بررسی اثرات تنش خشکی و کود نیتروژن بر عملکرد و کارآیی مصرف آب و نیتروژن گیاه ذرت ) )SC 704

مقدمه

خشکی یکی از مهم ترین فاکتورهای محدود کننده ی تولید ذرت در جهان است که هر ساله عملکرد جهانی ذرت را به طور متوسط 17 درصد کاهش می دهد و در بعضی مناطق این کاهش تا 70 درصد نیز گزارش شده است (15). کمربند کشت ذرت در دنیا به دلیل ویژگی های خاص این گیاه به لحاظ چهار کربنه بودن و به ویژه گرماپسندی آن تطابق نزدیکی با مناطق خشک و نیمه خشک دارد. در مناطق خشک و نیمه خشک، شرایط ایده آل جهت تولید عملکرد زیاد این گیاه، به جز رطوبت کافی قابل تأمین می باشد. کشور ایران با داشتن تنوع آب و هوایی مناسب از جمله مناطق مستعد تولید ذرت است و این در حالی است که دو سوم زمین های کشاورزی ایران در مناطق نیمه خشک قرار دارند که عملا با تنش خشکی مواجه هستند (10). کمبود آب، رشد، نمو، اختصاص ماده خشک و عملکرد دانه را در طول هر مرحله از رشد ذرت تحت تأثیر قرار می دهد، اما میزان خسارت، به مرحله رشد در زمان تنش، شدت و مدت زمان کمبود آب بستگی دارد. در آزمایش لک و همکاران (1386) انجام دادند با افزایش شدت تنش خشکی، تعداد دانه در هر بلال کاهش یافت به گونه ای که کمترین تعداد دانه در بلال (2/403 دانه در بلال) به تیمار تنش شدید رطوبتی تعلق داشت، به علاوه تنش رطوبتی موجب کاهش معنی دار وزن هزار دانه گردید به گونه ای که بیشترین و کمترین وزن هزار دانه به ترتیب مربوط به سطوح آبیاری مطلوب و تنش شدید رطوبتی بود. در مطالعه انجام شده توسط Di Marco  و همکاران (2007) آبیاری میزان عملکرد دانه هر گیاه را به میزان 43% افزایش داده بود، آن ها اثر آبیاری روی تولید دانه را به واسطه ی افزایش در عملکرد ماده خشک گیاه ذکر کردند که به میزان 35% (259 تا 350 گرم) افزایش یافته بود.

علاوه بر کمبود آب، کمبود نیتروژن مورد نیاز می تواند فشار مضاعفی را بر رشد و عملکرد گیاه وارد آورد. نیتروژن عنصر ضروری برای رشد بوده و تغییر در مقادیر قابل دسترس آن به ویژه در شرایط تنش آب عملکرد گیاه را به شدت تحت تأثیر قرار می دهد. مقدار نیتروژن قابل دسترس بر توزیع مقدار مواد فتوسنتزی بین اندام های رویشی و زایشی مؤثر بوده و مراحل فنولوژیکی رشد و نمو در اثر کمبود نیتروژن به تأخیر می افتد (2). بیش از نیمی از 110 کیلوگرم در هکتار افزایش سالیانه عملکرد ذرت در بیش از نیم قرن گذشته به بهبود کودپذیری و استفاده از کودهای نیتروژنه نسبت داده شده است (23). افزایش نیتروژن منجر به تولید مقدار بیشتر ماده خشک و عملکرد دانه، همچنین موجب گسترش و حجیم شدن ریشه ها و جذب بیشتر رطوبت از خاک می شود، علاوه بر آن افزایش نیتروژن باعث تسریع رشد سبزینه ای، افزایش حجم بخش هوایی گیاه و افزایش تبخیر و تعرق گیاه می شود (7). گزارشات متعددی در خصوص تأثیر مثبت نیتروژن بر افزایش تعداد دانه در بلال، وزن دانه و عملکرد دانه ذرت ثبت شده، از این رو تمایل به استفاده از مقادیر بیشتر کود نیتروژن وجود دارد (10و 28). در آزمایشی که Rostami  و همکاران (2008) در مزرعه آزمایشی دانشگاه لرستان انجام دادند کمترین میزان عملکرد در تیمار عدم کاربرد کود و بیشترین میزان عملکرد  در تیمار کاربرد 240 کیلوگرم نیتروژن در هکتار  به دست آمد. اما از سوی دیگر کاربرد نامناسب و فراوان کود نیتروژن باعث افزایش هزینه کاشت و افزایش احتمال آلودگی آب های زیرزمینی، تجمع نیترات در محیط ریشه و انتشار گازهای گلخانه ای می گردد (27). به طور معمول گیاهان تنها 30 تا 50 درصد از کودهای غیر ارگانیک نیتروژن را به کار می برند و مابقی توسط تبخیر، دنیتریفیکاسیون و آبشویی هدر می رود (26). همچنین مقادیر بسیار زیاد نیتروژن باعث کاهش جذب نیتروژن توسط گیاه شده و کارآیی مصرف نیتروژن (عملکرد دانه به ازای یک واحد کود نیتروژن مصرف شده) کاهش می یابد در حال حاضر علی رغم این که مصرف کودهای شیمیایی در ایران بالاتر از مصرف متوسط جهانی و معادل متوسط مصرف کود در کشورهای توسعه یافته است، میزان تولید در واحد سطح پایین تر از این کشورهاست. مصرف کود تا زمانی مقرون به صرفه است که میزان افزایش عملکرد، هزینه مصرف کود بیشتر را تأمین نماید. به عبارت بهتر استفاده از کود نیز مانند هر سرمایه گذاری دیگر بایستی بازده منطقی داشته باشد زیرا که قانون بازده نزولی در مورد کود نیز صادق است (3). بین رطوبت موجود در خاک و قابلیت استفاده ماده غذایی رابطه نزدیکی وجود دارد به طوری که منفعت حاصل از کاربرد کود را می توان نتیجه ای از شرایط آبی دانست (19). بنا به نظرMagyes  و همکاران (2004)، آبیاری راندمان کوددهی را افزایش می دهد و به علت همبستگی مثبت بین آبیاری و کوددهی، کوددهی در شرایط مطلوب آبی نسبت به کمبود آب صرفه اقتصادی بیشتری دارد. تحت شرایط کمبود آب در خاک که جذب عناصر غذایی به ویژه نیتروژن کاهش می یابد، لزوم برقراری تناسب میان فراهمی رطوبت در خاک و نیتروژن مصرفی ضروری به نظر می رسد (5). از سوی دیگر ذرتی که خوب کود داده شده باشد آب را به طور مؤثرتری استفاده می کند زیرا از ریشه ی عمیقتر آب بیشتری جذب می کند و ریشه ها تا حدودی ظرفیت بیشتری برای جذب آب از خلل و فرج کوچک تر و غشاء آلی که ذرات خاک را احاطه کرده اند دارند. مصرف عناصر غذایی کافی به خصوص نیتروژن باعث می شود سیستم های ریشه ای عمیق تر و وسیع تری در طی رشد تولید شود. چون بهره برداری از آب رابطه نزدیکی با رشد ریشه دارد، تغذیه گیاه در شرایطی که رطوبت خاک کمتر از حد مطلوب است اثر مثبتی بر روی کارآیی مصرف آب دارد و همچنین باعث افزایش عملکرد
می شود.

این تحقیق با هدف بررسی اثر سطوح متفاوت خشکی و کود نیتروژن و اثرات متقابل آن ها بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارآیی استفاده از نهاده های آب و نیتروژن و تعیین بهترین میزان نیتروژن مصرفی در شرایط کم آبیاری ذرت دانه ای 704 در شرایط استان کرمانشاه جهت استفاده در برنامه های به زراعی اجرا شد، تا به راهکارهایی مناسب جهت افزایش کارآیی استفاده از منابع و کاهش هزینه ها دست یافت.

مواد و روش ها

این تحقیق در بهار و تابستان سال 1388 در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه واقع در اسلام‌آبادغرب (طول جغرافیایی 47 درجه و 26 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 34 درجه و 8 دقیقه شمالی و ارتفاع 1346 متر از سطح دریا)، با استفاده از ذرت دانه‌ای سینگل‌کراس 704 (دیررس- تک بلال و دندان اسبی) اجرا شد. نتایج حاصل از آزمایشات خاک  در جدول 1 نشان داده شده است. آزمایش به صورت طرح کرت‌های یک بار خرد شده بر  پایه‌ی طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. در این بررسی 9 تیمار شامل فاکتور آبیارى در سه سطح نیاز کامل آبى گیاه، 80 درصد نیاز آبى و 60 درصد نیاز آبى به عنوان فاکتور اصلی و سطوح مختلف کود نیتروژن (به صورت اوره) که بر اساس آزمون خاک تعیین شد شامل میزان توصیه شده بر اساس آزمون خاک (170 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص معادل 5/369 کیلوگرم اوره در هکتار) 30 درصد بیشتر از این میزان (221 کیلوگرم نیتروژن خالص معادل 3/480 کیلوگرم اوره در هکتار) و 30 درصد کمتر از این میزان (119 کیلوگرم نیتروژن خالص معادل 7/258 کیلوگرم اوره در هکتار) در پلات‌های فرعى قرار گرفت که در سه مرحله‌ی هم‌زمان با کاشت، هفت‌برگی و قبل از گل‌دهی استفاده شد. نیاز آبى گیاه طی فصل رشد بر اساس معادله پنمن منتیث فائو (معادله 1) با استفاده از نرم‌افزارهای اُپتی وات و نت وات در دوره‌های ده روزه با توجه به آمار هواشناسى منطقه تعیین (علیزاده و کمالی، 1387) و میزان آب آبیاری طبق فرمول: مساحت کرت (مترمربع) × نیاز آبى روزانه (میلی‌متر در روز) × دور آبیارى (روز) محاسبه و مقادیر آب در نظر گرفته شده برای هر کرت توسط سیستم کنتور و هیدروفیکس در اختیار گیاهان قرار ‌گرفت.

معادله 1:

-------------------------------------

که در آن:

ETO: تبخیر و تعرق مرجع (mm.d-1)

∆:  شیب منحنی تغییرات فشار بخار اشباع (es) نسبت به درجه حرارت (T) (KPa°.C-1)

Rn: میزان تابش خالص خورشیدی (MJ.m-2.d-1)

G: چگالی شار حرارتی خاک (MJ.m-2.d-1)

U2: میانگین روزانه سرعت باد در ارتفاع 2 متری (m.s-1)

es و ea: فشار بخار اشباع و فشار واقعی بخار آب در هوا (Kpa)

g: ثابت سایکرومتری (Kpa°.c-1) است.

مراحل آماده‌سازی زمین به صورت شخم پاییزه و دیسک بهاره انجام و سپس آماده‌سازی فاروها صورت گرفت. طول هر کرت 6 متر و عرض آن 6/2 متر شامل چهار خط کاشت بود. فسفر به میزان 200 کیلوگرم کود سوپرفسفات‌تریپل در هکتار و پتاسیم به میزان150 کیلوگرم سولفات‌پتاسیم در هکتار به صورت پیش‌کاشت استفاده گردید. کاشت در 17 اردیبهشت ماه به صورت دستی در عمق 5 سانتی‌متری روی پشته و به صورت کپه‌ای انجام گردید، در هر کپه 2 تا 3 عدد بذر ضدعفونی شده با قارچ‌کش ویتاواکس (یک در هزار) قرار داده شد. فاصله خطوط کشت 65 سانتی‌متر و روی خط بر اساس تراکم توصیه شده برای رقم (20 سانتی‌متر) در نظر گرفته شد به طوری که تراکم 75 هزار بوته در هکتار حاصل شد. در مرحله‌ی 4 برگی پس از استقرار کامل گیاه تنک انجام و با استفاده از نیروی کارگری خاک بوته‌ها داده شد. تا قبل از مرحله 6 برگی آبیاری مطلوب برای تمام کرت‌ها صورت گرفت و اولین تنش آبی در مرحله 6 برگی در دوره‌های ده روزه بر اساس تیمارهای آبی در نظر گرفته شده اعمال گردید. دو سوم باقیمانده‌ی کود نیتروژن در مراحل هفت‌برگی و قبل از گل‌دهی بر اساس میزان محاسبه شده به کرت‌ها اضافه شد. در مرحله‌ی هفت‌برگی به منظور مبارزه با علف‌های هرز با استفاده از  علف‌کش  2-4-D به میزان 2 کیلوگرم در هکتار سم‌پاشی انجام شد، به منظور کنترل آفت طوقه‌بر (آگروتیس) سم‌پاشی با استفاده از سم دیازینون در مرحله‌ی دو برگی انجام شد.

جدول 1--------------

در مرحله گل دهی سطح برگ 6 بوته که به طور تصادفی از ردیف دوم و سوم انتخاب شده بودند اندازه گیری شد. سطح برگ که در مرحله گل دهی حداکثر است، بر اساس فرمول مونتگومری از حاصل ضرب بیشترین عرض در طول برگ در ضریب ثابت 75/0 محاسبه گردید (21). به منظور تعیین عملکرد و اجزای آن برداشت بلال های 2 ردیف میانی هر واحد آزمایشی در زمان بلوغ فیزیولوژیک و پیدا شدن لایه سیاه در محل اتصال دانه به چوب بلال، پس از حذف دو خط کناری و دو بوته از ابتدا و انتهای هر کرت (به منظور حذف اثرات حاشیه ای) به صورت دستی انجام گرفت. طول بلال، وزن چوب بلال، درصد چوب بلال، تعداد ردیف در هر بلال، تعداد دانه در ردیف، وزن صد دانه با استفاده از 6 بلال که به صورت تصادفی جدا شده بودند، محاسبه گردید. در زمان برداشت میزان رطوبت دانه های هر کرت جداگانه به وسیله دستگاه رطوبت سنج تعیین و یادداشت شد و در نهایت وزن دانه ها بر اساس رطوبت 14% و بر حسب تن در هکتار محاسبه گردید. در زمان برداشت بخش هوایی بوته‌های هر کرت به همراه بلال برداشت و به مدت 72 ساعت در دمای 70 درجه سانتی‌گراد خشک و پس از توزین به عنوان عملکرد بیولوژیکی بر حسب تن در هکتار منظور شد.

مقدار کارآیی مصرف نیتروژن با استفاده از رابطه زیر (18) محاسبه شد:

میزان کود نیتروژن استفاده شده (kg) / عملکرد دانه تولید شده (kg)= کارآیی مصرف نیتروژن

و کارآیی اقتصادی مصرف آب طبق فرمول زیر (13) محاسبه شد:

کارایی -----------------

تجزیه‌های آماری شامل تجزیه واریانس و مقایسه میانگین‌ها به روش آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح پنج درصد با استفاده از نرم‌افزارهای  MSTAT-C و SAS صورت پذیرفت.

نتایج و بحث

شاخص سطح برگ

نتایج این تحقیق نشان داد که شاخص سطح برگ در مرحله گل دهی به طور معنی داری (در سطح احتمال 1٪) تحت تأثیر مقادیر مختلف مصرف آب قرار گرفت (جدول 2). به طوری که شاخص سطح برگ در تیمار تأمین 60 درصد نیاز آبی کمترین مقدار (25/2) تفاوت فاحشی با دو تیمار دیگر که در یک سطح آماری بودند داشت  (جدول 3). رشد سلولی یکی از حساس ترین فرآیندهای گیاه به تنش آبی است و قبل از فتوسنتز یا هدایت روزنه ای کاهش پیدا می کند. تنش خشکی باعث کاهش پتانسیل اسمزی از حد متوسط شده، در نتیجه فشار ترگر و پتانسیل آبی شیره ی سلولی کاهش پیدا می کند (24). همچنین اثر سطوح کود نیتروژن بر شاخص سطح برگ از نظر آماری در سطح 1٪ معنی دار بود (جدول 2). با افزایش مقدار کود نیتروژن شاخص سطح برگ افزایش یافت به طوری که کمترین شاخص سطح برگ (33/2) در پایین ترین سطح کودی (119 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار) به دست آمد و بیشترین مقدار آن (17/3) مربوط به کاربرد 221 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار بود (جدول 3). تأمین نیتروژن کافی برای گیاه شاخص سطح برگ را که زمینه تولید و تجمع ماده خشک است افزایش می دهد. در آزمایش  Grazia و همکاران (2003) نیز مقدار نیتروژن مصرفی تأثیر زیادی بر تولید و گسترش سطح برگ داشت و آن را افزایش داده بود.

طول بلال

اثر تیمارهای آبیاری بر طول بلال از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪ معنی دار بود (جدول 2)، به طوری که با کاهش مقدار آب مصرفی طول بلال کاهش یافت و بیشترین میزان طول بلال (24/18 سانتی متر) با آبیاری مطلوب به دست آمد که با تأمین 80 درصد نیاز آبی گیاه اختلاف معنی داری نداشت و کمترین میزان آن (61/14 سانتی متر) مربوط به تأمین 60 درصد نیاز آبی گیاه بود (جدول 3). کاهش طول بلال در تیمارهای تنش به دلیل مواجه شدن مراحل بحرانی رشد زایشی با کمبود مواد پرورده می باشد. غدیری و مجیدیان (1382) نیز طی تحقیق خود کاهش طول بلال را با افزایش شدت تنش خشکی عنوان داشتند. همچنین سطوح مختلف کود نیتروژن تأثیر معنی داری روی طول بلال نداشت (جدول 2). بر اساس نتایج تجزیه واریانس اثر متقابل فاکتورهای مورد بررسی بر طول بلال غیر معنی دار بود (جدول 2).

قطر چوب بلال

قطر چوب فقط تحت تأثیر سطوح آبیاری در سطح احتمال 5٪ معنی دار گردید و تیمار آبیاری مطلوب بیشترین قطر چوب بلال را به میزان (48/23 میلی متر) تولید نمود و با افزایش شدت تنش خشکی قطر چوب بلال کاهش یافت (جدول 3)، با افزایش شدت تنش خشکی تولیدات فتوسنتزی کاهش می یابد، سهم بلال و به تبع آن سهم چوب بلال از آسمیلات های فتوسنتزی کمتر شده و در نتیجه قطر چوب بلال در این شرایط نسبت به شرایط مطلوب آبی کاهش یافت.

درصد چوب بلال

با افزایش شدت تنش رطوبتی درصد چوب بلال به طور معنی داری (در سطح 5٪) افزایش یافت (جدول 2). کمترین درصد چوب بلال (31/13 درصد) در شرایط تأمین نیاز آبی کامل گیاه و بیشترین مقدار آن معادل 28/17 درصد مربوط به تنش شدید رطوبتی بود (جدول 3). به عبارتی در شرایط تنش نسبت سهم چوب به دانه در بلال در مقایسه با شرایط مطلوب افزایش یافت، در شرایط تنش خشکی دانه ها (تعداد و وزن) که مخزن اصلی جهت دریافت مواد فتوسنتزی هستند کاهش یافته و سهم بیشتری از مواد فتوسنتزی تجمع یافته در بلال به چوب اختصاص می یابد. سطوح مختلف کود نیتروژن تأثیر معنی داری روی درصد چوب بلال نداشت (جدول 2).

تعداد ر دیف دانه

تعداد ردیف دانه در بلال تحت تأثیر تیمار آبیاری در سطح احتمال 5٪ معنی دار گردید و با افزایش شدت تنش خشکی کاهش یافت (جدول 2). بیشترین تعداد ردیف در بلال (02/15) در تیمار آبیاری مطلوب و کمترین تعداد (53/13) با تأمین 60 درصد نیاز آبی گیاه به دست آمد (جدول 3). کاهش تعداد ردیف دانه در بلال همراه با افزایش شدت تنش خشکی حاکی از این مطلب است که مقادیر مختلف آبیاری دریافت مواد فتوسنتزی توسط مقاصد فیزیولوژیکی را تحت تأثیر قرار داده است. تعداد ردیف دانه در بلال تحت تأثیر تیمار کودی و اثر متقابل فاکتورها قرار نگرفت. به نظر می رسد صفت فوق صفتی ژنتیکی بوده هر چند که می تواند تحت تأثیر محیط قرار بگیرد. در آزمایش Sharifi  و Taghizadeh (2009) نیز سطوح نیتروژن بر تعداد ردیف های دانه اثر معنی داری نداشت.

تعداد دانه در ردیف

اثر متقابل سطوح مختلف آبیاری و کود نیتروژن بر تعداد دانه در ردیف بلال در سطح 5٪ معنی دار بود (جدول 2). بیشترین تعداد دانه در ردیف (6/47) مربوط به تیمار تأمین نیاز کامل آبی گیاه و حداکثر مقدار نیتروژن  بود و کمترین آن (67/31) در تیمار تنش شدید خشکی و حداکثر مقدار نیتروژن به دست آمد (جدول 4). در تیمار آبیاری کامل با افزایش میزان نیتروژن مصرفی تعداد دانه در ردیف بلال افزایش یافت اما در تیمارهای تنش ملایم و شدید رطوبتی افزایش کود نیتروژن تا حد 170 کیلوگرم تعداد دانه در ردیف بلال را افزایش داد اما با افزایش بیشتر نیتروژن تعداد دانه در ردیف کاهش یافت که می تواند به کاهش میزان ماده خشک تولیدی به علت تأثیر منفی مقادیر زیاده از حد نیتروژن در شرایط تنش خشکی نسبت داده شود.

وزن صد دانه

اثر سطوح مختلف آبیاری بر میانگین وزن صد دانه از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪ معنی دار بود (جدول 2)، به نحوی که بالاترین وزن صد دانه (1/292 گرم) در تیمار آبیاری مطلوب به دست آمد و کمترین مقدار آن (4/252 گرم) در تیمار تنش شدید خشکی (تأمین 60 درصد نیاز آبی گیاه) حاصل شد (جدول 3). اثر سطوح نیتروژن بر میانگین وزن صد دانه در از لحاظ آماری در سطح احتمال 5٪ معنی دار بود (جدول 2). با افزایش کود نیتروژن تا میزان توصیه شده وزن صد دانه افزایش یافت اما با افزایش بیشتر کود نیتروژن وزن صد دانه کاهش یافت (جدول 3). با مصرف بهینه نیتروژن، سرعت رشد برگ ها افزایش یافته و برگ ها در مدت زمان کمتری نسبت به عدم مصرف نیتروژن رشد خود را تکمیل می کنند و مواد فتوسنتزی مازاد بر نیاز خود را ذخیره کرده و بعد از گرده افشانی به دانه منتقل می کنند. وقتی که گیاه تحت تأثیر عوامل محیطی در دوره های مختلف رشد قرار می گیرد ترکیبات ذخیره شده در اندام های هوایی نقش مهمی را در پر کردن دانه ها ایفا می کنند (8). در رابطه با کاهش وزن صد دانه در اثر کاربرد مقادیر زیاده از حد کود نیتروژن نسبت به مصرف مقدار توصیه شده می توان گفت که در چنین حالتی افزایش بیش از حد کود نیتروژن با تمدید رشد رویشی، فاز زایشی گیاه را به تأخیر می اندازد در نتیجه ی این تأخیر طول دوره ی پر شدن دانه کاهش یافته و دانه ها فرصت زمان کمتری برای تجمع آسمیلات های فتوسنتزی خواهند داشت. Zeidan و همکاران (2006) نیز در رابطه با اثر مقادیر بالای نیتروژن بیان داشتند که مصرف کودهای نیتروژنه زیادتر از نیاز گیاه  بلال دهی را به تأخیر انداخته و فاصله بین گرده افشانی و ظهور بلال را افزایش می دهد و طول دوره پر شدن دانه را 3 تا 4 روز کاهش می دهد و در نتیجه ظرفیت و عملکرد دانه کاهش می یابد. اثر متقابل تنش خشکی و نیتروژن بر وزن صد دانه معنی دار نبود (جدول 2).

عملکرد بیولوژیک

تیمار آبیاری با سطح احتمال 1٪ باعث تغییر معنی دار وزن ماده خشک اندام هوایی گیاه شد (جدول 2)، بیشترین عملکرد بیولوژیک (30/40 تن در هکتار) در شرایط آبیاری مناسب به دست آمد و با اعمال تنش خشکی از مقدار تولید ماده خشک گیاه کاسته شد (جدول 3). اثر سطوح نیتروژن نیز بر عملکرد بیولوژیک از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪ معنی دار بود (جدول 2)، با افزایش مصرف کود نیتروژن از 119 به 170 کیلوگرم در هکتار، وزن خشک اندام هوایی افزایش یافت، اما کاربرد 221 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار وزن خشک اندام هوایی را کاهش داد (جدول 3). سطوح بالای نیتروژن از سنتز نشاسته در اندام های هوایی ممانعت به عمل می آورد و سطح قند ریشه را کاهش می دهد بنابراین رشد ریشه و به دنبال آن رشد اندام های هوایی به واسطه ی مصرف نیتروژن زیاد منع می شود. اثر متقابل آبیاری و کود نیتروژن بر عملکرد بیولوژیک نیز از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪ معنی دار بود (جدول 2). بیشترین میزان عملکرد بیولوژیک (9/44 تن در هکتار) مربوط به تیمار آبیاری مطلوب و بیشترین میزان نیتروژن مصرفی بود و کمترین میزان (22/20 تن در هکتار) در شرایط تنش شدید خشکی و بالاترین سطح نیتروژن به دست آمد، در شرایط آبیاری مطلوب با افزایش میزان نیتروژن عملکرد بیولوژیک افزایش یافت اما در شرایط تنش ملایم و شدید رطوبتی افزایش کاربرد کود نیتروژن تا حد 170 کیلوگرم در هکتار عملکرد بیولوژیک را افزایش داد درحالی که با مصرف مقدار بیشتر کود عملکرد بیولوژیک کاهش یافت (جدول 4). می توان عنوان داشت که در شرایط تنش رطوبتی افزایش کود تا حد نیاز گیاه باعث افزایش تحمل گیاه در برابر تأثیر منفی کمبود آب بر عملکرد بیولوژیک گیاه می شود، به عبارتی کاربرد مقادیر مناسب کود نیتروژن می تواند مقابله با تنش آبی را در گیاه ذرت افزایش دهد اما مصرف مقادیر بیشتر از نیاز نیتروژن در شرایط تنش رطوبتی بر عملکرد بیولوژیک تأثیر نامطلوب دارد.

عملکرد دانه

اثر مقادیر مختلف آب بر عملکرد دانه از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪معنی دار بود (جدول 2). به طوری که بالاترین میزان عملکرد (72/18 تن در هکتار) با آبیاری مطلوب به دست آمد و کمترین مقدار آن (18/10 تن در هکتار) مربوط به تیمار تنش شدید آبی بود (جدول 3). علت اصلی کاهش عملکرد دانه در تیمارهای تحت تأثیر تنش خشکی (ملایم و شدید) نسبت به آبیاری مطلوب کاهش معنی دار تعداد دانه در بلال و وزن دانه در این تیمارها بود. همچنین اثر سطوح مختلف کود نیتروژن بر عملکرد دانه از نظر آماری با سطح احتمال 1٪  معنی دار بود (جدول 2). با افزایش مقدار کود نیتروژن تا حد 170 کیلوگرم در هکتار عملکرد نسبت به کاربرد 119 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار افزایش یافت، در حالی که با افزایش بیشتر کود تا حد 221 کیلوگرم در هکتار عملکرد کاهش یافت به گونه ای که کمترین میزان عملکرد دانه (11/14 تن در هکتار) مربوط به این تیمار کودی بود (جدول 3). اثر متقابل تیمارهای آبیاری و میزان های نیتروژن بر عملکرد دانه در از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪ معنی دار بود (جدول 2)، بیشترین میزان عملکرد دانه (23/19 تن در هکتار) در تیمار آبیاری مطلوب و بیشترین مقدار کود مصرفی به دست آمد، و کمترین میزان آن (17/9 تن در هکتار) مربوط به تیمار تنش شدید خشکی و بیشترین مقدار کود بود. در شرایط مطلوب از نظر آبیاری افزایش مصرف کود نیتروژن عملکرد دانه را افزایش داد اما در شرایط تنش ملایم و شدید رطوبتی کاربرد نیتروژن تا حد میزان توصیه شده (170 کیلوگرم در هکتار) عملکرد را افزایش داد، اما با افزایش بیشتر کود نیتروژن (221 کیلوگرم در هکتار) عملکرد دانه کاهش یافت (جدول 4). در صورت کمبود شدید رطوبت خاک جذب نیتروژن توسط گیاه دچار اختلال می گردد و نیتروژن مورد نیاز برای مراحل بحرانی رشد حتی در صورت افزایش نیترات خاک فراهم نمی گردد و در نتیجه عملکرد دانه کاهش می یابد، آبیاری سبب افزایش جذب نیتروژن می شود و افزایش تنش آب به خودی خود توانایی گیاه را از نظر استخراج نیترات خاک محدود می سازد (11). خزاعی و همکاران (1384) نیز بیان داشتند که بالا بودن درصد نیتروژن برگ در شرایط تنش تا یک میزانی می تواند باعث افزایش عملکرد دانه شود و پس از آن عملکرد ثابت بوده یا کاهش می یابد که به نظر می رسد افزایش بیش از حد کلروفیل برگ در این شرایط کارآمد نبوده و عملکرد توسط سایر عوامل محدود کننده کاهش می یابد. می توان عنوان نمود که افزایش هم زمان رطوبت خاک و نیتروژن منجر به افزایش عملکرد دانه می شود ولی در صورت تنش رطوبتی افزایش نیتروژن عملکرد دانه را کاهش می دهد. بدون آبیاری کوددهی باعث کاهش عملکرد می شود. این نتایج با نتایج Magyes و همکاران (2004) مطابقت دارد

شاخص برداشت

شاخص برداشت با از لحاظ آماری در سطح احتمال  5٪ تحت تأثیر سطوح آبیاری قرار گرفت (جدول 2). شاخص برداشت در تیمار تنش ملایم رطوبتی نسبت به آبیاری مطلوب افزایش یافت به طوری که بیشترین شاخص برداشت (66/50 درصد) در شرایط تنش ملایم رطوبتی به دست آمد ولی در تیمار تنش رطوبتی شدید شاخص برداشت کاهش یافت و کمترین میزان (6/45 درصد) به دست آمد (جدول 3). بنابراین با توجه به این که در شرایط تنش ملایم رطوبتی عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک هر دو نسبت به آبیاری کامل کاهش یافت، افزایش شاخص برداشت در این حالت به علت تأثیر بیشتر تنش بر عملکرد بیولوژیک (مخرج کسر) نسبت به عملکرد اقتصادی (صورت کسر) می باشد. به عبارت دیگر تنش ملایم رطوبتی، عملکرد دانه را نسبت به عملکرد بیولوژیک کمتر تحت تأثیر قرار داده و شاخص برداشت در مقایسه با آبیاری مطلوب افزایش می یابد. در آزمایشMoser  و همکاران (2009) نیز تنش خشکی شاخص برداشت را در مقایسه با آبیاری مطلوب افزایش داد. دلیل کاهش شاخص برداشت در شرایط تنش شدید خشکی تأثیر بیشتر تنش بر عملکرد دانه نسبت به عملکرد بیولوژیکی است به عبارتی حساسیت بیشتر رشد زایشی نسبت به شرایط نامطلوب در مقایسه با رشد رویشی می باشد. به علاوه در اثر کمبود شدید آب به دلیل اختلال در توزیع مواد فتوسنتزی، شاخص برداشت نیز کاهش پیدا می کند، که از دلایل احتمالی آن می توان به تسریع پیری گیاه و کاهش دوره پر شدن دانه و در نتیجه کاهش وزن دانه اشاره نمود. شاخص برداشت بیان گر چگونگی تسهیم مواد پرورده بین اندام های رویشی گیاه و دانه می باشد. لک و همکاران (1385) نیز کاهش شاخص برداشت در شرایط تنش رطوبتی را به علت تأثیر بیشتر تنش بر عملکرد دانه نسبت به عملکرد ماده خشک عنوان داشتند. اختلاف میان سطوح کود نیتروژن از لحاظ شاخص برداشت در سطح 5٪ معنی دار بود (جدول 2). با افزایش میزان کودمصرفی شاخص برداشت کاهش یافت به نحوی که بیشترین میزان شاخص برداشت (13/50 درصد) در پایین ترین سطح نیتروژن مصرفی به دست آمد و کمترین آن (9/45 درصد) مربوط به کاربرد مقادیر بالای کود نیتروژن بود (جدول 3). به عبارتی با مصرف مقادیر کم نیتروژن از مجموع مواد فتوسنتزی تولید شده در گیاه نسبت بیشتری به دانه اختصاص می یابد و با افزایش کود نیتروژن تا حد نیاز گیاه، با این که عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک به علت اثر مثبت نیتروژن بر فتوسنتز و تولید مواد فتوسنتزی افزایش می یابد اما سهم کمتری از آسمیلات های فتوسنتزی به دانه اختصاص یافته یعنی افزایش عملکرد دانه نسبت به افزایش عملکرد بیولوژیک کمتر بوده و شاخص برداشت کاهش می یابد. با افزایش نیتروژن به میزان بیشتر از نیاز گیاه نیز به علت اثر منفی مقادیر بالای کود بر عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک و حساسیت بیشتر عملکرد دانه نسبت به عملکرد بیولوژیک در این شرایط شاخص برداشت کاهش یافت. اثر متقابل آبیاری و نیتروژن بر شاخص برداشت بر اساس تجزیه واریانس معنی دار نبود (جدول 2).

کارآیی مصرف آب

اثر متقابل سطوح آبیاری و کود نیتروژن بر کارآیی مصرف آب از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪ معنی دار بود (جدول 2). روند تغییرات کارآیی مصرف آب و عملکرد دانه تحت تأثیر سطوح متفاوت آبیاری و نیتروژن نیز مشابه بود، در شرایط آبیاری مطلوب با افزایش مقدار کود نیتروژن کارآیی مصرف آب به طور معنی داری افزایش یافت اما در شرایط تنش رطوبتی (ملایم و شدید) کاربرد کود نیتروژن تا حد نیاز گیاه کارآیی مصرف آب را افزایش داد اما افزایش بیشتر کود نیتروژن شاخص مزبور را کاهش داد (جدول 4). این بررسی با نتایج تحقیقات آزمایش باشدAl-Kaisi  و Yin (2003) مطابقت دارد آن ها عنوان نمودند در صورت کافی بودن آب مصرف کود نیتروژن در خاک های دارای کمبود نیتروژن راندمان مصرف آب را افزایش می دهد.

کارآیی مصرف نیتروژن

اثر متقابل آبیاری و کود نیتروژن بر کارآیی استفاده از نیتروژن از لحاظ آماری در سطح احتمال 1٪ معنی دار بود (جدول 2). در هر سه سطح آبیاری با افزایش کاربرد نیتروژن کارآیی استفاده از نیتروژن کاهش یافت (جدول 4). تلفات بیشتر نیتروژن در سطوح بالای کاربرد نیتروژن را می توان به کاهش جذب این عنصر در شرایط تنش رطوبتی خاک نسبت داد. در شرایط تنش خشکی نیاز نیتروژن غلات بستگی زیادی به رطوبت قابل دسترس خاک و مقدار نیتروژن قابل استفاده آن دارد. Zakia و همکاران (2010) عنوان نمودند زمانی که آب عامل محدود کننده ی رشد گیاه نیست، مصرف مقادیر زیاد نیتروژن برای رشد گیاه سودمند خواهد بود، در حالی که تحت شرایط تنش رطوبتی، کاربرد کود نیتروژن رشد رویشی گیاه را افزایش می دهد، با افزایش رشد رویشی میزان تبخیر و تعرق افزایش می یابد و رطوبت موجود در خاک از این طریق تخلیه می شود و این امر منجر به کاهش میزان ماده خشک تولیدی به ازای هر واحد نیتروژن مصرفی و کاهش کارآیی مصرف نیتروژن می شود. بنابراین در صورت عدم دسترسی به آب کافی و مواجه گیاه با کمبود شدید آب در خاک، کاهش مصرف نیتروژن از یک سو باعث کاهش هزینه ها می شود و از سوی دیگر از مصرف بی مورد نهاده ها که معمولا با افزایش عملکرد همراه نیست، جلوگیری به عمل خواهد آورد (9).

جدول 2—3 ---4-----