اثر دور آبیاری و محلول‌پاشی عناصرآهن و روی بر برخی ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک و عملکرد آفتاب‌گردان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد زراعت دانشگاه یاسوج

2 عضو هیات علمی گروه زراعت/ دانشگاه یاسوج

3 عضو هیات علمی گروه زراعت دانشگاه یاسوج

4 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات وآموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات،آموزش و ترویج کشاورزی ، شیراز، ایران

چکیده

سابقه و هدف: آفتاب‌گردان یکی از پنج گیاه روغنی مهم ایران بوده که به دلیل داشتن مقاومت نسبی در برابر خشکی و بالا بودن کیفیت روغن (عدم وجود کلسترول) سطح وسیعی از اراضی کشور را به کشت خود اختصاص می‌دهد. تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل محیطی کاهش رشد و عملکرد بسیاری از گیاهان زراعی به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا محسوب می‌شود. کاربرد عناصر کم مصرف یکی از راه‌های کاهش اثرات منفی تنش رطوبتی بر گیاهان زراعی میباشد. این پژوهش به منظور بررسی پاسخ آفتاب‌گردان به محلول‌پاشی کودهای کممصرف آهن و روی در شرایط تنش خشکی و ارزیابی نقش این عناصر در کاهش خسارات ناشی از تنش و تحمل گیاه به تنش خشکی اجرا گردید.
مواد و روش‌ها : این آزمایش در مرکز تحقیقات کشاورزی زرقان فارس در بهار و تابستان 1393 به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. دور آبیاری در سه سطح (آبیاری پس از 60، 120 و 180 میلی‌متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A ) به‌عنوان کرتهای اصلی و محلول‌پاشی عناصر کم مصرف در چهار سطح (محلول‌پاشی با آب (شاهد)، سولفات آهن سه گرم در لیتر، سولفات روی سه گرم در لیتر و ترکیب سولفات آهن و سولفات روی هرکدام به میزان سه گرم در لیتر) به عنوان کرت فرعی به کار برده شدند. در این آزمایش صفات فیزیولوژیک (محتوای کلروفیل، پرولین، قندهای محلول، محتوای آب نسبی و درصد نشت الکترولیت برگ)، صفات مورفولوژیک (شاخص سطح برگ و ارتفاع) به همراه عملکرد دانه ارزیابی شد.
یافتهها: نتایج نشان داد که اثرات اصلی دور آبیاری و محلول‌پاشی برای تمامی صفات مورد ارزیابی معنیدار گردید؛ ولی برهمکنش آن‌ها تنها برای صفات میزان پرولین و قندهای محلول برگ معنیدار شد. تأخیر در آبیاری از 60 میلیمتر به 180 میلیمتر تبخیر باعث کاهش معنیدار محتوای نسبی آب برگ، میزان کلروفیل، عملکرد دانه، ارتفاع بوته و شاخص سطح برگ به‌ترتیب 6/5، 2/31، 5/37، 1/17 و 8/36 درصد گردید. همچنین این میزان تأخیر در آبیاری باعث افزایش 20 درصدی نشت الکترولیت برگی شد. در بین تیمارهای محلول‌پاشی نیز، محلول‌پاشی عناصر آهن و روی باعث افزایش معنی‌دار محتوای آب نسبی، شاخص سطح برگ، ارتفاع بوته و عملکرد دانه و روغن و همچنین کاهش معنی‌دار میزان نشت الکترولیت برگی نسبت به تیمار شاهد شد. مقایسه میانگین برهمکنش دور آبیاری و محلول‌پاشی بر میزان پرولین و قندهای محلول برگ نشان داد که در هر سه سطح آبیاری کاربرد توأم آهن و روی باعث افزایش این صفات گردید.
نتیجهگیری: محلول‌پاشی عناصر آهن و روی موجب بهبود صفات مورد اندازه‌گیری، تحت شرایط تنش رطوبتی گردید. از اینرو، افزایش متابولیت‌ها به ویژه قندهای محلول برگ و کاهش پراکسیداسیون لیپیدها در اثر محلول‌پاشی این دو عنصر، می‌تواند تأثیر مثبتی بر سازوکارهای تحمل به خشکی و افزایش عملکرد دانه و روغن آفتاب‌گردان داشته باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Irrigation Interval and Iron and Zinc Foliar Application on Some Morpho-Physiological Characteristics and Yield of Sunflower

نویسندگان [English]

  • Ali Yadavi 2
  • Hamidreza Khadem hamzeh 4
4 Crop and Horticultural Science Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Sunflower is one of the five important oil plants in Iran that because of the relative resistance to drought stress and high oil quality (absence of cholesterol) had a wide range of country land that devoted to the cultivation of this crop. Drought stress is one of the most important factors that limiting the growth and yield of many crops, especially in the arid and semi-arid region in the world.The use of micro-nutrients is one of the ways to reduce the negative effects of water stress on crops. This research was carried out to investigate the response of sunflower to the foliar application of iron (Fe) and zinc (Zn) micro fertilizers under drought stress conditions and to evaluate the role of these nutrients for reducing drought stress damages and plant tolerance to the drought stress.
Material and methods: This experiment was carried out as a split-plot based on randomized completely block design with three replications in Zarghan Agricultural Research Station, Fars province in spring and summer of 2014. The irrigation interval in three levels (irrigation after 60, 120 and 180 mm evaporation from A-class pan evaporation) were used as the main plot and foliar application of micronutrients in four levels (foliar application with water (control), ferrous sulfate (3 g L-1) zinc sulfate (3 g L-1) and the combination of ferrous sulfate and zinc sulfate each one at a rate of (3 g L-1)) served as the subplot. In this experiment, physiological traits (chlorophyll content, proline, soluble carbohydrates, relative water content and electrolyte leakage percent of leaf), morphological traits (leaf area index and height) as well as grain yield were evaluated.
Results: The results showed that the main effects of irrigation interval and foliar application were significant for all traits, but their interactions only were significant for proline and soluble carbohydrates. Delaying in irrigation from 60 to 180 mm evaporation significantly decreased 5.6, 31.2, 37.5, 17 and 37 percent relative water content (RWC), chlorophyll content, plant height, leaf area index (LAI) and grain yield, respectively. With the delaying in irrigation also, leaf electrolyte leakage increased by 20 percent. In foliar application treatments, compared to the control, the foliar application of Fe and Zn caused to increase the RWC, chlorophyll content, proline and soluble sugars content of leaves, plant height, LAI and grain yield and oil as well as reduced electrolyte leakage in leaf significantly. The interactions mean comparison of irrigation and foliar application on proline and soluble carbohydrates showed that in all three levels of irrigation use of Fe and Zinc together increased these traits.
Conclusion: Foliar application of Fe and Zn improved physiological traits under drought stress condition. Hence, the increase in metabolites particularly soluble carbohydrates and reducing lipid peroxidation, by foliar application of these two elements, could have a positive effect on the mechanisms of drought tolerance and increased sunflower grain yield and oil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grain yield
  • Membrane stability
  • Leaf area index
  • Proline
  • Soluble carbohydrates
1- Abedi Baba-Arabi, S., Movahhedi
Dehnavi, M., Yadavi, A., and Adhami,
E. 2011. Effects of Zn and K foliar
application on physiological traits and
yield of spring safflower under drought
stress. J. Crop Prod., 4(1): 75-95. (In
Persian)
2-Afshani, S., Amirnia, R., and Hadi, H.
2015. Study effect of foliar application
of iron and zinc on yield and yield
components of autumn rapeseed
(Brassica napus L.) under limited
irrigation. Iran. J. Field Crops Res.,
13(1): 43-52. (In Persian)
3-Ahmadi, J., Seyfi, M.M., and. Amini, M.
2012. Effect of spraying micronutrients
Fe, Zn and Ca on grain and oil yield of
sesame (sesamus indicum l.) Varieties.
elec. J. Crop Prod., 5(3): 115-130. (In
Persian)
4-Amaniyan, A., Armin, M., and Filekesh,
E. 2014. Effect of different zinc amounts
application on yield and yield
components of sunflower under drought
stress conditions. J. Crop Prod. Res.,
5(3): 287-298. (In Persian)
5-Arnon, D.I. 1967. Copper enzymes in
isolated chloroplasts: polyphenol
oxidase in Beta vulgaris. J. Plant
Physiol., 24: 1-15.
6-Babaeian, M., Heidari, M., and Ghanbari,
A. 2011. Effect of water stress and foliar
micronutrient application on
physiological cahracteristics and
nutrient uptake in sunflower (Helianthus
annus L.) Iran. J. Crop Sci., 12(4): 377-
391. (In Persian)
7-Beltrano, J., and Ronco, M.G. 2008.
Improved tolerance of wheat plants
(Triticum aestivum L.) to drought stress
and dewatering by the arbuscular
mycorrhizal fungus Glomus claroideum.
J. Plant Physiol., 20: 29-31.
8-Daneshmand, A.R., Shirani-Rad, A.H.,
Nour-Mohammadi, Gh., Zarei, Gh., and
Daneshian, J. 2008. Effect of irrigation
regiems and nitrogen levels on seed
yield and seed quality of two rapeseed
(Brassica napus L.) cultivars. Iran. J.
Crop. Sci., 10(3): 244-261 (In Persian)
9-Ebrahimian, E., and Bybordi, A. 2011.
Effect of iron foliar fertilization on
growth, seed and oil yield of sunflower
grown under different irrigation
regimes. Middle-East J. Sci. Res., 9 (5):
621-627.
10-Ghattavi, H., Moafporian, Gh., and
Bahrani, A. 2012. Effect of zinc sulfate
spraying and irrigation intervals on
yield, yield components and protein
content of grain corn. J. Plant
Ecophysiol., 4(1)38-48. (In Persian)
11-Gholinezhad, E., Aynaband, A.,
Hassanzade Ghorthapeh, A.,
Noormohamadi G., and Bernousi, I.
2012. Effects of drought stress, nitrogen
amounts and plant densities on grain
yield, rapidity and period of grain filing
in sunflower. J. Agric. Sci. Sustain.
Prod., 22(1): 129-143. (In Persian)
12- Goksoy, A.T., Demir, A.O., Turan,
Z.M., and Da ustu, N. 2004. Responses
of sunflower to full and limited
irrigation at different growth stages.
Field Crop Res., 87: 167-178.
13-Irigoyen, J., Emerich, D.W., and
Sanchesdiaz, M. 1992. Water stress
induced changes in concentrations of
proline and total soluble sugars in
nodulated alfalfa (Medicago sativa)
plants. Physiol. Plant., 84: 55-60.
14-Jiang, Y., and Huang, N. 2001. Drought
and heat stress injury to two cool-season
turf grasses in relation to antioxidant
metabolism and lipid peroxidation. Crop
Sci., 41: 436-442.
15-Khan, H., Link, U., Hocking, W., and
Stoddard, F. 2007. Evaluation of
physiological traits for improving
drought tolerance in faba bean (vicia
faba L.). Plant Soil Sci., 292: 205-217.
16-Mekki, B.B., EL- Kholy, M.A., and
Mohamad, E.M. 1999. Yield, oil and
fatty acids contents as affected by water
deficit and Potassium fertilization in tow
sunflower cultivars. Egyptian J. Agr.,
21: 67- 85.
17-Marschner, H. 1995. Mineral Nutrition
of Higher Plant. 2nd edition. Academic
Press. UK.
18-Mirakhori, M., Paknejad, F., Moradi, F.,
Ardakani, M.R., Nazeri, P., and
Esmaeilpor jahromi, M. 2010. Effect of
drought stress and methanol on
chlorophyll parameters, chlorophyll
content and relative water content of
soybean (Glycine max L., var. L 17).
Iran. J. Field Crops Res., 8(3): 531-541.
(In Persian)
19-Misagh, M., Movahhedi Dehnavi, M.,
Yadavi, A., and Khadem-Hamze, H.
2014. Effect of zinc and boron foliar
application on some physiological traits
of sesame (Sesamum indicum L.) under
drought stress. 13th Iranian Crop Sci.
Congress and 3rd Iranian Seed Sci. Tech.
Conference. (In Persian)
20-Moosavifar, B.E., Behdani, M.A., Jami
Alahmadi, M., and Hosaini Bojd, M.S.
2010. Effect of deficit irrigation on
some morphological characteristics and
biological yield of spring safflower
cultivars. Environ. Stress Crop Sci.,
3(2): 105-114. (In Persian)
21-Mosavi, S.R., Galavi, M., and
Ahmadvand, G. 2007. Effect of zinc and
manganese foliar application on yield,
quality and enrichment on potato
(Solanum tuberosum L.). Asian J. Plant
Sci., 6: 1256- 1260.
22-Niakan, M., and Ghorbanli, M. 2007.
The effect of drought stress on growth
parameteres, photosynthetic factors,
content of protein, Na and K in shoot
and root in two soybean cultivars. Bot. J.
Iran., 8(1): 17-32. (In Persian)
23-Odeley, F., and Animashaun, M.O.
2007. Effects of nutrient foliar spray on
soybean growth and yield (Glycine max
L.) in south west Nigeria. Aust. J. Crop
Sci., 41: 1842-1850.
24-Pandey, R.K., Marienville, J.W., and
Chetima, M.M. 2000. Deficit irrigation
and nitrogen effect on maize in a
sahelian environment. II. Shoot growth,
nitrogen uptake and water extraction.
Agric. Water Manag., 46(1): 15-27.
25-Paquine, R., and Lechasser, P. 1979.
Observations sur une methode de dosage
de la proline libre dans les extraits de
plantes. Can. J. Bot., 57(17): 1851-1854.
26-Potarzycki, J., and Grzebisz, W. 2009.
Effect of zinc foliar application on grain
yield of maize and its yielding
components. Plant Soil Environ., 55:
519-527.
27-Rahimizadeh, M., Kashani, A., Zare
Fizabady, A., Madani, H., and Soltani,
E. 2010. Effect of micronutrient
fertilizers on sunflower growth and yield
in drought stress condition. J. Crop.
Prod., 3(1): 72-75. (In Persian)
28-Ravi, S., Channal, H.T., Hebsur, N.S.,
Patil, B.N., and Dharmatti, P.R. 2008.
Effect of sulphur, zinc and iron nutrition
on growth, yield, nutrient uptake and
quality of safflower (carthamus
tinctorius L.). Karnataka J. Agric. Sci.,
21(3): 382-385.
29-Reddy, A.R., Chaitanya, K.V., and
Vivekanandan, M. 2004. Drought
induced responses of photosynthesis and
antioxidant metabolism in higher plants.
J. Plant Physiol., 161: 1189-1202.
30-Saeidi Aboueshaghi, R., Yadavi, A.,
Movahhedi Dehnavi, M., and Baluchi,
H. 2014. Effect of irrigation intervals
and foliar application of iron and zinc on
some physiological and morphological
characteristics of red bean (Phaseolous
vulgaris L.). J. Plant Proc. Fun., 3(7):
27-41. (In Persian)
31-Singh, S.H. 2007. Drought resistances in
the race Durango dry bean landraces and
cultivars. Agr., J., 99(5): 1919-1925.
32-Siosemardeh, A., Ahmadi, A., Poustini,
K., and Ebrahimzadeh, H. 2003.
Stomatal and nonstomatal limitations to
photosynthesis and their relationship
with drought resistance in wheat
cultivars. Iran. J. Agric. Sci., 34(4): 93-
106
33- Teulat, B., Monneveux, P., Wery, J.,
Borries, C., Souyris, I., Charrier, A., and
This, D. 1997. Relationships between
relative water content and growth
parameters and water stress in barley, A
QTL study. New Physiol., 137: 99-107.
34-Weisany, W., Sohrabi, Y., Heidari, G.,
Siosemardeh, A., and Ghasemi-
Golezani, K. 2011. Physiological
response of soybean (Glycine max L.) to
zinc application under salinity stress.
Aust. J. Crop Sci., 5: 1441-1447.
35-Zago, M.P., and Oteiza, P.I. 2001. The
antioxidant properties of zinc:
Interactions with iron and antioxidants.
Free Radic. Biol. Med., 31: 266-274.