تأثیر زمان‌های مختلف کم‌آبیاری بر ویژگی‌های فیزیولوژیک و کارایی مصرف آب چای ترش (Hibiscus sabdariffa L.) در دو روش کشت

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 2، دوره 21، شماره 1 - شماره پیاپی 69، فروردین 1402، صفحه 11-28   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/gsc.v0i0.87296

نویسندگان

فاطمه مشهدی¹؛ حمیدرضا خزاعی^{* 2}؛ محمدرضا رمضانی مقدم³

¹دانشجوی دکتری، فیریولوژی گیاهان زراعی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

³بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی تأثیر کم‌آبیاری در زمان‌های مختلف بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک و کارایی مصرف آب گیاه چای ترش در دو روش کاشت، آزمایشی مزرعه‎ای به‌صورت اسپلیت‌پلات یا کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کاشمر در دو سال زراعی 95-1394 و 96-1395 انجام شد. تیمارهای آزمایش آبیاری به‌عنوان کرت اصلی در هفت سطح (تأمین 100 درصد نیاز آبی (I100)، 80 درصد نیاز آبی از هشت برگی تا اواخر گلدهی (I₁80)، 80 درصد نیاز آبی از هشت برگی تا اوایل گلدهی (I₂80)، 80 درصد نیاز آبی از اوایل تا اواخر گلدهی (I₃80)، 60 درصد نیاز آبی از هشت برگی تا اواخر گلدهی (I₁60)، 60 درصد نیاز آبی از هشت برگی تا اوایل گلدهی (I₂60)، 60 درصد نیاز آبی از اوایل تا اواخر گلدهی (I₃60) و روش کاشت به‌عنوان کرت فرعی در دو سطح (نشاءکاری و کشت مستقیم) بودند. نتایج نشان داد که محتوای نسبی آب برگ تنها تحت تأثیر کم‌آبیاری و روش کاشت و عملکرد دانه تنها تحت تأثیر کم‌آبیاری قرار گرفت. محتوای نسبی آب برگ در روش کاشت نشائی بیشتر از کاشت مستقیم بود. بیشترین محتوای نسبی آب برگ (66/84 درصد)، عملکرد دانه (54/667 کیلوگرم در هکتار) و کاسبرگ (73/392 کیلوگرم در هکتار) در تیمار I100 حاصل شد که برای عملکرد دانه و کاسبرگ اختلاف معنی‌داری با تیمار I₁80 مشاهده نشد. اثر متقابل یا برهمکنش کم‌آبیاری و روش کاشت نشان داد که نشاءکاری توانست سبب بهبود میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، پرولین، عملکرد کاسبرگ و کارایی مصرف آب دانه و کاسبرگ در اکثر سطوح آبیاری گردد. بیشترین میزان کارایی مصرف آب دانه (15/0 کیلوگرم بر مترمکعب) و کاسبرگ (08/0 کیلوگرم بر مترمکعب) در تیمار I₁60 و روش کاشت نشائی حاصل شد و تیمار I₁80 و روش کاشت نشائی در جایگاه بعدی قرار داشت. با توجه به نتایج حاصله، آبیاری به میزان 80 درصد نیاز آبی از مرحله هشت برگی تا اواخر گلدهی و کشت نشائی به‌عنوان شیوه مدیریت مناسب جهت دستیابی به عملکرد مطلوب و حفظ منابع آب در منطقه مورد مطالعه مناسب به نظر می‌رسد.

کلیدواژه‌ها

تنش خشکی؛ کاروتنوئید؛ محتوای نسبی آب برگ؛ نشاءکاری

مراجع

1. Abbaszadeh, B., Sharifi, A. E., Lebaschi, M. H., Naderi, H. B. M., & Moghadami, F. (2008). The effect of drought stress on proline contents, soluble sugars, chlorophyll and relative water contents of balm (Melissa officinalis).‏ Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 23(4), 504-513. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ij.mapr.2008.10090
2. Abdul Jaleel, C., Manirannan, P., Sankar, B., Kishorekumar, A., & Gopi, R. (2007). Water deficit stress mitigation by calcium chloride in catharanthus rose us: Effects on oxidative stress, proline metabolism and indole alkaloid accumulation. Colloids and Surface B: Biointerfaces, 60(1), 110-116. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2007.06.006
3. Aghaee Okhchlar, R., Amirnia, R., Tajbakhsh, M., Ghiyasi, M., & Alizadeh, M. B. 2012. The effect of sowing date andsowing method on quantity characteristics and essential oil content on moldavian balm (Dracocephalum moldavica). International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 3(2), 353-61.
4. Ahmadian, A., Ghanbari, A., Siahsar, B., Heidari, M., Ramroodi, M., & Moosavi-Nik, S. (2011). Residual effect of chemical and animal fertilizers and compost on yield, yieldcomponents, physiological characteristics and essential oil content of Matricaria chamomilla under drought stress conditions. Iranian Journal of Field Crops Research, 8(4), 668-676. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22124/jms.2018.2941
5. Ahmadpoor Dehkordi, E., Danesh Shahraki, A., & Khosravi, P. (2019). Effect of seed priming with salicylic acid on germination indices and seedling growth of sistan's native roselle (Hibiscus sabdariffa) under drought stress. Iranian Journal of Seed Science and Research, 5(4), 1-11. (in Persian with English abstract).
6. Akbarinia, A., Ghalavand, A., Sefidcon, F., Rezaee, M. B., & Sharifi, A. (2004). Study on the effect of different rates of chemical fertilizer, manure and mixure of them on seed yield and main, compositions of essential oil of ajowan (Trachyspermum copticum). Agronomy and Horticulture,‏ 61, 32-41. (in Persian with English abstract).
7. Arnon, D. I. (1949). Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenol oxidase in Beta vulgaris. American Society of Plant Physiologists, 24, 1-10. https://doi.org/10.1104%2Fpp.24.1.1
8. Babaee, K., Dehaghi, M. A., Sanavi, S. M., & Jabbari, R. (2010). Water deficit effect on morphology, proline content and thymol percentage of Thyme (Thymus vulgaris). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 26(2), 239-251.‏ (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ijmapr.2010.6939
9. Babatunde, F. E., & Mofoke, A. L. E. (2006). Performance of Roselle (Hibiscus sabdariffa ) as influenced by irrigation schedules. Pakistan Journal of Nutrition, 5(4), 363-367. https://doi.org/10.3923/pjn.2006.363.367
10. Bates, I. S., Waldern, R. P., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil, 39, 205-207. https://doi.org/10.1007/BF00018060
11. Burce, J. A. (1991). Comparative response of leaf conductance to humidity in single attached leaves. Experimental Botany, 32, 629-634. https://doi.org/10.22059/jci.2015.55189
12. Fallahi, H. R., Ghorbany, M., Aghhavani-Shajari, M., Samadzadeh, A., & Asadian, A. H. (2017). Qualitative response of roselle to planting methods, humic acid application, mycorrhizal inoculation and irrigation management. Journal of Crop Improvement, 31(2), 192-208.‏ https://doi.org/10.1080/15427528.2016.1269378
13. Good, A. G., & Zaplachiniski, S. T. (1994). The effects of drought on free amino acid accumulation and protein synthesis in Brassica napus. Physiologia Plantarum, 90(1), 9-14. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1994.tb02185.x
14. Griffith, D. R., Parsons, S. D., & Mannering, J. V. (1990). Mechanics and adaptability of ridge planting for corn and soybean. Soil Tillage Research, 18, 113-126.
15. Hashemi Fadaki, S., Fakheri, B., Mehdi Nezhad, N., & Mohammad Pour, R. (2018). Effects of nano and nano bio-fertilizer on physiological, biochemical characteristics and yield of roselle under drought stress. Journal of Crops Improvement, 20(1), 45-66. https://doi.org/10.22059/jci.2018.219078.1568
16. Heidari, M., Bakhshandeh, A. M., Nadeyan, H., Fathi, G., & Alami, S. (2006). The effect of different levels salinity and nitrogen on seed yield, uptake and osmotic regulation of Na and K wheat (Triticum aestivum) c.v. Chamran. Journal of Horticultural Science, 37(3), 501-510. (in Persian with English abstract).
17. Kafi, M., & Damghani, A. (2000). Mechanisms of Plants Resistance to Stress. Ferdowsi university of Mashhad Press, Mashhad, Iran. (in Persian).
18. Kuznetsov, V. I., & Shevykova, N. I. (1999). Proline under stress: Biological role, metabolism, and regulation. American Society of Plant Physiologists, 46, 274-287.
19. Lashkari, F. (2013).The effect of superabsorbent polymer, animal manure and potassium on the quantitative and qualitative characteristics of the medicinal plant Karla (momordica charantia) in different rounds of irrigation. MSc Thesis. Zabol University, Zabol, Iran. (in Persian with English abstract).
20. Metzger, M. J., Bunce, R. G., Jongman, R. H., Sayre, R., Trabucco, A., & Zomer, R. (2012). A high‐resolution bioclimate map of the world: a unifying framework for global biodiversity research and monitoring. Global Ecology and Biogeography, 22(5), 630-638. https://doi.org/10.1111/geb.12022.
21. Mirshekari, M., Einali, A., & Valizadeh, J. (2017). Physiological and biochemical responses of Hibiscus sabdariffa to drought stress in the presence of salicylic acid.‏ Iranian Journal of Plant Biology, 32, 21-38. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22108/ijpb.2017.100883.1002
22. Mohamad Zadeh, H., Asghary, J., Farajee, H., Moradi, A., & Majidian, M. (2018). Effect of planting date and method on ear yield, water use efficiency and some phenological characteristics of sweet corn in Yasouj. Cereal Research, 8(3), 371-385. (in Persian with English abstract).
23. Mohammad Zadeh, M. (2015). Effect of wind stress on morphological and biochemical properties of Roselle (Hibiscus sabdariffa) under chemical and biofertilizer treatments. MSc. Thesis, Faculty of Agriculture, Zabol University. (in Persian with English abstract).
24. Monks, D. W., & Scholtheis, J. R. (1998). Critical weed free period for large crabgrass (Digitaria sanguinalis) in transplanted watermelon. Weed Science, 46, 530-532. https://doi.org/10.1017/S0043174500091049
25. Munne, S., Schwarz, K., Alegre, L., Horvath, G., & Szigeti, Z. (1999). Aloha-tocopherol protection against drought, induced damage in Rosmarinus officinalis and Milissa officinalis L. Proceedings of an International Workshaop at Tata, Hungary.
26. Parsa Motlagh, B. P., Moghaddam, P. R., Ghorbani, R., & Sardooei, Z. A. (2018). Phytochemical characteristics of roselle (Hibiscus sabdariffa) under different fertilizer systems and irrigation water. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 33(6), 928-939.‏ (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ijmapr.2018.108446.1896.
27. Perry, L. M. (1980). Medicinal plants of east and Southeast Asia: Attributed Properties and Uses. MIT Press, Cambridge. https://doi.org/10.1016/j.jep.2008.02.036.
28. Prasongwatana, V., Woottisin, S., Sriboonlue, P., & Kukongviriyapan, V. (2008). Uricosuric effect of roselle (Hibiscus sabdariffa) in normal and renal-stone former subject. Journal of Ethnopharmacology, 117, 491-495. https://doi.org/1016/j.jep.2008.02.036 .
29. Rahbarian, P., Afsharmanseh, G., & Modafea Behzadi, N. (2011). Effect of drought stress as water deficit and planting density on yield of roselle (Hibiscus sabdariffa) in Jiroft region. New Finds in Agriculture, 5(3), 249-257. (in Persian with English abstract).
30. Rajinder, S. D. (1987). Glutathione statues and protein synthesis during drought and subsequent dehydration in Torula rulis. American Socienty of Plant Physiologists, 83, 816-819. https://doi.org/1104/pp.83.4.816
31. Sabzevari, S., Khazaie, H. R., Ghaemi, A., Naderi, A., & Ahmadi, M. (2010). Effect of cultivar and harvest date on quantitative and qualitative characteristics of autumn sown sugar beet in Kashmar region. Journal of Research in Crop Sciences, 9(3), 67-78. (in Persian with English abstract).
32. Sanjari Mijani, M., Sirousmehr, A. R., & Fakheri, B. (2015). The effects of drought stress and humic acid on some physiological characteristics of roselle. Journal of Crop Improvement, 17(2), 403-414.‏ (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22059/jci.2015.55189
33. Sanjari Mijani, M., Sirousmehr, A. R., & Fakheri, B. (2018). The effects of drought stress and humic acid on morphological traits, yield and anthocyanin of roselle (Hibiscus sabdariffa). Agroecology, 8(3), 346-358.‏ (in Persian with English abstract).
34. Schutz, M., & Fangmeir, E. (2001). Growth and yield responses of spring wheat (Triticum aestivum cv. Minaret) to elevated CO₂ and water limitation. Environmental Pollution, 114(2), 187-194. https://doi.org/10.1016/s0269-7491(00)00215-3
35. Seghatoleslami, M. J., Mosavi, S. G., & Barzegaran, T. (2013). Effect of irrigation levels and planting date on yield and water use efficiency of Hibiscus sabdariffa Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 29, 144-156. (in Persian with English abstract).
36. Sepahrom, A., & Moosavi, S. G. (2016). The effect of irrigation and nitrogen levels on morphological traits, yield and yield components of roselle (Hibiscus sabdariffa). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 32(3), 436-449. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ijmapr.2016.106826
37. Skoric, D. (2009). Sunflower breeding for resistance to abiotic stresses. Helia, 32, 1-15. https://doi.org/10.2298/HEL0950001S
38. Sreevalli, Y., Baskaran, K., chandra shekara, R., Kuikkarni, R., Sushil, H, Samresh, D., Kukre, J., Ashok, A., Sharmr Singh, K., Srikant, S., & Rakesh, T. (2001). Preliminary observation on the effect of irrigation frequency and genotypes on yield and alkaloid concentration in Petriwinkle. Journal of Medicinal and Aromatic Plant Science, 22, 356-358.
39. Torabi, A. (2004). Study of planting date and row spacing on yield of Hibiscus sabdariffa. MSc Thesis. Jiroft branch, Islamic Azad University, Jiroft, Iran. (in Persian with English abstract).
40. Levitt, J. (1980). Response of Plants to Environmental Stresses. Vol. 2. Water, Radiation, Salt and Other Stresses. Academic press. New York. p. 650.
41. Wise, R. R., & Naylor, A. W. (1987). Chilling enhanced photo-oxidation, the peoxidative destruction of lipids during chilling injury to photosynthesis and ultrastructure. Plant Physiology, 83, 272-2872. https://doi.org/10.1104/pp.83.2.272