بررسی خصوصیات فیزیولوژیک و عملکرد چهار رقم کنجد تحت رژیم های رطوبتی خاک

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

2 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

چکیده

کنجد گیاهی دانه روغنی با نیاز نه چندان بالای آبی محسوب می شود. این آزمایش با هدف مطالعه تأثیر شرایط مختلف رطوبتی بر رشد، فلورسانس کلروفیل، محتوای پرولین، عملکرد و اجزای عملکرد چهار رقم گیاه کنجد در سال زراعی 1386 به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. سطوح تیمار آبیاری براساس تبخیر تجمعی از تشت تبخیر کلاس A شامل 1I (75 میلی متر تبخیر)، 2I (110 میلی متر تبخیر) و 3I (145 میلی متر تبخیر) به عنوان عامل اصلی و چهار ژنوتیپ کنجد (ناز تک شاخه، یکتا، ورامین و اولتان) به عنوان عامل فرعی بودند. تأثیر رژیم آبیاری و ژنوتیپ بر شاخص بیشینه فلورسانس (Fm) معنی دار بود، ولی بر حداکثر کارآیی نظام نوری دو (Fv/Fm) و میزان کلروفیل برگ معنی دار نبود، به طوری که مقدار Fv/Fm تنها از 81/0 در سطح اول آبیاری به 77/0 در سطح سوم کاهش یافت. محدودیت رطوبت خاک منجر به افزایش میزان پرولین برگ از 5/3 در سطح اول آبیاری به 6/8 میلی گرم بر گرم برگ در سطح دوم آبیاری شد. تنش خشکی باعث 55، 42، 37، 48 و 49 درصد کاهش به ترتیب در شاخص سطح برگ، تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه در کپسول، عملکرد دانه و عملکرد ماده خشک شد. به طور کلی، تنش کمبود رطوبتی باعث کاهش رشد و عملکرد دانه کنجد از 1212 به 625 کیلوگرم در هکتار گردید. این تأثیر بیش از آنکه از طریق کاهش Fv/Fm باشد، ناشی از کاهش سطوح فتوسنتزکننده در رقم های مورد مطالعه در شرایط آزمایش حاضر بود. دو رقم یکتا و ورامین از نظر عملکرد دانه و تولید روغن نسبت به دو ژنوتیپ دیگر برتری داشتند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A study on physiological attributes and grain yield of sesame cultivars under different soil moisture regimes

نویسندگان [English]

  • Zahra Mehrabi zadeh 1
  • Parviz Ehsan Zade 2
چکیده [English]

Sesame could be an appropriate oilseed crop for water limited environments. This research was aimed at studying growth, leaf chlorophyll fluorescence, proline content, yield and yield components of sesame cultivars under different moisture regimes. A 4-replicate split plot RCBD field experiment was conducted at the Lavark Research Farm, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran in 2007. Three levels of irrigation consisting I1 = control (no water deficit), I2 = moderate water deficit and I3 = severe water deficit, representing irrigation after 75, 110 and 145 mm evaporation from the standard Class A Pan, respectively, served as main plots. Four sesame genotypes consisting ‘Non Branching Naz’, ‘Yekta’, ‘Varamin’ and ‘Oltan’ were considered as sub plots. Irrigation regimes and cultivars differed in terms of Fm at grain filling stage, though they did not differ in terms of leaf chlorophyll content and Fv/Fm. The latter trait decreased non-significantly from 0.81 at the I1 to 0.77 at the I3 level of irrigation. Leaf proline content increased from 3.5 at I1 to 8.6 mgg-1 at the I3 level of irrigation. Severe water deficit decreased LAI, pod/plant, seed/pod, grain yield and dry matter by 55, 42, 37, 48 and 49 percent, respectively. Severe water deficit led to a significant decrease in grain yield from 1212 to 625 kg/ha. It seems that water deficit affects sesame growth and grain yield significantly and this negative effect is mainly through a reduction in the photosynthetic surfaces, rather than a decrease in the maximum of quantum efficiency for photosystem II of the present genotypes. Yekta and Varamin sesame were more productive compared to the rest of cultivars.

کلیدواژه‌ها [English]

  • fluorescence
  • grain yield and components
  • proline
  • Sesame
  • water stress
1 . پاک­نژاد، ف.، مجیدی هروان ا.، نورمحمدی، ق.، سیادت، ع. و وزان س (1385) بررسی تأثیر تنش خشکی بر پارامترهای فلورسانس کلروفیل، محتوای کلروفیل و عملکرد دانه ارقام مختلف گندم. علوم کشاورزی ایران 37(1): 492-481.

 2 . پورموسوی م.، گلوی م.، دانشیان ج.، قنبری ا. و بصیرانی ن  (1386) بررسی تأثیر تنش خشکی و کود دامی بر محتوای رطوبت، میزان پایداری غشای سلول و محتوای کلروفیل برگ سویا. علوم کشاورزی و منابع طبیعی 14: 9-1.

3 . حسنی، ع.، امیدبیگی ر. و حیدری شریف­آباد ح (1382) بررسی برخی از شاخص­های مقاومت به خشکی در گیاه ریحان. علوم کشاورزی و منابع طبیعی 10: 74-65.

4 . خواجه­پور م ر (1383) گیاهان صنعتی. انتشارات جهاد دانشگاهی، واحد صنعتی اصفهان.

5 . دادیور م. و خودشناس م (1385) ارزیابی اثرات تنش آبی در کلزا. علوم کشاورزی 12: 852-845.

6 . دهشیری ع.، احمدی م. ر. و  طهماسبی سروستانی ز (1380) عملکرد ارقام کلزا به تنش آب. علوم کشاورزی ایران 32: 659-649.

7 . دینی ترکمانی م. و کاراپتیان ژ (1386) بررسی میزان و تنوع پروتئین در بذر 10 رقم کنجد. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی 11: 230-225.

8 . قربانلی م. و نیاکان م (1384) بررسی اثر تنش خشکی بر روی میزان قندهای محلول، پروتئین، پرولین، ترکیبات فنلی و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز گیاه سویا رقم گرگان 3. علوم دانشگاه تربیت معلم 5: 550-537.

9 . کوچکی ع.، راشد محصل م. ح.، نصیری م. و صدرآبادی ر (1374) مبانی فیزیولوژیکی رشد و نمو گیاهان زراعی. انتشارات آستان قدس رضوی.

10 . گلستانی م. و پاک­نیت ح (1386) ارزیابی شاخص­های مقاومت به خشکی در کنجد. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی 11(41): 149-141.

11 . محسن­آبادی غ.، خدابنده ن.، عرشی ی. و پیغمبری ع (1380) اثر سطوح مختلف کود نیتروژن و آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد دو رقم کلزای پاییزه. علوم کشاورزی ایران 32: 772-765.

12 . موحدی دهنوی م.، مدرس ثانوی ع. م.، سروش­زاده ع. و جلالی م (1383) تغییرات میزان پرولین، قندهای محلول کل، کلروفیل (SPAD) و فلورسانس کلروفیل در ارقام گلرنگ پاییزه حت تنش خشکی و محلول­پاشی روی و منگنز. بیابان 9: 108-93.

13 . نادری درباغشاهی م. ر.، نورمحمدی ق.، مجیدی ا.، درویش ف.،  شیرانی­راد ا. و مدنی ح (1383) بررسی اثر تنش خشکی و تراکم بوته بر صفات اکوفیزیولوژیکی سه لاین گلرنگ در کاشت تابستانه در اصفهان. نهال و بذر 20: 296-281.

14 . نادری م. ر.، نورمحمدی ق. ا.، مجیدی ا.، درویش ف.، شیرانی­راد ا. و مدنی ح (1384) بررسی عکس­العمل گلرنگ تابستانه به شدت­های مختلف تنش خشکی در اصفهان. علوم زراعی ایران 7: 225-211.

 

15 . Arnon DI (1949) Copper enzymes in isolated chlorophlasts and polyphenol oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology 24: 1-15.

16 . Basu PS, Ashoo S and Sukumaran NP (1998) Changes in net photosynthetic rate and chlorophyll fluorescence in potato leaves induced by water stress. Photosynthetica 35: 13-19.

17 . Bates LS, Waldern RP and Teare OD (1973) Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil 39: 205-207.

18 . Gale A, Csiszar J, Tari I and Erdei L (2002) Changes in water and chlorophyll fluorescence parameters under osmotic stress in wheat cultivars. Proceedings of the 7th Hungarian Congress on Plant Physiology. 46: 85-86.

19 . Germ M, Urbanc Bercic O and Kocjan Acko D (2005) The response of sunflower to acute disturbance in water availability. Acta Agriculturae Slovenica 85: 135-141.

20 . Hong-B0 S, Xiao- Yan C, Li-Ye C, Xi-Ning Z, Gang W, Yong-Bing Y, Chang-Xing Z and Zan-Min H (2006) Investigation on the relationship of proline with wheat anti-drought under soil water deficits. Colloids and Surfaces
53: 113-119.

21 . Kidambi S, Matches PAG and Bolger TP (1990) Mineral concentration in alfalfa and sainfoin as influenced by soil moisture level. Agronomy82: 787-792.

22 . Kocheva K, Lambrev P, Georgiev G, Goltsev V and Karabaliev M (2004) Evaluation of chlorophyll fluorescence and membrane injury in the leaves of barley cultivars under osmotic stress. Bioelectrochemistry 63: 121-124.

23 . Kundu PB and Paul NK (1997) Effect of water stress on chlorophyll, proline and sugar accumulation in rape (Brassica compestris). Bangladsh Journal of Botany 26: 83-85.

24 . Manivannan P, Abdul Jaleel C, Sankar B, KishorekumarA, Somasundaram R, Lakshmanan GMA and Panneerselvam R  (2007) Growth, biochemical modifications and proline metabolism in (Helianthus annuus L.) as induced by drought stress. Colloids and Surfaces 59: 141-149.

25 . Monreal JA, Jimenez ET, Remesal E, Morillo-velarde R, Garcia-Maurino S and Echevarria C (2007) Proline content of sugar beet storage roots. Response to water deficit and nitrogen fertilization at field conditions. Environmental and Experimental Botany 60: 257-267.

26 . Oukarroum A, Madidi SE, Schansker G and Strasser RJ (2007) Probing the responses of barley cultivars (Hordeum vulgare L.) by chlorophyll a fluorescence OLKJIP under drought stress and re-watering. Environmental and Experimental Botany 60: 438 - 446.

27 . Pagter M, Bragato C and Brix H (2005) Tolerance and physiological responses of (Phragmites australis) to water deficit. Aquatic Botany 81: 285-299.

28 . Sanchez FJ, Manzanares M, Andres EFDe, Tenorio JL and Ayerbe L (1998) Turgor maintenance, osmotic adjustment and soluble sugar and proline accumulation in 49 pea cultivars in response to water stress. Field Crops Research 59: 225-235.

29 . Sankar B, Jaleel CA, Manivanan P, Kishorekumar A, Somasundaram R and Panneerselvam L (2007) Drought-induced biochemical modifications and praline metabolism in Abelmoschus esculentus L. Acta Bot. Croat. 66: 43-56.

30 . Serraj R and Sinclair TR (2002) Osmolyte accumulation: can it really help increase crop yield under drought conditions? Plant Cell Environment 25: 331-341.

31 . Singer SM, Helmy YI, Karas AN and Abou-hadid AF (1999) Growth and development of bean plants (Phaseolus vulgaris L.) grown under water-stress. Cahiers Options Mediterraneennes 31: 241-250.

32 . Smith BN, Girija C and Swamy PM (2002) Interactive effects of sodium chloride and calcium chloride on the accumulation of proline and glycine betaine in peanut (Arachis hypogaea). Environmental and Experimental Botany 47: 1-10.

33 . Spaeth SC, Randall HC, Sinclair TR and Vendeland JS (1984) Stability of soybean harvest index. Agronomy76: 482-486.

34 . Teulat B, Monneveux P, Wery J, Borries C, Souyris I, Charrier A and This D (1997) Relationships between relative water content and growth parameters under water stress in barley: a QTL study. New Phytologist 137: 99-107.

35 . Vajrabhaya M, Kumpun W and Chadchawan S (2001)
The solute accumulation: The mechanism for drought tolerance in RD23 rice (Oriza sativa L.) lines. Science Asia. 27: 93-97.

36 . Valentovic P, Luxova M, Kolarovic L and Gasparikova O (2006) Effect of osmotic stress on compatible solutes content, membrane stability and water relations in two maize cultivars. Plant and Soil Environment 52: 186-191.

37 . Weiss EA (2000) Oilseed Crops, 2nd Edition. Blackwell Sc. Ltd., Bodmin, UK.

38 . Zaifnejad M, Clarck RB and Sullivan CY (1997) Aluminum and water stress effects on growth and proline of sorghum. Plant Physiology 150: 338-344.