تأثیر سطوح مختلف کود پتاسیم و آب آبیاری بر خصوصیات فیزیولوژیکی و عملکرد گیاه دارویی چای ترش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، ایران

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، ایران

چکیده

امروزه تغییر الگوی کاشت به‌سمت گیاهان مقاوم به کم‌آبی برای مقابله با خشکی مطرح شده است. یکی از گیاهان مقاوم به خشکی چای ترش می‌باشد. در این تحقیق اثر سطوح مختلف آب آبیاری و کود پتاسیم بر چای ترش مورد بررسی قرار گرفت. تحقیق در قالب طرح کرت‌های یک‌بارخرد شده به صورت بلوک کامل تصادفی در سه تکرار با چهار سطح آب آبیاری (I1 ، I2 ، I3 و I4 به ترتیب معادل 40، 60، 80 و 100 درصد نیاز‌آبی‌گیاه) سه سطح کود پتاسیم (K1، K2 وK3 به‌ترتیب معادل 50، 75 و 100 درصد نیاز‌کودی پتاسیم) به‌عنوان کرت فرعی انجام شد. در پایان آزمایش، پارامترهای عملکرد خشک و بهره‌وری آب آبیاری و پارامترهای کیفی مقدار آنتوسیانین، پرولین، کارتنوئید، کلروفیل a، کلروفیل b و کربوهیدرات اندازه‌گیری شد. نتایج آزمایش نشان داد، اثرات ساده آب آبیاری و کود پتاسیم در سطح احتمال یک و پنج درصد بر تمامی پارامترهای اندازه‌گیری شده معنی‌دار گردید. بیشترین عملکرد از تیمارهای 100 درصد مصرف کود پتاسیم و 80 درصد نیاز آبی به‌دست آمد. بیشترین بهره‌وری آب آبیاری در تیمار 60 درصد نیاز آبی و100 درصد مصرف کود پتاسیم به‌دست آمد اما از این نظر بین تیمارهای 60 و 80 درصد نیاز آبی گیاه تفاوت معنی‌دار حاصل نشد. از نظر کیفی با کاهش عمق آب آبیاری تا 60 درصد نیاز آبی گیاه و کاهش مصرف کود پتاسیم مقدار آنتوسیانین، کربوهیدرات و پرولین افزایش یافت و مقادیر کلروفیل a و b و کارتنوئیدها کاهش یافتند. اما از این نظر بین تیمار 50 و 75 درصد مصرف کود پتاسیم تفاوت معنی‌دار مشاهده نشد. بنابراین با توجه به وضعیت آب منطقه و کاهش منابع آبی به‌کار بردن 80 درصد نیاز آبی باعث صرفه‌جویی در مصرف آب می‌گردد بدون آن‌که تأثیر معنی‌دار در کاهش عملکرد داشته باشد. همچنین با توجه به شرایط آب و هوایی خشک منطقه سیستان استفاده از کود پتاسیم می‌‌تواند باعث تعدیل خسارات ناشی از تنش خشکی در چای ترش شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of different levels of potassium fertilizer and irrigation water on physiological characteristics and yield plant of roselle

نویسندگان [English]

  • paria rashki 1
  • Halimeh Piri 2
1 Graduate Student, Department of Water Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol, Iran
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol
چکیده [English]

Today, changing the pattern of planting towards water deficit resistant plants is proposed as a solution to drought. One of the plants resistant to drought is roselle. In this study, the effect of different levels of irrigation water and potassium fertilizer on roselle was investigated. Experiment with split plot design with four levels of irrigation water (I1, I2, I3 and I4 equivalent to 40, 60, 80 and 100% water requirement) three levels of potassium (K1, K2 and K3 equivalent 50, 75 and 100% potassium requirement) as sub-plot. At the end of experiment, parameters of dry yield and irrigation water productivity and Qualitative parameters of anthocyanins, proline, carotenoids, chlorophyll a, chlorophyll b and carbohydrates were measured. The results showed that the simple effects of irrigation water and potassium fertilizer were significant (P <0.01) on all measured parameters. The highest yield was obtained from 100% potassium fertilizer treatments and 80% water requirement. The highest irrigation water productivity was obtained in 60% water requirement and 100% potassium fertilizer application but no significant difference was found between 60 and 80% water requirement. In terms of quality, the amount of anthocyanins, carbohydrates and proline increased with decreasing the depth of irrigation water to 60% of the plant's water requirement and reducing the consumption of potassium fertilizer, and the amounts of chlorophyll a and b and carotenoids decreased. However, there was no significant difference between 50 and 75% K fertilizer application. Therefore, due to the water status of the region and the reduction of water resources, 80% water requirement reduces water consumption and 75% potassium fertilizer increases quality and mitigates drought stress in roselle. Also, due to the dry climatic conditions of Sistan region, the use of potassium fertilizer can reduce the damage caused by drought stress in roselle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carotenoids
  • Chlorophyll
  • Irrigation water efficiency
  • Proline
امینی، ز و حداد، ر. 1392. نقش رنگیزه­های فتوسنتزی و آنزیم­های آنتی­اکسیدان در مقابل تنش اکسیداتیو. پژوهش­های سلولی و ملکولی. 26(3): 265-251.
پارسامطلق، ب.، رضوانی­مقدم، پ.، قربانی، ر. و اعظمی­ساردویی، ذ. 1396. بررسی برخی صفات فتوشیمیایی گیاه دارویی چای ترش تحت تأثیر سیستم­های مختلف تغذیه­ای و آب آبیاری. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 33(6): 940-928.
پیری، ح. 1398. ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺗﻮأم ﺷﻮری و آب آﺑﻴﺎری ﺑﺮ ﺻﻔﺎت ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژﻳﻜﻲ و ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺳﻮرﮔﻮم ﻋﻠﻮﻓﻪای در ﭼﻴﻦ­های مختلف. اکوفیزیولوژی گیاهی. 11(38):147-133.
صادقی، ح و خانی، ک. 1391. تأثیر سطوح مختلف تنش خشکی و شوری بر ویژگی­های مورفولوژیک و میزان پرولین یونجه یکساله. علوم کشاورزی دیم ایران. 1(2): 13-1.
طباطبایی، س.ج. 1388. اصول تغذیه معدنی گیاهان. ویرایش اول، انتشارات مؤلف. تبریز. 562 صفحه.
فنایی، ح.ر.، گلوی، م.، کافی، م.، قنبری، ا و شیرانی­راد، ا.ح. 1388. اثر مصرف کود پتاسیم و میزان آب آبیاری بر عملکرد دانه و کارایی مصرف آب در دو گونه کلزا و خردل هندی. علوم زراعی. 11(3): 289-271.
قمری­زارع، ع.، رضوانی، س و فروتن، م. 1387. اثر تنش خشکی ناشی از PEG در چند گونه یونجه یکساله در شرایط آب کشت. پژوهش­های ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران. 16: 197-182.
قهرمانی، م.، عبادی، م.، پرمون، ق و جهانبخش، س. 1394. بررسی اثر تنش کم­آبی بر شاخص­های فتوسنتزی و عملکرد علوفه ژنوتیپ­های سورگوم علوفه­ای. فیزیولوژی گیاهان زراعی. 25 (7): 74-59.
کافی، م.، باقری، ع.، نباتی، ج.، زارع مهرجردی، م و معصومی، ع. 1389. بررسی تأثیر تنش شوری بر برخی متغیرهای فیزیولوژیک ژنوتیپ نخود در محیط هیدروپونیک. علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای. 4: 69-55.
گرگینی شبانکاره، ح و خراسانی­نژاد، س. 1396. اثر سدیم نیتروپروساید بر  برخی ویژگی­های فیزیولوژیکی و بیوشیمایی گیاه دارویی مرزه تحت رژیم­های کم­آبیاری. پژوهش­های تولید گیاهی. 24(3): 70-55.
محمدی، ع.، ابراهیم­زاده، ح.، هادیان، ج و میرمعصومی، م. 1394. واکاوی اثر تنش خشکی بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه به­لیمو. پژوهش­های گیاهی. 28(3):628-617.
Abid-Askari and solangi, Ms. 1995. Autecological studies of exotic plant Hibiscus sabdariffa L. (Roselle), a multipurpose plant, for is introduction and culture. Pakistan Journal of Scientific and Industrial Research. 38:1, 17-21; 13ref.
Agriculture Organization of Sistan and Baluchestan Province of Iran. 2014. Sb-agrijahad.ir.
Akanbi W.B., Oaniyn A.B., Togum A.O., Ilupeju A.E.O and Olairan O.A. 2009. The effect of organic fertilizer on growth, calyx yield and quality of roselle (Hibiscus sabdariffa L.). Amrican Eurasian Journal of Sustainable Agricalture, 3(4): 652-657.
Akbari nia, A., Ghalavand, A., Sefidkan, F., Rezaee, M. B and Sharifi Ashoorabadi, A. 2003. Investigating the Effects of Chemical Fertilizers, Animals and Combination on the Performance and Composition of Essential Oil Seeds. Research and Development, 16(4):32-41.
Akhtar, M. S and Siddiqui, Z. A. 2009. Effect of phosphate solubilizing microorganisms and Rhizobium sp. On the growth, nodulation, yield and root- rot disease complex of chickpea under field condition. African Journal of Biotechnology, 8(15), 3489-3496.
Anderson, C. M and Kohorn, B. D. 2001. Inactivation of Arabidopsis SIP1 leads to reduced levels of sugars and drought tolerance. Plant Physiology, 158: 1215-1219.
Arnon, A. N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agron. J. 23:112-121.
Aziz, E., Gad, N. and Badran, N.M. 2007. Effect of cobalt and nickel on plant growth, yield and flavonoids content of Hibiscus sabdariffa L. Australian Journal of Basic Applied Sciences 1(2): 73-78.
Babatunde, F. E and Mofoke, A. L. E. 2006. Performance of roselle (Hibiscus sabdariffa L.) as Influenced by irrigation schedules, Pakistan Journal of Nutrition, S(4): 363-367.
Bates, L. S., Waldern, R. P and Teare, E. D.. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant soil, 39:205-207.
Delgado-vargas, F., Jimenez, A.R and Paredes-Lopez, O. 2000. Natural pigments: carotenoids, anthocyanins, and betalins- characteristics, biosyntheses, processing, and stability: critical Reviews in Food Science and Nutrition, 40(3): 173- 289.
Desuloux, D., Huynh,T. T and Roumet, P. 2000. Idaetification of soybean plant characteristics that indicate the timing of olrought stress. Crop Sci. 40: 716-722.
Ehdaie, B., Alloush, G.A. Madore, M.A and Waines, J.G. 2006. Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat: I. postanthesis changes in internode dry matter. Crop Science, 46: 735-748.
EL-Boraie, FOM., Gaber, A. M and Abdel-Rahman, G. 2009. Optimizing irrigation schedule to maximize water use efficincy of Hibiscus sabdariff under shalation cond:tion, Word Journal of Agricultural science, S(4): 505-514.
Faraji H., Siadat A., Fathi Gh and Gilani A. 2000. Effect of split application of nitrogen fertilizer on yield and yield components of two rice varieties improved environmental conditions in Ahvaz. Proceedings of the Sixth Congress of Agronomy and Plant Breeding.University of Mazandaran, Babolsar6-13 Shahryvar.pp 344.
Farooq, M., Basra, S. M., Wahid, A and Cheema, Z. A. 2008. Physiological role of exogenously applied glycinebetaine in improving drought tolerance of fine grain aromatic rice . J. Agron and C. Sc,194, 325-333.
Ganjali, H., Kamali Deljo, A and Aziziyan Sherme, a. 2016. Growth Characteristics and Performance of roselle at Different Levels Nitrogen, Phosphor and potassium in Saravan weather conditions. Ecology of Plants, 13(1):29-37.
Ghosh, PK., Ajay, KK., Bandyopadhyay, MC., Manna, KG., Mandal, AK and Hati, KM. 2004. Comparative effectiveness of cattle manure, poultry manure, phosphocompost and fertilizer- NPK on three cropping system in vertisols of semi-arid tropics. Dry matter yield, nodulation, chlorophyll content and enzyme activity. Bi.Tech. 95: 85-93.
Heakal, M. S., Modaihsh, A. S., Mashhady, A. S and Metwally, A. I. 1990. Combined effects of leaching fraction, salinity, and potassium content of waters on growth and water-use efficiency of wheat and barley. Plant and Soil, 125 (2): 177-184.
Hoekstra F, Golovia, A,and Buitink, J.2001 . Mechanisms of plant desiccation tolerance. Tr. P. Sc. 6: 431-438.
Ibrahim, MM and Hossein, RM .2006. Variability, habitability and genetic advance in some genotypes of roselle (Hibiscus sabdariffa L.). World Journal of Agricultural Sciences 2(3): 340-345.
Imam, Y. 2011.Cereal Crop.Fourth Edition.Shiraz University Press. 190 pages J. Bi, 32, 23-30.
Liue,F., Savic, S., Jensen, C.R., Shahnazari, A., Jacobsen. S and Andersen, M N. 2007.Water relations and yield of lysimeter-grown strawberries under limited irrigation. Scientia Horticulture, 111:128-132.
Manivaannan, P., Abdul Jaleel C., Sanka, B., Kishorekumar, A., Somasundaram, R and Panneerselvam, R.2007. Growth biochemical modification and proline metabolism in Helianthus annus L. as induced by drought stress, Colloids and Surfaced B. Biointerfaces. 59:141-149.
Megyes, A. Ratonyi, T. and Huzsvai L. 2004. The effect of fertilization and irrigation on maize (Zea mays L.) production, www.date.hu/acta-agraria.
Mohamed, M and Ashok, K. 2014. Growth, yield and water Use effeciency of forage sorghum as affected by NPK fertilizer and deficit irrigation. American Journal of Plant Sciences, 5: 2134-2140
Mohammadkhani, N and Heidari, R. 2008. Effects of drought stress on soluble proteins in two maize varieties. Turk j Boil. 32: 23-30
Mousavi-Fazl, S. H., Alizadeh, A. Ansari, H and Rezvani Moghadam, p. 2016. The effect of low irrigation and potassium fertilizer on root dynamics, yield and its components in different cultivars of forage sorghum.Water Research in Agriculture, 30(1):26-38.
Nayyar H and Gupta, D .2006. Differential sensitivity of C3 and C4 plants to water deficit stress: Association with oxidative stress and antioxidants. Environmental and Experimental Botany. 58: 106113.
Pahlavan., M, Forghani,A and Kiekha, A .2006. Preparation of Sistan plain Partiality numerical map Annual. (In Persian, with  English Abstract). Final project report, Agricultural and Natural Resources Research Center of Sistan: Zabol, Iran.
Payero, J.O., Melvin, S.R., Irmak, S and Tarkalson, D. 2009. Yield response of corn to deficit irrigation in a semiarid climate. Agric. Water Manage. 84:101–112.
Raisi Sarbizhan, AS, Boroumand, N and Zaher Aara, T. 2015. The Effect of Nitrogen and Zinc Spraying on Quantitative Traits of roselle in Jiroft Region. Horticulture, 30(1):93-101.
Sreevalli, Y., Baskaran, K., chandra shekara, R., Kuikkarni, R., Sushil Hasan., Samresh, D,. Kukre, J., Ashok, A., Sharmr Singh, K., Srikant, S and Rakesh, T. 2001. Preliminary obserration on the effect of irrigation frequency and genotypes on yield and alkaloid concentration in petriwinkle. Journal of medicinal and Aromatic plant Sci. 22; 356-358.
Taiz, L and Zeiger, E. 2006. Plant Physiology, (4th Edition). Sinauer Associates, Sunderland, Mass, 623p.
Valliy, B and Nguyen, H. T. 2006. Understanding regulatory networks and engineering for enhanced drough tolerance in plant, corrent optintion in play Biology, 9: 1-7.
 Vitrac, X., Larronde, F., Krisa, S., Decendit, A., Deffieux, G and Mérillon, J. M. 2000. Sugar sensing and Ca2+ calmodulin requirement in Vitis vinifera cells producing anthocyanins. Phytochemistry, 53, 659-665.
Wang, L., L. Fan, W. Loescher, W. Duan, G. Liu, J. Cheng, H. Luo and Li, S. 2010. Salicylic acid alleviates decreases in photosynthesis under heat stress and accelerates recovery in grapevine leaves. BMC Plant Biol. 10: 34-48.
Wagner, G.J. 1979. Content and vacuole/extra vacuole distribution of neutralsugars, free amino acids and anthocyanins in protoplasts. Plant Physiology 64: 88-9
Xue, G., Lynne McIntyre, C., Glassop, D and Shorter, R. 2008. Use of expression analysis to dissect alterations in carbohydrate metabolism in wheat leaves during drought stress. Plant Mol Biol 67: 197–214.