ارزیابی پاسخ‌های فیزیولوژیک و تغذیه‌ای لوبیا قرمز رقم یاقوت به رژیم‌های مختلف آبیاری و محلول‌پاشی اسید هیومیک

نوع مقاله : مقاله کامل علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد ، اگروتکنولوژی-اکولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.

2 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

3 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.

4 - دانش‌آموخته کارشناسی ارشد اگروتکنولوژی-فیزیولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج،

چکیده

سابقه و هدف: پایداری عملکرد لوبیاقرمز (Phaseolus vulgaris L.) در بسیاری از مناطق جهان با تنش‌های محیطی، به‌ویژه خشکی، به شدت در معرض خطر است. این تنش، با تأثیر بر فرآیندهای فیزیولوژیک کلیدی گیاه نظیر فتوسنتز و جذب عناصر غذایی، کاهش چشمگیری در عملکرد دانه ایجاد می‌کند. در مناطق کم‌آب و خشک نظیر ایران، بحران منابع آبی ناشی از تغییرات اقلیمی و بهره‌برداری بی‌رویه، چالشی جدی در مسیر پایداری تولید محصولات حساس به خشکی مانند لوبیا قرمز ایجاد کرده است. در پاسخ به این چالش، توجه به روش‌های زراعی کم‌هزینه، پایدار و سازگار با محیط زیست، بیش از پیش ضرورت یافته است. اسید هیومیک به‌عنوان یک ترکیب آلی حاصل از تجزیه مواد طبیعی، از جمله گزینه‌های نوین مورد توجه در مدیریت تنش‌های غیرزیستی است. این ماده با بهبود ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک، افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت، تسهیل جذب عناصر غذایی و تقویت سازوکارهای دفاعی گیاه، نقش مؤثری در بهبود تحمل گیاهان به تنش آبی دارد. بنابراین پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تاثیر محلول‌پاشی اسید هیومیک بر برخی شاخص‌های فیزیولوژیکی و تغذیه‌ای لوبیا قرمز رقم یاقوت، تحت شرایط کم‌آبیاری انجام گرفت.

مواد و روش‌ها: این پژوهش مزرعه‌ای در سال 1402 در شهرستان بویراحمد (جنوب غرب ایران) اجرا گردید. طرح آزمایشی به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار پیاده‌سازی شد. تیمار اصلی شامل سه سطح آبیاری بر مبنای درصد نیاز آبی برآورد شده از طریق تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از تشت تبخیر کلاس A بود: آبیاری کامل (%100 نیاز آبی گیاه)، تنش متوسط (%80 نیاز آبی) و تنش شدید (%60 نیاز آبی). در کرت‌های فرعی نیز، محلول‌پاشی برگی اسید هیومیک در چهار سطح شامل صفر (شاهد)، 5/2، 5 و 5/7 لیتر در هکتار طی دو مرحله شش برگی و آغاز گلدهی اعمال شد. در این آزمایش، صفات پرولین، قندهای محلول، سوپراکسید دیسموتاز، کلروفیل a و b، شاخص کلروفیل، محتوای عناصر دانه (شامل نیتروژن، پتاسیم و فسفر) و عملکرد دانه مورد ارزیابی قرار گرفت.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که آبیاری 60 درصد به میزان 94/33 درصد محتوای قندهای محلول برگ را افزایش داد و از سوی دیگر محتوای کلروفیل a و b را به‌ترتیب 15/46 و 71/52 درصد کاهش داد. همچنین اثر ساده تنش شدید با کاهش 54/6 درصدی فسفر دانه و افزایش 91/45 درصدی پتاسیم دانه همراه بود. کاربرد محلول‌پاشی 5/7 لیتر اسید هیومیک در هکتار نیز موجب افزایش 62/65، 38/52 و 49/9 درصدی کلروفیل a و b و شاخص کلروفیل شد. معنی‌داری برهمکنش‌های دوگانه نیز نشان داد در سطح آبیاری 60 درصد، کاربرد 5/7 لیتر اسید هیومیک در هکتار موجب افزایش 97/56 درصدی پرولین و 43/70 درصدی فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز شد. درنهایت مجموعه صفات فیزیولوژیک اعمال بالاترین سطح کاربرد اسید هیومیک منجر به بهبود 41/37 و 66/20 درصدی عملکرد دانه تحت آبیاری 100 درصد و تنش شدید شد.

نتیجه‌گیری: نتایج تحقیق نشان داد که تنش کم‌آبیاری در گیاه لوبیاقرمز با برهم‌زدن تعادل فیزیولوژیکی، کاهش کارایی فتوسنتز و افت جذب عناصر غذایی موجب کاهش عملکرد می‌شود. با این‌حال، محلول‌پاشی اسید هیومیک به‌عنوان یک محرک زیستی مؤثر، با ارتقاء توان فیزیولوژیکی و تغذیه‌ای گیاه، موجب افزایش تحمل به تنش و بهبود صفات عملکردی گردید. از این‌رو محلول‌پاشی 5/7 لیتر اسید هیومیک در هکتار ضمن تقویت سامانه دفاعی و بهبود جذب عناصر غذایی، در شرایط این آزمایش منجر به بهبود عملکرد نهایی لوبیاقرمز رقم یاقوت تحت تنش کم‌آبیاری در شهرستان بویراحمد شد. جهت اطمینان از یافته‌ها تکرار آزمایش طی چند سال‌ ضروری است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of physiological and nutritional responses of red bean to different irrigation regimes and humic acid foliar application

نویسندگان [English]

  • Reza Nikoeinejad 1
  • Hojatollah Latifmanesh 2
  • Ali Moradi 3
  • Hamid Alahdadi 4
1 M.Sc. Student in Agrotechnology – Crop Ecology, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
3 Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
4 M.Sc. in Agrotechnology – Crop Physiology, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
چکیده [English]

Background and Objectives: The yield stability of red bean (Phaseolus vulgaris L.) in many regions of the world is seriously threatened by environmental stresses, especially drought. This stress, by affecting key physiological processes of the plant such as photosynthesis and nutrient uptake, causes a significant reduction in grain yield. In arid and semi-arid regions such as Iran, the water crisis resulting from climate change and excessive exploitation has created a serious challenge to the sustainable production of drought-sensitive crops like red bean. In response to this challenge, the use of low-cost, sustainable, and environmentally friendly agronomic practices has become increasingly essential. Humic acid, as an organic compound derived from the decomposition of natural materials, is among the emerging options considered in the management of abiotic stresses. By improving the physical and chemical properties of the soil, increasing water-holding capacity, facilitating nutrient uptake, and enhancing the plant’s defense mechanisms, humic acid plays an important role in improving plant tolerance to water stress. Therefore, the present study was conducted to evaluate the effect of foliar application of humic acid on some physiological and nutritional traits of red bean cultivar Yaghoot under deficit irrigation conditions.

Materials and Methods: This field experiment was carried out in 2023 in Boyer-Ahmad County (southwestern Iran). The experimental design was a split-plot arrangement based on a randomized complete block design with three replications. The main factor consisted of three irrigation levels based on the percentage of crop water requirement estimated through reference evapotranspiration using Class A evaporation pan: full irrigation (100% of crop water requirement), moderate stress (80% of crop water requirement), and severe stress (60% of crop water requirement). The subplots included foliar application of humic acid at four levels: 0 (control), 2.5, 5, and 7.5 L ha-1, applied at two growth stages—six-leaf stage and beginning of flowering. The evaluated traits included proline, soluble sugars, superoxide dismutase, chlorophyll a and b, chlorophyll index, seed nutrient contents (nitrogen, potassium, and phosphorus), and grain yield.

Results: The results showed that 60% irrigation increased leaf soluble sugar content by 33.94%, while reducing chlorophyll a and b content by 46.15% and 52.71%, respectively. The simple effect of severe stress also reduced seed phosphorus by 6.54% and increased seed potassium by 45.91%. Application of 7.5 L ha-1 humic acid increased chlorophyll a, chlorophyll b, and chlorophyll index by 65.62%, 52.38%, and 9.49%, respectively. The significance of two-way interactions indicated that under 60% irrigation, application of 7.5 L ha-1 humic acid increased proline by 56.97% and superoxide dismutase activity by 70.43%. Overall, higher levels of humic acid application improved grain yield by 37.41% under full irrigation and by 20.66% under severe stress.

Conclusion: The findings showed that deficit irrigation in red bean disrupts physiological balance, reduces photosynthetic efficiency, and decreases nutrient uptake, ultimately leading to yield reduction. However, foliar application of humic acid, as an effective biostimulant, enhanced the plant’s physiological and nutritional capacity, increasing stress tolerance and improving yield-related traits. Therefore, foliar application of 7.5 L ha-1 humic acid, by strengthening the defense system and improving nutrient uptake, improved the final yield of red bean cultivar Yaghoot under deficit irrigation conditions in Boyer-Ahmad County. To validate these findings, multi-year experiments are recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Proline
  • Chlorophyll Index
  • Grain Yield
  • Deficit Irrigation
  • Seed Nutrient Content