اثر قطع آبیاری در مراحل زایشی و کاربرد پوترسین و کودهای زیستی بر دوره پر شدن دانه، محتوای کلروفیل و عملکرد گندم

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 4، دوره 19، شماره 2 - شماره پیاپی 62، تیر 1400، صفحه 153-167   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jcesc.2021.67402.1000

نویسندگان

علیرضا محسنی محمدجانلو^{* 1}؛ رئوف سیدشریفی²؛ سعید خماری²

¹دانشجوی دکتری رشته زراعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

²دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

به‌منظور بررسی اثر قطع آبیاری در مراحل زایشی و کاربرد پوترسین و کودهای زیستی بر دوره پر شدن دانه، محتوای کلروفیل و عملکرد گندم، آزمایش فاکتوریلی بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی در سال زراعی 98-1397 اجرا شد. عوامل مورد بررسی شامل آبیاری در سه سطح (آبیاری کامل به‌عنوان شاهد، قطع آبیاری در 50% مرحله سنبله‌دهی و قطع آبیاری در 50% مرحله آبستنی (چکمه‌ای شدن) به‌ترتیب به‌عنوان محدودیت ملایم و شدید آبی) و کودهای زیستی در چهار سطح (عدم کاربرد کودهای زیستی به‌عنوان شاهد، کاربرد میکوریز (Glomus Intraradices)، کاربرد توأم سودوموناس (Psedomunas Putida Strain 186) و فلاوباکتریوم (Flavobacterim Spp)، کاربرد توأم میکوریز با سودوموناس و فلاوباکتریوم) و محلول‌پاشی پوترسین در سه سطح (محلول‌پاشی با آب به‌عنوان شاهد، کاربرد 5/0 و یک میلی‌مولار) بودند. از مدل دو تکه‌ای برای کمی‌سازی مولفه‌های پر شدن دانه استفاده شد. مقایسه میانگین‌ها نشان داد حداکثر وزن دانه (0641/0 گرم)، سرعت پر شدن دانه (28/2 میلی‌گرم در روز)، طول دوره (7/39 روز) و دوره موثر پر شدن دانه (14/28 روز) در ترکیب تیماریآبیاری کامل با کاربرد توأم میکوریز با سودموناس و فلاوباکتریوم و محلول‌پاشی یک میلی‌مولار پوترسین و حداقل مقادیر این صفات (به‌ترتیب 0361/0 گرم، 6/1 میلی‌گرم در روز، 15/33 و 57/22 روز) در شرایط قطع آبیاری در مرحله آبستنی، عدم کاربرد کودهای زیستی و عدم محلول‌پاشی پوتریسین به‌دست آمد که از افزایش به‌ترتیب 56/77، 5/42، 76/19 و 68/24 درصدی در مقایسه با عدم کاربرد کودهای زیستی و پوترسین در شرایط قطع آبیاری در مرحله آبستنی برخوردار بودند. آبیاری کامل با کاربرد توأم میکوریز با سودموناس و فلاوباکتریوم و محلول‌پاشی یک میلی‌مولار پوترسین، حجم و وزن خشک ریشه را به‌ترتیب 37/124 و 47/123 درصد افزایش داد. عملکرد دانه در قطع آبیاری در مرحله آبستنی و ظهور سنبله نسبت به آبیاری کامل کاهش یافت. بیش‌ترین عملکرد (68/682 گرم در مترمربع) در آبیاری کامل، کاربرد توأم سودموناس و فلاوباکتریوم (42/686 گرم در مترمربع) و محلول‌پاشی یک میلی‌مولار پوترسین (02/618 گرم در مترمربع) به‌دست آمد. بر اساس نتایج این بررسی، به‌نظر می‌رسد کاربرد کودهای زیستی و پوتریسین می‌تواند به‌دلیل بهبود صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی، عملکرد دانه‌ی گندم را تحت شرایط محدودیت آبی در مراحل زایشی افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

سرعت پر شدن دانه؛ کودهای بیولوژیک؛ محدودیت آبیاری؛ میکوریز

مراجع

1. Ahmadi, A., and Baker, D. A. 2001. The effect of water stress on grain filling processes in wheat. Journal of Agricultural Science 136: 257-269.
2. Alcázar, R., Marco, J. C., Cuevas, M., Patrón, A., Ferrando, P., Carrasco, A. F., Tiburcio F., and Altabella, T. 2006. Involvement of polyamines in plant response to abiotic stress. Biotechnol. Lett, 28: 1867-1876.
3. Alvaro, F., Royo, C., Garcia del Moral, L. F., and Villegas, D. 2008. Grain filling and dry matter translocation responses to source-sink modifications in a historical series of durum wheat. Crop Science 48: 1523-1531.
4. Amraei, B., Ardakani, M. R., Rafei, M., Paknejad, F., and Rejali, F. 2018. Effect of biofertilizer (Mycorrhizal and Azotobacter) application on yield and some agronomic characters of wheat varieties (Triticum aestivum L.) under dry land conditions of Khorramabad, Lorestan province. Journal of Agronomy and Plant Breeding 12 (2): 1-17.
5. Antunes, P. M., Deaville, D., and Goss, M. J. 2006. Effect of two AMF life strategies on tripartite symbiosis with Bradyrhizobium Japonicum and soybean. Mycorrhiza 16: 167-173.
6. Arnon, D. I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplast polyphenol oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology 24 (1): 1-15.
7. Ashraf, M. Y., Azmi, A. R., Khan, A. H., and Ala, S. A. 1994. Effect of water stress on total phenols, peroxidase activity and chlorophyll content in wheat. Acta Physiology Plant 16 (3): 185-191.
8. Asrar, A. A., Abdel-Fattah, G. M., and Elhindi, K. M. 2012. Improving growth, flower yield, and water relations of snapdragon (Antirhinum majus L.) plants grown under well watered and water stress conditions using arbuscular mycorrhizal fungi. Photosynthetica 50 (2): 305-316.
9. Burgess, M. H., Miller, P., and Jones, C. 2012. Pulse crops improve energy intensity and productivity of cereal production in Montana, U.S.A. Journal of Sustainable Agriculture 36: 544-561.
10. Couée, I., Hummel, I., Sulman, C., Gouesbet, G., and El-Amrani, A. 2004. Involvement of polyamines in root development. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 76: 1-10.
11. Chandrasekhar, B. R., Ambrose, G., and Jayabalan, N. 2005. Influence of biofertilizer and nitrogen source level on the growth and yield of Echinochloa frumentacea (Roxb.) Link. Journal of Agricultural Technology 1 (2): 223 -234.
12. El-Bassiouny, H. M., Mostafa, H. A., El-Khawas, S. A., Hassanein, R. A., Khalil, S. I., and Abd El- Monem, A. A. 2008. Physiological responses of wheat plant to foliar treatments with arginine or putrescine. Australian Journal of Basic and Applied Sciences 2: 1390-1403.
13. Ellis, R. H., and Pieta-Filho, C. 1992. The development of seed quality in spring and winter cultivars of barley and wheat. Seed Science Research 2: 19-25.
14. Emadi, M. S., Hassibi, P., and Azimi, A. 2013. Effect of foliar application of putrescine and nutrient elements on two bread wheat cultivars. Iranian Journal of Crop Sciences 15 (3): 247-261. (in Persian).
15. Emadi, M. S., Hassibi, P., and Azimi, A. 2014. Effect of leaf application putrescine and nutrient elements on some physiological characteristics of two bread wheat cultivars (Triticum aestivum L.) in Ahvaz, The Plant Production 37 (4): 107-118. (in Persian).
16. Feng, G., Zhang, F. S., Li, X. L., Tian, C. Y., Tang, C., and Rengel, Z. 2002. Improved tolerance of maize plants to salt stress by arbuscular mycorrhiza is related to higher accumulation of soluble sugars in roots. Mycorrhiza 12: 185-190.
17. Gianinazzi, S., Schuepp, H., Barea, J. M., and Haselwandter, K. 2001. Mycorrhizal technology in agriculture: from genes to bioproducts. Birkhauser, Basel. ISBN: 376436858. Also in: Mycorrhiza, 13: 53-54. Lovato, P. Book review.
18. Grover, M., Ali, S. K., Sandhya, Z., Abdul Rasul, V., and Venkateswarlu, B. 2010. Role of microorganisms in adaption of agriculture crops to abiotic stresses. World Journal of Microbiology and Biotechnology 27 (5): 1231-1240.
19. Gupta, S., Agarwal, V., and Gupta, N. K. 2012. Efficacy of putrescine and benzyladenine on photosynthesis and productivity in relation to drought tolerance in wheat. Physiology and Molecular Biology of Plants 18: 331-336.
20. Hammer, G., Dong, Z., McLean, G., Doherty, A., Messina, C., Schussler, J., Zinselmeier, C., Pszkiewicz, S., and Cooper, M. 2009. Can changes in canopy and/or root systemarchitecture explain historical maize yield trends in U.S. Corn Belt? Crop Science. 49: 299-312.
21. Jarak, M., Mrkovacki, N., Bjelic, D., Josic, D., Hajnal-Jafari, T., and Stamenov, D. 2012. Effects of plant growth promoting rhizobacteria on maize in greenhouse and field trial. African Journal of Microbiology Research 6 (27): 5683-5690.
22. Kader, M. K., Mmian, H., and Hoyue, M. S. 2002. Effects of Aztobacter inoculants on the yield and nitrogen uptake by wheat. Journal of Biological Sciences 2 (4): 250-261.
23. Kheirizadeh Arough, Y. 2016. Effects of nano zinc oxide foliar application, arbuscular mycorrhizal fungus and free living nitrogen fixing bacteria on yield and some physiological traits of Triticale under salinity and water limitation condition. PhD thesis, University of Mohaghegh Ardabili, Iran. (in Persian).
24. Kirchner M. J., Wollum A. G., and King, L. D. 1993. Soil microbial populations and activities in reduced chemical input agroecosystems. Soil Science Society of America Journal 57:1289-1295.
25. Kusano, T., Berberich, T., Tateda, C., and Takahashi, Y. 2008. Polyamines: essential factors for growth and survival. Planta 228 (3): 367-381.
26. Mader, P., Kaiser, F., Adholeya, A., Singh, R., Uppal, H. S., Sharma, A. K., Srivastava, R., Sahai, V., Aragno, M., Wiemken, A., Johri, B. N., and Fried, P. M. 2011. Inoculation of root microorganisms for sustainable wheat-rice and wheat-black gram rotations in India. Soil Biology and Biochemistry 43: 609-619.
27. Mahros, K. M., Badawy, E. M., Mahgoub, M. H., Habib, A., and El-Sayed, I. 2011. Effect of putrescine and uniconazole treatments on flower characters and photosynthetic pigments of (Chrysanthemum indicum L.) Plant. Journal of American Science 7 (3): 399-408.
28. Malabika, R., and Wu, R. 2001. Arginine decarboxilase transgene expression and analysis of environmental stress tolerance in transgenic rice. Plant Science 160: 869-875.
29. Manske, G. B., Luttger, A., Behle, R. K., Vlek, P. G., and Cimmit, M. 2000. Enhancement of mycorrhiza (VAM) infection, nutrient efficiency and plant growth by Azotobacter chroococcum in wheat. Journal of Plant Breeding Biological 78-83.
30. Mishra, M., Kumar, U., Mishra, P. K., and Prakash, V. 2010. Efficiency of plant growth promoting rhizobacteria for the enhancement of cicer arietinum L. Growth and germination under salinity. Advances in Biological Research 4: 92-96.
31. Monakhova, O. F., and Chernyadev, I. I. 2002. Protective role of kartolin-4 in wheat plants exposed to soil drought. Applied Biochemistry and Microbiology 38 (4): 373-380.
32. Moucheshi, A., Heidari, M. T., and Assad, B. 2012. Alleviation of drought stress effects on wheat using arbuscular mycorrhizal symbiosis. International Journal of Agricultural Science 2: 35-47.
33. Reddy, A. R., Chaitanya, K. V., and Vivekanandan, M. 2004. Drought induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants. Journal of Plant Physiology 161: 1189-1202.
34. Roesti, D.‚ Gaur, R., Johariz‚ B. N., Imfeld‚ G., Sharma‚ S., Kawalieet, K., and Aragno, M. 2006. Plant growth stage‚ fertilizer management promoting rhizobacteria affect the community structure in rain-fed wheat field. Soil Biology and Biochemistry 38: 1111-1120.
35. Ronanini, D. R., Savin, R., and Hall, A. J. 2004. Dynamic of fruit growth and oil quality of sunflower (Helianthus annus L.) exposed to brif interval of high temperature during grain filling. Field Crops Research 83: 79-90.
36. Saghafi, K., Ahmadi, J., Asgharzadeh, A., and Bakhtiari, S. 2013. The effect of microbial inoculants on physiological responses of two wheat cultivars under salt stress. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research 1 (4): 421-431.
37. Sarig, S., Okon, Y., and Blum, A. 1992. Effect of Azospirillum brasilense inoculation on growth dynamics and hydraulics conductivity of Sorghum bicolor roots. Journal of Plant Nutrition 15: 805-819.
38. Seyed Sharifi, R., and Namvar, A. 2016. Biofertilizers in Agronomy. University of Mohaghegh Ardabili press. 280 pp. (in Persian).
39. Tao, H., Morris, T. F., and Neafsey, J. 2012. Nutrient applications reported by farmers compared with performance-based nutrient management plans. Agronomy Journal 104: 437-447.  
40. Togay, N., Togay, Y., Cimrin, K. M., and Turan, M. 2008. Effect of rhizobium inoculation, sulfur and phosphorus application on yield, yield components and nutrient uptake in chick pea (Cicer aretinum L.). African Journal of Biotechnology 7: 776-782.
41. Tsuno, Y., Yamaguchi, T., and Nakano, J. 1994. Potential dry matter production and grain filling process of rice plant from the viewpoint of source-sink relationships and the role of root respiration in its relationship. Bull. Faculty of Agricultural. Tottori University 47: 1-10.
42. Xie, Z., Jiag, D., Dai, T., Jing, Q., and Cao, W. 2004. Effects of exogenous ABA and cytokinin on leaf photosynthesis and grain protein accumulation in wheat ears cultured in vitro. Plant Growth Regulation 44: 25-32.
43. Zhang, K., and John, P. 2005. Raised level of cyclin dependent kinase after prolonged suspension culture of Nicotiana plumbaginifolia is associated with more rapid growth and division, diminished cytoskeleton and lost capacity for regeneration: implications for instability of cultured plant cells. Plant Cell Tissue and Organ Culture 82: 295-308.