اثر تنش خشکی بر برخی ویژگی‌های مورفولوژیک و فیزیولوژیک ارقام لوبیاچیتی (Phaseolus vulgaris L.)

پژوهش‌های حبوبات ایران

مقاله 9، دوره 10، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 114-125   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.v10i1.64836

نویسندگان

سمیه قلندری^{* 1}؛ محمد کافی^{1، 2}؛ مرتضی گلدانی¹؛ علیرضا باقری³

¹گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²گروه بقولات پژوهشکده علوم گیاهی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

³دانشگاه آزاد اقلید، ایران

چکیده

کم‌آبی امروزه از مهم‌ترین عوامل محدودکننده عملکرد محصولات زراعی در نواحی خشک و نیمه‌خشک می­باشد و کاهش رشد در اثر تنش خشکی به مراتب بیشتر از سایر تنش‌های محیطی است. به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر ارقام لوبیا آزمایشی گلدانی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه گروه زراعت دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. فاکتورهای مورد بررسی در این آزمایش، رژیم رطوبتی در سه سطح (تأمین 100­درصد، 75­درصد و 50­درصد ظرفیت زراعی به‌ترتیب نشان‌دهنده تیمار شاهد، تنش خشکی ملایم و تنش خشکی شدید) و سه رقم لوبیاچیتی شامل تلاش، خمین و صالح بودند. نتایج نشان داد اثر تیمار آبیاری و رقم بر ارتفاع بوته، وزن شاخساره، وزن ریشه، نسبت ریشه به شاخساره، محتوای آب نسبی، نشت الکترولیت‌ها، هدایت روزنه‌ای، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک معنی­دار بود. بیشترین وزن شاخساره و ریشه در بین رژیم­های آبیاری از تیمار شاهد و از رقم تلاش به­دست آمد. با کاهش مقدار آب مصرفی، در مرحله زایشی کلروفیل نیز کاهش یافت، به گونه­ای که بیشترین مقدار کلروفیل در تیمار آبیاری کامل مشاهده شد. در بین ارقام نیز بیشترین میزان کلروفیل در رقم صالح مشاهده شد. محتوای آب نسبی در شرایط تنش خشکی متوسط 9/9­درصد و در شرایط تنش خشکی شدید 7/30­درصد  نسبت به شاهد کاهش نشان داد. در بین ارقام نیز بیشترین مقدار آب نسبی در رقم صالح ثبت شد. کاهش میزان آب برگ همبستگی مستقیم با افزایش نشت الکترولیت­ها داشت، به نحوی که در شرایط تنش خشکی متوسط نشت الکترولیت­های غشاء، 24‌درصد و در شرایط تنش خشکی شدید 37­درصد بود. کمترین میزان نشت در بین ارقام در رقم صالح مشاهده شد. کاهش مقدار آبیاری باعث شد هدایت روزنه‌ای در شرایط تنش خشکی متوسط و شدید به‌ترتیب 3/33­درصد و 3/53­درصد نسبت به شاهدکاهش یابد. رقم صالح در بین ارقام و آبیاری کامل در بین رژیم­های آبیاری، بیشترین عملکرد دانه را به خود اختصاص دادند. کاهش آب مصرفی باعث شد عملکرد دانه در شرایط تنش خشکی متوسط و شدید به‌ترتیب 1/36­درصد و 6/71­درصد نسبت به تیمار بدون تنش خشکی کاهش یابد. رقم صالح از نظر صفاتی از جمله عملکرد دانه، محتوای آب نسبی، کلروفیل و هدایت روزنه­ای نسبت به دو رقم دیگر برتری نشان داد. همچنین نشت الکترولیت­ها نیز در این رقم کمتر از سایر ارقام بود و به نظر می­رسد تحمل بیشتری به تنش خشکی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

کم‌آبیاری؛ محتوای آب نسبی؛ نشت الکترولیت؛ هدایت روزنه‌ای

مراجع

1. Agriculture Statistics. 2015. Ministry of Agriculture Press. 167 pages.

2. Aown, M., Raza, S., Saleem, M.F., Anjum, S.A., Khaliq, T., and Wahid, M.A. 2012. Foliar application of potassium under water deficit conditions improved the growth and yield of wheat (Triticum aestivum L.). The Journal of Animal and Plant Sciences 22(2): 431-437.

3. Bhatt, R.M., and Srinivasa Rao, N.K. 2005. Influence of pod load on response of okra to water stress. Indian Journal of Plant Physiology 10: 54-59.

4. Bota J., Flexas, J., and Medrano, H. 2004. Is photosynthesis limit by decreased Rubisco activity and RuBP content under progressive water stress? New Phytologist 162: 671-681.

5. Broughton, W.J., Hernandez, G., Blair, M., Beebe, S., Gepts, P., and Vanderleyden, J. 2003: Beans (Phaseolus spp.)-model food legumes. Plant and Soil 252: 55-128.

6. Chaves, M.M., Flexas, J., and Pinheiro, C. 2009. Photosynthesis under drought and salt stress: regulation mechanisms from whole plant to cell. Annals of Botany 103: 551-560.

7. Emadi, N., Baloochi, H.R., and Jahanbin, S. 2012. Effect of drought stress on yield, yield components and some of morphological traits of bean genotype COS16. Electronic Journal of Plant Production (In Persian) 5: 1-17.

8. FAOSTAT. 2015. Available at http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC

9. Ganjeali, A., and Bagheri, A. 2011. Evaluation of morphological characteristics of root chickpea (Cicer arietinum L.) in response to drought stress. Iranian Journal of Pulses Research 1: 101-110. (In Persian with English Summary).

10. Hashemi Jazi, S.M., and Danesh S.A. 2003. Effect of row spacing and plant distances in row on grain yield and yield components in Chiti bean cv. Talash. Iranian Journal of Crop Science 5(2): 155-162. (In Persian with English Summary).

11. Hayat, S., and Ahmad, A. 2007. Salicylic Acid a Plant Hormone. Springer. P. 97-99.

12. Jalilian, A., Shirvani, A., Nemati, A., and Basati J. 2001. Evaluation of deficit irrigation on production and economy of sugar beet. Sugar Beet 17: 1-14. (In Persian with English Summary).

13. Kafi, M., and Mahdavi Damghani, A. 2007. Mechanisms of Plant Resistance to Environmental Stress. Ferdowsi University of Mashhad Press, 3rd Edition. (In Persian).

14. Karimzadeh, H., Nezami, A., Kafi, M., and Tadayon, M.R. 2016. Investigation of changes in stomatal conductivity, canopy temperature and relative leaf water content of pinto bean genotypes. Crop Physiology Journal 8: 105-120. (In Persian with English Summary).

15. Lawlor, D.W., and Cornic, G. 2002. Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants. Plant, Cell and Environment 25: 275-294.

16. Pastenes, C., Pimentel, P., and Lillo, J. 2005. Leaf movements and photoinhibition in relation to water stress in field-grown beans. Journal of Experimental Botany 56(411): 425-433.

17. Ramirez-Vallejo P., and Kelly, J.D. 1998. Traits related to drought resistance in common bean. Euphytica 99: 127-136.

18. Rastisani, M.S., Lahouti, M., and Gangeali, A. 2014. Effects of drought sress on morpho-physiological and chlorophyll fluorescence of seedlings of red beans (Phaseolus vulgaris L.). Iranian Journal of Pulse Crops 5(1): 103-116. (In Persian with English Summary).

19. Rodriguez, L. 2006. Drougnt and drought stress on south Texas landscape plants. San Antonio Express News. Avilable at (http: bexar – Tx. T. Tamu. edu).

20. Rosales, M.A., Ocampo, E., Rodriguez-Valentin, R., Olvera-Carrillo, Y., Acosta-Gallegos, J., and Covarrubias, A.A. 2012. Physiological analysis of common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars uncovers characteristics related to terminal drought resistance. Plant Physiology and Biochemistry 56: 24-34.

21. Sairam, R.K. 1994. Effect of moisture stress on physiological activities of two contrasting wheat genotypes. Indian Journal of Experimental Biology 32: 584-593.

22. Sairam, R.K., and Saxena, D.C. 2000. Oxidative stress and antioxidant in wheat genotypes: possible mechanism of water stress tolerance. Journal of Agronomy and Crop Science 184: 55-61.

23. Sairam, R.K., and Srivastava, G.C. 2002. Changes in antioxidant activity in sub-cellular fractions of tolerant and susceptible wheat genotypes in response to long-term salt stress. Plant Science 162: 897-904.

24. Salehpour, M., Ebadi, A., Izadi, M., and Jamaati-e-Somarin Sh. 2009. Evaluation of water stress and nitrogen fertilizer effects on relative water content, membrane stability index, chlorophyll and some other traits of lentils (Lens culinaris L.) under hydroponics conditions. Research Journal of Environmental Science 3(1): 103-109.

25. Schonfeld, M.A., Johnson, R.C., Carver, B.F., and Mornhinweg, D.W. 1988. Water relations in winter wheat as drought resistance indicators. Crop Science 28: 526-531.

26. Sikuku P.A., Netondo, G.W., Onyango, J.C., and Musyimi, D.M. 2010. Effects of water deficit on physiology and morphology of three varieties of NERICA rain fed rice (Oryza sativa L.). ARPN Journal of Agricultural and Biological Science 5: 23-28.

27. Smart, R.E., and Bingham, G.E., 1974. Rapid estimates of relative water content. Plant Physiology 53(2): 258-260.

28. Turkan, I., Melike, B., Ozdemir, F., and Koca, H. 2005. Differential response of lipid peroxidation and antioxidants in the leaves of drought-tolerant P. acutifolius gray and drought-sensitive P. vulgaris L. subjected to polyethylene glycol mediated water stress. Plant Science 168: 223-231.

29. Valentovic, P., Luxova, M., Kolarovic, L., and Gasparikova, O., 2006. Effect of osmotic stress on compatible solutes content, membrane stability and water relations in two maize cultivars. Plant, Soil and Environment 52(4): 186-191.

30. Yadav, R.S., and Bhushan, C. 2001. Effect of moisture stress on growth and yield in rice genotype. Indian Journal of Agricultural Research 2: 104-107.