ارزیابی تاثیر متقابل منبع تغذیه ای و تنوع گیاهان زراعی بر تنوع زیستی کشاورزی در الگوهای مختلف کشت مخلوط

چکیده به منظور بررسی اثر تنوع گیاهی و نوع منبع تغذیه ای بر تنوع و تراکم علفهای هرز و حشرات، کارایی مصرف نهاده ها ( نور، آب، عناصر غذایی) و عملکرد و خصوصیات کیفی چند گونه زراعی، آزمایشی به صورت کرتهای خردشده بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در دو سال زراعی 1385-1384 و 1386-1385 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد به اجرا درآمد. تیمارهای مورد بررسی دو منبع کود دامی و کود شیمیایی در کرتهای اصلی و کشت مخلوط سه واریته سویا (ویلیامز، سحر و گرگان 3)، کشت مخلوط سه گونه ارزن(ارزن معمولیpanicum miliaseum، مرواریدیpennisetum glaucum و دم روباهی setaria italica)، کشت مخلوط ارزن- سویا(glycine max)-کنجد(sesamum indicum) و کشت مخلوط ارزن- کنجد- شنبلیله(trigonella foenum-graecum)-زنیان(trachyspermum ammi) همراه با تک کشتی هر یک از گیاهان مورد بررسی در کرتهای فرعی را شامل می شد. نتایج نشان داد که نوع منبع تغذیه ای، وزن خشک و تراکم علفهای هرز را تحت تاثیر قرار داد. وزن خشک و تراکم کل علفهای هرز در کرتهای با منبع تغذیه ای معدنی بیشتر از منبع تغذیه آلی بود. با افزایش تنوع گونه های زراعی، وزن خشک و تراکم کل علفهای هرز کاهش یافت به طوریکه تیمارهای مخلوط گونه های زراعی کمترین وزن خشک علفهای هرز را داشتند. همبستگی منفی معنی داری بین تغییر تنوع و وزن خشک کل علفهای هرز در هر دو سال زراعی وجود داشت. همچنین الگوهای متنوع گیاهان زراعی دارای کمترین میزان شاخص شانون برای علفهای هرز بوده و با یکدیگر اختلاف معنی دار نداشتند. بین شاخص شانون گیاهان زراعی و شاخص شانون حشرات در هر دو سال زراعی، همبستگی معنی دار مشاهده شد. با افزایش تنوع گیاهان زراعی، تنوع حشرات، روند صعودی داشت. اثر نوع الگوی کشت بر کارایی مصرف نور از نظر آماری معنی دار بود. در بین الگوهای تک کشتی، بیشترین کارایی مصرف نور در تک کشتی های ارزن معمولی و سویا رقم ویلیامز و گرگان 3 مشاهده شد. نتایج نشان داد که در الگوهای کشت مخلوط، هرچه قدر شباهت گیاهان موجود در مخلوط از نظر مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی کمتر و تنوع کارکردی موجود افزایش یافت از نور به نحو بهتری استفاده شده و کارایی مصرف نور افزایش پیدا کرد، به طوریکه بیشترین میزان ماده خشک تولیدی به ازای نور جذب شده در کشت مخلوط چهارگونه ارزن، کنجد، شنبلیله و زنیان به مقدار31/3 گرم بر مگاژول حاصل شد. کمترین میزان کارایی مصرف نور نیز در مخلوط سه گونه ارزن (96/1 گرم بر مگاژول) مشاهده گردید. در سال زراعی اول، در بین کشتهای مخلوط مورد بررسی، مخلوط سه گونه ارزن و مخلوط ارزن، سویا و کنجد، دارای بیشترین کارایی مصرف آب برحسب عملکرد بیولوژیکی بودند. در سال زراعی دوم در بین الگوهای مخلوط مورد بررسی، کشت مخلوط سه گونه ارزن بیشترین کارایی مصرف آب را برحسب عملکرد بیولوژیکی داشت. برترین الگوی مخلوط از نظر میزان نیتروژن، فسفر و پتاسیم موجود در بافت گیاهی در واحد سطح، مخلوط سه واریته سویا و مخلوط ارزن، سویا و کنجد بود. در سال زراعی اول، در بین مخلوطهای مورد بررسی، کشت مخلوط سه واریته سویا بیشترین کارایی مصرف عناصر غذایی را داشت. در سال زراعی دوم کشتهای مخلوط سه واریته سویا، مخلوط ارزن، سویا و کنجد و مخلوط ارزن، کنجد، شنبلیله و زنیان دارای کارایی جذب نیتروژن و فسفر بالایی بوده و اختلاف معنی داری باهم نداشتند. از نظر کارایی جذب پتاسیم نیز مخلوط سه گونه ارزن، سویا و کنجد بهتر از دیگر کشتهای مخلوط عمل کرد. در هر دوسال زراعی انجام آزمایش، ارزن دم روباهی دارای بیشترین عملکرد بذر (3/139 گرم در متر مربع در سال زراعی اول و 9/81 گرم در متر مربع در سال زراعی دوم) بود. عملکرد شنبلیله، کنجد و زنیان نیز در هر دو سال زراعی، در تک کشتی بیشتر از کشت مخلوط بود. کشت خالص شنبلیله دارای بیشترین درصد پروتئین خام در مقایسه با الگوهای کشت دیگر گیاهان علوفه ای بود. درصد روغن سویا و کنجد و درصد اسانس زنیان نیز با تغییر الگوی کشت از خالص به مخلوط کاهش یافت. کلمات کلیدی: علفهای هرز، تنوع گونه ای، کشت مخلوط، شاخص شانون، کارایی مصرف آب، نور، عناصر غذایی abstract in order to investigate the effects of plant diversity and nutrient resource on weed and insect diversity, an experiment was conducted as split plot based on complete randomized block design with 3 replications at the agricultural research station, ferdowsi university of mashhad, iran, during 2006 and 2007. treatments included manure and chemical fertilizers as main plots and intercropping of 3 soybean varieties (wiliams, sahar and gorgan3), intercropping of 3 millet species (common millet, foxtail millet and pearl millet), intercropping of millet, soybean, sesame (sesamum indicum) and intercropping of millet, sesame, fenugreek (trigonella foenum-graecum), ajowan (trachyspermum ammi) as sub plots. result indicated that nutrient resource affected weed dry matter and density. weed dry matter and density was higher in chemical fertilizer compared to manure. with increasing crop diversity, weed dry matter and density decreased and intercropping systems had the lowest weed dry matter. there was a negative correlation between diversity and weed dry matter. also, different intercropping systems had the lowest shannon index. there was a significant correlation between crop and insect shannon indices. with increasing crop diversity, insect diversity deceased. radiation use efficiency (rue) was affected significantly by cropping systems. in monocultures, common millet and soybean (wiliams and gorgan 3 varieties) had highest rue. in intercropping systems, when functional diversity increased, radiation use efficiency was increased, so that maximum of rue (3.31 g.mj-1) was obtained in 4 species intercropping (common millet, sesame, fenugreek and ajowan). minimum of rue (1.96 g.mj-1) was observed in intercropping of 3 millet species. in first year, among different intercropping systems, intercropping of 3 millet species and intercropping of millet, soybean, sesame had highest water use efficiency (wue) based on biological yield. in second year, among different intercropping systems, intercropping of 3 millet species had highest wue based on biological yield. the highest concentrations of nitrogen, phosphorous and potassium in crop issues were observed in intercropping of 3 soybean varieties and intercropping of millet, soybean, sesame. in first year, among different intercropping systems, intercropping of 3 soybean varieties had highest nutrient use efficiency (nue). in second year, intercropping of 3 soybean varieties, intercropping of millet, soybean, sesame and intercropping of millet, sesame, fenugreek, ajowan had highest nue. intercropping of millet, soybean, sesame was the best for potassium uptake efficiency, compare to other intercropping systems. in two years, foxtail millet had the highest seed yield (139.3 g.m-2 in first year and 81.9 g.m-2 in second year). yield of sesame, fenugreek and ajowan in monoculture was higher than intercropping. among forage crops, fenugreek in monoculture had the highest crude protein percentage. oil percentage of soybean and sesame and essential oil percentage, in monocultures was higher than intercropping. key words: weeds, species diversity, intercropping, shannon index, water use efficiency, radiation, nutrient.