بررسی اثر رژیم‌های مختلف آب‌شور بر خواص مورفولوژیکی و رشدی کینوا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

2 استاد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی اثر آبیاری با روش تلفیق آب‌شور و آب شهری بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه کینوا آزمایشی در قالب طرح کامل تصادفی با 5 تیمار (آب شهری، آب‌شور، اختلاط 50:50 آب‌شور با آب شهری، آبیاری یک‌درمیان با آب‌شور و آب شهری، آبیاری زیرسطحی آب‌شور) تحت شرایط گلخانه‌ای در دانشگاه فردوسی مشهد با سه تکرار در زمستان سال 1396 اجرا شد. دانه‌های گیاه کینوا در این تحقیق در عمق 5/2 سانتی‌متری کاشته شد. پس از گذشت 70 روز گیاهان برداشت‌شده و وزن تر و خشک بوته، تعداد برگ، ارتفاع بوته، شاخص سبزینگی، سطح برگ، تعداد شاخه فرعی، وزن خشک اندام هوایی، قطر ساقه و بهره‌وری مصرف آب اندازه‌گیری گردید. در انتها تحلیل آماری صفات موردبررسی با استفاده از نرم‌افزار SAS (ver 9.4) انجام گرفت. مقایسه میانگین‌ها نیز با استفاده از آزمون LSD در سطح 5 درصد انجام شد. نتایج نشان داد که رژیم‌های مختلف آبیاری بر تعداد برگ، وزن تر اندام هوایی، ارتفاع بوته، شاخص سبزینگی و سطح برگ در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بوده ولی بر تعداد شاخه فرعی، وزن خشک اندام هوایی، قطر ساقه و بهره‌وری مصرف آب در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار بود. آبیاری با آب‌شور منجر به کاهش کلیه صفات شد. آبیاری زیرسطحی با آب‌شور منجر به کاهش وزن تر و خشک بوته به میزان 4/14 و 2/17 درصدی شد. آبیاری یک‌درمیان با آب‌شور و شهری نیز منجر به کاهش وزن تر و خشک بوته به میزان 8/22 و 8/39 درصدی شد. در پژوهش‌ حاضر روی گیاه دارویی کینوا، نتایج نشان داد که می‌توان نتیجه گرفت که با اعمال مدیریت مناسب در مزرعه، استقرار این گیاه را در شرایط وجود آب‌وخاک شور تضمین نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation the effect of different Saline Water Regimes on Morphologic and Growth properties of Quinoa

نویسندگان [English]

  • Saber Jamali 1
  • Hossein Ansari 2
1 Ph.D. Candidate, Water Science and Engineering Department, Faculty of Agricultural, Ferdowsi University of Mashhad (FUM), Mashhad, Iran.
2 Professor, Water Science and Engineering Department, Faculty of Agricultural, Ferdowsi University of Mashhad (FUM), Mashhad, Iran.
چکیده [English]

In this study, five qualities of water are evaluated on morphological properties and water productivity of Quinoa (CV. Titicaca). The research was done based on a completely randomized design, including 3 replications as pot planting in the Ferdowsi University of Mashhad in Greenhouse conditions, during 2017-2018. In this study, five irrigation regimes existed (freshwater, saline water, alternate saline water, and freshwater, a mixture of 50:50 saline and freshwater, subsurface irrigation of saline water). The seeds of Quinoa were planted at a depth of 2.5 centimeters in the soil of each pot and were irrigated with tap water. Plants harvested after 70 days, shoot fresh and dry weight, leaf number, plant height, SPAD index, leaf area, branch number, stem diameter, and water productivity were measured. The obtained data analyzed using statistical software of SAS (Ver. 9.0) and the means were compared using the LSD test at 5% percent levels. The results showed that the effect of different irrigation regimes on leaf number, shoot fresh weight, plant height, SPAD index, and leaf area were significant at the 1 percent level (p < 0.01), but branch's number, shoot dry weight, stem diameter, and water productivity was significant at the 5 percent level (p < 0.05). In this study, all of these parameters decreased significantly with irrigated by saline water. Subsurface irrigation has resulted in decreasing shoot fresh and dry weight by 14.4 and 17.2 percent, respectively. Alternate treatment has resulted in decreasing shoot fresh and dry weight 22.8 and 39.8 percent, respectively. So, results showed that Quinoa has good tolerance to elevated levels of salinity and it seems that a good stand establishment in saline soils and water conditions could be insured if proper management is exerted in farms

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alternate
  • Conjunctive saline and fresh water
  • Greenhouse conditions
  • Quinoa
  • Unconventional Water
جمالی، ص.، شریفان، ح. و سجادی، ف. 1396-الف. امکان‌سنجی استفاده از آب دریای خزر جهت آبیاری گیاه تره ایرانی. مدیریت آب و آبیاری. 7(1): 29-42.
جمالی، ص.، شریفان، ح. و سجادی، ف. 1396-ب. اثر رژیم‌های تلفیقی آب دریا و آب شهری بر ویژگی‌های بیوشیمیایی و بهره‌وری مصرف آب گیاه شوید. مدیریت آب و آبیاری. 7(1): 73-86.
جمالی، ص.، شریفان، ح. و سجادی، ف. 1396-ج. بررسی اثر آبیاری با روش تلفیق آب دریای خزر و آب شیرین بر خواص فیزیولوژیکی و بهره‌وری آب در گیاه جعفری. آبیاری و زهکشی ایران. 11(6): 935-946.
جمالی، ص.، شریفان، ح.، هزارجریبی، ا. و سپهوند، ن. ع. 1395. بررسی تأثیر سطوح مختلف شوری بر جوانه‌زنی و شاخص‌های رشد دو رقم گیاه کینوا (Chenopodium quinoa Willd). نشریه علمی پژوهشی حفاظت منابع آب‌وخاک. 6(1): 87-98.
زمانی، ص. ع.، نظامی، م. ط.، حبیبی، د. و بایبوردی. ا. 1388. بررسی عملکرد و اجزای عملکرد ارقام کلزای پاییزه در شرایط تنش شوری. مجله تنش‌های محیطی در علوم گیاهی. 1(1): 69-83.
کافی، م.، برزویی، ا.، صالحی، م.، کمندی، ا.، معصومی، ع. و نباتی، ج. 1388. فیزیولوژی تنش‌های محیطی در گیاهان. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.
کافی، م.، صالحی، م. و عشقی‌زاده، ح. ر. 1389. کشاورزی شورزیست. راهبردهای مدیریت گیاه، آب‌وخاک) تألیف(. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.
مولوی، ح. محمدی، م. و لیاقت، ع. م. 1391. اثر مدیریت آب‌شور طی دوره رشد بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه‌ای و پروفیل شوری خاک. علوم و مهندسی آبیاری. 35 (3): 11-18.
نورانی آزاد، ح. و حاجی باقری، م. 1387. تأثیر تنش شوری بر روی برخی از ویژگی‌های فیزیولوژیک گیاه شوید. دانش نوین کشاورزی. 12(4): 93-100.
نوشادی، م.، فهندژ سعدی، س. و شهرکی مجاهد، ر. 1392. تعیین اثر شوری و شیوه­های مدیریتی آبیاری در روش آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی بر گیاه گوجه‌فرنگی. چهارمین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز: 465-472.
Abd El-Samad, E.H., S.A. Hussin, A.M. El-Naggar, N.E. El-Bordeny and S.S. Eisa. 2018. The potential use of quinoa as a new non-traditional leafy vegetable crop. Bioscience Research, 15(4): 3387-3403.
Adolf, V.I., S. Shabala, M.N. Andersen, F. Razzaghi and S.E. Jacobsen. 2012. Varietal differences of quinoa’s tolerance to saline conditions. Plant and Soil, 357(1-2): 117-129.
Ashraf, M. 2001. Relation between growth and gas exchange characteristics in some salttoleranceamphidiploid Brassica species in relation to their diploid parents.Environmental and Experimental Botany, 45: 155-163.
Bonales-Alatorre, E., I. Pottosin, L. Shabala, Z.H. Chen, F. Zeng, S.E. Jacobsen and S. Shabala. 2013. Differential activity of plasma and vacuolar membrane transporters contributes to genotypic differences in salinity tolerance in a halophyte species, Chenopodium quinoa. International Journal of Molecular Sciences, 14(5): 9267-9285.
Cocozza, C., C. Pulvento, A. Lavini, M. Riccardi, R. d'Andria and R. Tognetti. 2013. Effects of Increasing Salinity Stress and Decreasing Water Availability on Ecophysiological Traits of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Grown in a Mediterranean‐Type Agroecosystem. Journal of agronomy and crop science, 199(4): 229-240.
Eisa, S., Hussin, S., Geissler, N. and Koyro, H.W.  2012. Effect of NaCl salinity on water relations, photosynthesis and chemical composition of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) as a potential cash crop halophyte. Australian Journal of Crop Science, 6(2): 357.
Fuentes, F. and A. Bhargava. 2011. Morphological analysis of quinoa germplasm grown under lowland desert conditions. Journal of Agronomy and Crop Science, 197(2): 124-134.
Qadir, M. and Oster, J. 2004. Crop and irrigation management strategies for saline-sodic soils and waters aimed at environmentally sustainable agriculture. Science of the total environment, 323(1): 1-19
Guo, F. and Tang, Z. C.  1999. Reduced Na+ and K+ permeability of K+ channel in plasma membrane isolated from roots of salt tolerant mutant of wheat. Chinese Science Bulletin, 44(9): 816-821.
Jacobsen, S.E., Mujica, A. and Jensen, C.R.  2003. The resistance of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) to adverse abiotic factors. Food Reviews International, 19(1-2): 99-109.
Jacobsen, S.E., Christiansen, J.L. and Rasmussen, J. 2010. Weed harrowing and inter-row hoeing in organic grown quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Outlook on AGRICULTURE, 39(3): 223-227.
Jamil M., Lee, C.C., Rehman, S.U., Lee, D.B.  Ashraf, M.and Rha, E.S. 2005. Salinity (NaCl)tolerance of Brassica species at germination andearly seedling growth. Journal of Environ.Agric. Food Chem, 4: 970-976.
Kerepesi, H. and Galiba, G. 2000. Osmotic and salt stress induced alteration in solublecarbohydrate content in wheat seedling. Crop Science, 40: 482487.
Koyro, H.W., Lieth, H. and Eisa, S.S.  2008. Salt tolerance of chenopodium quinoa willd, grains of the Andes: Influence of salinity on biomass production, yield, composition of reziaves in the seeds, water and solute relations. Tasks for Vegetation Sciences, 43: 133-145.
Munns R., Greenway, H., Delane, R. and Gibbs, R.  1982. Ion concentration and carbohydrate status of the elongating leaf tissue of Hordeum Volgare growing at high external NaCl. Journal of Experimental Botany, 33:574- 583.
Munns, R. 1993. Physiological processes limiting plant growth in saline soil: some dogmas and hypotheses. Plant Cell Environment, 16: 15-24.
Munns, R. and Tester, M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59: 651-681.
Nonami, H. and Boyer, J.S.  1990. Primary events regulating stem growth at low water potentials. Plant Physiology, 94: 1601-1609.
Passioura, J.B. and Gardner, A. 1990. Control of leaf expansion in wheat seedlings growing in drying soil. Functional Plant Biology, 17(2): 149-157.
Pulvento, C., Riccardi, M., Lavini, A., Iafelice, G., Marconi, E. and d’Andria, R.  2012. Yield and Quality Characteristics of Quinoa Grown in Open Field under Different Saline and
 
Non‐Saline Irrigation Regimes. Journal of Agronomy and Crop Science, 198(4): 254-263.
Rawson, H.M., Iong, M.J. and Munns, R. 1988. Growth and development in NaCl treated plants. Journal of Plant Physiology, 15:519-527.
Razzaghi, F., Ahmadi, S.H., Jacobsen, S.E.  Jensen, C.R. and Andersen, M.N. 2012. Effects of salinity and soil–drying on radiation use efficiency, water productivity and yield of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Journal of Agronomy and Crop Science, 198(3):.173-184.
Ruiz-Carrasco, K., Antognoni, F., Coulibaly, A.K., Lizardi, S., Covarrubias, A., Martı´nez, E.A.  Molina-Montenegro, M.A., Biondi, S. and Zurita-Silva, A. 2011. Variation in salinity tolerance of four lowland genotypes of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) as assessed by growth, physiological traits, and sodium transporter gene expression. Plant Physiology and Biochemistry, 49:1333–1341.
Ruley, A.T., Sharma, N.C. and Sahi, S.V. 2004. Antioxidant defense in a lead accumulationplant, Sensbania drummondii. Plant Physiology and Biochemical, 42: 899-906.
Sanchez, H.B., Lemeur, R., Damme, P.V. and Jacobsen, S.E. 2003. Ecophysiological analysis of drought and salinity stress of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Food Reviews International, 19(1-2): 111-119.
Shabala, S., Hariadi, Y. and Jacobsen, S.E.  2013. Genotypic difference in salinity tolerance in quinoa is determined by differential control of xylem Na+ loading and stomatal density. Journal of plant physiology, 170(10): 906-914.
Tanji, K. K. 1995. Agricultural salinity assessment and management. Scientific Publisher, Jodhpur.
Wang, W. X., Vinocur, B., Shoseyov, O. and Altman, A. 2001. Biotechnology of plant osmotic stress tolerance: Physiology and molecular considerations. Acta Horticulture, 560: 258-292.
Zhu, J.K. 2001. Plant salt tolerance. Trends in Plant Science, 6(2): 66-71.