Soil and Sustainable Development

Soil and Sustainable Development

Investigating the effects of chickpea pre-Planting and nitrogen fertilizer levels on nitrogen efficiency indicators in three Millet Species

Document Type : Original Article

Authors
Ashraf Dabir 1
Bahareh Parsa Motlagh 2
Amanollah Soleimani 3
Mahdiyeh Amiri Nejad 3
1 MS Graduated of Agroecology, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran
2 Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran
3 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Jiroft, Jiroft, Iran
10.22034/ssd.2025.519998.1005
Abstract
In order to investigate the effect of chickpea pre-planting, different levels of nitrogen fertilizer in three species genus of millet on yield and nitrogen efficiency indicators, a split factorial research was carried out in a randomized complete block design with three replications in research farm of University of Jiroft. The treatments included two levels of chickpea pre-planting and no chickpea pre-planting, nitrogen fertilizer from urea source at three levels of 200, 300 and 400 kg.ha-1 and three millet plant species (pearl millet (Pennisetum glaucum), fox tail (Setaria italica) and common millet (Panicum miliaceum)).millet plant in three species of pearl millet (Pennisetum glaucum), fox tail (Setaria italica) and common millet (Panicum miliaceum). The results showed that seed yield, biomass yield, seed nitrogen percentage, biomass nitrogen percentage, productivity efficiency and nitrogen harvesting index were significantly affected by crop rotation. Comparison of the average interaction effect of pre-planting × nitrogen fertilizer showed that the highest biomass yield (6707 kg.ha-1) and grain yield (3603 kg.ha-1) were produced from chickpea pre-planting treatment at the fertilizer level of 400 kg.ha-1, and pearl millet compared to other millet species produced more seed yield and biomass. The highest nitrogen absorption efficiency was obtained in the treatment of 200 kg.ha-1 of nitrogen fertilizer with an average of 0.42%, and there was no significant difference between the treatments of 300 and 400 kg.ha-1 of nitrogen fertilizer. The highest of nitrogen use efficiency was obtained in the treatment of nitrogen fertilizer 200 kg.ha-1 and pearl and common millet. In general, with the application of crop rotations of plants of the leguminous family, a part of the plants' nitrogen requirement is provided with biological nitrogen fixation.
Keywords
Absorption efficiency
Biomass yield
Forage plant
Physiological efficiency
Use efficiency
Subjects
اعتضادی جمع، ج.، س. و. اسلامی، م. جامی الاحمدی، و م.ح. سیاری زهان. 1401. بررسی کارایی مصرف نیتروژن گیاهی در تناوب های مختلف زراعی. مجله تحقیقات محصولات زراعی ایران،  دوره 20، شماره 4،  صفحه 415-401. 
جویبان، ز.، م. کافی، ا. نظامی، و س.غ. موسوی. 1398. بررسی تاثیر سطوح آبیاری، نیتروژن و پتاسیم بر عملکرد ماده خشک و برخی از صفات فیزیولوژیکی ارزن پادزهری (Panicum antidotale Retz). پژوهشهای زراعی ایران، دوره 17، شماره 3، صفحه 414-403.
حسینی، ر.س.، س. گالشی، ع. سلطانی، م. کلاته، و م. زاهد. 1392. تأثیر کود نیتروژن بر شاخص‌های کارایی مصرف نیتروژن در ارقام گندم (Triticum aestivum L). نشریه پژوهشهای زراعی ایران، دوره 11، شماره 2، صفحه 306-300.
درزی نفت­چالی، ع.، و ع. مختصی بیدگلی. 1400. تأثیر آبیاری و زهکشی متناوب بر جذب و شاخص برداشت نیتروژن دو رقم برنج. مجله مهندسی آبیاری و آب. دوره 11، شماره 4، صفحه 140-123.  
رحیمی‌زاده، م.، ا. زارع فیض‌آبادی، و ع. کاشانی.1390. کارآیی زراعی نیتروژن در تناوب­های زراعی دو گانه گندم تحت تاثیر کود نیتروژنه و برگشت بقایای محصول. نشریه پژوهش­های زراعی ایران. دوره 9، شماره 2، صفحه 221-211.  
زادبهتوئی، م.، ر. سیدشریفی، و ر. خلیل زاده. 1397.کاربرد نیتروژنو کودهای زیستی بر عملکرد، کارایی مصرف نیتروژن و برخیصفات مورفوفیزیولوژیک برنج. تحقیقات غلات. دوره 8، شماره 4، صفحه 421-409.
سیدی، س. م.، ر. قربانی، پ. رضوانی مقدم، و م. نصیری محلاتی. 1391. تاثیر طول دوره تداخل علف های هرز بر درصد و کارایی جذب فسفر و پتاسیم سیاهدانه (Nigella sativa L.) و علف های هرز آن. پژوهش‌های حفاظت گیاهان ایران. دوره 26، شماره 1، صفحه 91-82.
عباس­پور، م. 1398. کنترل شیمیایی علف های هرز در ارزن دم روباهی (Setaria italica L.). مجله تولیدات گیاهی (مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی). جلد 26، شماره 4، صفحه 162-149.
محمدیان، م.، ا. آستارایی، ا. لکزیان، ح. امامی، و م. کاووسی، 1398. تأثیر منابع تأمین نیتروژن بر کارایی مصرف نیتروژن در برنج (Oryza sativa L. cv. Shiroudi). مجله علوم زراعی ایران. دوره 2. شماره 1. صفحه 82-95.
مشایخی، س.، غ.ر. خواجوی نژاد، و ق. محمدی‌نژاد. 1395. بررسی عملکرد و اجزای عملکرد ژنوتیپ های مختلف ارزن در دو رژیم آبیاری. پژوهشهای زراعی ایران. دوره 14، شماره1، صفحه  132-120.
مندنی، ف.، ع. بزرگی حسین‌آباد، م. سعیدی، ع. باقری، و ح. حیدری. 1398. ارزیابی کارایی جذب و مصرف نیتروژن در ارقام گندم (Triticum aestivum L.) تحت شرایط آب و هوایی کرمانشاه. بوم شناسی کشاورزی. دوره 11، شماره 1، صفحه 87-102.
مهاجر خراسانی، س.، و م. اعلمی. 1398. ارزن غله فراموش شده - غذایی ارزشمند برای آینده. مجله علوم و صنایع غذایی ایران. دوره 16، شماره 95، صفحه 25-11.
میرزایی، ع.ا، ع. راحمی کاریزکی، ع. نخزری مقدم،  و ع. قلی  زاده. 1397. ارزیابی شاخص های کارایی مصرف نیتروژن ارقام جدید و قدیم جو در شرایط اقلیمی استان گلستان (مطالعه موردی: گنبدکاووس). نشریه بوم شناسی کشاورزی. دوره  10، شماره 4، صفحه- 1160-1149.
میرزاخانی، م. 1396. پاسخ خصوصیات زراعی گلرنگ (Carthamus Tinctorius L.) به زمان، میزان و روش‌های کاربرد نیتروژن. نشریه اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی (علوم کشاورزی). دوره 11، شماره 4، صفحه 888-875.
میرزاشاهی، ک.، ع. ر. پاک نژاد، و ش. امیدواری. 1393. اثر تناوب، مدیریت کاربرد نیتروژن و بقایای گیاهی بر عملکرد ذرت (cv.SC704) و برخی خواص شیمیایی خاک. مجله تحقیقات خاک (علوم خاک و آب)، دوره 30، شماره 2، صفحه 124-116.  
نصری، ر.، ع. کاشانی، ف. پاک نژاد، و  ص. وازن. 1394. ارزیابی تأثیر تناوب و سطوح مختلف کود نیتروژن بر عملکرد، اجزای عملکرد گندم (Triticum aestivum L.) و شاخص‌های کارایی نیتروژن. پژوهشهای زراعی ایران، دوره13، شماره 3، صفحه 569-553.
نورقلی‌پور، ف.، ی. ر. باقری و م. لطف الهی. 1386. تأثیر منابع نیتروژن بر عملکرد و کیفیت گندم. تحقیقات کشاورزی ایران، دوره 14، شماره 2، صفحه 129-120.
Ankumah, R.O., Khan, V., Mwamba, K., & Kpomblekou, K. (2003).  The influence of source and timing of nitrogen fertilizers on yield and nitrogen use efficiency of four sweet potato cultivars. Agriculture, Ecosystems & Environment, 100(2-3), 201-207.
Bingham, I.J., Karley, A.J., White, P.J., Thomas, W.T.B., & Russell, J.R. (2012). Analysis of improvements in nitrogen use efficiency associated with 75 years of spring barley breeding. European Journal of Agronomy, 42, 49- 58.
De Oliveira Silva, A., Ciampitti, I.A., Slafer, G.A., & Lollato, R.P. (2020). Nitrogen utilization efficiency in wheat: A global perspective. European Journal of Agronomy, 114, 126008.
De Pauw, E., Mirghasemi, A., Ghaffari, A., & Naseir, B. (2008). Agro ecological zones of Karkheh River Basin: A reconnaissance assessment of climatic and edaphic patterns and their similarity to areas inside and outside the basin. Technical Report, ICARDA, 96pp.
FAO (Food and Agriculture Organization). (2017). FAOSTAT. http://www.fao.org/ faostat/en/#data/QC.
Guarda, G., Padovan, S., & Delogu, G. (2004). Grain yield, nitrogen-use efficiency and baking quality of old and modern Italian bread-wheat cultivars grown at different nitrogen levels. European Journal of Agronomy, 21, 181–192.
Hakeem, A., Ajeigbe, M., Folorunso Akinseye, Y., Alpha Kamara, A., & Hassan Inuwa, A. (2020). Productivity, Water- and Nitrogen-Use Efficiency, and Profitability of Pearl Millet (Pennisetum glaucum) under Different Nitrogen Applications in Semiarid Region of Nigeria. International Journal of Agronomy, 1-12.
Hassani, M., Tadayon, M.R., & Fadaei Tehrani, A.A. (2021). The effect of chemical and biological fertilizers on leaf characteristics, yield and nutrient uptake and consumption efficiency, phosphorus and sulfur in Camelina sativa L. Plant Process and Function, 10 (45) ,123-140.
Hiremath, A.J., & Ewel, J.J. )2001(. Ecosystem nutrient use efficiency, productivity and nutrient accrual in model tropical communities. Ecosystems, 4, 669-682.
Kant, S., Bi, Y.M., & Rothstein, S.J. (2011). Understanding plant response to nitrogen limitation for the improvement of crop nitrogen use efficiency. Journal of Experimental Botany. 62 (4), 1499-1509.
Koocheki, A.R., & Seyyedi, S.M. (2015). A Comprehensive Look at Nitrogen and Phosphorus Use Efficiency in Saffron (Crocus Sativus L.). Saffron Agronomy and Technology, 4(2), 75-91.
Limon-Ortega, A., Govaerts, B., & Sayre, K.D. (2008). Straw management, crop rotation, and nitrogen source effect on wheat grain yield and nitrogen use efficiency. European Journal of Agronomy, 29, 21–28.
Liu, Z., Gao, J., Gao, F, Dong, S., Liu, P., Zhao, B., & Zhang, J. (2018). Integrated agronomic practices management improve yield and nitrogen balance in double cropping of winter wheat summer maize. Field Crop Research, 221, 196-206.
Musyoka, M.W., Adamtey, N., Bünemann, E.K., Muriuki, A.W., Karanja, E.N., Mucheru-Muna, M., Fiaboe, K.K., & Cadisch, G. (2019). Nitrogen release and synchrony in organic and conventional farming systems of the Central Highlands of Kenya. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 113, 283-305.
Parsa, S., Kafi, M., & Nassiri, M. (2009). Effects of salinity and nitrogen levels on nitrogen content of wheat cultivars (Triticum aestivum L.). Scientific information Database, 7(2), 347-355.
Raun, W.R., & Johnson, G.V. (1991). Improving nitrogen use efficiency for cereal production. Agronomy Journal, 91, 357-363.
Salvagiotti, F., Castellarin, J.M., Miralles, D.J., & Pedrol, H.M. (2009). Sulfur fertilization improves nitrogen use efficiency in wheat by increasing nitrogen uptake. Field Crops Research. 113, 170–177.
Seyyedi, S.M., Khajeh-Hosseini, M., Rezvani Moghaddam, P., & Shahandeh, H. (2015). Effects of phosphorus and seed priming on seed vigor, fatty acids composition and heterotrophic seedling growth of black seed (Nigella sativa L.) grown in a calcareous soil. Industrial Crops and Products, 74, 939–949.
Weih, M., Asplund, L., & Bergkvist, G. (2011). Assessment of nutrient use in annual and perennial crops: a functional concept for analyzing nitrogen use efficiency. Plant and Soil, 339(1-2), 513-520.
Yadav, M., Kumar, R., Parihar, C., Yadav, R., Jat, S., Ram, H., Meena, R., Singh, M., Verma, A., & Kumar, U. (2017). Strategies for improving nitrogen use efficiency: A review. Agricultural Reviews, 38, 29-40.
Yang, X., Lu, Y., Ding, Y., Yin, X., & Raza, S. (2017). Optimising nitrogen fertilisation: a key to improving nitrogen-use efficiency and minimising nitrate leaching losses in an intensive wheat/maize rotation (2008–2014). Field Crops Research, 206,1-10.
Zhu, Z. 2000. Loss of fertilizer N from the plant-soil system and strategies and techniques for its reduction in china. Soil and Environment Science. 9, 1-6.
Soil and Sustainable Development
Volume 1, Issue 2
Autumn 2025
Pages 174-193

  • Receive Date 29 April 2025
  • Revise Date 12 July 2025
  • Accept Date 04 August 2025
  • Publish Date 23 September 2025