Abstract

There is an increasing awareness about the need for improving nitrogen use efficiency in crop production in order to meet economic and ecological standards. The present work provides insight into the varietal factors of wheat that determine nitrogen use in the plant. The performance of eleven winter wheat varieties in terms of grain yield and nitrogen uptake and use efficiency was tested within the framework of a 40-year long term field experiment of organic enrichment and mineral nitrogen fertilisation treatments. Globally, organic enrichment had a beneficial effect on the yield and grain nitrogen concentration and showed a strong interaction with the amount of applied mineral nitrogen fertiliser. Manure application generally had positive effects on varietal performances mainly due to indirect long term effects on the soil properties. Varieties showed a broad range of responses to the treatments of the long term experiment, revealing significant genotype × environment interactions. Nevertheless, the varieties which performed well at high input levels were also the best at low input levels, suggesting that the genotype × environment interactions were not strong enough to inverse the performance ranking. Similarly, the varietal traits associated with high yielding or grain nitrogen concentration in high input conditions were the same as those identified under low input conditions. To conclude, these results suggest that the selection of wheat for nitrogen efficiency is possible under any nitrogen fertilisation regime. However, to be adapted to low input or organic agriculture, varieties also need traits other than nutrient use efficiency, for example, disease resistance, resilience to abiotic stresses and competitiveness against weeds

  چکیده

آگاهی روزافزونی درباره نیاز به بهبود کارآیی کاربرد نیتروژن در محصولات گیاهی، به منظور براورده­ کردن استانداردهای اقتصادی و بوم­ شناختی به وجود آمده است. کار کنونی، درباره عوامل موثر بر واریته­ های گندم که کاربرد نیتروژن در گیاه را تعیین می­کنند، بینشی ارائه می­کند. عملکرد 11 واریته گندم زمستانی از نظر بهره دانه و جذب نیتروژن و کارایی استفاده در چارچوب آزمایش میدانی بلندمدت 40 ساله در تیمارهای کوددهی نیتروژن معدنی و غنای ماده آلی آزمایش شد. در کل، غنای ماده آلی تاثیر سودمندی بر بهره و غلظت نیتروژن دانه داشت و تعامل قوی با میزان کود نیتروژن معدنی مورداستفاده نشان داد. کاربرد کودحیوانی در کل، به علت آثار بلندمدت غیرمستقیم بر خصوصیات خاک، آثار مثبتی بر عملکرد واریته ­ای داشت. واریته­ ها، محدوده گسترده­ ای از پاسخ­ ها را به تیمارهای آزمایش بلندمدت نشان دادند که تعاملات ژنوتیپ × محیط زیست قابل ­توجهی را آشکار ساخت. با این حال، واریته ­هایی که در سطوح پرنهاده کاملاً خوب عمل می­کردند، در سطوح کم ­نهاده هم بهترین گزینه بودند که بیانگر این مطلب بود که تعاملات ژنتیک × محیط زیست برای تغییر درجه ­بندی عملکرد به اندازه کافی قوی نیست. به طور مشابه، صفات واریته­ ای مربوط به بهره بالا یا غلظت نیتروژن بالا در شرایط پرنهاده، مشابه با صفات شناسایی شده در شرایط کم ­نهاده بودند. در نتیجه، این نتایج بدست آمده نشان دادند که انتخاب گندم برای کارایی نیتروژن تحت هر رژیم کوددهی نیتروژن امکان­ پذیر است. با این وجود، برای انطباق بهتر با کشاورزی آلی یا کم­نهاده، واریته­ ها باید صفاتی غیر از کارایی استفاده از ماده مغذی داشته باشند، مانند: مقاومت در برابر بیماری، پایداری در برابر تنش ­های غیرزنده، و رقابت با علف ­های هرز.

 -1مقدمه

نیتروژن، یکی از مهم­ترین عوامل کنترل­ کننده توسعه محصول است (Frink et al., 1999; Marschner, 1995). افزایش استفاده از کودهای نیتروژن معدنی سبب افزایش شدید تولید محصول در سراسر جهان در قرن گذشته است (Hirel et al., 2007; Ladha et al., 2005; Tilman, 1999). با این حال، کاربرد بیش­ ازحد کودها، به علت نشت و جریان­ یافتن نیترات، یکی از منابع اصلی آلودگی محیطی است (Huggins and Pan, 1993; Raun and Johnson. 1999). به علاوه، ساخت نیتروژن معدنی، پرهزینه و بسیار زمان­بر است. این معایب، سبب تغییرات مهمی در روش­ های کوددهی جدید شده است مانند کاهش استفاده از کود نیتروژن و افزایش توجه به گونه­ های گندم با افزایش کارایی کاربرد نیتروژن…