نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سید فرهاد صابرعلی ¹
• سحر کیانی مطلق ²
• مجید آقاعلیخانی ²

¹ گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

² گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

چکیده

هدف: مطالعه حاضر به منظور تعیین تاثیر کوددهی نیتروژن و گوگرد بر ویژگی‌های فتوسنتزی، پاسخ‌های فیزیولوژیکی و شاخص‌های کارایی مصرف نیتروژن در گیاه گوار انجام شد. توجه به پیامدهای اقتصادی و زیست‌محیطی مصرف بی‌رویه نیتروژن و توسعه سیستم‌های زراعی با کارایی بالاتر مصرف نیتروژن به یک ضرورت تبدیل شده است.

روش پژوهش: به منظور بررسی رشد و بهره‌وری نیتروژن در گیاه گوار در پاسخ به سطوح مختلف نیتروژن و گوگرد، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار سطح نیتروژن (۰، ۵۰، ۱۰۰ و ۱۵۰ کیلوگرم در هکتار) و دو سطح گوگرد (۰ و ۱۰۰ کیلوگرم در هکتار) با سه تکرار در سال زراعی ۱۴۰3 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس انجام شد.

یافته ها: نتایج نشان داد مصرف نیتروژن تأثیر معنی‌داری بر شاخص سطح برگ، شاخص سبزینگی برگ، سرعت فتوسنتز، میزان نیتروژن تجمعی در اندام هوایی، راندمان زراعی مصرف کود نیتروژن، راندمان بازیابی نیتروژن و کارایی فیزیولوژیک نیتروژن و عملکرد دانه داشت. علاوه بر این، شاخص سطح برگ و سبزینگی برگ گوار تا سطح 100 کیلوگرم در هکتار اگرچه پاسخ افزایشی به میزان مصرف نیتروژن نشان داد، با اینوجود مصرف سطوح بیشتر کود نیتروژن منجر به تغییرات معنی‌دار در صفات مذکور نگردید. در مقابل، افزایش معنی‌دار سرعت فتوسنتز برگ تا سطح مصرف 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار ادامه داشت. همچنین مصرف کود گوگرد موجب افزایش 9/25 درصدی سرعت فتوسنتز در طول دوره پر شدن دانه شد. مصرف نیتروژن نسبت به عدم مصرف آن سبب افزایش 67/2 درصدی نیتروژن تجمع‌یافته در اندام هوایی گردید. بیشینه راندمان زراعی مصرف کود نیتروژن، راندمان بازیابی نیتروژن و راندمان فیزیولوژیکی نیتروژن در سطح مصرف 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به دست آمد. همچنین مصرف 50، 100 و 150 کیلوگرم نیتروژن در هکتار نسبت به تیمار عدم مصرف کود نیتروژن به ترتیب موجب افزایش 8/12، 8/33 و 9/16 درصدی عملکرد دانه گوار شد. با وجود افزایش سرعت فتوسنتز در پاسخ به مصرف گوگرد، نتایج نشان داد که مصرف گوگرد (1203 کیلوگرم در هکتار)، در مقایسه با عدم مصرف آن (1235 کیلوگرم درهکتار)، تغییر معنی‌داری در عملکرد دانه ایجاد نکرد.

نتیجه‎گیری: در نهایت می توان بیان نمود که مصرف 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار در شرایط اقلیمی و خاک منطقه مورد مطالعه، علاوه بر حصول عملکرد دانه مناسب می تواند باعث بهبود راندمان مصرف کود نیتروژن مصرفی، و در نهایت اصلاح الگوی مصرف کود مصرفی و کاهش خسارت زیست محیطی ناشی از مصرف بی رویه کود نیتروژن مصرفی شود.

کلیدواژه‌ها

• تغذیه گیاهی
• شاخص سبزینگی برگ
• کارایی بازیابی نیتروژن
• کارایی فیزیولوژیک نیتروژن

عنوان مقاله [English]

Influence of Nitrogen and Sulfur Application Rates on Photosynthetic Performance and Nitrogen Use Efficiency in Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.)

نویسندگان [English]

• Seyed Farhad Saberali ¹
• Sahar Sahar Kiani-Motlagh ²
• Majid AghaAlikhani ²

¹ Agronomy Department Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

² Agronomy Department, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.

چکیده [English]

Objective: Excessive nitrogen use causes severe economic and environmental problems. Therefore, developing sustainable cropping systems with high nitrogen use efficiency is essential. This study investigated the effects of nitrogen (N) and sulfur (S) fertilization on the photosynthetic characteristics, physiological responses, and nitrogen use efficiency (NUE) of guar (Cyamopsis tetragonoloba). The main goal was to determine the optimal fertilizer rates for sustainable production.

Methods: To evaluate the growth performance and nitrogen productivity of guar (Cyamopsis tetragonoloba), a field experiment was conducted during the 2024 growing season at the Research Farm of Tarbiat Modares University. We used a factorial arrangement based on a randomized complete block design with three replications. The treatments included four nitrogen rates (0,50,100,0, 50, 100,0,50,100, and 150 kg N ha−1 and two sulfur rates (0 and 100 kg S ha−1)

Results: Nitrogen application significantly influenced leaf area index, leaf greenness, photosynthetic rate, cumulative shoot nitrogen, agronomic and physiological nitrogen efficiency, nitrogen recovery, and grain yield. While the leaf area index and greenness of guar increased in response to nitrogen up to 100 kg/ha, higher application rates yielded no further significant changes. Leaf photosynthetic rate, however, continued to increase up to 150 kg/ha of applied nitrogen. Compared to the unfertilized control, nitrogen treatments increased cumulative shoot nitrogen 67.2 percent and the highest agronomic, recovery, and physiological nitrogen efficiencies were all recorded at the 100 kg/ha N rate. Grain yield also responded strongly to nitrogen, showing increases of 12.8%, 33.8%, and 16.9% at 50, 100, and 150 kg/ha, respectively. Regarding sulfur, its application boosted the photosynthetic rate by 25.9 percent during the grain-filling period; however, despite this physiological improvement, it did not significantly affect final grain yield (1203 kg/ha) compared to the untreated control (1235 kg/ha). The lack of significant effect of sulfur application on guar growth traits could be related to the adequacy of sulfur in the soil of the experimental site. Grain yield also strongly correlated with LAI (r=0.75), shoot nitrogen accumulation (r=0.73), leaf greenness (r=0.62), and photosynthetic rate (r=0.50). Overall, applying optimal nitrogen use management can not only increase fertilizer use efficiency while maintaining optimal yield, but also prevent nitrogen losses and environmental consequences resulting from excessive use of nitrogen fertilizers.

Conclusion: Overall, under the soil and climatic conditions of the study area, application of 100 kg N ha⁻¹ optimized seed yield while maximizing nitrogen use efficiency, suggesting that this rate represents a sustainable fertilization strategy that can improve fertilizer use patterns and reduce environmental risks associated with excessive nitrogen application.

کلیدواژه‌ها [English]

• Nitrogen recovery efficiency
• Leaf greenness index, physiological nitrogen efficiency
• Plant nutrition