به زراعی کشاورزی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

داوران

عضویت و راهنمای پابلونز

دستورالعمل حذف نام داور از روی کامنت ها در برنامه Word

بررسی واکنش های بیوشیمیایی و فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی گیاه کینوا تحت تنش کم‌آبیاری و تیمارهای کودی در خاک شور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

2 استاد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

3 استاد، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

چکیده

این آزمایش به‌صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1397-1398 در مزرعه‌ای شور (هدایت الکتریکی 2/5 دسی‌زیمنس‌ بر متر)، واقع در منطقه دستگرد اصفهان انجام شد. چهار سطح آبیاری (100، 75، 50 و 25 درصد ظرفیت مزرعه) به‌عنوان عامل اصلی و چهار سطح کود زیستی (شاهد، نیتروکسین، بیوفسفر و تلفیق نیتروکسین و بیوفسفر) و دو سطح کود شیمیایی (عدم کاربرد و کاربرد تلفیقی کودهای شیمیایی نیتروژن و فسفر) به‌عنوان عوامل فرعی مورد مطالعه قرار گرفتند. تنش شدید خشکی 25 درصد ظرفیت مزرعه فعالیت آنزیم‌های آنتی­اکسیدان کاتالاز، پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز، میزان پرولین و میزان مالون‌دی‌آلدئید در کینوا را به‌ترتیب حدود 46، 52، 142، 42 و 39 درصد نسبت به شرایط بدون تنش آبیاری 100 درصد ظرفیت مزرعه  افزایش داد و در نتیجه موجب کاهش‌ معنی‌دار عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک (به‌ترتیب حدود 76 و 49 درصد) در این گیاه گردید. با این وجود در تمامی سطوح تنش خشکی، تیمار تلفیق نیتروکسین و بیوفسفر در شرایط کاربرد هم‌زمان کودهای شیمیایی نیتروژن و فسفر بیش‌ترین تأثیر را بر تعدیل اثرات تنش خشکی، کاهش معنی­دار فعالیت آنزیم‌های آنتی­اکسیدان و در نتیجه افزایش عملکرد در مقایسه با سایر تیمارهای کودی در همان سطح خشکی داشت. نتایج در مجموع نشان داد که گیاه کینوا با وجود شوری خاک محل آزمایش، توانست حتی در شرایط تنش شدید خشکی، دوره رشد خود را کامل کند و بذر تولید نماید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of biochemical reactions and antioxidant enzymes activity of Quinoa under drought stress and fertilizer treatments in saline soil

نویسندگان [English]

  • Mahdi Amirusefi 1
  • Mahmoud Reza Tadayon 2
  • Rahim Ebrahimi 3

1 Ph.D. Candidate, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

2 Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

3 Professor, Department of Biosystems Mechanical Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

چکیده [English]

The present experiment has been conducted as a split plot factorial based on completely randomized block design with three replications in 2018-2019 crop season on a saline farm (with an electrical conductivity of 5.2 dS/m) in Dastgerd area, Isfahan Province. Four levels of irrigation (25%, 50%, 75%, and 100% of FC) compose the main factors and biofertilizer (the control, Nitroxin, Biophosphorus, and their combination) as well as chemical fertilizer in two level of no application and integrated application of nitrogen and phosphorus fertilizers are the sub-factor. Severe drought stress (25% FC irrigation treatment) increase the measured traits (antioxidant enzyme activity including catalase, peroxidase, and superoxide dismutase along with Proline and Malondialdehyde content) in quinoa by about 46%, 52%, 142%, 42%, and 39%, compared to non-stress conditions (100% FC irrigation treatment), respectively. Also, they significantly reduce grain and biological yield in this plant (by about 76% and 49%, respectively). However, at all drought stress levels , the combination of nitroxin and biophosphorus under conditions of simultaneous use of chemical fertilizers of nitrogen and phosphorus shows the maximum effect on moderation of drought stress effects, significantly reducing the activity of antioxidant enzymes and, consequently, increasing yield, compared to other treatments at the same drought level. Overall, the results demonstrate that despite the salinity of the tested soil, quinoa has been able to complete its growth and seed production even under severe drought stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Catalase
  • Nitrogen
  • Osmotic Stress
  • Phosphorus
  • Quinoa
مراجع
Adolf, V. I., Jacobsen, S.E., & Shabala, S. (2013). Salt tolerance mechanisms in quinoa(Chenopodium quinoa Willd.). Environmental and Experimental Botany, 92, 43–54DOI:/10.1016/j.envexpbot.2012.07.004.
Aebi, H.E. (1984). Catalase in vitro. Methods Enzymology, 105, 121-126.
Agarwal, S., & Pandey, V. (2004). Antioxidant enzyme responses to NaCl stress in Cassia angustifolia. Biologia Plantarum, 48(4), 555-560.
Alizadeh, A. (2008). Soil, Water and Plant relationship. Emam Reza University of Mashhad. pp.484. (In Persian).
Al-Naggar, A. M. M., Abd El-Salam, R. M., Badran, A. E. E., & El-Moghazi, M. A. (2017). Drought tolerance of five Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) genotypes and its association with other traits under moderate and severe drought stress. Asian Journal of Advances in Agricultural Research, 3(3), 2456-2468. DOI:10.9734/AJAAR/2017/37216.
Aman, R., Ebtihal, A. E., & Mervat, S. (2019). Comparative study for the effect of arginine and sodium nitroprusside on sunflower plants grown under salinity stress conditions. Bulletin of the National Research Centre, 43(118), 1-12. DOI:10.1186/s42269-019-0156-0.
Basra, S. M. A., Iqbal, S., & Afzal, I. (2014). Evaluating the response of nitrogen application on growth, development and yield of quinoa genotypes. International Journal of Agriculture and Biology, 16, 886-892.
Bates, L. (1973). Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant Soil. 39, 205-207. DOI: 10.1007/BF00018060.
Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantites of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Annals of Biochemistry, 72, 248-254. DOI: 10.1006/abio.1976.9999.
Cocozza, C., Pulvento, C., Lavini, A., Riccardi, M., d’Andria, R., & Tognetti, R. (2012). Effects of increasing salinity stress and decreasing water availability on ecophysiological traits of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) grown in a Mediterranean-type agroecosystem. Journal of Agronomy and Crop Science, 199(4), 229–240.
Das, K., & Roychoudhury, A. (2014) Reactive oxygen species (ROS) and response of antioxidants as ROS-scavengers during environmental stress in plants. Frontiers in Environmental Science, 2, 53-66. DOI:10.3389/fenvs.2014.00053.
Dhindsa, R. S., & Motowe, W. (1981). Drought tolerance in two mosses: correlation with enzymatic defense against lipid peroxidation. Journal of Experimental Botany, 32, 79-91. DOI:10.1093/jxb/32.1.79.
Enebe, M.C., & Babalola, O.O. (2018). The influence of plant growth-promoting rhizobacteria in plant tolerance to abiotic stress: a survival strategy. Applied Microbiology and Biotechnolog, 102(18), 7821-7835. DOI:10.1007/s00253-018-9214-z.
Fawy, H.A., Moharam, F., Hagab, A., & Hagab, R. (2017). Effect of nitrogen fertilization and organic acids on grains productivity and biochemical contents of quinoa plant grown under soil conditions of Ras Sadersina. Egyptian Journal of Desert Research, 67(1), 169-183. DOI:10.21608/ejdr.2017.5851.
Gamez, A.L., Soba, D., Zamarreno, A.M., Garcia-Mina, J.M., Aranjuelo, I., & Morales, F. (2019). Effect of water stress during grain filling on yield, quality and physiological traits of Illpa and Rainbow Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) cultivars. Plants, 8(6), 173-188. DOI: 10.3390/plants8060173.
Garcia, M., Condori, B., & Castillo, C.D. (2015). Agroecological and agronomic cultural practices of Quinoa in South America. Quinoa: Improvement and Sustainable Production, 25-46. DOI: 10.1002/9781118628041.ch3.
Gomaa E. F. (2013). Effect of nitrogen, phosphorus and bio fertilizers on quinoa plant. Journal of Applied Sciences Research, 9(8), 5210- 5222.
Gonzalez, J., Gallardo, M., Hillar, M., Rosa, M., & Prado, F. (2009). Physiological responses of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) to drought and waterlogging stresses: dry matter partitioning. Botanical Studies, 50, 35-42.
Heshmati, S., Amini Dehaghi, M., & Fathi Amirkhiz, K. (2016). Effect of chemical and biological phosphorus on antioxidant enzymes activity and some biochemical traits of spring Safflower (Carthamus tinctorius L.) under water deficit stress conditions. Journal of Crop Production and Processing, 6(19), 203-214. DOI: 10.18869/acadpub.jcpp.6.19.203.
Hinojosa, L., Gonzalez, J., Barrios-Masias, F., Fuentes, F., & Murphy, K. (2018). Quinoa abiotic stress responses: A review. Plants, 7(4), 106-138.DOI: 10.3390/plants7040106.
Hoseini, Y., Ramezani Moghaddam, J., Nikpour, M.R., & Abdoli, A. (2018). Evaluating water uptake functions under simultaneous salinity and water stress conditions in Solanum lycopersicum. Journal of Water Research in Agriculture, 32(2), 247-265. (In Persian).
Kaoutar, F., Abdelaziz, H., Ouafae, B., Redouane, C.-A., & Ragab, R. (2017). Yield and dry matter simulation using the saltmed model for five Quinoa (Chenopodium quinoa) accessions under deficit irrigation in South Morocco. Irrigation and Drainage, 66(3), 340-350. DOI: 10.1002/ird.2116.
Muscolo, A., Panuccio, M. R., Gioffrè, A.M., & Jacobsen, S.-E. (2016). Drought and salinity differently affect growth and secondary metabolites of “Chenopodium quinoa Willd” seedlings. Halophytes for Food Security in Dry Lands, 259-275. DOI: 10.1016/B978-0-12-801854-5.00016-9.
Nasir Khan, M. Mobin, M., & Zahid, A. (2018). Fertilizers and their contaminants in soils, surface and groundwater. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences, 225-240.
Prager, A., Munz, S., Nkebiwe, P., Mast, B., & Graeff-Honninger, S. (2018). Yield and quality characteristics of different quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) cultivars grown under field conditions in Southwestern Germany. Agronomy, 8, 197-216. DOI: 10.3390/agronomy8100197.
Pulvento, C., Riccardi, M., Lavini, A., Iafelice, G., Marconi, E., & d’Andria, R. (2012). Yield and quality characteristics of Quinoa grown in open field under different saline and non-saline irrigation regimes. Journal of Agronomy and Crop Science, 198(4), 254-263. DOI: 10.1111/j.1439-037X.2012.00509.x.
Sabbagh, S. K., Poorabdollah, A., Sirousmehr, A., & Gholamalizadeh-Ahangar, A. (2017). Bio-fertilizers and systemic acquired resistance in Fusarium infected wheat. Journal of Agricultural Science and Technology, 19, 453-464.
Sadak, M.S., El-Bassiouny, H.M.S., & Dawood, M.G. (2019). Role of trehalose on antioxidant defense system and some osmolytes of quinoa plants under water deficit. Bulletin of the National Research Centre, 43(5), 1-11. DOI: 10.1186/s42269-018-0039-9.
Sanchez-Rodriguez, E., Rubio-Wilhelmi, M., Cervilla, L.M., Blasco, B., Rios, J.J., Rosales, M.A., Romero, L., & Ruiz, J.M. (2010). Genotypic differences in some physiological parameters symptomatic for oxidative stress under moderate drought in tomato plants. Plant Science, 178, 30-40. doi:10.1016/j.plantsci.2009.10.001.
Stamenkovic, C., Beskoski, V., Karabegovic, I., Lazic, M., & Nikolic, N. (2018). Microbial fertilizers: A comprehensive review of current findings and future perspectives. Spanish Journal of Agricultural Research, 16(1), 210-228. DOI: 10.5424/sjar/2018161-12117.
Telahigue, D., Yahia, L.B., Aljane, F., Belhouchett, K., & Toumi, L. (2017). Grain yield, biomass productivity and water use efficiency in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) under drought stress. Journal of Scientific Agriculture, 1, 222- 232. DOI: 10.25081/jsa.2017.v1.67.
به زراعی کشاورزی
دوره 22، شماره 4
دی 1399
صفحه 629-644
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار