمربع برای تیمارهای N3 و N1 به‌دست آمد. همچنین بررسی اثرگذاری زمان آبیاری بر عملکرد و ویژگی‌های فوتوشیمیایی گیاه ذرت نشان داد که، تغییر زمان آبیاری پس از کوددهی اثر معنی‌داری بر پارامترهای مورد بررسی نداشت. نتیجه‌گیری می‌شود که زمان آبیاری بر عملکرد و دیگر ویژگی‌های فتوشیمیایی ذرت اثرگذار نبود، ولی زمان آبیاری بی‌درنگ پس از کوددهی می‌تواند بر تثبیت کود در خاک و افزایش فعالیت گیاه و ریزاندمک‌های درون خاک اثر گذاشته و افزایش شار دی‌اکسیدکربن را در پی داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the effect of nitrogen fertilizer and irrigation schedule on soil CO2 flux, photochemical properties and corn yield (Single Cross 704)

نویسندگان [English]

  • Haniyeh Rashidrostami 1
  • Mahmud Raeini 2
  • Saeid Shiukhy Sughanlu 3
1 M.Sc. graduate of Agrometeorology, Department of Water Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
2 Professor, Department of Water Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
3 Instructor, Department of Water Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
چکیده [English]

With the Green Revolution and crop yield increase per unit area, the use of pesticides and chemical fertilizers, especially nitrogen, has grown significantly. The aim of this study was to evaluate the effects of nitrogen fertilizer levels and irrigation schedule on soil CO2 emission, photochemical characteristics and corn yield. The study a 3×2 factorial was conducted in a randomized completely block design, includes nitrogen fertilizer treatments at three levels 0 (N1), 150 (N2) and 350 (N3) kg of urea fertilizer per hectare, and two Irrigation schedules, immediately (I1) and two days after fertilization (I2). The experiment was conducted during 2016-2017 cropping season at the research farm of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. According to the results, different levels of nitrogen fertilizer had no significant effect on soil CO2 flux, while irrigating after fertilization significantly affected CO2 emission (P ≤ 0.01). The highest carbon dioxide flux was observed in the tenth stage of sampling in I1 irrigation with 366.42 mgC.m-2.h-1, while the lowest occurred on first sampling stage in I2 irrigation treatment with 45.86 mgC.m-2.h-1. While, the effect of different levels of nitrogen fertilizer showed a significant difference in the yield and photochemical properties of corn (P ≤ 0.01). So that the highest and lowest yields achieved by N3 (36 kg m2) and N1 (13.4 kg m2) nitrogen fertilizer levels, respectively. In conclusion, although irrigation schedule had no effect on yield or photochemical properties of corn, but it assumes by fixation of nitrogen fertilizer immediately on the soil tends to increase soil CO2 fluxes through plant and soil microorganisms activities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CO2 flux
  • Irrigation schedule
  • Corn
  • Urea
  • photochemical
L., van Groenigen, J.W., Vallejo, A. 2014. Management of irrigation frequency and nitrogen fertilization  to  mitigate  GHG  and NO emissions from drip-fertigated crops. Science of the Total Environment, 490, 880-888.
Abdelkhalik,  A., Pascual,  B.,  Nájera, I., Domene,             M. A., Baixauli, C., Pascual-Seva, N.  2020. Effects of deficit irrigation on the yield and irrigation water use efficiency of drip-irrigated sweet pepper (Capsicum annuum L.) under Mediterranean conditions. Irrigation Science, 38(1), 89-104.
Afkari, A. 2018. Effects of drought stress and nitrogen fertilizer rate on some physiological characteristics, essential oil percentage, and yield of basil (Ocimum basilicum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 33(6), 1047-1059. (In Farsi)
Álvaro-Fuentes, J., López Sánchez, M.V., Gracia Ballarín, R., Arrúe Ugarte, J.L. 2004. Effect of tillage on short-term CO2 emissions from a loam soil in semiarid Aragon (NE Spain). Options Méditerranéennes. Série A: Séminaires Méditerranéens (CIHEAM), 60, 51-54.
Bond-Lamberty, B., Wang, C., Gower, S. 2004. A global relationship between the hetero-trophic and autotrophic components of soil respiration?. Global Change Biology, 10(10), 1756-1766.
Borken, W., Davidson, E. A., Savage, K., Gaudinski, J., Trumbore, S. E. 2003. Drying and wetting effects on carbon dioxide release from organic horizons. Soil Science Society of America. Journal, (677), 1888–1896.
Chen, G. C., Tam, N. F. Y., Ye, Y. 2010. Summer fluxes of atmospheric greenhouse gases N2O, CH4 and CO2 from mangrove soil in South China. Science of the Total Environment, 408(13), 2761–2767.
Chi, Y., Yang, P., Ren, S., Ma, N., Yang, J., Xu, Y. 2020. Effects of fertilizer types and water quality on carbon dioxide emissions from soil in wheat-maize rotations. Science of The Total Environment, 698, 134010.
Dalal, R. C., Allen, D. E. 2008. Greenhouse gas fluxes from natural ecosystems. Australian Journal of Botany, 56(5), 369–407.
Ding, W., Cai, Y., Cai, Z., Yagi, K., Zheng, X. 2007. Soil respiration under maize crops: effects of water, temperature, and nitrogen fertilization. Soil Science Society of America Journal, 71(3), 944-951.
Fog, K. 1988. The effect of added nitrogen on the rate of decomposition of organic matter. Biological Reviews, 63(3), 433-462.
Foley, J. A., Ramankutty, N., Brauman, K. A., Cassidy, E. S., Gerber, J. S., Johnston, M., Mueller, N. D., O’Connell, C., Ray, D. K., West, P. C., Balzer, C. 2011. Solutions for a cultivated planet. Nature, 478(7369), 337-342.
Haghjoo,   M.,   Bahrani,   A.   2014.   Effect   of       irrigation and nitrogen fertilizer on grain yield, yield components and dry matter remobilization of maize cv. SC260. Iranian Journal of Crop Sciences, 16(4), 278-192. (In Farsi).
Hamzei, J., Sarmadi, H. 2010. Effect of biological and chemical fertilizers application on yield, yield components, agronomic efficiency and nitrogen uptake in corn. Plant technology Journal, 10 (2), 52-63. (In Farsi).
Harrison, R., Webb, J. 2001. A review of the effect of N fertilizer type on gaseous emissions. Advances in Agronomy, 73, 65-108.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 2005. http://www.Ipccwg1.Ucar.edu /wg1/report/AR4WG.
Jans, Y., Bloh, W.V., Schaphoff, S., Müller, C. 2020. Global cotton production under climate change–Implications for yield and water consumption. Hydrology and Earth System Sciences Discussions,1-27.
Kooch, Y., Hosseini, S. M., Scharenbroch, B. C., Hojjati, S. M., Mohammadi, J. 2015. Pedodiversity analysis in the Caspian forests of Iran. Geoderma Regional, 5, 4-14.
Lee, D. K., Doolittle, J. J., Owens, V. N. 2007. Soil carbon dioxide fluxes in established switch grass land managed for biomass production. Soil Biol. Biochem, 39, 178–186.
Liu, L., Hu, C., Yang, P., Ju,  Z., Olesen, J.E., Tang, J. 2015. Effects of experimental warming and nitrogen addition on soil respiration and CH4 fluxes from crop rotations of winter wheat-soybean/fallow. Agricultural and forest meteorology, 207, 38-47.
Majidian, M., Ghalavand, A., Kamgar, H. A., Karimian, N. A. 2008. Effect of drought stress, nitrogen fertilizer and manure on chlorophyll meter reading, grain yield and yield components in grain maize cv. SC 704,Iranian Journal of Crop Sciences, 10(3), 303-330. (In Farsi)
Mohammadi, A., rafiee, S., Mohtasebi, S. S., rafiee, H. 2010. Energy input- yield relationship and cost analysis of kiwi fruit production in Iran. renewable energy, 35(5), 1071-1075.
Paknejad, F., Moayeripour, S., Aghayari, F., Ilkaei, M. N. 2017. Simulation of maize yield with different levels of nitrogen by using DSSAT model. Journal of Crop Ecophysiology, 11(3), 503-518.(in Farsi).
Price,  R. F., Basir,  A., Snapp, S. S., Kravchenko  A. 2015. Cover crop and tillage systems effect on soil CO2 and N2O fluxes in contrasting topographic positions. Soil Tillage Res, 154, 64-74.     
Raeini-Sarjaz,   M., Shiukhy-Sughanlu,   S.   2014. Evaluation of the effect of geographical aspects and fruit location within orange tree canopy on Sangin orange fruit quality. Journal of Agricultural Meteorology, 2(1), 57-66. (In Farsi)
Rezvantalab, N., Pirdashti, H., Bahmanyar, M. A., Abbasian, A. 2009. Evaluating effects of municipal waste compost and chemical fertilizer application on yield and yield components of maize (Zea mays L. cv. SC704). Journal of Crop Production, 2(1), 75-90. (In Farsi)
Sainju, U. M., Stevens, W. B., Caesar-TonThat, T., Jabro, J. D. 2011. Carbon input and soil carbon dioxide emission  affected  by land-use and management practices. 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World, 16, 256-261.
Shafea, L., Saffari, M., Emam, Y., Mohammadinejad, G. 2011. Effect of nitrogen and zinc fertilizers on leaf zinc and chlorophyll contents, grain yield and chemical composition of two maize (Zea mays L.) hybrids, Journal of Seed and Plant Production, 27-2(2), 235-246. (In Farsi).
Shimizu, M., Marutani, S., Desyatkin, A. R., Hiroshi Hata, T. J., Hatano, R. 2009. The effect of manure application on carbon dynamics and budgets in a managed grassland of Southern Hokkaido, Japan. Agriculture,  Ecosystems  and Environment, 130, 31-40.
Shiukhy-Sughanlu, S., Raeini-Sarjaz, M.,  Chalavi, V. 2014. Colored plastic mulch microclimates affect strawberry fruit yield and quality. Int. J. Biometeorol, 59(8), 1061-1066.
Souri, M., Kamali, N., Asouri, P. 2019. Effects of grazing intensity on the rate of carbon dioxide   emission (Case study: Ghoshchi Rangelands of Urmia). Journal of Rangeland,13(1), 113-124. (In Farsi).
Tan, Z., Lal, R. 2005. Carbon sequestration potential estimates with changes in land use and tillage practice in Ohio, USA. Agriculture, Ecosystems and Environment, 111(1-4), 140–152.
Vanaee, F., Karami, P., Joneidi J. H., Nabiee, E. K. 2016. Simulation of Soil Organic Carbon Dynamics in Lawn Ecosystem under Different Management Conditions Using the Model of the Century. Rangeland, 10(4), 439-449 (In Farsi).
Ward, D., Kirkman, K., Hagenah, N., Tsvuura, Z. 2017. Soil respiration declines with increasing nitrogen fertilization and is not related to productivity in long-term grassland experiments. Soil Biology and Biochemistry, 115, 415–422.
Wilson, H.M., Al-Kaisi, M.M. 2008. Crop rotation and nitrogen fertilization effect on soil CO2 emissions in central Iowa. Applied soil ecology, 39(3), 264-270.