تأثیر خشکی ناحیه‌ای و کم آبیاری بر خصوصیات رشدی گوجه‌فرنگی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه اگروتکنولوژی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

3 استادیار گروه پژوهشی بقولات پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

کم‌آبیاری یکی از روش‌های بهینه‌سازی مصرف آب در اراضی فاریاب است. بدین‌منظور آزمایشی به‌صورت کرت‌های خرد‌شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار روی گوجه‌فرنگی رقم فلات در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 97-1396 اجرا شد. عامل اصلی شامل سه روش‌ آبیاری (آبیاری متداول، خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور ثابت و خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور متغیر) و سه سطح کم‌آبیاری (50، 75 و 100 درصد نیاز آبی) بود. نتایج نشان داد که بیش‌ترین میزان رنگ‌دانه‌های فتوسنتزی در تیمار خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور متغیر و کمترین آن در روش خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور ثابت مشاهده شد. بیش‌ترین ارتفاع بوته در روش خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور ثابت با ارتفاع 8/68 سانتی‌متر مشاهده شد. نتایج نشان داد که بیشترین شاخص سطح‌برگ (15/2)، وزن ساقه خشک (5/76 گرم در بوته)، وزن خشک برگ (6/72 گرم در بوته)، عملکرد میوه (50/4 کیلوگرم در مترمربع) مربوط به تیمار 100 درصد نیاز آبی بود. بر اساس نتایج آزمایش، بیشترین صفات مذکور به‌ترتیب در آبیاری متداول، خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور ثابت و خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور متغیر مشاهده شد و روش خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور ثابت نسبت به خشک‌کردن جزئی منطقه ریشه به‌طور متغیر عملکرد بیشتری داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of partial root-zone drying and deficit irrigation on growth characteristics of tomato (Solanum lycopersicum L.)

نویسندگان [English]

  • Sima Salehi Tizabi 1
  • Morteza Goldani 2
  • Jafar Nabati 3
1 M.Sc. Student, Department of Agrotechnology, Ferdowsi University of Mashhad,
2 Department of Agrotechnology, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
3 Member of staff Ferdowsi University of Mashhad, Research Center for Plant Sciences
چکیده [English]

Deficit irrigation is one of the ways to increase water productivity in irrigated lands. This study was conducted as a split plot experiment in a randomized complete block design with three replications on flat tomato cultivar at the Research Farm of Ferdowsi University of Mashhad, Iran, during the 2018 cropping season. Treatments included three irrigation methods including; usual irrigation, fixed partial root-zone drying and alternative partial root-zone drying as main plots and three levels of deficit irrigation (50, 75 and 100% of field capacity) as subplots. Results show that the highest and lowest concentration photosynthetic pigments observed in the alternative partial root-zone drying and the fixed partial root-zone drying respectively. Maximum plant height (68.8 cm) was observed in fixed partial root-zone drying. Results show that, the maximum leaf area index (2.15), stem dry weight (76.5 g.plant-1), leaf dry weight (72.6 g.plant-1) and fruit yield (4.50 kg.m-2) was found in 100% field capacity. According to the results of the present study, the best result observed in usual irrigation, fixed partial root-zone drying and alternative partial root-zone drying respectively. Fruit yield in fixed partial root-zone drying was more than the alternative partial root-zone drying method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deficit irrigation
  • Irrigation methods
  • root
  • Yield
بیات، ح.، مردانی، ح.، آرویی، ح. و سلاح‌ورزی، ی. 1392. تأثیر سالیسیلیک اسید بر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی دانهال های خیار (Cucumis sativus cv. Super Dominus) تحت شرایط تنش خشکی.‎ مجله پژوهشهای تولید گیاهی. 18، 63-76.
حیدری، ن.، پوریوسف، م. و توکلی، ا. 1393. تأثیر تنش خشکی بر فتوسنتز، پارامترهای وابسته به آن و محتوای نسبی آب گیاه آنیسون (Pimpinella anisum L.). مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران). 27، 829-839.
زارع مهرجردی، م.، باقری، ع.، بهرامی، ا.، نباتی، ج. و معصومی، ع. 1391. تأثیر تنش خشکی بر خصوصیات فتوسنتزی. ترکیبات فنلی و ظرفیت مهار رادیکالهای فعال ژنوتیپهای مختلف نخود (Cicerarietinum L.)در محیط آبکشت. علوم و فنون کشتهای گلخانه ای.3 (4): 77-59.
زمردی، س. ، نورجو، ا. ، و عالمی ، ا. 1385. بررسی تأثیر کم‌آبیاری بر کمیت و کیفیت و حفظ پتانسیل گوجه فرنگی . مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی . 7 (27) : 19-28.
ﻋﻠﯿﺰاده، ا، 1384. رابطه آب، ﺧﺎک و ﮔﯿﺎه. اﻧﺘﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه اﻣﺎم رﺿا.
عابدی کوهپایی، جی.، م. ج. امیری و س. اسلامیان. 1388. مقایسه شبکه عصبی مصنوعی و مدل‌های فیزیکی مبتنی بر برآورد تبخیر و تعرق مرجع در گلخانه است. برنامه اصلی2528 مجله علمی3: -33- 25
فتحی-امیرخیز، ک.، م. امینی، م.، ا.، مدرس-سنوی ، ع. رضا زاده ، و س. حشمتی.1390. تأثیر کاربرد آهن بر فعالیت آنزیمی ،عملکرد دانه و محتوای روغن گلرنگ در شرایط کم‌آبیاری مجله علوم زراعی. 13(3):452 -456
ﻣﺤﻤﺪی، م.، ﻟﯿﺎﻗﺖ، ع. و ﻣﻮﻟﻮی، ح. 1390. اﺛﺮ ﺗﻮأم ﺗﻨﺶ ﺷﻮری و ﺧﺸﮑﯽ ﺑﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد و اﺟﺰای ﻋﻤﻠﮑﺮد ﮔﻮﺟﻪ ﻓﺮﻧﮕﯽ در ﺷﺮاﯾﻂ ﻣﺰرﻋﻪای. ﻣﺠﻠﻪ ﻋﻠﻮم و ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ آﺑﯿﺎری (ﻣﺠﻠﻪ ﻋﻠﻤﯽ ﮐﺸﺎورزی). 34(1): 24-15.
ﻣﻮﻟﻮی، ح.، ﻣﺤﻤﺪی، م. و ﻟﯿﺎﻗﺖ، ع. 1390. اﺛﺮ آﺑﯿﺎری ﮐﺎﻣﻞ و یک‌درمیان ﺟﻮﯾﭽﻪای ﺑﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد، اﺟﺰاء ﻋﻤﻠﮑﺮد و ﮐﺎرآﯾﯽ ﻣﺼﺮف آب ﮔﻮﺟﻪ ﻓﺮﻧﮕﯽ (Super Strain B) ﻧﺸﺮﯾﻪ داﻧﺶ آب و ﺧﺎک. 21(3): 115-126.
نظامی ، ا. ، ج. رضایی و ب. علیزاده. 1390. آزمایش نشت الکترولیت  و تحمل بعضی از گونه های گراس در برابر تنش سرما . مجله آب و خاک. (5): 1019-1026.
Blanco, F., and Folegatti, M.V. 2003.    Evapotranspiration and crop coefficient of cucumber in greenhouse. Revista Brasileria de Engenharria Agricola Ambiental. 7(2): 285-291.
Davies, W.J., and Zhang, J. 1991. Root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil. Annual review of Plant Biology. 42(1): 55-76.
Davies, W.J., Wilkinson, S., and Loveys, B. 2002. Stomatal control by chemical signalling and the exploitation of this mechanism to increase water use efficiency in agriculture. New phytologist. 153(3): 449-460.
Dere, S., Gines., T., and Sivaci, R. 1998. Spectrophotometric determination of chlorophyll a, b and total carotenoid contents of some algae species using different solvents. Turkish Journal of Botany. 22, 13-17.
El-hady, O.A., and Wanas, Sh.A. 2006. Water and fertilizer use efficiency by cucumber grown under stress on sandy soil treated with acryl amid hydrogels. Journal of Applied Sciences Research. 2(12): 1293-1297.
Farooq, M., Basra, S.M.A., Wahid, A., Ahmad, N., and Saleem, B.A. 2009. Improving the drought tolerance in rice (Oryza sativa L.) by exogenous application of salicylic acid. Journal of Agronomy and Crop Science. 195, 237–246.
Franco, J.A., Bañón, S., Vicente, M.J., Miralles, J., and Martínez-Sánchez, J.J. 2011. Root development in horticultural plants grown under abiotic stress conditions–a review. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 86(6): 543-556.
Gao, Y., Duan, A., Sun, J., Li, F., Liu, Z., Liu, H., and Liu, Z. 2009. Crop coefficient and water-use efficiency of winter wheat/spring maize strip intercropping. Field Crops Research. 111(1-2): 65-73.‏‏
Huffaker, R., and Hamilton, J. 2007. Conflict. In: Irrig. of Agri. crops (Lascano, R.J. and Sojka, R.E. eds.), 2nd edition, Agronomy Monograph no. 30. ASA-CSSA-SSSA publishing, 664p
Kang, S.Z. and Zhang, J.H. 2004. Controlled alternate partial root-zone irrigation: physiological consequences and impact on water use efficiency. Journal of Experimental Botany. 55, 2437-2446.
Kirda, C., Cetin, M., Dasgan, Y., Topcu, S., Kaman, H., Ekici, B., Derici, M.R., and Ozguven, A.I. 2004. Yield response of greenhouse grown tomato to partial root drying and conventional deficit irrigation. Agricultural Water Management. 69, 191-201.
Krideman, P., and Goodwin, I. 2004. Regulated deficit irrigation and partial root zone drying. Irrigation Insights. 4, 2-28.
Kundzewicz, Z.W., Mata, L.J., Arnell, N.W., Doll, P., Kabat, P., Jimenez, B., Miller, K., Oki, T., Zekai, S., and Shiklomanov, I. 2007. Fresh water resources and the irmanagement. In: Parry, M.L., Palutikof, J.P., vander Linden, P.J., Hanson, C.E. (Eds.), Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability Contribution of Working Group II to AR4, IPCC. Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 173–210.
Lascano, R.J., and Sojka, R.E. 2007. Preface. In: Irrigation of agricultural crops (Lascano, R.J. and Sojka, R.E. eds.), 2nd edition, Agronomy Monograph no. 30. ASA-CSSA-SSSA publishing, 664p
Liptay, A., Sikkema, P., and Fonteno, W. 1998. Transplant growth control through water deficit stress. Hort Technology. 8, 540-543.
Liu, F., Jensen, C.R., and Andersen, M.N. 2004. Drought stress effect on carbohydrate concentration in soybean leaves and pods during early reproductive development: its implication in altering pod set. Field Crops Research. 86, 1–13.
Liu, F., Shahnazari, A., Andersen, M.N., Jacobsen, S.E., and Jensen, C.R. 2006. Effects deficit irrigation (DI) and partial root drying (PRD) on gas exchange, biomass partitioning, and water use efficiency in potato. Scientia Horticulturae. 109, 113-117.
Mrema, A.F., Granhall, U., and Sennerby-Forsse, L. 1997. Plant growth, leaf water potential, nitrogenase activity and nodule anatomy in Leucaena leucocephala as affected by water stress and nitrogen availability. Trees. 12, 42-48.
Navarro, A., Vicente, M.J., Martınez-Sanchez, J.J., Franco, J.A., Fernandez, J.A., Banon, S. 2008. Influence of deficit irrigation and paclobutrazol on plant growth and water status in Lonicera implexa seedlings. Acta Hortic. 782, 299–304.
Naylor, R.L. 2009. Managing food production systems for resilience. In: ChapinIII, S. Kofinas, G.P. Folke, C. (Eds.), Principles of Ecosystems Stewardship, Resilience-based Natural Resources Management in a Changing World. Springer, USA, pp. 259–280.
Ourcut, D.M., and Nilsen, E.T. 2000 Salinity stress in: physiology of plants under stress. KA/PP pp177-235
Ouvrard, O., Cellier, F., Ferrare, K., Tousch, D., Lamaze, T., Dupuis, J.M., and Casse-Delbart, F. 1996. Identification and expression of water stress-and abscisic acid-regulated genes in a drought-tolerant sunflower genotype. Plant Molecular Biology. 31(4): 819-829.
Passioura, J., B. 1988. Root signals control leaf expansion in wheat seedlings growing in drying soil. Australian Journal of Plant Physiology. 15, 687-693.
Reddy, A.R., Chaitanya, K.V., and Vivekanandan, M (2004). Drought-induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants. Journal of Plant Physiology. 161, 1189–1202.
Roosta, H.R., Nazari, F., and Shahnazari, A. 2010. Comparative Effects of Conventional Irrigation (CI) and Partial Root Zone Drying (PRD), and Various Sources of Nitrogen on Growth and Yield in Potato under Field Condition. Advances in Environmental Biology. 4(1): 117-124.
Sanchez-Blanco, M.J., Ferrandez, T., Navarro, A., Banon, S., and Alarcon, J.J. (2004). Effects of irrigation and air humidity preconditioning on water relations, growth and survival of Rosmarinus officinalis plants during and fter transplanting. Journal of Plant Physiology. 161, 1133–1142.
Sinclair, T.R., and Muchow, R.C. 2001. System analysis of plant traits to increase grain yield on limited water supplies. Agronomy Journal. 93, 263–270.
Sleper, D.A., Fales, S.L., and Collins, M.E. 2007. Foreword. In: Irrigation of agricultural crops (R.J. Lascano and R.E., Sojka, eds.), 2nd edition, Agronomy Monograph no. 30. ASA-CSSA-SSSA publishing, 664p.
Stikic, R., Jovanovic, Z., Paukovic, M., and Djordjevic, S. 1992. Deficit irrigation techniques in potato growing: practical application of stress physiology knowledge. In 45th Croatian & 5th International Symposium on Agriculture. 639-642.
Subramanian, K.S., Santhanakrishnan, P., and Balasubramanian, P. 2006. Responses of field grown tomato plants to arbuscular mycorrhizal fungal colonization under varying intensities of drought stress. Scientia Horticulturae. 107, 245–253.
Tezara, W., Mitchell, V.J., Driscoll, S.D., and Lawlor, D.W. 2002. Effects of water deficit and its interaction with CO2 supply on the biochemistry and physiology of photosynthesis in sunflower. Journal of Experimental Botany. 53, 1781–1791.
Vamerali, T., Saccomani, M., Bona, S., Mosca, G., Guarise, M., and Ganis, A. 2003. A comparison of root characteristics in relation to nutrient and water stress in two maize hybrids. Plant Soil. 255, 157–167.
Wang, F., Kang, Y., and Liu, S. 2006. Effects of drip irrigation frequency on soil wetting pattern and potato growth in North China Plain. Agricultural Water Management. 79, 248–264.
Zegbe, J.A., Behboudian, M.H., and Clothier, B.E. 2006. Responses of 'Petopride' processing tomato to partial rootzone drying at different phenological stages. Irrigation Science. 24, 203-210.
Zegbe-Domnguez, J., Behboudian, M., and Clothier, B. 2004. Partial root zone drying is feasible option for irrigation processing tomatoes. Agricultural Water Manage. 68, 195–20.