غنی‌سازی زیستی ارقام گندم نان (Triticum aestivum L.) قدیمی و جدید توسط محلول-پاشی فرم‌های مختلف روی و آهن

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 6، دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 40، تیر 1398، صفحه 453-466   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v11i2.67935

نویسندگان

الیاس آرزمجو¹؛ محمدعلی بهدانی^{* 2}؛ سهراب محمودی¹؛ بهزاد صادق زاده³

¹گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

²گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

³موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران

چکیده

محلول­پاشی، رویکردی اجرایی، پایدار، اقتصادی و کاملاً مؤثر جهت غنی­کردن عناصر ریزمغذی ضروری در دانه گیاهان زراعی است. به­­منظور بررسی اثر محلول­پاشی فرم­های مختلف روی و آهن بر انتقال مجدد ماده خشک و کیفیت دانه 4 رقم گندم نان (Triticum aestivum L.) در دو منطقه با خصوصیات خاک متفاوت در استان خراسان جنوبی، آزمایشی به­صورت فاکتوریل در قالب بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 95-1394 به اجرا درآمد. عوامل مورد بررسی عبارت بودند از: ارقام گندم (روشن، بک­کراس روشن، بم و افق)؛ مصرف روی در سه سطح محلول­پاشی با آب (شاهد)، سولفات­روی و کلات­روی و مصرف آهن نیز در سه سطح محلول­پاشی با آب (شاهد)، سولفات­آهن و کلات­آهن (معادل 5/2 کیلوگرم در هکتار). آزمایش اول در منطقه امیرآباد بیرجند با بافت خاک لومی­رسی­شنی و pH 1/8 و EC 8/10 دسی­زیمنس بر متر و آزمایش دوم در منطقه محمدیه بیرجند با بافت خاک لومی، pH معادل 6/7 و EC 4/4 دسی­زیمنس بر متر انجام گردید. بر اساس نتایج حاصله غلظت روی و آهن دانه در امیرآباد به ترتیب 9/52 و 9/62 پی­پی­ام در مقایسه با مقادیر آن­ها در محمدیه به ترتیب، 3/39 و 7/50 پی­پی­ام، کم­تر بود. ارقام قدیمی­تر روشن و بک­کراس روشن از غلظت روی، آهن و فسفر دانه بیشتر و انتقال مجدد ماده خشک کم­تری در مقایسه با ارقام جدید بم و افق برخوردار بودند. بیشترین میزان، کارایی و سهم انتقال مجدد نیز به رقم افق و پس از آن به رقم بم اختصاص داشت. در آزمایش حاضر مشاهده گردید که محلول­پاشی سولفات­روی منجر به بهبود 18 و 4/4 درصدی غلظت روی و نیتروژن و کاهش 15 درصدی فسفر دانه و محلول­پاشی سولفات­آهن نیز منجر به افزایش 13 درصدی غلظت آهن و کاهش 11 درصدی فسفر دانه در مقایسه با شاهد گردید. اثرات افزایشی فرم­های سولفاته روی و آهن بر غلظت آن­ها در دانه در مقایسه با فرم­های کلاته نیز بهتر بود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که استفاده از هر یک از منابع روی و آهن می­تواند منجر به بهبود صفات کیفی گندم شود.

کلیدواژه‌ها

عناصر دانه؛ عناصر ریزمغذی؛ فتوسنتز جاری؛ فرم سولفاته و کلاته؛ منطقه

مراجع

Alloway, B.J. 2008. Zinc in Soils and Crop Nutrition. Int. Zinc Assoc. (IZA), Belgium, 128p.

Barton, L.L., and Abadia, J. 2006. Iron nutrition in plants and rhizospheric microorganisms. Dordrecht: Springer. Dordrecht, The Netherlands. 483p.

Blum, A. 1998. Improving wheat grain filling under stress by stem reserve mobilization. Euphytica 100: 77-83.

Cakmak, I. 2008. Enrichment of cereal grains with zinc: agronomic or genetic biofortification? Plant and Soil 302: 1-17.

Chen, Z.H., Tian, X.H., Yang, X.W., Lu, X.C., Gale, W. J., and Cao, Y.X. 2010. Comparison of zinc efficiency among winter wheat genotypes cultured hydroponically in chelator-buffered solutions. Journal of Plant Nutrition 33: 1612-1624.

Cottenie, A. 1980. Soil and Plant Testing. FAO Soils Bulletin, No. 38/2, p. 94-100.

Ehdaie, B., Alloush, G.A., Madore, M.A., and Waines, J.G. 2006. Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat. I. Postanthesis changes in internodes dry matter. Crop Science 46: 735-746.

Fang, Y., Wang, L., Xin, Z., Zhao, L., A, X., and Hu, Q. 2008. Effect of foliar application of zinc, selenium, and iron fertilizers on nutrients concentration and yield of rice grain in china. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56: 2079-2084.

Fatma, S., Shalabym, M.M., and Ratab, K.A. 2001. Wheat response to nitrogen and zinc fertilization under saline condition in calcareous soil. Soil Science, (kemet Group). www. wiz.uni-kassel.de/gear/symp2001/proceed2000/El-Shafie_Shalaby.pdf

Fernandez, V., Del Rio, V., Abadia, J., and Abadia, A. 2006. Foliar iron fertilization of peach (Prunus persica (L.) Batsch): effects of iron compounds, surfactants and other adjuvants. Plant and Soil 289: 239-252.

Fox, T.C., and Guerinot, M.L. 1998. Molecular biology of cation transport in plants. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Molecular Biology 49: 669-696.

Fox, T.C., Shaff, J.E., Grusak, M.A., Norvell, W.A., Chen, Y., Chaney, R.L., and Kochian, L.V. 1996. Direct measurement of 59Fe labeled Fe2+ influx in roots of pea using a chelator buffer system to control free Fe in solution. Plant Physiology 111: 93-100.

Garg, B.K., Kathju, S., Vyas, S.P., and Lahiri, A.N. 1990. Effect of saline water irrigation on tolerant and sensitive wheat varieties under disparate soil fertility conditions. Annals of Arid Zone 29: 179-189.

Gomez-Galera, S., Rojas, E., and Sudhakar, D. 2010. Critical evaluation of strategies for mineral fortification of staple food crops. Transgenic Research 19: 165-180.

Haslett, B.S., Reid, R.J., and Rengel, Z. 2001. Zinc mobility in wheat: uptake and distribution of zinc applied to leaves or roots. Annals of Botany 87 (3): 379-386.

He, W., Shohag, M.J.I., Wei, Y., Feng, Y., and Yang, X. 2013. Iron concentration, bioavailability, and nutritional quality of polished rice affected by different forms of foliar iron fertilizer. Food Chemistry 141: 4122-4126.

Homayoun, H. 2011. Remobilization of stem reserves in wheat varieties under normal and drought stress conditions. Advances in Environmental Biology 5: 1721-1724.

Karim, R., Zhang, Y., Zhao, R., Chen, X., Zhang, F., and Zou, C. 2012. Alleviation of drought stress in winter wheat by late foliar application of zinc, boron, and manganese. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 175: 142-151.

Khoshgoftarmanesh, A.H. 2007. Principles of plant nutrition. Publication of Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran. 462 p. (In Persian)

Malakouti, M.G., Keshavarz, P., Sadat, S., and Khaladbarin, B. 2003. Nutrition of plants under saline conditions. Sena Publications, Tehran. Iran. 246 p. (In Persian)

Malakouti, M.J. 2007. Zinc is a neglected element in the life cycle of plants. Middle Eastern and Russian Journal of Plant Science and Biotechnology 1 (1): 1-12.

Mamta, J.B., Patel, A.D., Bhatti, P.M., and Pandey, A.N. 2008. Effect of soil salinity on growth, water status and nutrient accumulation in seedlings of Ziziphus mauitiana (Rhamnaceae). Journal of Fruit and Ornamental Plant Research 16: 383-401.

Maralian, H., Didar Taleshmikail, R., Shahbazi, K., and Torabi Giglou, M. 2009. Study of the Effects of Foliar Application of Fe and Zn on Wheat Quality and Quantity Properties. Iranian Agricultural Research 9 (5): 47-60. (In Persian with English Summary)

Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher Plants. 2nd Ed. Academic Press. Stutgart, Germany 890 pp.

Mashi, A., and Galeshi, S. 2006. The Effect of salinity on the yield and protein percentage of hull-less barley (Hordeum vulgare). Agricultural Sciences and Natural Resources Bulletin of Khazar 12: 11-23.

Mirtalebi, H., Hosseini, M., Khajepoor, M.R., and Soleimani, A. 2013. Effects of zinc sulfate on yield, yield components, zinc and protein content of three winter wheat cultivars in the Eghlid of Fars province. Journal of Water and Soil Conservation 19 (3): 185-199. (In Persian with English Summary)

Ozturk, L., Yazici, M.A., Yucel, C., Torun, A., Cekic, C., Bagic, A., Ozken, H., Braun, H., Sayers, Z., and Cakmak, I. 2006. Concentration and localization of zinc during seed development and germination in wheat. Plant Physiology128: 144-152.

Papakosta, D.K., and Gagianas, A.A. 1991. Nitrogen and dry matter accumulation, remobilization, and losses for Mediterranean wheat during grain filling. Agronomy Journal 83: 864- 870.

Pirdashti, H., Tahmasbi Sarvastani, Z., Nemat Zadeh, G., and Esmaeil, A. 2004. Study of dry matter and nitrogen remobilization of different rice cultivars in drought stress condition. In: Proceeding of 8thCongress of Agronomy and Plant Breeding, Guilan University, Iran, 24-26 August 2004, p 148. (In Persian with English Summary)

Rengel, Z., and Graham, R.D. 1995. Importance of seed Zn content for wheat growth on zinc deficient soil. II. Grain Yield. Plant and Soil 173: 267-274.

Sadeghzadeh, B. 2013. A review of zinc nutrition and plant breeding. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 13 (4): 905-927.

Sadeghzadeh, B., Rengel, Z., and Li, C. 2009. Differential zinc efficiency of barley genotypes grown in soil and chelator-buffered nutrient solution. Journal of Plant Nutrition 32 (10): 1744-1767.

Seyed Sharifi, R., and Kamari, H. 2015. Effects of Nano-Zinc oxide and seed inoculation of Triticale. Journal of Plant Process and Function 4 (13): 97-112. (In Persian with English Summary)

Shenker, M., and Chen, Y. 2005. Increasing iron availability to crops: fertilizers, organic-fertilizers, and biological approaches. Soil Science and Plant Nutrition 51: 1-17.

Stacey, S.P., and Oosterhuis, D.M. 2007. Effect of EDTA on the foliar absorption of trace element fertilizers. Soil Fertility Studies 558: 80-81.

Waling, I., Vark, W.V., Houba, V.J.G., and Vanderlee, J.J. 1989. Soil and plant analysis a series of syllabi. Part 7. Plant Analysis Procedures. Wageningen Agriculture University. 207 p.

Wei, Y., Shohag, M.J.I., and Yang, X. 2012. Biofortification and bioavailability of rice grain zinc as affected by different forms of foliar zinc fertilization. PLoS ONE 7 (9): 1-10.

Westerman, L.Z. 1990. Soil Testing and Plant Analysis. Soil Science Society of America, INC. Madison, Wisconsin, USA. 760 p.

White, P.J., and Broadley, M.R. 2005. Biofortifying crops with essential mineral elements. Trends in Plant Sciences 10 (12): 586-593.

Wu, C., Lu, L., Yang, X., Feng, Y., and Wei, Y. 2010. Uptake, translocation, and remobilization of zinc absorbed at different growth stages by rice genotypes of different Zn densities. Journal of Agricultural and Food Chemistry 58: 6767-6773.

Yang, J., and Zhang, J. 2006. Grain filling of cereals under soil drying. New Phytologist 169: 223-236.

Zhao, F.J., and McGrath, S.P. 2009. Biofortification and phytoremediation. Current Opinion in Plant Biology 12(3): 373-380.

Ziaeian, A.H., and Malakouti, M.J. 2002. Effects of Fe, Mn, Zn and Cu fertilization on the yield and grain quality of wheat in the calcareous soils of Iran. Plant Nutrition 92: 840-841.

Zimmermann, M.B., and Hurrell, R.F. 2002. Improving iron, zinc and vitamin A nutrition through plant biotechnology. Current Opinion in Biotechnology 13: 142-145.