بررسی اثر متقابل سطوح مختلف کود نیتروژن و تنش خشکی بر محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی و عملکرد چهار رقم گندم

محورهای موضوعی : مجله علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی

سعید صمصامی ¹ , فرود بذرافشان ² , مهدی زارع ³ , بهرام امیری ⁴ , عبدالله بحرانی ⁵

1 - گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، واحد فیروزآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروز آباد، ایران
2 - گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، واحد فیروزآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروز آباد، ایران
3 - گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، واحد فیروزآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروز آباد، ایران
4 - گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، واحد فیروزآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروز آباد، ایران
5 - گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، واحد رامهرمز، دانشگاه آزاد اسلامی، رامهرمز، ایران

تاریخ دریافت : 1398/11/04 تاریخ پذیرش : 1399/04/10 تاریخ انتشار : 1399/10/01

کلید واژه: تنش خشکی, وزن هزار دانه, رنگدانه,

چکیده مقاله :

به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف کود نیتروژن بر رنگدانه‌های کلروفیل a، کلروفیل b، فلاونوئید، کارتنوئید و اجزای عملکرد چهار رقم گندم در دو منطقه کودیان و نصرآباد از توابع استان فارس ایران پژوهش انجام شد. آزمایش به صورت کرت دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی به انجام رسید به نحوی که فاکتور اصلی شامل دو سطح آبیاری (نرمال و قطع آبیاری در مرحله ساقه‌دهی)، فاکتورهای فرعی شامل چهار سطح کودی صفر، 120، 240 و 360 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و چهار رقم گندم (شیرودی، چمران 2، چمران مادری و سیروان) با سه تکرار بود. صفات عملکرد دانه، تعداد دانه‌ در سنبله، تعداد سنبله در متر مربع، وزن هزار دانه و رنگدانه‌های کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنوئید و فلاونوئید مورد مطالعه قرار گرفتند. براساس نتایج به دست آمده مشخص گردید تنش خشکی منجر به کاهش کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنوئید، فلاونوئید، عملکرد و اجزای عملکرد گردید به طوریکه اعمال تنش خشکی منجر به کاهش 29 درصدی عملکرد دانه گردید اما اعمال تیمارهای 120، 240 و 360 کیلوگرم در هکتار نیتروژن منجر به افزایش 25، 32 و 15 درصدی عملکرد دانه نسبت به عدم کابرد نیتروژن گردید. بنابراین استفاده از این ارقام با 240 کیلوگرم نیتروژن برای شرایط تنش خشکی و عدم تنش مناسب است.

چکیده انگلیسی:

Effect of different levels of nitrogen fertilizer on chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid, flavonoid, yield and yield components of four wheat cultivars in two locations (Kudian and Nasrabad, Fars province, Iran) were investigated. The experiment was conducted as split plot in a randomized complete block design with two main irrigation levels (normal and interrupted irrigation at the stem stage). Four wheat cultivars (Shiroodi, Chamran 2, Chamran matri, and Siamran) and four levels of nitrogen fertilizer (0, 120, 240 and 360 kg ha-1) with three replications were used as sub-factors. Grain yield traits, number of grains per spike, number of spikes per square meter, 1000-grain weight, chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid and flavonoid pigments were evaluated. The results showed that drought stress reduced chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid, flavonoid, yield and yield components. Drought stress reduced grain yield by 29% but application of 120, 240 and 360 kg ha-1 nitrogen increased yield by 25, 32 and 15%, respectively. Therefore, the use of 240 kg nitrogen could be useful for these cultivars in both drought and non-stress conditions.

منابع و مأخذ:

احمدی، ع . و ع. سی وسه مرده. 1383. اثر تنش خشکی بر کربوهیدرات محلول، کلروفیل و پرولین در چهار رقم گندم سازگار با شرایط متفاوت اقلیمی ایران. مجله علوم کشاورزی ایران. جلد 35، شماره 3: 763-753.

خیاط، ش.، م. مجدم و م. علوی فاضل. 1392. اثر مقادیر نیتروژن بر عملکرد دانه و کارایی مصرف نیتروژن ژنوتیپهای گندم دوروم در خوزستان. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی- دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز- سال ششم، شماره 21: 113-103.

رضوی زاده، ر. و ا. شهریاری. 1395. بررسی مقایسه ای تاثیر تنش خشکی بر ویژگی های فیزیولوژیکی و دفاعی برخی ارقام گیاه سورگوم در شرایط کشت درون شیشه ای. مجله فرآیند و کارکرد گیاهی. جلد 6. شماره 19: 170-163.

ضابط، م.، ع. حسین زاده، ع. احمدی و ف. خیالپرست. 1382. مطالعه اثرات تنش خشکی بر صفات مختلف و تعیین بهترین شاخص مقاومت به خشکی در ماش. مقاله.مجله علوم کشاورزی ایران. جلد 34. شماره4: 898-889.

قربانی، ط.، س.، گالشی، ا. سلطانی و ا. زینلی. 1390. تاثیر تنش خشکی بر پارامترهای رشد، محتوی کلروفیل و کارتنوئید در مرحله رویشی نخود. اولین همایش ملی و راهبردهایی دستیابی به کشاورزی پایدار، 143-138.

ملک، م. م.، م. گلوی، م. رمرودی و ع. نخزری مقدم. 1398. ارزیابی تحمل به تنش خشکی ارقام گندم تحت تنش کم آبی پس از گلدهی. نشریه تولید گیاهان زراعی. جلد 12، شماره 2: 136-123.

Al-Hassan, M., M. Martinez Fuertes, F. J. R. Sanchez, O. Vicente and M. Boscaiu. 2015. Effects of salt and water stress on plant growth and on accumulation of osmolytes and antioxidant compounds in Cherry Tomato. Not. Bot. Hort. Agrobot. Cluj. 43: 1-11.

Anjum, N. A., C. Arena and S. Singhgill. 2014. Reactive oxygen species (ROS) and response of antioxidants as ROS scavengers during environmental stress in plant. Front. Environ. Sci. 2: 1-13.

Arnon, A. N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agron. J. 23: 112-121.

Balogh, A., P. Pepo and M. Hornok. 2006. Interactions of crop year, fertilization and variety in winter wheat management. Cereal Res. Commun. 34: 389-392.

Bellido, L. L., R. J. L. Bellido, J. L. Castillo and F. J. L. Bellido. 2000. Effect of tillage, crop rotation, and nitrogen fertilization on wheat under rainfed Mediterranean conditions. Agron. J. 92: 1054-1063.

Chandrasekar, B. R., G. Ambrose and N. Jayabalan. 2005. Influence of biofertilizers and nitrogen source level on the growth and yield of Echinochloa frumentacea (Roxb) Link. J. Agri. Techno. 1: 223-234.

Dang, Y.P., R. Routley, M. McDonald, R.C. Dalal, D.K. Singh, D. Orange and M. Mann. 2006. Subsoil constraints in Vertosols: crop water use, nutrient concentration, and grain yields of bread wheat, durum wheat, barley, chickpea, and canola. Aust. J. Agric. Res. 57: 983-998.

Dat, J. F., C. H. Foyer and I. M. Scott. 1998. Changes in salicylic acid and antioxidants during induced thermos tolerance in mustard seedlings. Plant Physiol. 118: 1455- 1461.

Demotes-Mainard, S. and M.H. Jeuffroy. 2004. Effects of nitrogen and radiation on dry matter and nitrogen accumulation in the spike of winter wheat. Field Crops Research, 87(2-3), pp.221-233.

Emam, Y., A. M. Ranjbar and M. J. Bahrani. 2007. Evaluation of yield and yield components in wheat genotypes under post- anthesis drought stress. J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. 11: 317-328.

Enayatgholizadeh, M. R., G. Fathi and M. Razaz. 2011. Response of wheat cultivars to drought stress and different levels of nitrogen under Khuzestan climate. Crop Ecophysiol. 17: 1-14. (In Persian with English abstract).

Ercoli, L., L. Lulli, M. Mariotti, A. Masoni and I. Arduini. 2008. Post-anthesis dry matter and nitrogen dynamics in durum wheat as affected by nitrogen supply and soil water availability. European Journal of Agronomy 28: 138– 147.

Farooq, M., A. Wahid, N. Kobayashi, D. Fujita and S. M. A. Basra. 2009. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development, 29: 185-212.

Farshadfar, E., J. Ghanadha Sutka and M. Zahravi. 2001. Generation mean analysis of drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.). Acta Agron. Hung.  49: 9-66.

Flowers, T.J., P.F. Troke and A.R. Yeo. 2000. The mechanism of salt tolerance in halophytes Annu. Journal of Plant Physiol, 28: 89-121.

Gallagher, J.N., P.V. Briscoe and B.H. Inter. 1976. Effects of drought on grain growth. Nature. 264: 541-542.

Gupta, S., N.K. Gupta, A. Arora, V.P. Agarwal and A.K. Purohit. 2012. Effect of water stress on photosynthetic attributes, membrane stability and yield in contrasting wheat genotypes. Indian J. Plant Physiol., 17(1): 22-27.

Gusegnova, I.M., S.Y. Suleymanov and J.A. Aliyev. 2006. Protein composition and native state of pigments of thylakoid membrane of Wheat genotypes differently tolerant to water stress. Journal of Biochemistry Research, 71: 223-228.

Howltt, A.C., and B.J. Pogson. 2006. Carotenoid accumulation and function in seeds and non-green tissues. Plant Cell Environ., 29: 435-445.

Khan, A. J., F. Azam and A. Ali. 2010. Relationship of morphological traits and grain yield in recombination inbred with lines grown under drought conditions. Pak. J. Bot. 42: 259-267.

Li, C., W. Cao and T. Dai. 2001. Dynamic characteristics of floret primordium development in wheat. Field Crops Research 71: 71-76.

Lioyd, D., C. de Koning, S. Hughes, B. Johnson and D. McLachlan. 2003. A new temperate forage legume with great potential – breeding new cultivars of Hedysarum. 11th Australian Agronomy Conference.

Miller, G.A.D., N. Suzuki, S.U.L.T.A.N. Ciftci‐Yilmazand and R.O.N. Mittler. 2010. Reactive oxygen species homeostasis and signalling during drought and salinity stresses. Plant, cell & environment, 33(4), pp.453-467.

Nasiri, Y., M. R. Shakiba, H. Alyari, M. Valizadeh and A. Dabagh Mohammadi-nasab. 2008. Influence of postpolination water deficit stress and nitrogen on yield, yield components and grain protein content of barley (cv. Valfajr). Agricultural Sciences 18(4): 143-153.

Oliviera-Neto, C.F., A.K. Silva-Lobato, M.C. Goncalves-Vidigal, R.C.L. Costa, B.G. Filho, G.A.R. Alves, W.J.M. Silva-Maia, F.J.R. Cruz, H.K.B. Neres and M.J. Santos Lopes. 2009. Carbon compounds and chlorophyll contents in sorghum submitted to water deficit during three growth stages. Sci. Tech. 7: 588-593.

Piekielek, W.P. and R.H. Fox. 1992. Use of a chlorophyll meter to predict sidedress nitrogen requirements for maize. Agron. J. 84: 59-65.

Radmehr, M. 2001. Effect of heat stress on physiological growth and development of wheat. Mashhad University Press. pp: 275.

Ramachandra-Reddy, A., K.V. Chaitanya, P.P. Jutur and K. Sumithra. 2004. Differential antioxidative responses to water stress among five mulberry (Morus Alba L.) cultivars. Environ. Exp. Bot. 52 (1): 33-42.

Saeidi, M., and F. Moradi. 2011. Effect of post-anthesis water stress on remobilization of soluble carbohydrates from peduncle and penultimate internodes to the developing grains of two bread wheat cultivars. Iran. J. Crop Sci., 13(3): 548-564.

Sanitata, L., and R. Gabbriella. 1999. Response to Cd in higher plants Review. Environ. Exp. Bot., 45: 105130.

Sanjarei Pirvatlou, A. and A. Yazdansepas. 2009. Genotypic variation of stem reserves in bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under post-anthesis drought stress condition. Iran. J. Field Crop Sci. 29: 181-191.

Sarikurkcu, C., B. Tepe, D. Daferera, M. Polissiou and M. Harmandar. 2008. Studies on the ant ioxidant activit y of the essent ial oil and methanol extract of Marrubium globosum subsp. Globosum (lamiaceae) by three different chemical assays. Bioresour. Technol. 99: 4239-4246.

Sarvajeet. S.G. and T. Narendra. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in a biotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiol and Biochem. 3: 1-22.

Sharifa, S. and A. Muriefah. 2015. Effects of paclobutrazol on growth and physiological attributes of Soybean (Glycine max) plants grown under water stress conditions. International Journal of Advanced Research in Biological Sciences, 2: 81-93.

Shyalaja, J., and G. Swarajyalakshmi. 2004. Response of sunflower (Helianthus annuus L.) to conjunctive use of organic and chemical fertilizers on yield and quality parameters. Indian Journal of Dryland Agricultural Research and Development, 19: 1. 88-90.

Silva, M.A., J.L. Jifon, J.A.G. Silva and V. Sharma. 2007. Use of physiological parameters as fast tools to screen for drought tolerance in sugarcane. Braz. J. Plant Physiol. 19: 193-201.

Tatar, Ö., H. Brück, and F. Asch. 2016. Photosynthesis and remobilization of dry matter in wheat as affected by progressive drought stress at stem elongation stage. J. Agron. Crop Sci., 202: 292-299.

Wang, X., M. Vignjevic, D. Jiang, S. Jacobsen and B. Wollenweber. 2014. Improved tolerance to drought stress after anthesis due to priming before anthesis in wheat (Triticum aestivum L.) var. Vinjett. Journal of experimental botany, 65(22), pp.6441-6456.

Waraich, E.A., R. Ahmad, M.Y. Saifullah and E. Ashraf. 2011. Role of mineral nutrition in alleviation of drought stress in plants. Aust. J. Crop Sci. 5(6): 764-777.