بررسی تغییرات شاخص‌های فیزیولوژیکی رشد و عملکرد گیاه کینوا (Chenopodium quinoa Willd) تحت تأثیر تاریخ‌های مختلف کاشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زراعت، گروه امور زراعی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس، گنبد، ایران

2 استادیار، گروه امور زراعی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس، گنبد، ایران

3 دانشیار ، گروه امور زراعی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس، گنبد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: کینواگیاهی یکساله متعلق به خانواده آمارانتوس با قدرت سازگاری بالا در محیط‌های مختلف بوده و تنها غذای گیاهی است که شامل تمام اسیدهای آمینه ضروری، ریزمغذی‌ها و ویتامین‌ها می‌باشد. رعایت تاریخ کاشت مناسب باعث تولید عملکرد اقتصادی بالاتر بدون صرف هزینه‌های اضافی خواهد شد و به گیاه اجازه خواهد داد که پتانسیل کامل رشدی خود را نشان دهد. تجزیه و تحلیل رشد گیاه توسط یک ‌سری پارامترها انجام می‌شود که مهم‌ترین‌ آنها شاخص سطح برگ(LAI) ، تجمع ماده خشک (TDM)، سرعت رشد نسبی(RGR) ، سرعت رشد محصول (CGR) و سرعت جذب خالص(NAR) است. افزایش سریع سطح برگ و حصول حداکثر LAI در آغاز حیات گیاه می‌تواند منجر به افزایش دریافت تشعشع، فتوسنتز و نهایتاً افزایش عملکرد گردد. سرعت رشد محصول از اصلی‌ترین عوامل مؤثر بر تولید محصول و عملکرد است. مطالعات مختلف روی گیاه کینوا نشان داد که شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی و سرعت فتوسنتز خالص تحت تاثیر تاریخ‌های کاشت مختلف قرار گرفت. هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر تاریخ‌های مختلف کاشت بر شاخص‌های رشدی و عملکرد گیاه کینوا بود.
مواد و روش‌ها: این مطالعه در مجتمع گلخانه‌ای جهاد کشاورزی شهرستان خلیل‌آباد از توابع استان خراسان رضوی، در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار و 12 تاریخ کاشت مختلف طی دو سال زراعی 97-1396 و 98-1397 انجام شد. تیمارهای کشت از 15 اسفند و با فاصله هر 15 روز یک‌بار صورت گرفت. طی آزمایش، روند تغییرات پارامترهای رشد شامل: LAI، TDM،RGR ، CGR وNAR ارزیابی شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که تغییرات شاخص سطح برگ، درتاریخ‌های مختلف در ابتدای دوره رشد توسعه برگ‌ها روند کندی داشت که تا کمی قبل از ظهور گل‌آذین ادامه یافت، اما پس از آن شیب افزایش سطح برگ بیشتر شد و تا زمان رسیدن به حداکثر شاخص سطح برگ ادامه داشت. با مسن شدن برگ‌ها، زرد شدن و ریزش برگ‌های پایین بوته، به واسطه سایه‌اندازی و انتقال مجدد مواد از برگ‌ها به دانه‌ها در دوره‌ی پر شدن دانه، این روند کاهش یافت و افت به نسبت سریعی در شاخص سطح برگ مشاهده شد. در مجموع دو سال بالاترین میزان تجمع ماده خشک مربوط به تاریخ کاشت 15 اسفند بود ولی به طور کلی میزان تجمع ماده خشک در سال دوم کمتر از سال اول بود. سرعت رشد محصول نیز در تاریخ کاشت 15 اسفند در هر دو سال پژوهش بالاتر از بقیه به‌دست آمد. سرعت رشد محصول در سال دوم در مجموع کمتر از سال اول بود. که دلیل این امر مربوط تفاوت دما در دو سال آزمایش بود. سرعت رشد نسبی در طول فصل رشد کینوا یک روند نزولی داشت. میزان سرعت فتوسنتز خالص در بین تاریخ‌های کاشت از الگوی مشابهی پیروی نکرد ولی در مجموع این پارامتر از اول فصل تا انتهای فصل رشد یک روند کاهشی را نشان داد.
نتیجه‌گیری:
نتایج نشان داد که بالاترین مقادیر شاخص‌های رشدی کینوا مربوط به تاریخ کاشت‌های اول بود. این امر بیانگر وجود شرایطی محیطی مناسب شامل دما و نور مناسب جهت حصول بهتر شاخص‌های رشدی در تاریخ‌های اول بود. به طور مثال بالاترین شاخص سطح برگ مربوط به تاریخ کاشت 29 اسفند و 30 فروردین طی دو سال آزمایش و یا سایر شاخص‌های رشدی در تاریخ کاشت 15 اسفند بالاترین مقادیر را دارا بود. بین تاریخ‌های کاشت مختلف از لحاظ میزان شاخص‌های رشدی مورد مطالعه تفاوت وجود داشت. به طور کلی بهترین تاریخ کاشت برای این گیاه در شرایط آزمایش از 15 اسفند تا 15 فروردین بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of changes in physiological characteristics and yield of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) under different cultivation date

نویسندگان [English]

  • seyed hossein hosseini 1
  • Ali RahemiKarizaki 2
  • Abbas Biabani 3
  • Ali Nakhzari moghaddam 2
  • Fakhtak Taliey 2
1 PhD student of Agronomy, Department of plant production, Gonbad University, Gonbad, Iran
2
3 دانشگاه گنبد کاووس
چکیده [English]

Background and objectives
Quinoa is an annual plant belonging to the Amaranthus family with high adaptability in different environments and the only plant food that contains all the essential amino acids, micronutrients and vitamins and has the ability to adapt to different environments. Planting date affects the growth potential and yield of the plant by creating temperature and light restrictions and will reduce or increase plant growth. Proper planting date will produce higher economic yields without increasing additional costs and will allow the plant to show its full growth potential. Plant growth analysis is performed by a series of parameters, the most important of which are leaf area index (LAI), total dry matter (TDM), relative growth rate (RGR), crop growth rate (CGR) and net assimilation rate . A rapid increase in leaf area and maximum LAI at the beginning of plant life can lead to increase radiation intake, photosynthesis rate, and ultimately increased yield. Crop growth rate is one of the main factors affecting crop production and yield. Various studies on quinoa showed that leaf area index, crop growth rate, relative growth rate and net photosynthesis rate were affected by different planting dates.
Materials and methods
This study was conducted in the greenhouse complex of Jihad Keshavarzi in Khalil Abad, Khorasan Razavi province, Iran, in the form of a complete randomized block design with three replications and 12 different planting dates during the two crop years of 2018 and 2019. Cultivation treatments were performed once every 15 days from March 6th. During the experiment, the trend of changes in growth parameters including: LAI, TDM, RGR, CGR and NAR was Measured and estimated.
Results and
The results showed that the trend of changes in leaf area index in different dates had a slow trend at the beginning of leaf growth period, which continued until shortly before the emergence of flowers, but then the slope of leaf area index increased until the maximum leaf area index continued. With the aging of the leaves, yellowing and shedding of the lower leaves of the plant, due to the shading and re-transfer of material from the leaves to the seeds during the grain filling period, this process decreased and a relatively low decline was observed in the leaf area index. In total, the highest amount of total dry matter in two years was related to the planting date of March 6, but in general, the amount of total dry matter in the second year was less than the first year. Crop growth rate was higher than the planting date on the March 6th in both research years. Crop growth rate in the second year was generally lower than in the first year. This was due to the temperature difference in the two years of study. The relative growth rate during the Quinoa growth season was declining. The net assimilation rate among planting dates did not follow the same pattern, but overall this parameter showed a declining trend from the beginning of the season to the end of the growing season.
Conclusions
The results showed that the highest values of quinoa growth indices were related to the date of first plantings. This indicated the existence of suitable environmental conditions including suitable temperature and light to better achieve growth indices in the first dates For example, the highest index of leaf area was related to the planting date of March 20 and April 20 during two years of experiment, or other growth indicators had the highest values on March 6th. There was a difference between different planting dates in terms of the amount of growth characteristics studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crop growth rate
  • Leaf area index
  • Relative growth rate
  • Total dry matter

مراجع

  1. Aparicio, N., Villegas, D.J., Araus, L., Casadesus, J., and Royo, C. 2002. Relationship between growth traits and spectral vegetation indices in durum wheat. Crop Sci. 42: 5. 1547-1555.
  2. Chimenti, C.A., and Hall, A.S. 2002. Grain number response to temperature during floret differentiation in sunflower. Field Crops Res. 72: 3. 177-184.
  3. Danielsen, S., and Ames, T. 2004. Mildew (Peronospora farinosa) of Quinua (Chenopodioum quinoa) in the Andean Region. Benson Agriculture and Food Institute Brigham, Young University, Provo, Utah, USA: 29p.
  4. De Oliveira Vergara, R., Andrea Bicca Noguez, M., Tiago, P., Aline Klug, R., Gizele Ingrid, G., Francisco Amaral, V., Fernanda da Motta, X., Paulo Eduardo Rocha, E., Jerfferson Araujo, C., and Michele Renata Revers, M. 2019. Plant growth and physiological quality of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) seeds grown in Southern Rio Grande do Sul, Brazil. Aust. J. Crop Sci. 13: 5. 678-682.
  5. Eshraghi‌‌Nejad, M., Kamkar, M., and Soltani, A. 2012. The effect of sowing date on yield of millet varieties by influencing on phonological periods duration. Crop prod. 4: 2. 169-188.
  6. Estakhr, A., and Choukan, R. 2006. Effects of planting date and density of female parent B73 on hybrid seed production of KSC704 in Fars province. Seed and plant impro. j. 22: 2. 167-183. (in Persian).
  7. FAO, 2011: Quinoa: An ancient crop to contribute to world food security. In: Bojanic, A. ed. Regional Office for Latin America and the Caribbean, pp. 63. Food and Agriculture Organization, Rome, Italy.
  8. Fouroghi, A., Biabani, A., Rahemi karizaki, A., and Rasam, Gh. 2019. Evaluation of adaptation of different varieties of canola (Brassica napus) under the climatic conditions of Shirvan. J. Crop prod. 12: 2. 33-56.
  9. Fuentes, F.F., Maughan, P.J., and Jellen, E.R. 2009. Diversidad geneticay recursos geneticos para el mejoramiento de la quinoa (Chenopodium quinoa Willd). george. Valpo. 42: 20-33.
  10. Ganjali, A., Malekzadeh, S., and Bagheri, A. 2000. Effect of plant population and planting pattern on trend of growth indices of chickpea in Neishabour region. J. Agri. Sci. Technology. 12: 9. 33-41.
  11. Ghadirian, R., Soltani, A., Zainali, A., Kalatearabi, M., and Bakhshande, A. 2011. Evaluation of non-linear regression models for use in wheat growth analysis. J. Crop prod 4: 55-77. (In Persian)
  12. Ghiasabadi, M., khajeh-hosseini, M., and Mohammad‌ Abadi, A. 2014. The study of transplanting date on growth analyses and forage yield of maize (Zea mays) under Mashhad conditions. Iran J. Field Crop Res. 12: 2. 137-145.
  13. Gilani, A., Siadat, S.A., Jalali, S., and Limouchi, K. 2018. Study of physiological indices and yield of the rice varieties in north regions of Khuzestan. Quarterly J. plant prod. sci. 7: 2. 73-86.
  14. Hinojosa, L., Matanguihan, J.B., and Murphy, K.M. 2019. Effect of high temperature on pollen morphology, plant growth and seed yield in quinoa (Chenopodium quinoa). J. Agro Crop Sci. 205: 33–45.
  15. Hodges, T., and Kanemasu, E.T. 1977. Modeling daily dry matter production of winter wheat. Agro. J. 69: 6. 674-678.
  16. Jacobsen, S.E. 2003. The Worldwide Potential for Quinoa. Food Reviews Iinternational. 19: 1-2. 167-177.
  17. 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). Eur. J. Agron. 26: 4. 471-475.
  18. Jamali, S., sharifan, H., Aboutaleb hezarjaribi, A., and sepahvand, N.A. 2016. The effect of different levels of salinity on germination and growth indices of two cultivars of Quinoa. water. soil Res. conserv. 6: 1. 87-98. (In Persion)
  19. Karimi, M.M., and Siddique, H.M. 1991. Crop growth and relative growth rates of old modern wheat cultivars. J. Agri. Res. 42: 1. 783-788.
  20. Khatib, F., Torabi, B., and Rahimi, A. 2015. Assessing the effect of planting date on safflower cultivars growth and seed yield in Rafsanjan condition. Iran J. Field Crops Res. 13: 2. 316-327.
  21. Khichar, M.L., and Niwas, R. 2006. Microclimatic profiles under different sowing environments in wheat. Agrometeorol. 8: 201-209.
  22. Lotus Newsletter. 2008. Abstract, Workshop held at Chascomus, 17-19 November. 38: 86-88.
  23. Mamedi, A., Tavakkol Afshar, R., and Sepahvand, N.A. 2017. Quantifying seed germination response of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) under temperature and drought stress regimes. Iran J. Field Crop Sci. 48: 3. 615-623.
  24. Mamedi, A., Tavakkol Afshari, R., Sepahvand, N.A., and Oweyse, M. 2016. Evaluation of various temperatures on Quinoa plant seeds under salinity stress. Iran J. Filed Crop Sci. 46: 4. 583-589.
  25. Mujica, A. 1994. Andean grains and legumes. In: Hernando, B., and. Leon, J.L. (Eds.). Neglected Crops: 1492 from a different prospective. FAO, Rome, Italy. 26: 131-148.
  26. OuzuniDouji, A.A., Esfahani, M., SamizadehLahiji, H.A., and Rabiei, M. 2008. Effect of planting pattern and plant density on growth indices and radiation use efficiency of apetalous flowers and petalled flowers rapeseed (Brassica Bapus) cultivars. Iran J. Crop Sci. 9: 4. 328-400. (In Persion)
  27. Oweis, T., Hachum, A., and Pala, M. 2004. Water use efficiency of winter-sown chickpea under supplemental irrigation in a Mediterranean environment. Agri. Water Manag. 66: 2. 163-179.
  28. Panahyan, M., and Jamaati, S.H. 2009. Study of variation trend of growth indices in lentil under drought stress. Aust J. Basic and App Sci. 3: 4. 4314-4326.
  29. Power, J,F., Willis, W.O., Grunes, D.L., and Reichman, G.A. 1976. Effect of soil temperature, phosphorus, and plant age growth analysis of barley. Agron. J. 59: 3. 231-234.
  30. Praveen Kadam, V., Suneetha Devi, K.B., Hussain, S.A., and Uma Devi, M. 2018. Growth, Yield Attributes, Yield and Economics of Quinoa (Chenopodium quinoa) as Influenced by Variable Irrigation Water Supply through Drip and Surface Methods. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci. 7: 7. 3428-3438.
  31. Ramesh, K., Suneetha Devi, K.B., Gopinath, K.A., and Uma Devi, M. 2017. Physiological indices, yield and yield attributes of quinoa (Chenopodium quinoa) as influenced by dates of sowing and varied crop geometry. Int. J. Curr. Microbiol. 6: 7. 1023-1034.
  32. Saeidi, S.M., Siadat, S.A., Moshatati, A., Moradi‌Telavat, M.R., and Sepahvand, N.A. 2020. Effect of sowing time and nitrogen fertilizer rates on growth, seed yield and nitrogen use efficiency of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) in Ahvaz, Iran Iranian J. Field Crop Res. 21: 4. 354-367. (In Persian)
  33. Salehi, M., Soltani, V., and Dehghani, F. 2019. Effect of sowing date on phenologic stages and yield of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) under saline condition. Environ Stress. Crop Sci. 12: 3. 923-932.
  34. Senthoid, A., Turner, N.C., Botwright, T., and Condon, A.G. 2003. Evaluating the impact of a trait for increased specific leaf area on wheat yields using a crop simulation model. J. 95: 4. 10-19.
  35. Sun, Y.F., Liang, J.M., Ye, J., and Zhu, W.Y. 1999. Cultivation of super-high yielding rice plants. China Rice. 5: 38-39.
  36. Tapia, M., Alandia, S., Cardozo, A., Gandarillas, H., Mujica, A., Ortiz, R., Otazu, V., Rea, J., and Zanabria, E., 1979. In: Tapia, M. (Eds.), Quinoa y Canihua Cultivos Andinos. Serie libros y materiales educativos 49. IICA, Bogot a, Colombia. p. 227
  37. Theurer, J.C. 1999. Growth pattern in sugar beet production. Sugar Beet Technol. 60: 343-367.
  38. Thomas, H., Ougham, H.J., Wagstaff, C., and Stead, A.D. 2003. Defining senescence and death. J. Exp. Bot. 54: 385. 1127-1132.
  39. vatal, W. 1991. Responses on maize to plant on population density. J. 11: 930-935.
  40. Weeden, B.R. 2000. Potential of sugar beet on the Atherton tableland. Rural industries research and development corporation. 102 p.
  41. Yin, X., Gouadrian, J., Latinga, E.A., Vos, J., and Spiertz, J.H. 2003. A flexible sigmoid growth functions of determinate growth. Ann. Bot. 91: 3. 361-371.
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 13، شماره 2
شهریور 1399
صفحه 99-116

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار