تأثیر سطوح مختلف شوری آب آبیاری بر عملکرد و اجزاء عملکرد کینوا (Chenopodium quinoa) در کشت بهاره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران

2 مرکز ملی تحقیقات شوری، یزد، ایران

3 مرکز تحقیقات شوری

چکیده

سابقه و هدف: افزایش جمعیت و نیاز به غذا از یک طرف و محدودیت استفاده از منابع آب‌های متعارف و توسعه تدریجی شوری منابع آب و خاک از طرف دیگر سبب شده است که راهکارها و اقدامات پایدار تولید در منابع آب و خاک نامتعارف (شور) اهمیت دوچندان پیدا کنند. یکی از این استراتژی‌ها برای دستیابی مستقیم‌تر به گزینه‌های مناسب و متحمل در برابر شوری، کار بر روی گیاهان شورزیست به‌عنوان گونه‌های گیاهی دارای تحمل ذاتی بالا به شوری است. گیاه کینوا به‌عنوان یک گیاه شورزیست اختیاری، در خاک‌های شور و مناطقی که امکان آبیاری با آب‌های نامتعارف و خیلی شور وجود دارد، قابل‌کشت است. این پژوهش برای بررسی تأثیر سطوح مختلف شوری آب آبیاری بر اجزاء عملکرد، وزن خشک زیست‌توده، عملکرد دانه و شاخص برداشت کینوا در کشت بهاره انجام گردید.
مواد و روش‌ها: این آزمایش در شرایط لایسیمتری در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در مرکز ملی تحقیقات شوری در استان یزد در سال زراعی 97-1396 انجام شد. سطوح شوری مورد استفاده شامل چهار سطح 5، 10، 15 و 20 دسی‌زیمنس بر متر آب آبیاری بود. 12 عدد لایسیمتر وزنی با طول 85، عرض 25 و ارتفاع 30 سانتی‌متر تهیه شده و سپس هر یک از لایسیمترها با خاک لوم شنی با چگالی ظاهری 4/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب پر شدند. کشت به‌صورت بذری در ابتدای اسفند 1396 انجام یافت و پس از رسیدن به مرحله چهار برگی اقدام به تنک کردن بوته‌ها شد و در نهایت 10 بوته در هر لایسیمتر نگه داشته شد. آبیاری بر اساس میزان تخلیه رطوبت خاک در هر نوبت و نیاز آبشویی حدود 20 درصد انجام شد. برای کنترل شوری خاک، زه‌آب خروجی از ناحیه ریشه در هر نوبت از آبیاری جمع‌آوری شده و هدایت الکتریکی آن اندازه‌گیری گردید. در انتهای کار، برداشت کینوا به‌صورت دستی انجام و پس از خشک شدن، وزن خشک زیست‌توده، عملکرد دانه و شاخص برداشت و صفاتی مانند ارتفاع بوته و غیره اندازه‌گیری گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان‌دهنده کاهش معنی‌دار (در سطح یک درصد) عملکرد، اجزاء عملکرد و شاخص برداشت کینوا با افزایش شوری آب آبیاری بود. افزایش شوری از 5 به 20 دسی‌زیمنس بر متر موجب کاهش 5/29 درصدی وزن خشک زیست‌توده، 77 درصدی عملکرد دانه و 7/11 درصدی شاخص برداشت، 17 درصدی ارتفاع بوته، 29 درصدی طول پانیکول، 39 درصدی عرض پانیکول، 40 درصدی تعداد ساقه فرعی، 39 درصدی تعداد پانیکول در بوته و 19 درصدی وزن هزار دانه گردید. نتایج ضرایب همسبتگی پیرسون حاکی از همبستگی معنی‌دار عملکرد دانه با زیست‌توده (r=0.961**)، ارتفاع بوته (r=0.952**) و تعداد ساقه فرعی (r=0.944**) بود.
نتیجه‌گیری: افزایش شوری آب آبیاری از 5 تا 20 دسی‌زیمنس بر متر به‌طورکلی باعث کاهش وزن زیست‌توده، عملکرد دانه و شاخص برداشت کینوا در کشت بهاره شد. با این وجود بین سطوح شوری 5 و 10 دسی زیمنس بر متر از نظر عملکرد دانه، وزن زیست‌توده و شاخص برداشت اختلاف معنی‌دار مشاهده نشد، اما افزایش شوری بالاتر از 15 دسی‌زیمنس بر متر موجب کاهش شدید و معنی‌دار این صفات شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of different levels of irrigation water salinity on quinoa (Chenopodium quinoa) yield and yield components in spring planting

نویسندگان [English]

  • Hossein Beyrami 1
  • Mohammad Hassan Rahimian 2
  • Masoumeh Salehi 3
  • Rostam Yazdani-Biouki 1
1 Assistant prof. National Salinity Research Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Yazd, Iran
2 National salinity research center, Yazd, Iran
3 National salinity research center, Yazd, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Increasing population and needs for food on the one hand, and the limitation of conventional water resources and the gradual development of soil and water resources salinity on the other hand, make sustainable approaches and practices for production by unconventional water and soil resources more important. One of these strategies for direct access to appropriate options and salinity tolerate was halophytes plants and species with inherent salt tolerance. Quinoa, as a facultative halophyte, had ability to growing in saline regions and irrigation with unconventional and very saline waters. This research was conducted to investigate the effect of different levels of irrigation water salinity on yield components, biomass dry weight, seed yield and harvest index of quinoa in spring planting.
Materials and methods: This experiment was conducted in a lysimetric condition with completely randomized design with three replications in National Salinity Research Center at Yazd province in 2017-18 growing season. The levels of salinity were four levels 5, 10, 15 and 20 dS m-1 of irrigation water. Twelve weighting lysimers with length 85 cm, width 25 cm and a height of 30 cm were prepared and then each of the lysimeters were filled with a sandy loam soil with a bulk density of 1.4 g cm-3. Seeds were sown at the beginning of March 2018; and the seedling were thinned to 10 plants per each lysimeter after reaching the four-leaf stage Irrigation carried out on the basis of soil moisture depletion at each irrigation considering about 20% leaching fraction. To control soil salinity, drainage water from the root zone was collected at each irrigation and its electrical conductivity was measured. At the end of the study, quinoa plants were manually harvested and dry biomass, grain yield and harvest index and traits such as plant height plant height, etc. were measured after drying and the effect of different levels of salinity on these parameters were investigated.
Results: The results showed significant decrease of quinoa yields, yield components and harvest index with increasing in irrigation water salinity. Increasing salinity from 5 to 20 dS m-1 resulted in 29.5%, 77.0%, 11.7%, 17%, 29%, 39%, 40%, 39% and 19% reduction in dry biomass yield, seed yield and harvest index, plant height, panicle length, panicle width, number of branch, number of panicle per plant, and 1000-seed weight, respectively. The results of correlation analysis revealed that seed yield and dry biomass (R2=0.961**), plant height (R2=0.952**) and number of branch (R2=0.944**) were significantly correlated with grain yield.
Conclusion: Increasing salinity of irrigation water from 5 to 20 dS m-1 decreased biomass weight, seed yield and harvest index of quinoa in spring planting. However, there was no significant difference between salinity levels of 5 and 10 dS m-1 for seed yield, biomass weight and harvest index, but increase salinity more than 15 dS m-1 resulted to significant reduction of these traits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Harvest index
  • Quinoa
  • Salinity
  • Yield components

مراجع

  1. FAO. 2011. Quinoa; an ancient crop to contribute to world food security. 63p.
  2. Flowers, T.J., Galal, H.K., and Bromham, L. 2010. Evolution of halophytes: multiple origins of salt tolerance in land plants. Funct Plant Biol. 37: 7. 604-612.
  3. Go´mez-Pando, L.R., lvarez-Castro, R.A., and Eguiluz-de Ia Barra, A. 2010. Effect of salt stress on Peruvian germplasm of Chenopodium quinoa Willd.: a promising crop. J Agro. Crop Sc. 196: 5. 391-396.
  4. Hariadi, Y., Marandon, K., Tian, Y., Jacobsen, S.-E., and Shabala, S. 2010: Ionic and osmotic relations in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) plants grown at various salinity levels. J. Exp. Bot. 62: 1. 185-193.
  5. Jacobsen, S.-E., Quispe, H., and Mujica, A. 2001. An alternative crop for saline soils in the Andes. In: Scientist and Farmer- Partners in Research for the 21st Century. CIP Program Report 1999–2000, pp. 403-408.
  6. Jacobsen, S.-E., Mujica, A., and Jensen, C.R. 2003. The Resistance of Quinoa (Chenopodium quinoaWilld.) to Adverse Abiotic Factors. Food Rev. Int. 19: 1-2. 99-109.
  7. Jacobsen, S.-E., Monteros, C., Christiansen, J.L., Bravo, L.A., Corcuera, L.J., and Mujica, A. 2005. Plant responses of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) to frost at various phenological stages. Eur. J. Agron. 22: 2. 131-139.
  8. Jacobsen, S.-E., Monteros, C., Corcuera, L.J., Bravo, L.A., Christiansen, J.L., and Mujica, A. 2007. Frost resistance mechanisms in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Eur. J. Agron. 26: 4. 471-475.
  9. Jacobsen, S.-E., Liu, F., and Jensen, C.R. 2009. Does rootsourced ABA play a role for regulation of stomata under drought in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Sci Hortic. 122: 2. 281-287.
  10. Jamali, S., Sharifan, H., Hezarjaribi, A., and Sepahvand, N.A. 2016. The effect of different levels of salinity on germination and growth indices of two cultivars of Quinoa. J. of Water and Soil Resourc Cons. 6: 1. 87-98. (In Persian)
  11. Jamali, S., and Sharifan, H., 2018. Investigation the effect of different Salinity levels on Yield and Yield components of Quinoa (Cv.  Titicaca) under different irrigation regimes. J. of Water and Soil Cons. 25: 2. 251-266. (In Persian)
  12. Khan, M.A., and Abdullah, Z. 2003. Salinity-sodicity induced changes in reproductive physiology of rice (Oryza sativa) under dense soil conditions.Environ Exp Bot. 49: 2. 145-157.
  13. Koca, Y.O., Ozmen, S., Kucuk, C., Oktem, N., Ozeroglu, A., and Okur, F.B. 2017. Effects of Different Salt Concentrations on Quinoa Seedling Quality. Int J Second Metab. 4: 3, Special Issue 1. 20-26.
  14. Maleki, P., Bahrami, H.A., Saadat, S., Sharifi, F., Dehghany, F., and Salehi, M. 2018. Salinity threshold value of Quinoa (Chenopodium Quinoa ‎Willd.) at ‎various growth stages and the appropriate ‎irrigation method by saline ‎water. Commu Soil Sci. Plan Anal. 49: 15. 1815-1825.
  15. Munns, R. and Tester, M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance.Annu Rev. Plant Biol. 59: 1. 651-681
  16. Murakeozy, E.P., Nagy, Z., Duhaze, C., Bouchereau, A., and Tuba, Z. 2003. Seasonal changes in the levels of compatible osmolytes in three halophytic species of inland saline vegetation in Hungary. J. Plant Physiol. 160: 4. 395-401.
  17. 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.). J Agron
    Crop Sci. 198: 3. 173-184.
  18. Rosa, M., Hilal, M., JGonzalez, A., and Prado, F.E. 2009. Low-temperature effect on enzyme activities involved in sucrose–starch partitioning in salt-stressed and salt-acclimated cotyledons of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) seedlings. Plant Physiol. Bioch. 47: 4. 300-307.
  19. Ruffino, A.M.C., Rosa, M., Hilal, M., Gonzalez, J.A., and Prado, F.E. 2010. The role of cotyledon metabolism in the establishment of quinoa (Chenopodium quinoa) seedlings growing under salinity. Plant Soil. 326: 1-2. 213-224.
  20. Talebnejad, R., and Sepaskhah, A.R. 2015. Effect of different saline groundwater depths and irrigation water salinities on yield and water use of quinoa in lysimeter. Agric Water Manag. 148: 177-188.
  21. Vega-Gálvez, A., Miranda M., Vergara, J., Uribe, E., Puente, L., and Martínez E.A. 2010. Nutrition facts and functional potential of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), an ancient Andean grain: a review. J. Sci. Food Agric. 90: 15. 2541-2547.
  22. Ventura, Y., Wuddineh, W.A., Myrzabayeva, M., Alikulov, Z., Khozin-Goldberg, I., Shpigel, M., Samocha, T.M., and Sagi, M. 2011. Effect of seawater concentration on the productivity and nutritional value of annual Salicornia and perennial Sarcocornia halophytes as leafy vegetable crops. Sci. Horti. 128: 3. 189-196.
  23. Yazar, A., Incekaya, C., Sezen, S.M., and Jacobsen, S.E. 2015. Saline water irrigation of quinoa (Chenopodium quinoa) under Mediterranean conditions. Crop Pasture Sci. 66: 10. 993-1002. 2015. 

مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 12، شماره 4
اسفند 1398
صفحه 111-120

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار