اثرات سطوح مختلف آب، شوری و کود نیتروژن بر شاخص‌های رشد و کارآیی مصرف آب اسفناج

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب، واحد فردوس، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد.

2 دانشیار گروه مهندسی آب، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان.

3 استادیار گروه مهندسی آب، واحد فردوس، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد.

4 استاد گروه مهندسی علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

چکیده

این پژوهش با هدف ارزیابی اثرات شوری آب آبیاری در تعامل با سطوح مختلف نیاز آب آبیاری و نیتروژن بر صفات رشد گیاه و کارآیی مصرف آب اسفناج انجام شد. ترکیبی از پنج سطح شوری (یک، چهار، هفت، نه و 11 دسی‌زیمنس بر متر) با سه سطح نیاز آب آبیاری (75، 100 و 125 درصد) و چهار سطح نیتروژن از منبع اوره با خلوص 46 درصد (0، 100، 150 و 200 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک) تحت شرایط کنترل‌شده گلخانه‌ای و در سه تکرار به عنوان فاکتورهای مورد مطالعه در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که شوری آب در ترکیب با کمبود آب و نیتروژن سبب کاهش معنی‌داری در سطح پنج درصد رشد گیاه شد. عملکرد در تیمارهای 75 و 125 درصد نیاز آب آبیاری به‌ترتیب 7/22 و 8/10 درصد کم‌تر از تیمار 100 درصد نیاز آب آبیاری بود. شوری در تیمار 75 و 100 درصد نیاز آب آبیاری باعث کاهش معنی‌دار شاخص سطح برگ گردید. به‌طوری‌که، تیمار 75 درصد نیاز آب آبیاری همراه با سطح شوری 11 دسی‌زیمنس بر متر، 46 درصد شاخص سطح برگ را نسبت به تیمار شاهد کاهش داد. با کاربرد کود در سطح بهینه 150 میلی‌گرم نیتروژن بر کیلوگرم خاک، رشد گیاه و عملکرد آن برای همه سطوح شوری افزایش معنی‌داری نشان داد. کارآیی مصرف آب در تمام تیمارها در مقادیر شوری چهار و هفت دسی‌زیمنس بر متر افزایش یافت، سپس به‌طور قابل توجهی با افزایش شوری برای کل تیمارهای نیاز آب آبیاری و سطوح نیتروژن کاهش داشت. همچنین، تیمار 125 درصد باعث کاهش بیش‌تر در کارآیی مصرف آب در مقایسه با تیمارهای 75 و 100 درصد نیاز آب آبیاری برای کل سطوح شوری شد. در نهایت بهترین تیمار از نظر کارآیی مصرف آب در تیمار 75 درصد نیاز آب آبیاری در سطوح متوسط شوری (4 و 7 دسی‌زیمنس بر متر) مشاهده گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of different levels of water, salinity and nitrogen fertilizer on growth indices and water use efficiency of spinach

نویسندگان [English]

  • Hamid Ramezanifar 1
  • Najme Yazdanpanah 2
  • Hamidreza Golkar Hamzee Yazd 3
  • Mojtaba Tavousi 3
  • Majid Mahmoodabadi 4
1 Ph.D. Student, Department of Water Engineering, Ferdows Branch, Islamic Azad University, Ferdows, Iran.
2 Associate Prof., Dept. of Water Eng., Kerman Branch, Islamic Azad University, Kerman,
3 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Ferdows Branch, Islamic Azad University, Ferdows, Iran.
4 Professor, Department of Soil Science, Agriculture Faculty, Shahid Bahonar University of Kerman, Iran.
چکیده [English]

The aim of this study was to evaluate the effects of salinity of irrigation water in interaction with different levels of irrigation water and nitrogen requirements on growth characteristics and water use efficiency of spinach. A combination of five salinity levels (1, 4, 7, 9 and 11 dS/m) with three levels of water requirement including (75, 100 and 125% of irrigation water requirement) and four levels of nitrogen from the source of urea with a purity of 46% (0, 100, 150 and 200 mg/kg soil) under controlled greenhouse conditions in three repetitions were considered as the studied factors. The results showed that salinity in combination with water stress and nitrogen deficiency caused a significant reduction in plant growth. Yield in treatments 75 and 125% of water requirement was 22.7 and 10.8% less than 100% of water requirement, respectively. Salinity in the treatment of 75 and 100% water requirement had a significant effect on leaf area index; such that the treatment of 75% of water requirement with the salinity level 11 ds/m decreased the leaf area index 46% tward control treatment. By increasing the application of fertilizer at the optimal level of 150 mg N/kg soil, plant growth and yield for all salinity levels showed a significant increase. Water use efficiency increased in W1, W2 and W3 treatments at salinity levels 4, 7 and 4-7 ds/m, then decreased significantly with increasing salinity for all treatments of water requirement and nitrogen levels. Also, 125% treatment caused a further reduction in water use efficiency compared to 75% and 100% water requirement treatments for all salinity levels. Finally, the best treatment in terms of water use efficiency was observed in the treatment of 75% of water requirement at moderate salinity levels (4- 7 dS/m).

کلیدواژه‌ها [English]

  • salinity stress
  • nutrients
  • Irrigation deficiency
شیخی، ج. و رونقی، ع. 1391. اثر سطوح نیتروژن و شوری بر عملکرد، جذب نیتروژن، غلظت نیترات و کلروفیل اسفناج و برخی ویژگی­های خاک پس از برداشت در یک خاک آهکی. علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای. 3 (12): 11-1.
عالی نژادیان، ا.، حسنی، م. و ملکی، ع. 1397. تأثیر مقدار و شوری آب بر شوری خاک و رشد و غلظت عناصر غذایی اسفناج در گلدان. تحقیقات آب و خاک ایران. 49 (3): 651-641.
کریمی، ا.، همایی، م.، معزاردلان، م.، لیاقت، ع .و رئیسی، ف. 1385. اثر کود – آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب در ذرت به روش آبیاری قطره­ای خطی، مجله علوم کشاورزی. 12(3): 575-561.
Caparrotta, S., Masi, E., Atzori, G., Diamanti, I., Azzarello, E., Mancuso, S. and Pandolfi, C. 2019. Growing spinach (Spinacia oleracea) with different seawater concentrations: Effects on fresh, boiled and steamed leaves. Scientia Horticulturae. 256: 1–7.
Chan-Navarrete, R., Dolstra, O., Kaauwen, M., Lammerts Bueren, E. T. and Linden, C. G. 2016. Genetic map construction and QTL analysis of nitrogen use efficiency in spinach (Spinacia oleracea L.). Euphytica. 208: 621–636.
Mark Ibekwe, A., Ors, S., Ferreira, J. F. S., Liu, X. and Suarez, D. L. 2017. Seasonal induced changes in spinach rhizosphere microbial community structure with varying salinity and drought. Science of the Total Environment. 579: 1485–1495.
Mortazaeinejad, F. 2006. Study of some parameters of yield and proline in rice plants under NaCl salinity stress. Agroecology Journal. 2 (3): 93-98.
Nemadodzi, L. E., Araya, H., Nkomo, M., Ngezimana, W. and Mudau, N. F. 2017. Nitrogen, phosphorus, and potassium effects on the physiology and biomass yield of baby spinach 802 (Spinacia oleracea L.). Journal of Plant Nutrition. 40: 2033–2044.
Ors, S. and Suarez, D. L. 2017. Spinach biomass yield and physiological response to interactive salinity and water stress. Agricultural Water Management. 190: 31–41.
Pascale, S., Costa, L. D., Vallone, S., Barbieri, G. and Maggio, A. 2011. Increasing water use efficiency in vegetable crop production: From plant to irrigation systems efficiency. HortTechnology. 21: 301–308.
Patanè, C., Tringali, S. and Sortino, O. 2011. Effects of deficit irrigation on biomass, yield, water productivity and fruit quality of processing tomato under semi-arid Mediterranean climate conditions. Scientia Horticulturae. 129: 590–596.
Ramos, T. B., Šimůnek, J., Gonçalves, M. C., Martins, J. C., Prazeres, A. and Pereira, L. S. 2012. Two-dimensional modeling of water and nitrogen fate from sweet sorghum irrigated with fresh and blended saline waters. Agricultural Water Management. 111: 87–104.
Safari Mohamadiyeh, Z., Moghaddam, M., Abedy, B. and Samiei, L. 2015. Effects of salinity stress on some yield parameters and morphological characteristics of spearmint (Mentha spicata L.) in hydroponic conditions. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture. 6 (3): 97-107.
SDSN, 2013. Solutions for Sustainable Agriculture and Food Systems. 1–108.
Thomas, R. M., Verma, A. K., Prakash, C., Krishna, H., Prakash, S. and Kumar, A. 2019. Utilization of Inland saline underground water for bio-integration of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) and spinach (Spinacia oleracea). Agricultural Water Management. 222: 154–160.
Wilson, C., Lesch, S. M. and Grieve, C. M. 2000. Growth stage modulates salinity tolerance of New Zealand spinach (Tetragonia tetragonioides, Pall.) and red orach (Atriplex hortensis L.). Annals of Botany. 85: 501–509.
Xu, C. and Leskovar, D. I. 2015. Effects of A. nodosum seaweed extracts on spinach growth, physiology and nutrition value under drought stress. Scientia Horticulturae. 183: 39– 47.
Xu, C. and Mou, B. 2016. Responses of spinach to salinity and nutrient deficiency in growth, physiology, and nutritional value. Journal of the American Society for Horticultural Science. 141: 12–21.
Yazdanpanah, N., Pazira, E., Neshat, A., Mahmoodabadi, M. and Sinobas, L. R. 2013. Reclamation of calcareous saline sodic soil with different amendments (II): Impact on nitrogen, phosphorous and potassium redistribution and on microbial respiration. Agricultural Water Management. 120: 39-45.
Zheng, P., Bai, X., Long, J., Li, K. and Xu, H. 2016. Nitric oxide enhances the nitrate stress tolerance of spinach by scavenging ROS and RNS. Scientia Horticulturae. 213: 24–33.
Zhou, H., Kang, S., Li, F., Du, T., Shukla, M. K. and Li, X. 2020. Nitrogen application modified the effect of deficit irrigation on tomato transpiration, and water use efficiency in different growth stages. Scientia Horticulturae. 263: 109-112.