صفات مرتبط با تبادلات گازی برگ، عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم (Triticum aestivum L.) تحت تاثیر تراکم کاشت

محورهای موضوعی : اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی

رضا حسینی پور ¹ (گروه زراعت، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران)
سیدعلیرضا ولدآبادی ² (گروه زراعت، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران)
محمدرضا مهرور ³ (استاد موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران)
سعید سیف‌زاده ⁴ (گروه زراعت، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران)

تاریخ دریافت : 1397/03/05 تاریخ پذیرش : 1398/03/19 تاریخ انتشار : 1398/09/20

کلید واژه: عملکرد دانه, دمای برگ, هدایت روزنه‌ای, فتوسنتز خالص, عملکرد کوانتومی,

چکیده مقاله :

از جمله عوامل بسیار مهمی که می‌تواند رشد و عملکرد محصولات زراعی را بهبود ببخشد، استفاده از تراکم مناسب کاشت، به ویژه در شرایط خاکورزی حفاظتی، می‌باشد که کشت محصول در داخل بقایای محصول قبلی انجام می‌گیرد. به منظور بررسی اثر تراکم های مختلف کاشت و رقم بر تبادلات گازی برگ ارقام گندم، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک ‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج اجرا گردید. در این آزمایش، عامل تراکم کاشت در سه سطح شامل 400، 500 و 600 بذر در متر مربع در کرت‌های اصلی و عامل رقم در 5 سطح شامل ارقام سیوند، سیروان، پیشتاز، پیشگام و پارسی در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. کاشت محصول در تاریخ 12 ابان فصل زراعی 94-1393 بر روی پشته هایی به عرض 60 سانتی متر که پوشیده از بقایای ذرت مربوط به کشت قبل بود، انجام گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر تراکم کاشت بر میزان تعرق و عملکرد دانه در سطح احتمال 5 درصد و بر صفات هدایت روزنه‌ای، فتوسنتز خالص، عملکرد کوانتومی، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و شاخص برداشت در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود. اثر رقم بر صفات میزان تعرق، غلظت دی‌اکسیدکربن زیر روزنه‌ای، هدایت روزنه‌ای، میزان فتوسنتز خالص، عملکرد کوانتومی، کارآیی مصرف آب لحظه‌ای، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و شاخص برداشت در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود. همچنین، اثر متقابل تراکم کاشت×رقم بر صفات دمای برگ و عملکرد بیولوژیک در سطح احتمال 1 درصد و غلظت دی‌اکسیدکربن زیر روزنه در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار بود. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که افزایش تراکم بوته از 400 به 600 بوته در متر مربع سبب کاهش معنی‌دار میزان تعرق، هدایت روزنه‌ای، فتوسنتز خالص و عملکرد کوانتومی گردید. همچنین، افزایش تراکم سبب کاهش تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و شاخص برداشت گردید. رقم پیشگام در مقایسه با سایر ارقام مورد مطالعه، بیشترین میزان تعرق و هدایت روزنه‌ای، رقم پارسی به نوبه خود بیشترین فتوسنتز خالص، عملکرد کوانتومی و کارآیی مصرف آب لحظه‌ای و همچنین رقم سیروان بیشترین عملکرد دانه را به خود اختصاص دادند.

چکیده انگلیسی:

Determination of optimal plant density is one of the main factors that may affect crop growth and seed yield when planting is performed in the plant residues especially in conservation tillage systems. To investigate the effect of plant density on leaf gas exchange of wheat cultivars, a field split plot experiment based on randomized complete blocks design with three replications was carried out at Karaj Research Farm of Seed and Plant Improvement Institute in Iran. In this study, the main factor was three levels at plant densities (400, 500 and 600 seed per m2) assigned to main plots and five wheat cultivars (Sivand, Sirvan, Pishtaz, Pishgam and Parsi) to sub-plots. Results of analysis of variance showed that transpiration rate (E) (p<0.05), stomatal conductance (Gs) (p<0.01), net photosynthetic rate (Pn) (p<0.01) and Quantum yield (Qy) (p<0.01), number of grain per spike (GPS), seed weight (SW), seed yield (SY), biological yield (BY) and harvest index (HI) were affected by plant density and cultivar significantly. In addition, interaction effect of plant density×cultivar was significant on leaf temperature (LT) (p<0.01), intercellular CO2 concentration (Ci) (p<0.05) and biological yield (BY) (p<0.01). The results also indicated that increment of plant densities of 400 to 600 seed per m2 decreased E, Gs, Pn and Qy. Increasing plant density decreased GPS and HI. The Pishgam cultivar had the highest E and Gs, while higher values of Pn, Qy and water use efficiency belonged to Parsi cultivar. The highest value of SY was obtained from Sirvan cultivar.

منابع و مأخذ:

• · Abdoli, M., M. Saeidi, S. Jalali-Honarmand, S. Mansourifar, and M.E. Ghobad. 2016. Effects of photosynthetic source limitation and post-anthesis water deficiency on grain filling rate, photosynthesis and gas exchange in bread wheat cultivars. Environmental Stresses in Crop Sciences. 8: 131-147.


• · Bunce, J.A. 2000. Responses of stomatal conductance to light, humidity and temperature in winter wheat and barley grown at three concentrations of carbon dioxide in the field. Global Change Biology. 6: 371-382.


• · Casson, S., and J.E. Gray. 2008. Influence of environmental factors on stomatal development. New phytologist. 178: 9-23.


• · Chegeni, H. 2014. Effect of plant density on yield and yield components of wheat cultivars. Applied Field Crops Research. 27: 9-21.


• · Cook, G., J. Dixon, and A. Leopold. 1964. Transpiration: its effects on plant leaf temperature. Science. 144: 546-547.


• · Guarda, G., S. Padovan, and G. Delogu. 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.


• · Honsdorf, N., M.J. Mulvaney, R.P. Singh, K. Ammar, J. Burgueño, B. Govaerts, and N. Verhulst. 2018. Genotype by tillage interaction and performance progress for bread and durum wheat genotypes on irrigated raised beds. Field Crops Research. 216: 42-52.


• · Jones, H.G., and E. Rotenberg. 2011. Energy, radiation and temperature regulation in plants. eLS. 1-9.


• · Koocheki, A., M. Nasiri Mahallati, F., Mondani, and S. Khorramdel. 2011. Ecophysiology of field crops: a new perspective. Ferdowsi University of Mashhad. (In Persian).


• · Li, T., L.N. Liu, C.D. Jiang, Y.J. Liu, and L. Shi. 2014. Effects of mutual shading on the regulation of photosynthesis in field-grown sorghum. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 137: 31-38.


• · Liu, T., F. Song, S. Liu, and X. Zhu. 2011. Canopy structure, light interception, and photosynthetic characteristics under different narrow-wide planting patterns in maize at silking stage. Spanish Journal of Agricultural Research. 9:1249-1261.


• · Martin, T.A., T.M. Hinckley, F.C. Meinzer, and D.G. Sprugel. 1999. Boundary layer conductance, leaf temperature and transpiration of Abies amabilis branches. Tree Physiology. 19: 435-443.


• · Momtazi, F., and Y. Emam. 2006. Effect of sowing date and seeding rate on yield and yield components in winter wheat CV. Iranian Journal of Agricultural Sciences. 37: 1-11. (In Persian).


• · Nelson, J.A., and B. Bugbee. 2015. Analysis of environmental effects on leaf temperature under sunlight, high pressure sodium and light emitting diodes. Plos One. 10: e0138930. 1-13.


• · Ngouajio, M. 2011. Using the right planting density is critical for optimum yield and revenue for vegetable crops. Michigan State University Extension, Michigan.


• · Omidi Nasab, D., M. Gharineh, A. Bakhshande, M. Sharafizade, A. Shafeinia, and A. Saghali. 2016. The effect of seeding rates and nitrogen fertilizer on yield and yield components of wheat cultivars in corn residue (no tillage). Iranian Journal of Field Crops Research. 13: 598-610. (In Persian).


• · Pallas, J.E., B.E. Michel, and D.G. Harris. 1967. Photosynthesis, transpiration, leaf temperature, and stomatal activity of cotton plants under varying water potentials. Plant Physiology. 42: 76-88.


• · Parthasarathi, T., K. Vanitha, and G. Velu. 2012. Physiological impacts of soil moisture stress and plant population on leaf gas exchange and radiation use of maize. International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology. 5: 377-385.


• · Ren, B., W. Liu, J. Zhang, S. Dong, P. Liu, and B. Zhao. 2017. Effects of plant density on the photosynthetic and chloroplast characteristics of maize under high-yielding conditions. The Science of Nature. 104: 1-12.


• · Said, A., H. Gul, B. Saeed, B. Haleema, N.L. Badshah, and L. Parveen. 2012. Response of wheat to different planting dates and seeding rates for yield and yield components. ARPN Journal of Agricultural and Biological Science. 7: 138-140.


• · Shah, A.N., G. Yang, M. Tanveer, and J. Iqbal. 2017. Leaf gas exchange, source–sink relationship, and growth response of cotton to the interactive effects of nitrogen rate and planting density. Acta Physiologiae Plantarum. 39(119): 1-10.


• · Stephen, R., D. Saville, and E. Drewitt. 2005. Effects of wheat seed rate and fertiliser nitrogen application practices on populations, grain yield components and grain yields of wheat (Triticum aestivum). New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science. 33: 125-138.


• · Wang, X.L., R.R. Qin, R.H. Sun, X.G. Hou, L. Qi, and J. Shi. 2018. Effects of plant population density and root-induced cytokinin on the corn compensatory growth during post-drought rewatering. Plos One. 1-13.


• · Wells, R. 1991. Soybean growth response to plant density: Relationships among canopy photosynthesis, leaf area, and light interception. Crop Science. 31:755-761.


• · Whaley, J., D. Sparkes, M. Foulkes, J. Spink, T. Semere, and R. Scott. 2000. The physiological response of winter wheat to reductions in plant density. Annals of Applied Biology. 137: 165-177.


• · Wiegand, C., and L. Namken. 1966. Influences of plant moisture stress, solar radiation, and air temperature on cotton leaf temperature 1. Agronomy Journal. 58: 582-586.


• · Wuest, S.B., S.L. Albrecht, and K.W. Skirvin. 2000. Crop residue position and interferencewithwheatseedlingdevelopment.SoilandTillageResearch.55:175-182.


• · Xue, Q., M. Soundararajan, A. Weiss, T.J. Arkebauer, and P.S. Baenziger. 2002. Genotypic variation of gas exchange parameters and carbon isotope discrimination in winter wheat. Journal of Plant Physiology. 159: 891-898.


• · Yang, G.Z., X.J. Luo, Y. Nie, and X. Zhang. 2014. Effects of plant density on yield and canopy micro environment in hybrid cotton. Journal of Integrative Agriculture. 13: 2154-2163.


• · Zahed, M., S. Galeshi, N. Latifi, A. Soltani, and M. Calate. 2011. The effect of plant density on seed yield and yield components in modern and old wheat cultivars. Eelectronic Journal of Crop Production. 4: 201-215.


• · Zhan, H., H. Yue, X. Zhao, M. Wang, W. Song, and X. Nie. 2017. Genome-wide identification and analysis of MAPK and MAPKK gene families in bread wheat (Triticum aestivum L.). Genes. 8(284): 1-11.