اثر تنش آبی بر ویژگی‏های فیزیولوژیکی برگ و مقاومت به خشکی ژنوتیپ‎های مختلف پنبه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات کشاورزی شاهرود، کارشناس

2 استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران

3 استادیار گروه زراعت واصلاح نباتات پردیس کشاورزی ومنابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

آزمایشی به صورت کرت‎های خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی در 3 تکرار در گلخانه و مزرعه در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرمسار، در سال زراعی 93-92 انجام شد. کرت‎های اصلی به تنش و کرت‎های فرعی به ژنوتیپ‏های پنبه ‎اختصاص یافت. پس از ارزیابی 28 ژنوتیپ در گلخانه، ژنوتیپ‏های ورامین، خرداد، K8801 و ‏K8802 براساس ماده خشک در تنش به عنوان ارقام تجاری برتر انتخاب و در آزمایش مزرعه‏ای پاسخ آنها به تنش بررسی شد. در گلخانه تنش خشکی باعث کاهش RWC و تلفات رطوبتی برگ قطع شده (ELWL) گردید. ژنوتیپ‏ No.221، آریا، نارابرای و سپید از نظر RWC به سایر ژنوتیپ‏ها برتری داشتند. بیشترین ELWL در ژنوتیپ‏ آریا، K8802 و K8801 مشاهده شد که از رطوبت نسبی بالاتری هم برخوردار بودند. ELWL در شرایط تنش در ارقام ورامین و ساحل کمتر بود. در مزرعه‏ اثر دورهای آبیاری 9، 12، 18، 24 و 30 روزه بر عملکرد ورامین و خرداد و ژنوتیپ‏های K8801 و K8802 بررسی شد. دور آبیاری 9 روزه باعث افزایش عملکرد ارقام ورامین، خرداد و K8801 شد، اما با شاهد در یک سطح آماری بودند. در سطوح رطوبتی چهارم و پنجم عملکرد کاهش یافت. دور آبیاری 18 روزه نیز عملکرد را کاهش داد، اما با توجه به عدم تفاوت آماری و صرفه‏جویی، توصیه می‏شود پس از آبیاری‏های معمول تا شروع گل‏دهی (3 نوبت با فواصل 12 روزه)، از این دور آبیاری استفاده شود. توسعه کشت K8801 در مناطق مشابه می‏تواند ضمن کاهش مصرف آب باعث پایداری تولید شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of water deficit stress on leaf physiological traits and drought tolerance of cotton genotypes

نویسندگان [English]

  • ali naderi arefi 1
  • ali ahmadi 2
  • Manijeh Sabokdast 3
2 professor of agricultural College of tehran uinversity
چکیده [English]

This study was carried out to examine the effects of drought stress on cotton leaf characteristics and its yield during 2014. The experiment was conducted in greenhouse and field conditions at Garmsar agricultural research station. The experimental design was RCBD with 3 replications arranged in split plots. Main plots and subplots designated to water stress levels and genotypes, respectively. In greenhouse, water stress decreased RWC and Excised Leaf Water Loss (ELWL). RWC of genotypes No.221, Aria, Narabri, and Sepid was higher than the others. ELWL of Aria, K8801 and K8802 was more than other genotypes whichalso their RWC was higher. ELWL of Varamin and Sahel cultivars were the lowest. At field conditions, the effects of 9, 12, 18, 24 and 30 day irrigation intervals after first flower stage, on yields of these cultivars were studied. Nine days intervals increased the yield of Varamin, Khordad and K8801 but their difference was not statistically significant. At fourth and fifth irrigation intervals,the yield of all genotypes decreased. 18 days intervals lead to yield loss too, but, because of insignificant decrease and for efficient use of water, it can be recommended that after normal irrigation from planting to first flower, to irrigate of cotton at 18 day intervals. Extension of K8801 can reduce water use and may help to permanent production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought
  • Excised Leaf Water Loss
  • genotype
  • RWC
  • yield
1 . آسترهویز دی ام (2013) فیزیولوژی تنش در پنبه. (ترجمه علی نادری عارفی و عمران عالیشاه). چاپ اول، انتشارات نوروزی، گرگان.

2 . برزعلی م (1387) بررسی خصوصیات جوانه‎زنی و رشدی ارقام مختلف پنبه تحت تنش خشکی. گزارش نهایی طرح پژوهشی. مؤسسه تحقیقات پنبه ایران، 32 ص.

3 . رضایی ج (1379) بررسی مقاومت گیاهچه‏های پنبه نسبت به خشکی در شرایط گلخانه. گزارش نهایی طرح پژوهشی. مؤسسه تحقیقات پنبه ایران، 32 ص.

4 . عدالتی فرد ل، گالشی س، سلطانی ا و اکرم قادری ف (1385) نقش صفات مرفولوژیک در در مقاومت به خشکی ژنوتیپ‏های پنبه. علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 13: 11-1.

5 . کریم‌زاده سورشجانی ه، امام ی و موری س (1391) تأثیر تنش خشکی آخر فصل بر عملکرد و اجزای عملکرد و دمای سایه‎انداز گیاهی گندم نان. فرایند و کارکرد گیاهی. 1(1): 56-38.

 

6 . Alishah O and Ahmadikhah A (2009) The Effects of Drought Stress on Improved Cotton Varieties in Golesatn Province of Iran. International Journal of Plant Production. 3(1): 17-26.

7 . Basal H, Smith CW, Thaxton PS and Hemphill JK (2005) Seedling drought tolerance inupland cotton. Crop Science. 45: 766-771.

8 . Burke J (2007) Evaluation of Source Leaf Responses to Water-Deficit Stresses in Cotton Using a Novel Stress Bioassay. Plant Physiology. 143: 108-121.

9 . Boquet DJ, Hutchinson RL and Breitenbeck GA (2004) Long-term tillage, cover crop, andnitrogen rate effects on cotton: Plant growth and yield components. Agronmy Journal. 96: 1443-1452.

10 . Dhanda S, ScthiG and Behl RK (1999) Excised-leaf Water Loss as a Simple Selection Criterion for Drought Resistance in Wheat. Der Tropenlandwirl, Beitriige zur tropischen Landwir1schafl und Veteriniirmedizin. 98: 3-8.

11 . Clarke JM, Romagosa I, Jana S, Srivastava JP and McCaig, TN (1989) Relationship of excised-leaf water loss rate and yield ofdurum wheat in diverse environments. Canadian Journal of Plant Science. 69: 1075-1081.

12 . Constable GA and Rawson HM (1980) Effect of leaf position, expansion and age on photosynthesis, transpiration and water use efficiency of cotton. Australian Journal of Plant Physiology. 7: 89-100.

13 . Deeba, F, Pandey AK, Ranjan S, Mishra A, Singh R, Sharma YK and Pandey V (2012) Physiological and proteomic responses of cotton (Gossypium herbaceum L.) to drought stress. Plant Physiology and Biochemistry: 53: 6-18.

14 . Hearn AB (1994) the principles of cotton water relations and their application in management. pp. 66-92. In: Constable G.A and NW Forrester (eds.), Challenging the Future. Proc. World Cotton Conf. Brisbane, Australia.

15 . Kerby TA, Keeley J and Johnson S (1987) Growth and development of acala cotton. Bulltin1921. Univercity of California Agricultural Experiment Station. Oakland, California. Pp. 245-257.

16 . Kiran P, Kumar V, Thakare HS, Nawalkar DP and Narwade AV (2014) Screening of cotton genotypes for water stress tolerance. Cotton Research and Development. 28(1): 74-81.

17 . Kumar T, Sampath BJ, Pandian P, Jeyakumar P and Manickasundaram P (2014) Effect of deficit irrigation on yield, relative leaf water content, leaf proline accumulation and chlorophyll stability index of cotton-maize cropping sequence. Experimental Agriculture. 50(3): 407-425.

18 . Leidi EO, López M, Gorham J and Gutiérrez JC (1999) Variation in carbon isotope discrimination and other traits related to drought tolerance in upland cotton cultivars under dryland conditions. Field Crops Research. 61(2): 109-123.

19 . McMichael BL and Quisenberry JE (1991) Genetic variation for root-shoot relationship among cotton germplasm. Environtal and Experimental Botany. 31: 461-470.

20 . Nepomuceno AL, Oosterhuis DM and Stewart JM (1998) Physiological responses of cottonleaves and roots to water deficit induced by polyethylene glycol. Environtal and Experimental Botany. 40: 29-41.

21 . Loka, DA, Oosterhuis DM, Fernandez CJ and Roberts BA (2011) The effect of water-deficitstress on the biochemistry of the cotton flower. In: D.M. Ooosterhuis (ed.). Summariesof Arkansas Cotton Research.

22 . Pettigrew WT (2004) Physiological consequences of moisture deficit stress in cotton. Crop Science. 44: 1265-1272.

23 . Quisenberry JE, Bruce R and McMichael BL (1983) Use of transpiration decline curves to identify drought-tolerant cotton germplasm. Crop Science. 22(5): 918-922.

24 . Rahman M, Ullah I, Ashraf M, Stewart JM and Zafar YB (2008) Genotypic variation fordrought tolerance in cotton. Agronomy Sustainable Development. 28: 439-447.

25 . Ruan RL, Llewellyn DJ, Liu Q, Xu SM, Wu LM, Wang L and Furbank RT (2008) Expression of sucrose synthase in developing endosperm is essential for early seed development. Functional Plant Biology. 35: 382-393.

26 . Saranga Y, Flash I and Yakir D (1998) Variation in water-use efficiency and its relation tocarbon isotope ratio in cotton. Crop Science. 38: 782-787.

27 . Snowden CM, Glen LR, Fulvio RS and James P (2015) Timing of Episodic Drought Can Be Critical in Cotton. Agronomy Journal. 106(2): 452-458.

28 . Soomro MH, Markhand GH and Soomro BA (2011) Screening Pakistani cotton for drought tolerance. Pakistan Journal of Botany. 44(1): 383-388.

29 . Stewart JM (1986) Integrated events in the flower and fruit. pp. 261-300. In: J.R. Mauneyand J.McD. Stewart (Eds.). Cotton Physiology, Cotton Foundation, Memphis, Tenn.

30 . Sumartini ES, Mulyani S and Abdurakhman M (2013) Screening of cotton lines (Gossypium hirsutum L.) tolerance to drought at germination stage with PEG-6000. Jurnal Litteri. 19(3): 139-146.

31 . Van Iersel MW and Oosterhuis DM (1996) Drought effects of the water relations of cottonfruits , bracts and leaves during ontogeny. Experimental and Environmental Botany. 36: 51-59.

32 . Zhao D, Reddy KR, Kakani VG, Koti S and Gao W (2005) Physiological causes of cotton fruit abscission under conditions of high temperature and enhanced ultraviolet-B radiation. Physiological Plantarum. 124: 189-199.