اثر تنش کم‌آبی انتهای فصل بر خصوصیات فیزیولوژیکی منابع جاری، ذخیره‌ای و ظرفیت تولیدی ارقام گندم نان (Triticum aestivum L.) مناطق معتدله

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 22، دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 40، تیر 1398، صفحه 723-737   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v11i2.68087

نویسندگان

فرحناز صیادی¹؛ محسن سعیدی^{* 1}؛ سعید جلالی هنرمند¹؛ شهریار ساسانی²؛ محمد اقبال قبادی¹

¹گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

²بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، کرمانشاه، ایران

چکیده

میزان عملکرد گیاهان توسط اثر متقابل محیط و ژنتیک تعیین می­شود. در بین عوامل محیطی، تنش کم­آبی در اکثر مناطق کشاورزی ایران در جلوگیری از دستیابی به عملکرد مطلوب گیاهان زراعی از‌جمله گندم (Triticum aestivum L.) نقش مهمی دارد. بنابراین، این تحقیق به‌منظور بررسی نحوه تأثیر تنش کم­آبی پس از گلدهی بر خصوصیات فیزیولوژیک منابع جاری و ذخیره­ای ارقام گندم مناطق معتدله شامل: دو رقم با تیپ رشد بهاره (سیوند و سیروان) و دو رقم با تیپ رشد بینابین (پیشگام و اروم) انجام شد. این پژوهش در سال زراعی 95-1394در دانشگاه رازی کرمانشاه به‌صورت طرح کرت­های خردشده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمار تنش کم­آبی در دو سطح شامل: شاهد و قطع کامل آبیاری پس از گلدهی در کرت­های اصلی و رقم­ها در کرت­های فرعی قرار گرفتند. بر اساس نتایج به‌دست آمده، اعمال تنش کم­آبی به‌طور متوسط موجب 36، 28، 24 و 26 درصد کاهش عملکرد دانه به ترتیب در ارقام سیوند، سیروان، پیشگام و اروم گردید. 7 و 21 روز بعد از گرده‌افشانی در شرایط شاهد رطوبتی به ترتیب ارقام سیوند و سیروان بیشترین سرعت فتوسنتز (به ترتیب با 5/24 و 9/21 میکرومول دی‌اکسید کربن بر مترمربع در ثانیه)، سرعت تعرق، هدایت روزنه­ای و کارایی فتوشیمیایی فتوسیستم II و پایین­ترین دمای برگ و در هر دو مرحله مذکور رقم اروم کمترین مقادیر صفات فوق را داشتند. تنش کم­آبی دمای برگ را 7 و 21 روز بعد از گرده‌افشانی افزایش و سرعت فتوسنتز غلظت CO2 اتاقک روزنه‌ای، هدایت روزنه‌ای، سرعت تعرق و حداکثر کارایی فتوشیمیایی را به‌طور معنی­داری کاهش داد. رقم پیشگام بالاترین مقدار انتقال مجدد را در هر دو شرایط رطوبتی داشت. سهم انتقال مجدد در شکل­گیری عملکرد دانه در ارقام موردبررسی کمتر از 30 درصد بود. با توجه به نتایج به‌دست آمده، ارقام تیپ رشد بهاره در مقایسه با تیپ رشد بینابین در کشت پاییزه ازنظر عملکرد دانه حساسیت بیشتری نسبت به تنش کم­آبی پس از گلدهی داشتند و کاشت آنها در این شرایط با کاهش عملکرد دانه بیشتری توأم همراه خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

انتقال مجدد؛ دمای برگ؛ سرعت تعرق؛ سرعت فتوسنتز؛ فلورسانس کلروفیل

مراجع

Abdoli, M., and Saeidi, M. 2012. Using different indices for selection of resistant wheat cultivars to post anthesis water deficit in the west of Iran. Annals of Biological Research 3 (3): 1322-1333.

Abdoli, M., and Saeidi, M. 2013. Evaluation of water deficiency at the post anthesis and source limitation during grain filling on grain yield, yield formation, some morphological and phonological traits and gas exchange of bread wheat cultivar. Albanian Journal Agriculture Sciences 12 (2): 255-265.

Akbari, S., Kafi, M., and Rezvan Beidokhti, S. 2017. Effect of drought stress on growth and morphological characteristics of two garlic (Allium sativum L.) ecotypes in different planting densities. Journal of Agroecology 9 (2): 559-574.(In Persian with English Summary)

Ashraf, M. 2009. Biotechnological approach of improving plant salt tolerance using antioxidants as markers. Biotechnology Advances 27: 84-93.

Austin, R.B. 1989. Genetic variation in photosynthesis. The Journal of Agricultural Science 112: 287-293.

Bihmidine, S., Hunter III, C.T., Johns, C.E., Koch, K.E., and Braun, D.M. 2013. Regulation of assimilate import into sink organs: update on molecular drivers of sink strength Front. Plant Science 4:1-15.

Blanco, I.A., Rajaram, S., Kronstad, W.E., and Reynolds, M.O. 2000. Physiological performance of synthetic hexaploid wheat derived populations. Crop Science 40:1257-1263.

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-London 103: 551-560.

CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Center). 2014. Wheat improvement- The mandate of CIMMYT’s global wheat program. [2014-11-12]. http://www.cimmyt.org/ en/what-we-do/wheat-research/item/wheat-improvementthe-mandate-of-cimmyt-s-global-wheat-program.

Cui, Y., Tian, Z., Zhang, X., Muhammad, A., Han, H., Jiang, D., Cao, W., Dai, T. 2015. Effect of water deficit during vegetative growth periods on post-anthesis photosynthetic capacity and grain yield in winter wheat (Triticum aestivum L.). Acta Physiologiae Plantarum 37: 1–10.

Ehdaie, B., Alloush, G.A. and Waines, J.G. 2008. Genotypic variation in linear rate of grain growth and contribution of stem reserve to grain yield in wheat. Field Crops Research 106: 34-43.

Ehdaie, B., Alloush, G.A., Madore, M.A., and Waines, J.G. 2006. Genotypic variation stem reserves and mobilization in wheat I. post anthesis change in internode dry matter. Crop Science 46: 735-746.

Erdem, Y., Shirali, S., Erdem, T., and Kenar, D. 2006. Determination or crop water stres index for irrigation scheduling of Bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal Agriculture and Forest 30: 195-202.

Eskandari, H., and Kazemi, K. 2010. Response of different bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes to post-anthesis water deficit. Notulae Scientia Biologicae 2: 49–52.

Farooq, M., Hussaine, M., Kadambot H., and Siddiquec, M. 2014. Drought Stress in Wheat during Flowering and Grain-filling Periods. Critical Reviews in Plant Sciences 33 (4): 331-349.

Galle, A., Florez-Sarasa, I., Thameur, A., Paepe, R., de Flexas, J., and Ribas-Carbo, M. 2010. Effects of drought stress and subsequent rewatering on photosynthetic and respiratory pathways in Nicotiana sylvestris wild type and the mitochondrial complex I-deficient CMSII mutant. Journal of Experimental Botany 61: 765–775.

Giunta, F., Motzo, R., and Deidda, M. 1993. Effect of drought on yield and yield components of durum wheat and triticale in a Mediterranean environment. Field Crops Research 33: 399–409.

Heidari, N., Pouryousef, M., and Tavakoli, A. 2015. Effects of drought stress on photosynthesis, its parameters and relative water content of anise (Pimpinella anisum L.). Journal of Plant Researches (Iranian Journal of Biology) 27(5): 829-839. (In Persian with English summary)

Jamal, M., Nasir, M.S., Shah, S.H., and Ahmad, N. 2001. Varietal response of wheat to water stress at different growth stages, 111. Effect on grain yield, harvest index and protein content in grain. Rachis (ICARDA). Barley and wheat Newsletter 15: 38-45.

Jianwu, T., Paul, V.B., Brent, E.E., Ankur, R.D., and Kenneth, J.D. 2006. Sap-flux-upscaled canopy transpiration, stomatal conductance and water use efficiency in an old growth forest the GreatLakes region of the United States. Journal of Geophysical Research-Biogeosciences Vol. 111.

Karmollachaab, A., Siadat, A., Hamdi, H., Monjezi, H., and Kochakzadeh, A. 2017. Effect of Filter Cake on physiological traits and ear yield of sweet corn under late drought stress condition. Journal of Agroecology 9(2): 421- 432. (In Persian with English summary)

Koc, M., Barutcular, C., and Genc, I. 2003. Photosynthesis and productivity of old and modern durum vheats in Mediterranean environment. Crop Science 43: 2089-2098.

Li, Y., Li, H., Li, Y., and Zhang, S. 2016. Improving water-use efficiency by decreasing stomatal conductance and transpiration rate to maintain higher ear photosynthetic rate in drought-resistant wheat. The Crop Journal CJ-00212: No of Pages 7.

Martinez, D.E., Luquez, V.M., Bartoli, C.G., and Guiamet, J.J. 2003. Persistence of photosynthetic components and photochemical efficiency in ears of water-stressed wheat (Triticum aestivum L.). Physiologia Plantarum 119: 1–7.

Mohammadi, H., Ahmadi, A., Yang, J., Moradi, F., Wang, Z., Abbasi A., and. Poustini, K. 2013. Effects of nitrogen and ABA application on basal and distal kernel weight of wheat. Journal of Agricultural Science and Technology 15 (5): 889-900.

Moheb, A., Ibrahim, R.K., Roy, R., and Sarhan, F. 2011. Changes in wheat leaf phenolome in response to cold acclimation. Phytochemistry 72: 2294-2307.

Nassiri Mahallati, M., and Koocheki, A. 2017. Trend analysis of nitrogen use and productivity in (Triticum aestivum L.) production systems of Iran. Journal of Agroecology 9 (2): 360-378.

Ni, Z., Liu Z., Huo, H., Li, Z.L., Wang, F.N.Q., and Li, X. 2015. Early Water Stress Detection Using Leaf-Level Measurements of Chlorophyll Fluorescence and Temperature Data. Remote Sensing 7: 3232-3249

Niari-Khamssi, N., Gassemi, K., Zehtab, S., and Najaphy, A. 2010. Effects of water deficit stress on field performance of chickpea cultivars. African Journal Agriculture Research 5: 1973–1977.

Paul, K., Pauk, J., Deak, Z., Sass, L., and Vass, I. 2016. Contrasting response of biomass and grain yield to severe drought in Chappelle Desprez and Plainsman V wheat cultivars Peer J 1-24.

Reynolds, M., Bonnett, D., Chapman, S.C., Furbank, R.T. Manes, Y., Mather D.E., and Parry, M.A.J. 2010. Raising yield potential of wheat. I. Overview of a consortium approach and breeding strategies. Journal of Experimental Botany 1 – 14.

Riaz, R., and Chowdhry, M.A. 2003. Genetic analysis of some economic traits of wheat under drought condition. Australian journal of Plant Science 2 (10): 790-796.

Saradadevi, R., Bramley, H., Siddique, K.H.M., Edwards, E., and Palta, J.A. 2014. Contrasting stomatal regulation and leaf ABA concentrations in wheat genotypes when split root systems were exposed to terminal drought. Field Crops Research 162: 77–86.

Shangguan, Z., Shao, M., and Dyckmans, J. 2000. Effects of nitrogen nuttition and water deficit on net photosynthetic rate chlorophyll florescence in winter wheat. Plant Physiology 156: 45-51.

Slafer, G.A., Savin, R., and Sadra, V.O. 2014. Coarse and fine regulation of wheat yield components in response to genotype and environment. Field Crops Research 157: 71–83.

Tatar, O., Bruck, H., and Asch, F. 2015. Photosynthesis and remobilization of dry matter in wheat as affected by progressive drought stress at stem elongation stage. Journal of Agronomy and Crop Science 202 (4): 292-299.

Wanjura, D.F., Mass, S.J., Winslow, J.C., and Upchurch, D.R. 2004. Scanned and spotmeasured canopy temperatures of cotton and corn. Computers and Electronics in Agriculture 44: 33-48.

Xue, Q., Zhu, Z., Musick, J.T., Stewart, B.A., and Dusek, D.A. 2006. Physiological mechanisms contributing to the increased water-use efficiency in winter wheat under deficit irrigation. Journal of Plant Physiology 163: 154-164.

Yang, J., and Zang, J. 2006. Grain filling of cereals under soil drying. New Physiologist 169: 223–236.

Yang. R.C., Jana, S., and Clarke, J.M. 1991. Phenotypic diversity and association 0f some potentially droughtresponsive characters in durum wheat. Crop Science 31: 1484-1491.

Yooyongwech, S., Chaum S., and Supaibulwatana, K. 2012. Proline related genes expression and physiological changes in indica rice response to water-deficit stress. Plant Omics Journal 5 (6): 597-603.

Zhou, Y., He, Z.H., Sui, X.X., Xia, C., Zhang, X.K., and Zhang, G.S. 2007. Genetic improvement of grain yield and associated traits in the Northern China winter wheat region from 1960 to 2000. Crop Science 47: 245-253.