بررسی تاثیر آب مغناطیسی بر خصوصیات رشدی و بذر اسفناج(Spinacia oleracea) تحت شرایط کم‌آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب- دانشکده کشاورزی-دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه علوم و مهندسی آب . دانشکده کشاورزی. دانشگاه فردوشی مشهد. مشهد ایران

3 گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

4 گروه شیمی، دانشکده علوم، داشگاه فردوسی مشهد-مشهد-ایران

چکیده

آب مغناطیسی با افزایش تحریک بذر برای جوانه‌زنی و افزایش سرعت و قدرت رشد گیاه باعث افزایش تولید خالص گیاه می شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر آب مغناطیسی بر بهره‌وری آب و جوانه‌زنی و عملکرد گیاه اسفناج (Spinacia oleracea) تحت شرایط کم-آبیاری در دو شرایط آزمایشگاهی و گلخانه ای به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. در آزمایش اول تیمارها شامل سه سطح آب مغناطیسی (آب معمولی به عنوان تیمار شاهد، آب مغناطیسی با شدت 3/0 تسلا، آب مغناطیسی با شدت 6/0 تسلا) و 7 پتانسیل رطوبتی (پتانسیل 0 ، 1/0 - ، 3/0 -، 1- ، 3 -، 6 - و 9 – بار) و در آزمایش دوم چهار سطح کم‌آبیاری شامل آبیاری 100 درصد، آبیاری 80 درصد، آبیاری 60 درصد و آبیاری 40 درصد بود. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از تیمار خشکی باعث کاهش صفات جوانه‌زنی گیاه شامل شاخص بنیه بذر، درصد و سرعت جوانه‌زنی، وزن تر و خشک ساقه‌چه و ریشه‌چه، طول ساقه‌چه و ریشه‌چه شد. استفاده از آب مغناطیسی باعث افزایش عملکرد گیاه اسفناج و کاهش اثرات منفی ناشی از کم‌آبیاری شد. به‌طور کلی‌ نتایج حاکی از افزایش 25 و 31 درصدی صفات وزن تر و خشک اندام هوایی، افزایش 41 درصدی سطح برگ، افزایش 36 و 20 درصدی وزن تر و خشک ریشه، افزایش 24 درصدی حجم ریشه، افزایش 11 درصدی محتوی نسبی آب برگ، کاهش 33 درصدی پرولین، افزایش شاخص بهره‌وری آب بود. استفاده از کم-آبیاری نیز باعث بهبود صفات وزن تر و خشک اندام هوایی و شاخص بهره‌وری آب شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the effect of magnetic water on growth characteristics and seed of spinach (Spinacia oleracea) under dificit irrigation conditions

نویسندگان [English]

  • Bahareh Shahedi 1
  • Banejad Hossein 2
  • Morteza Goldani 3
  • Mostafa Gholizadeh 4
1 Water Sciences and Engineering Dept. Faculty of Agriculture. Ferdoqwsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 water sciences and engineering dept., Faculty of Agriculture, Ferdowsi university of Mashhad, MaSHHAD, iRAN
3 Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
4 Chemistry Dept. Faculty of Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, ,Mashhad. Iran
چکیده [English]

Magnetic water increases net plant production by increasing seed stimulation for germination and increasing plant growth rate and strength. This study aimed to investigate the effect of magnetic water on water productivity, germination and yield of (Spinacia oleracea) under deficit irrigation in both laboratory and greenhouse as a factorial experiment in a completely randomized design at Ferdowsi University of Mashhad. In the first experiment, the treatments included three levels of magnetic water (normal water as a control treatment, magnetic water with an intensity of 0.3 Tesla, magnetic water with an intensity of 0.6 Tesla) and 7 moisture potentials (potential 0, -0.1, -0.3, -1, -3, -6 and -9 bar) and in the second experiment, four levels of deficit irrigation were included: 100% irrigation, 80% irrigation, 60% irrigation and 40% irrigation. The results show that the use of drought treatment reduced plant germination traits including seed vigor index, germination and speed percentage, wet and dry weight of stems and roots, length of stems and roots. The use of magnetic water increased the yield of spinach and reduced the negative effects of deficit irrigation. Overall, the results showed a 25 and 31% increase in shoot fresh and dry weight, 41% increase in leaf area, 36% and 20% increase in fresh and dry root weight, 24% increase in root volume, 11% increase in relative leaf water content, decrease Proline was a 33% increase in water productivity index. The use of low irrigation also improved the fresh and dry weight traits of shoots and water productivity index.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deficit irrigation
  • Magnetic field
  • polyethylene glycol
  • Spinach
  • Water productivity
اصلانی، ش.، برزگر، ط. و نیکبخت، ج. 1398. اثر اسید هیومیک بر شاخص­های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و عملکرد گوجه­فرنگی تحت شرایط کم­آبیاری، مجله به­زراعی کشاورزی، ۲۱ (۲): 232-221.
انجیلی، م.، اسماعیل پور، ب.، فاطمی، ح. و جلیل وند، پ. 1397. تاثیر قارچ میکوریزا بر رشد و عملکرد فلفل دلمه­ای (Capsicum annum.L) تحت شرایط تنش خشکی، فصلنامه علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای، 9 (34): 39-53.
پرنیان، پ. 1392. بررسی اثر تنش شوری و خشکی بر جوانه­زنی، صفات کمی اسفناج، عناصر غذایی در گیاه و برخی از خصوصیات خاک. پایان نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه لرستان.
جانعلی زاده قزوینی، م.، نظامی، الف.، خزاعی، ح. ر.، فیضی، ح. و گلدانی، م. 1395. اثر میدان­های مغناطیسی بر جوانه­زنی بذر و رشد گیاهچه کنجد (Sesamum indicum L.)، نشریه پژوهش‌های بذر ایران، 3 (1): 1-13.
رجبی فخر آباد، ع. 1395. بررسی اثر سطوح مختلف شوری و آب آبیاری بر عملکرد اسفناج. پایان نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه گرگان.
زارع میرک آباد، ر.، سهرابی، ت. و متشرع زاده، ب. 1397. اثر کم‌آبیاری با فاضلاب تصفیه شده شهری بر عملکرد ذرت، مجله تحقیقات آب و خاک ایران، ۴۹ (۳): ۵۰۵-۵۱۴.
زند. الف. 1395. تاثیر استفاده از مویان و کودهای زیستی بر خصوصیات رشد، عملکرد و برخی تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی نعناء تحت شرایط کم­آبیاری. پایان نامه دوره دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد.
شمسایی، م.، سودایی زاده، ح. و تجملیان، م. 1395. تاثیر اعمال تنش خشکی روی گیاه مادری بر برخی شاخص­های جوانه­زنی بذرهای تولیدی مرزه تابستانه(Satureja hortensis L.)، مجله مدیریت بیابان، 4 (8): 27-35.
صادقی پور، الف.، و آقایی، پ. 1393.بررسی اثر تنش خشکی و کاربرد آب مغناطیسی بر عملکرد و اجزای عملکرد ماش، مجله پژوهش­های به زراعی، 6 (1): 80-86.
صفری زاده ثانی، ع. 1398. تاثیر آب مغناطیسی و پرایم بذر بر شاخص­های رشد فلفل دلمه­ای تحت شرایط کم­آبیاری. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.
ضرابی، م. م.، مفاخری، س. و کاویانی، ع. 1396. مقایسه اثر آبیاری با آب معمولی و مغناطیسی بر خصوصیات مرفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه ذرت تحت شرایط تنش خشکی. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی، 9 (35): 39-54.
عالی نژادیان بیدآبادی، الف.، حسنی، م. و ملکی، ع. 1397. تاثیر مقدار و شوری آب بر شوری خاک و رشد و غلظت عناصر غذایی اسفناج در گلدان، مجله تحقیقات آب و خاک ایران، ۴۹ (۳): ۶۴۱-۶۵۱.
علیزاده، امین. 1392. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ سی و ششم. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد.
فرهادی، ح.، عزیزی، م. و نعمتی، س.ح. 1396. بررسی خصوصیات جوانه­زنی توده­های گیاه دارویی شنبلیله (Trigonella foenum-graecum L.). تحت تاثیر تنش شوری و خشکی، نشریه علوم باغبانی، ۳۱(۱)، ۴۹-60.
کرمی، س.، هادی، ه.، تاج بخش شیشوان، م.، و مدرس ثانوی، س.ع. م. 1397. اثر سطوح مختلف نیتروژن و زئولیت بر محتوای کلروفیل وکیفیت و عملکرد علوفه تاج خروس تحت تنش کم‌آبیاری. مجله به­زراعی کشاورزی، ۲۰(۱): ۶۷-۸۴.
کوهزاد دهمیانی، م. 1392. تأثیر تنش خشکی بر روی خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی دو رقم وارداتی و یک توده بومی اسفناج. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.
گلدانی، م.، جوادی، م. و نظامی، الف. 1395. تاثیر آب مغناطیسی و تنش شوری بر خصوصیات جوانه­زنی و رشد گیاهچه لوبیا (Phaseolus vulgaris L.)، مجله پژوهش­های حبوبات ایران، ۷ (۱): ۸۱-۹۲.
متانت، م. 1397. تاثیر آب مغناطیسی در جهت بهبود آب مصرفی و عملکرد گیاه تربچه (Raphanus sativum). پایان­نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.
متانت، م.، بانژاد، ح.، قلی زاده، م.، و گلدانی، م. 1397. بررسی تأثیر شدت­های مختلف آب مغناطیسی بر عملکرد کمی و کیفی گیاه تربچه، مجله آبیاری و زهکشی ایران، 2 (12): 472-480.
محمدیان، م.، فتاحی، ر. الف. و نوری امام زاده ای، م.ر. 1395. بررسی تاثیر آب شور مغناطیسی شده بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه فلفل سبز، فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری، ۳۹ (۱): 130-121.
مرجانی، ع.، فارسی، م. و رحیمی زاده، م. 1385. بررسی تحمل به خشکی ده ژنوتیپ نخود دیم در مرحله جوانه­زنی با استفاده از پلی­اتیلن­گلایکول 6000. ویژه نامه علمی – پژوهشی علوم کشاورزی، 12 (1): 18-28.
نظری، ب. و لیاقت، ع. مبانی و شاخص های بهره­وری آب در کشاورزی. 1396. ماهنامه برزگر. 1120: 56.
نیکبخت، ج. و رضایی، الف. 1396. تاثیر سطوح مختلف پساب و آب مغناطیسی شده بر عملکرد و بهره­وری مصرف آب در آبیاری ذرت و برخی خصوصیات فیزیکی خاک، مجله تحقیقات آب و خاک ایران، ۴۸ (۱): ۶۳-۷۵.
نیکبخت، ج.، طالعی، الف. 1398. تاثیر آب مغناطیسی بر خصوصیات هیدرولیکی آبیاری قطره ای- نواری و عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت، فصلنامه حفاظت منابع آب و خاک، ۸(۴): ۲۱-۳۶.
Ahmed, M.E.M., and EL-KADER, N.I.A.B.D. 2016. The influence of magnetic water and water regimes on soil salinity, growth, yield and tubers quality of potato plants. Middle East Journal of Agriculture Research, 5(2): 132-143.
Alkhire, T.B.H., Simon, J.E., Palevitch, D., and Putievsky, E. 1993. Water management for Midwestern peppermint (Mentha piperita L.) growing in highly organic soil, Indiana, USA. Acta Horticulturae, 344: 544-556.
Al-Khazan, M., Mohamed Abdullatif, B. and Al-Assaf, N. 2011. Effects of magnetically treated water on water status, chlorophyll pigments and some elements content of Jojoba (Simmondsia chinensis L.) at different growth stages. African Journal of Environmental Science and Technology, 5(9): 722-731.
Alpsoy, H.C., and Unal, H. 2019. Effect of stationary magnetic field on seed germination and crop yield in spinach (Spinacia oleracea L.). Comptes rendus de l’Académie bulgare des Sciences, 72(5).
Alzubaidy, N.A. 2014. Research Article Effect Of Magnetic Treatment Of Seeds And Irrigation Water At Different Intensities In The Growth And Production Of Maize., International Journal Of Recent Scientific Research. 5.10: 1923-1925.
Arnon, A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal. 23: 112-121.
Azooz, M.M. and M.M. Youssef. 2010. Evaluation of heat shock and salicylic acid treatments as inducers of drought stress tolerance in hassawi wheat. American Journal of Plant Physiology. 5(2): 56-70.
Bates, L.S., Waldern, R.P., and Teare, I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies authors and affiliations. Plant and soil, 39: 205-207.
Belyavskaya, N.A. 2004. Biological effects due to weak magnetic field on plants. Adv. Space Res. 34:1566–1574.
Biketi, S. 2018. Investigation of the effect of long term exposure of magnetic field on the elemental composition and chlorophyll concentration in spinach beet (Beta vulgaris subsp. vulgaris) (Doctoral dissertation, Egerton University).
Da Silva, J.A.T., and Dobr_anszki J. 2016. Magnetic fields: How is plant growth and development impacted? Protoplasma 253 (2):231–48.
Demiralay, M., Saglam, A., and Kadioglu, A. 2013. Salicylic acid delays leaf rolling by inducing antioxdant enzymes and modulating osmoprotectant content in Ctenanthe setosa under osmotic stress. Turkish Journal of Biology, 37(1): 49-59.
El-Kholy, M.F., Samia, S., and Farag, A.A. 2015. Effect of magnetic water and different levels of NPK on growth, yield and fruit quality of Williams banana plant. Nat. Sci, 13(7): 94-101.
El Sayed, H.E.S.A. 2014. Impact of magnetic water irrigation for improve the growth, chemical composition and yield production of broad bean (Vicia faba L.) plant. Journal of Experimental Agriculture International, 476-496.
El-Zawily, A.E.S., Meleha, M., El-Sawy, M., El-Attar, E.H., Bayoumi, Y., and Alshaal, T. 2019. Application of magnetic field improves growth, yield and fruit quality of tomato irrigated alternatively by fresh and agricultural drainage water. Ecotoxicology and Environmental Safety, 181: 248-254.
Gholizadeh, M. 2019. U.S. Patent No. 10,507,450. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
Gregory, P.J. 2006. Plant Roots (Growth, Activity and Interaction with Soils). Blackwell Publishing, pp: 150-173.
Jones, S., and Hampton, J. 2010. International Rules for Seed Testing. International Seed Testing Asociation. Bassersdorf, Switzerland.Kaya M.D., Okcu G., Atak M., Cıkılı Y., and Kolsarıcı O. 2006. Seed treatments to overcome salt and drought stress during germination in sunflower (Helianthus annuus L.). Eur. J. Agron, 24: 291-295.
Hozayn, M., and Qados, AMSA. 2010. Irrigation with magnetized water enhances growth, chemical constituent and yield of chickpea. Agriculture and Biology Journal of North America. 1(4): 671-676.
Khalil, S.E., and Leila, B.H.A. 2016. Effect of magnetic treatment in improving growth, yield and fruit quality of Physalis pubescens plant grown under saline irrigation conditions. International Journal of ChenTech Research, 9(12): 246-258.
Lin, I.J., and Yotvat, J. 1990. Exposure of irrigation and drinking water to amagnetic field with controlled power and direction. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 83: 525-526.
Maheshwari, B.L., and Grewal, H.S. 2009. Magnetic treatment of irrigation water: Its effects on vegetable crop yield and water productivity. Agricultural water management, 96(8): 1229-1236.
Mahmoud, M. H., Salim, M. A., El-Monem, A., Amany, A., & El-Mahdy, A. A. (2019). Effect of Magnetic Brackish-Water Treatments on Morphology, Anatomy and Yield Productivity of Wheat (Triticum Aestivum. Alexandria Science Exchange Journal, 40(OCTOBER-DECEMBER), 604-617.
Massah, J., Dousti, A., Khazaei, J., & Vaezzadeh, M. (2019). Effects of water magnetic treatment on seed germination and seedling growth of wheat. Journal of Plant Nutrition, 42(11-12), 1283-1289.
Michael B.E. and Kaufman, M.R. 1976. The osmotic potential of polyethylenglycol-6000. Plant Physiology, 51: 914-916.
Najafi, S., Heidari, R., and Jamei R. 2013. Influence of the magnetic field stimulation on some biological characteristics of Phaseolus vulgaris in two different times. Glob J Sci, EngTechnol. 11: 51-58.
Osman, E.A.M., El-Latif, K.A., Hussien, S.M., and Sherif, A.E.A. 2014. Assessing the effect of irrigation with different levels of saline magnetic water on growth parameters and mineral contents of pear seedlings. Global Journal of Scientific Researches, 2(5), 128-136.
Ritchie, S.W., Nguyen, H.T., and Holaday, A.S. 1990. Leaf water content and gas‐exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop science, 30(1): 105-111.
Selim, A.F.H., and Selim, D.A. 2019. Physio-Biochemical Behaviour, Water Use Efficiency and Productivity of Wheat Plants Exposed to Magnetic Field. Journal of Plant Production, 10(2): 185-191.
Selim Dalia A.H. 2013. Physiological response of wheat plants to magnetic technologies under salt stress conditions. Ph.D. Thesis, Minufiya University, Faculty of Agriculture, Egypt.
Sezen, S.M., Yazar, A., and Tekin, S. 2019. Physiological response of red pepper to different irrigation regimes under drip irrigation in the Mediterranean region of Turkey. Scientia Horticulturae, 245, 280-288.
Tiaz, L. and Zeiger, E. 2006. Plant physiology, Accedez directement, New York.
Ul Haq, Z., Iqbal, M., Jamil, Y., Anwar, H., Younis, A., Arif, M. and Hussain, F. 2016. Magnetically treated water irrigation effect on turnip seed germination, seedling growth and enzymatic activities. Information processing in agriculture, 3(2), 99-106.
Yinan, Y., Yuan, L., Yongqing, Y. and Chunyang, L. 2005. Effect of seed pretreatment by magnetic field on the sensitivity of Cucumber (Cucumis sativus) seedlings to ultraviolet-B radiation. Environmental and Experimental Botany, 54: 286-294.
Yusuf, K.O., and and AO, O. 2017. Effect of magnetic treatment of water on evapotranspiration of tomato. Arid Zone Journal of Engineering, Technology and Environment, 13(1): 86-96.
Yusuf, K.O., Sakariyah, S.A., and Baiyeri, M.R. 2019. Influence of Magnetized Water and Seed on Yield and Uptake of Heavy Metals of Tomato. Notulae Scientia Biologicae, 11(1): 122-129.
Zhang, J., Sha, Z., Zhang, Y., Bei, Z., and Cao, L. 2015. The effects of different water and nitrogen levels on yield, water and nitrogen utilization efficiencies of spinach (Spinacia oleracea L.). Canadian Journal of Plant Science, 95(4): 671-679.
Zlotopolski, V. 2017. Magnetic Treatment Reduces Water Usage in Irrigation Without Negatively Impacting Yield, Photosynthesis and Nutrient Uptake in Lettuce. International Journal of Applied Agricultural Sciences, 3(5): 117-122.
Zúñiga, O., Benavides, J.A., Ospina-Salazar, D.I., Jiménez, C.O., and Gutiérrez, M.A. 2016. Magnetic treatment of irrigation water and seeds in agriculture. Ingeniería y Competitividad, 18(2): 217-232.