مدیریت آب در کشاورزی

مدیریت آب در کشاورزی

اثر تنش خشکی و اصلاح کننده خاک بر برخی صفات مورفوفیزیولوژی گوار( Cyamopsis tetragonoloba L)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
منصوره حسین اللهی 1
سمیه سلطانی گردفرامرزی 2
ابوالفضل عزیزیان 3
حیدر مفتاحی زاده 4
1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان
2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان
3 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان
4 دانشیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان
چکیده
با توجه به شرایط اقلیمی استان یزد و لزوم کشت گیاهان داروئی کم آبخواه و صنعتی، گیاه گوار برای بررسی اثر تنش خشکی و بیوچار به عنوان اصلاح کننده خاک انتخاب گردید. آزمایش به صورت کرت‌های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. عامل اصلی سه سطح تنش خشکی I1، I2 و I3 (7، 10 و 14 روز دور آبیاری) و عامل فرعی اول دو گونه تجاری و بومی و عامل فرعی دوم سه سطح بیوچار (صفر، 5/0 و 1 درصد) بود. در پایان آزمایش صفات درصد صمغ، نشت یونی، محتوای نسبی آب برگ، کلروفیل a و b و شاخص کلروفیل (SPAD) اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که اثرات اصلی دور آبیاری بر صفات درصد صمغ، محتوای نسبی آب برگ، نشت یونی، کلروفیل a و SPAD در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار شد. در حالیکه اثرات اصلی نوع واریته تنها بر SPAD و همچنین اثرات اصلی بیوچار بر نشت یونی و SPAD از نظر آماری معنی‌دار شد. اثر متقابل دور آبیاری و واریته نیز فقط بر صفت SPAD معنی‌دار نشان داد؛ اگرچه اثر متقابل دور آبیاری و بیوچار بر صفات کلروفیل a و SPAD معنی‌دار بود. اثر متقابل واریته و بیوچار و همچنین اثر متقابل دور آبیاری، واریته و بیوچار تنها بر صفت SPAD اثر معنی‌دار در سطح 5 درصد نشان داد. دور آبیاری 17 روز (I3) درصد صمغ و محتوای نسبی آب برگ را در واریته‌های گوار، 29/24 و 10/64 درصدی نسبت به شاهد (I1) کاهش داد. به طور کلی تنش خشکی درصد صمغ، محتوای نسبی آب برگ را کاهش و نشت یونی را افزایش معنی‌دار داد. همچنین کاربرد بیوچار باعث افزایش معنی‌دار نشت یونی و SPAD شد و دور آبیاری 10 روز با سطح 1 درصد بیوچار در واریته بومی باعث بالاترین میزان SPAD در گیاه گوار گردید.
کلیدواژه‌ها
داروئی
کم آبی
گوار
بیوچار
گونه

عنوان مقاله English

Effect of drought stress and soil amendment on some morphophysiological traits of Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.)

نویسندگان English

Mansoureh Hoseinollahi 1
Soltani-Gerdefaramarzi Somayeh 2
Abolfazl Azizian 3
Heidar Meftahizadeh 4
1 M.Sc. Student of Irrigation and Drainage, Department of Water Sciences and Engineering, Collage of Agriculture and Natural Resource, Ardakan University, Ardakan, Iran
2 Associate Professor, Department of Water Sciences and Engineering, Collage of Agriculture and Natural Resource, Ardakan University, Ardakan,
3 Assistant Professor, Department of Water Sciences and Engineering, Collage of Agriculture and Natural Resource, Ardakan University, Ardakan, Iran
4 Associate Professor, Department of Horticultural Sciences and Engineering, Collage of Agriculture and Natural Resource, Ardakan University, Ardakan, Iran
چکیده English

Considering the climatic conditions of Yazd province and the need to cultivate low water-demanding and industrial medicinal plants, Guar plant was chosen to investigate the effect of drought stress and biochar as a soil conditioner. The experiment was carried out in the form of split split plots in a randomized complete block design with three replications. The main factor was three levels of drought stress I1, I2 and I3 (7, 10 and 14 days of irrigation cycle) and the first secondary factor was two commercial and local species and the second secondary factor was three levels of biochar (0, 0.5 and 1%). At the end of the experiment, the traits of gum percentage, ion leakage, relative leaf water content, chlorophyll a and b and chlorophyll index (SPAD) were measured. The results showed that the main effects of irrigation period on the traits of gum percentage, relative leaf water content, ion leakage, chlorophyll a and SPAD were significant at the five percent probability level. While the main effects of variety were statistically significant only on SPAD and also the main effects of biochar on ion leakage and SPAD. The interaction effect of irrigation period and variety was also significant only on the SPAD trait; Although the interaction effect of irrigation cycle and biochar on chlorophyll a and SPAD traits was significant. The interaction effect of variety and biochar,). In general, drought stress decreased the percentage of gum, the relative content of leaf water and significantly increased ion leakage. Also, the application of biochar caused a significant increase in ion leakage and SPAD, and a 10-day irrigation cycle with a level of 1% biochar in the native variety caused the highest amount of SPAD in the guar plant.

کلیدواژه‌ها English

Medicine
deficit water
guar
biochar
species
احمدی، ف.، مرادی، م.، سیادت، س. و مشتطی، ع. 1398. تأثیر غلظت­های مختلف اسید هیومیک بر عملکرد و میزان جذب عناصر غذایی گیاه گوار Cyamopsis tetragonoloba L.)) در تراکم­های مختلف کاشت. تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 9(1): 49-33.
بیات، س. 1396. بررسی روابط آبی و مقاومت به خشکی گیاه گوار (Cyamopsis tetragonoloba) تحت تیمارهای مختلف رطوبتی. پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشکدۀ کشاورزی و کویرشناسی دانشگاه یزد، 108 ص.
بیرانوندی، م.، اکبری، ن.، احمدی, ع.، مومیوند، ح. و نظریان، ف. 1399. برهم‌کنش بیوچار و سوپرجاذب بر ترکیب‌های تشکیل‌دهنده اسانس مرزه رشینگری (Satureja rechingeri Jamzad) در شرایط تنش خشکی. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 36(5): 780-793.
پروانک، ک. 1398. بررسی اثر تنش خشکی بر برخی شاخص‌های فیزیولوژیک، درصد و اسانس گونۀ مریم‌گلی سهندی (Salvia sahendica L.). تنش‌های محیطی در علوم زراعی. 12 (4): 1249-1237.
جزایری، س.، موسوی نیک، س.، بحرینی نژاد، ب. و قنبری، س. 1398. تأثیر کودهای آلی و شیمیایی بر شاخص­های رشدی، عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی گوار (Cyamopsis tetragonoloba L.) در تراکم­های مختلف بوته. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 35(3): 423-408.
چمنی، ف.، توحیدی نژاد، ع. و مهیجی، م. 1397. اثر تنش خشکی و اسید سالیسیلیک بر برخی صفات مرفوفیزیولوژیکی و زراعی گیاه گوار (Cyamopsis tetragonoloba L.). فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی. 10(40): 5-18.
رسام، ق. ع. دادخواه، ع. ر. و خشنود یزدی، ا. 1393. ارزیابی تأثیر کمبود آب بر صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه دارویی زوفا. دانش زراعت. 5 (10): 12-1.
زعفریان، ف. اکبرپور، و. حبیبی، م. و کاوه، م. 1398. تأثیر بیوچار و کودهای زیستی بر رنگیزه‌های فتوسنتزی، عملکرد و محتوای عناصر غذایی نعنا فلفلی. به‌زراعی کشاورزی. 21 (4): 422-407.
سودائی‌زاده، ح. شمسایی، م. تجملیان، م. میرمحمدی میبدی، س. ع. م. و حکیم‌زاده، م. ع. 1395. ارزیابی برخی صفات فیزیولوژیکی گیاه دارویی آویشن قره‌باغی (Thymus fedtschenco) تحت تأثیر سطوح مختلف تنش خشکی. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. 9 (4): 427-423.
سورنی، ج. روستاخیز، ج. سلیمی، خ. و نوری، م. 1399. اثر تنش خشکی بر صفات عملکردی، آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و درصد اسانس برخی اکوتیپ‌های گیاه دارویی زیرۀ سبز (Cuminum cyminum L.). تنش‌های محیطی در علوم زراعی. 13 (4): 1134-1125.
طباطبایی، م. ا. کریمیان، ع. ا. متینی‌زاده، م. راد، م. ه. و صباغ، س. ک. 1399. بررسی پاسخ‌های مورفوفیزیولوژیک گیاه داروئی کلپوره (Teucrium polium L.) به تنش خشکی. مرتع‌داری ایران. 14 (3): 461-452.
عباس‌نسب، ز. عابدی، م. و ساداتی، س. ا. 1400. اثر بیوچار بر برخی صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی دو کونۀ (علف پشمکی) Bromus tomentellus و (یونجه) Medicago sativa. فرآیند و کارکرد گیاهی. 10 (41): 155-145.
عرب بافرانی، ز. قانعی بافقی، م. ج. و شیرمردی، م. 1399. اثر بیوچار ضایعات شاخ و برگ درخت پسته بر خصوصیات رشدی گیاه گلرنگ. مدیریت خاک و تولید پایدار. 10 (3): 93-73.
عزیزآبادی، ا. گلچین، ا. و دلاور، م. ا. 1393. تأثیر پتاسیم و تنش خشکی بر شاخص‌های رشد و غلظت عناصر غذایی برگ گیاه گلرنگ. علوم و فنون کشت‌های گلخانه‌ای. 5 (19): 79-65.
غیاث، ش. شیرمردی، م. مفتاحی‌زاده، ح. و دهستانی اردکانی، م. 1401. تأثیر بیوچار و هیدروژل بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی مریم‌گلی (Salvia officinalis L.) تحت تنش خشکی. تولیدات گیاهی. 45 (1): 80-67.
کافی، و. و مهدوی دامغانی، ع. 1386. مکانسیم­های مقاومت گیاهان به تنش­های محیطی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، 472 صفحه.
کریمی، ا. شیرمردی، م. دهستانی اردکانی، م. کریمی، م. و غلام‌نژاد، ج. 1399. تأثیر بیوچار و قارچ میکوریز بر خصوصیات رشدی و تغذیۀ گیاه همیشه‌بهار (Calendula officinalis L.). تحقیقات کاربردی خاک. 8 (2): 128-112.
کوهی، ز.، فراستی، م.، سیدیان، س. 1398. اثر بیوچار کلزا، گندم و ترکیب آن‌ها بر جذب و آبشویی نیترات از خاک. پژوهش­های حفاظت آب‌وخاک. 26(6): 261-247.
محسن‌زاده، م. حسینخانی هزاوه، م. و زمانپور شاه‌منصوری، ح. 1399. برخی خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه دارویی اسطوخودوس (Lavandula anjustifulia) در پاسخ به تنش خشکی و کود کمپوست و ورمی کمپوست. پژوهش‌های تولید گیاهی. 27 (3): 162-149.
محمدی، ع. ابراهیم‌زاده، ح. هادیان، ج. و میرمعصومی، م. 1394. واکاوی اثر تنش خشکی بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه به‌لیمو (Lippia citriodora H.B.K). پژوهش‌های گیاهی. 28 (3): 628-617.
مفتاحی زاده، ح.، عصاره، م. 1398. مقایسه توده های بومی گیاه گوار (Cyamopsis tetragonoloba L.) با واریته های تجاری از نظر اجزای عملکرد، عملکرد و خصوصیات کیفی تحت شرایط فصول مختلف کشت. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 35(3): 470-456.
مفتاحی زاده، ح. و رحمتی احمد آباد، ز. 1400. ارزیابی شاخص‌های جوانه‌زنی و خصوصیات رشدی گیاهچه‌ ژنوتیپ های گوار (Cyamopsis tetragonoloba L.) تحت سطوح تنش شوری. علوم و فناوری بذر ایران. 10(2): 97-109.
مینایی، ا. حسنی، ع. ناظمیه، ح. و بشارت، س. 1398. تأثیر تنش خشکی بر برخی خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی مرزنجوش بخارایی (Origanum vulgare L. ssp. gracile). تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 35 (2): 265-252.
نوروزی، س.، اکبری، غ.، اله دادی، ا.، سلطانی، ا. و نوروزیان، م. 1400. تأثیر کود نیتروژن و سویه­های مختلف باکتری همزیست بر صفات کمی و کیفی گیاه گوار (Cyamopsis tetragonoloba L.) تحت رژیم­های مختلف آبیاری. دانش کشاورزی و تولید پایدار. 31(2): 359-339.
Arnon, A. N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy. 23: 112-121.
Avola, G., Riggi, E., Trostle, C., Sortino, O. and Gresta, F. 2020. Deficit Irrigation on Guar Genotypes (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.): Effects on Seed Yield and Water Use Efficiency. Agronomy. 10(6): 789.
Draikewicz, M. 2004. Chlorophylase occurrence functions, mechanism of action, effect of extra and internal factors. Photosynthetica. 30 (6): 321-337.
Guarda, G., Padovan, S. and Delogu, G. 2004. Grain yield, nitrogen-use efficiency and baking quality of old and modern Italian bread-wheat cultivars grown at different nitrogen levels. European Journal of Agronomy. 21(2): 181-192.
Haider, I., Raza, M.A.S., Iqbal, R., Aslam, M.U., Habib-ur-Rahman, M., Raja, S., Khan, M.T., Aslam, M.M., Iaqas, M. and Ahmad, S. 2020. Potential effects of biochar application on mitigating the drought stress implications on Iheat (Triticum aestivum L.) under various groIth stages. Journal of Saudi Chemical Society. 24 (12): 974-981.
Hernández, T., Chocano, C., Moreno, J.L. and García, C. 2016. Use of compost as an alternative to conventional inorganic fertilizers in intensive lettuce (Lactuca sativa L.) crops-Effects on soil and plant. Soil and tillage research. 160: 14-22.
Jabborova, D., Annapurna, K., Al-Sadi, A.M., Alharbi, S.A., Datta, R. and Zuan, A.T.K. 2021. Biochar and Arbuscular mycorrhizal fungi mediated enhanced drought tolerance in Okra (Abelmoschus esculentus) plant groIth, root
 
morphological traits and physiological properties. Saudi Journal of Biological Sciences. 28(10): 5490-5499.
Irigoyen, J.J., Einerich, D.W. and Sánchez Díaz, M. 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativd) plants. Physiologia plantarum. 84(1):55-60.
Khanzada, B., Ashraf, M. Y., Shirazi, M. U., Alam, S. M., Samo, K. B. and Mujtaba, S. M. 2003. Study of photosynthetic efficiency of some guar (Cyamopsis tetragonoloba L., Taub) genotypes grown under different water regimes. Asian Journal of Plant Science. 2(1): 127-131.
Lehmann J. and Joseph S. 2009. Biochar for environmental management: an introduction (Ch. 1). Biochar for Environmental Management: Science and Technology, Lehmann J, Joseph S (eds). Earthscan: London, 1-12.
Lutts, S., Kinet, J.M. and Bouharmont, J. 1995. Changes in plant response to NaCl during development of rice (Oryza sativa L.) varieties differing in salinity resistance. Journal of Experimental Botany. 46: 1843–1852.
MacMillan, J., Shrestha, R., Adams, C. B., Hinson, P. O. and Trostle, C. 2021. The root system of guar: Spatial and temporal analysis of root and nodule development. Annals of Applied Biology. 179(3):278-87.
Rahdari, P. and Hoseini S.M. 2012. Drought stress: a review. International Journal of Agronomy and Plant Production. 3(10): 443-446.
Ritchie, S.W., Nguyan, H.T. and Holaday, A.S. 1990. Leaf Water content and gas exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop Science. 30:105-111.
Sabahelkheir, M., Abdalla Abdelwahab K. and Nouri Sulafa, H. 2012. Quality assessment of guar gum (Endosperm) of guar (Cyamopsis tetragonoloba). ISCA Journal of Biological Sciences. 1(1): 67-70.
Schütz, M. and Fangmeier, A. 2001. Growth and yield responses of spring wheat (Triticum aestivum L. cv. Minaret) to elevated CO2 and water limitation. Environmental Pollution. 114(2):187-194.
Sij, J. W., Ott, J. P., Baughman, T. A. and Olosn, B. L. S. 2002. Simulated hail damage on guar at different stages of growth. Annual Report Texas University, USA.
Singh, B., Singh, B. P. and Cowie, A. L. 2010. Characterisation and evaluation of biochars for their application as a soil amendment. Soil Research. 48(7): 516-525.
Smeal, D. and Zhang, H. 1994. Chlorophyll meter evaluation for nitrogen management in corn. Communications in soil science and plant analysis. 25(9-10):1495-1503.
Soltani-Gerdefaramarzi, S., Beik-Khormizi, V., Azizian, A. and Yarami, N. 2021. Effect of Deficit Irrigation with Treated Wastewater on Water Use Efficiency, Nutrient Uptake, and Growth of Pistachio Seedlings in an Arid Area. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. pp.1-11.
Tátrai, Z.A., Sanoubar, R., Pluhár, Z., Mancarella, S., Orsini, F. and Gianquinto, G. 2016. Morphological and physiological plant responses to drought stress in Thymus citriodorus. International Journal of Agronomy. 2016: 4165750. 
Vaccari, F. P., Baronti, S., Lugato, E., Genesio, L., Castaldi, S., Fornasier, F., Miglietta, F. 2011. Biochar as a strategy to sequester carbon and increase yield in durum wheat. European journal of agronomy. 34(4): 231-238.
Van Zwieten, L., Kimber, S., Morris, S., Chan, K. Y., Downie, A., Rust, J. and Cowie, A. 2010. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant and soil. 327(1): 235-246.