Effects of nitrogen and planting density on production and water productivity of maize under irrigation and rainfed conditions

Document Type : Original Article

Authors

1 PhD Candidate of Department of Agronomy and Plant breeding, Lahijan branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran.

2 Department of Agronomy and Plant Breeding, Lahijan Branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran.

3 Department of Agronomy and Plant Breeding, Lahijan Branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran

4 Department of Water Engineering, Lahijan branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran.

Abstract

In order to investigate the effect of nitrogen fertilizer, plant densities and irrigation treatments on yield and water productivity in maize, a study was conducted as a split factorial experiment in a randomized complete block design with 3 replications in 2017 and 2018 in Gilan province.The main plots were irrigation treatments (complete irrigation, non-irrigation) and sub-plots with four levels of nitrogen fertilizer application (0, 100, 200 and 300 kg ha-1) and three levels of planting density (10, 20 and 30 cm per row). Analysis of variance showed significant differences between treatments on yield, yield components and water productivity. Results of mean comparison showed that the highest grain yield, biological yield, number of kernels per ear, ear length, harvest index in complete irrigation treatments with 300 kgN/ha and 75×20 density and highest plant height in irrigation and 300 kgN/ha treatments and density of 75×10 were obtained. In addition, the highest grain and biological water productivity were 1.85 and 3.53 kg/m3 for full irrigation and consumption of 300 kgN/ha nitrogen fertilizer, respectively. The final results showed that although annual rainfall was high in the study area, complete irrigation and 75×20 densities and 300 kgN/ha were recommended as the best experimental treatment to achieve optimal corn yield.

Keywords


آنتیکچی، ع.، سیف زاده، س. و حدیدی ماسوله، ا. 1396. تأثیر دور آبیاری و تقسیط کود نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت رقم سینگل کراس مجله پژوهش‌های به­زراعی. 9(1). 53-69.
افراسیاب، پ.، دلبری، م. و جعفری، ح. 1395. بررسی اثرات مقادیر مختلف آبیاری، تراکم بوته و آرایش کاشت در روش آبیاری قطرهای- نواری بر عملکرد، اجزاء عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت دانه‌ای در اسلام‌آباد غرب. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، دوره 42، شماره 4، 731-741.
‌ توانگر، م.، عشقی زاده، ح. و قیصری، م. 1399. ارزیابی عملکرد و کارایی مصرف آب هیبریدهای دیررس ذرت در شرایط متفاوت آبیاری و تقسیط کود نیتروژن. مجله علوم آب و خاک. ۲۴ (۲) :۲۳۵-۲۴۹.
حق جو، م. و بحرانی، ع. 1394. تغییرات عملکرد ذرت سینگل کراس 260 در رژیم‌های مختلف آبی و کود نیتروژن با استفاده از شاخص‌های رشد. اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی. 34(2). 259-274.
خواجه­پور، م.ر. 1376. اصول و مبانی زراعت. انتشارات نشر دانشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان. 386 صفحه.
شهسواری گوغری، م.، رضایی استخروییه، ع.، ایراندوست، م. و نشاط، ع. 1397. ارزیابی تأثیر سطوح مختلف کم آبیاری و خشکی موضعی ریشه بر عملکرد و بهره‌وری مصرف آب ذرت دانه‌ای در منطقه حاجی‌آباد. نشریه علوم آب و خاک. 22(1): 71-61.
قاسمی پیر بلوطی، ع. 1381. بررسی اثر مقادیر مختلف کود نیتروژن بر نحوه‌ی الگوی تخصیص ماده خشک در ذرت دانه‌ای رقم S.C704 در منطقه ورامین. پایان‌نامه کارشناسی ارشد زراعت، دانشگاه تهران، 98 ص.
قبادی، ر.،  شیرخانی، ع. و جلیلیان، ع. 1394. بررسی اثرات تنش خشکی و کود نیتروژن بر عملکرد و کارایی مصرف آب و نیتروژن.  پژوهش‌های کاربردی زراعی. 106. 79-87.
علیزاده، ا.، مجیدی، ا.، نادیان، ح.، نور محمدی،  ق.، و عامریان، م. 1386. بررسی اثر تنش خشکی و مقادیر مختلف نیتروژن برفنولوژی و رشد و نمو ذرت. .مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی،4(5). 116-128
صالحی، ب. و دانشیان، ج. 1388. تأثیر فاصله ردیف و تراکم بوته بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه­ای سینگل کراس 711. یافته‌های نوین کشاورزی. 4(2): 142-127
لک، ش.، نادری، ا.، سیادت، س. ع.، آینه بند، ا. و نور محمدی، ق. 1386. اثرات تنش کمبود آب بر عملکرد دانه و کارایی نیتروژن ذرت دانه­ای هیبرید سینگل کراس 704 در مقادیر متفاوت نیتروژن و تراکم بوته. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 14(2). 63-76.
علیزاده، ح.ع. و عباسی، ف. 1395. بهینه­سازی مصرف آب و کود در کودآبیاری ذرت دانه­ای. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 30(4): 456-445.
کوچکی، ع. و سرمدنیا، غ. 1385. فیزیولوژی گیاهان زراعی (ترجمه). چاپ دوازدهم، مشهد، 400 ص.
Aghdam, S. M., Yeganehpoor, F., Kahrariyan, B. and Shabani E. 2014. Effect of different urea levels on yield and yield components of corn 704. International journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 2(2): 300-305.
Berenguer, P., Sativeri, F., Boixadera, J. and LIoreras, J. 2009. Nitrogen fertilization of irrigated maize under Mediterranean conditions. European Journal of Agronomy. 30: 163-171.
Bruns, H.A. and Abbas H.K. 2005. Ultra high plant population and nitrogen fertility effects on corn in the Mississippi valley. Agronomy Journal. 97: 1136-1140.
Ge, T., Sui, F., Bai, L., Tong, C. and Sun. N. 2012. Effects of water stress on growth, biomass partitioning, and wateruse efficiency in summer maize (Zea mays L.) throughout the growth cycle. Acta Physiologiae Plantarum. 34: 1043-1053.
Gheysari, M. S., Mirlatifi, M. Bannayan, M., Homaee, M. and Hoogenboom, G. 2009. Interaction of water and nitrogen on Maize for silage. Agric Water Managc. 96: 809-821.
Gheysari, M., Sayed, H.S., Henry, W.L., Samia, A., Mohammad, J.Z., Mohammad, M.M., Parvaneh, A. and Jose, O.P. 2017. Comparison of deficit irrigation management strategies on root, plant growth and biomass productivity of silage maize. Agric. Water Manag. 182: 126–138.
Howell, T.A., Steiner, J.E., Schneider, A.D., Evett, S.R. and Tolk, J.A. 1997. Seasonal andmaximum daily evapotranspiration of irrigated winter wheat, sorghum andcorn: southern High Plains. Transactions of the ASAE. 40: 623–634.
Mansouri-Far, C., Modarres sanavy, S.A.M. and Saberali, S.F. 2010. Maize Yield response to deficit irrigation during Low Sensitive growth stages and nitrogen rate under semi arid climatic conditions. Agricultural Water Management. 97: 12-22.
Osborn, S.L., Schepers, J.S., Francis, D.D. and Schlemmer, M.R. 2002. Use of spectral radiance to in- season biomass and grain yield in nitrogen and water-stressed corn. Crop Science. 42: 165-171.
Prasad, K. and Singh, P. 1990. Response of promising rainfed maize varieties to nitrogen application in north western Himalayan region. Indian Journal of Agricultural Sciences. 60(7): 475-477.
Raymond, F.D., Alley, M.M., Parrish, D.J. and W.E. 2009. Thomason, “Plant density and hybrid impacts on corn grain and forage yield and nutrient uptake,” Journal of Plant Nutrition. 32(3): 395–409.
Tang, L., Ma, W., Noor, M.A., Li, L., Hou, H., Zhang, X. and Zhao, M. 2018. Density resistance evaluation of maize varieties through new “Density-Yield Model” and quantification of varietal response to gradual planting density pressure. Scientific Reports. 8: 17281.