بررسی تبخیر-تعرق، عملکرد، اجزای عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک گلرنگ پاییزه تحت تنش‌های خشکی و شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی آبیاری و زهکشی، دانشگاه اردکان. اردکان، ایران

2 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه اردکان

4 ایستگاه تحقیقات پسته شهرستان اردکان، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد.

چکیده

تنش‌های خشکی و شوری از مهمترین چالش‌های موجود در بخش کشاورزی بخصوص در مناطق خشک و نیمه‌خشک هستند. در این پژوهش به منظور بررسی اثر برهمکنش شوری و خشکی بر گیاه گلرنگ (رقم گلدشت) آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه ایستگاه تحقیقات پسته شهرستان اردکان واقع در استان یزد در سال 1398 انجام گرفت. تیمارهای آبیاری شامل دورهای 5 (I1)، 10 (I2) و 15 (I3) روز و سطوح شوری آب آبیاری شامل 7/0 (S1)، 4 (S2)، 7 (S3) و 10 (S4) دسی‌زیمنس‌بر‌متر بودند. در پایان دوره رشد، صفاتی مانند عملکرد دانه، وزن هزاردانه، وزن خشک شاخساره، شاخص برداشت، بهره‌وری مصرف آب، سطح برگ، تبخیر- تعرق، نشت یونی و شاخص کلروفیل گلرنگ اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که اثرات اصلی سطوح مختلف شوری آب آبیاری و دورهای آبیاری بر تمام صفات اندازه‌گیری شده معنی‌دار بود. همچنین اثر متقابل شوری و دور آبیاری بر روی تمامی صفات بجز سطح برگ و نشت یونی در سطح یک درصد معنی‌دار بود. با افزایش شوری آب آبیاری و طولانی شدن دور آبیاری تمامی صفات بجز نشت یونی کاهش پیدا کردند. در بیشترین سطح شوری (S4) نسبت به تیمار شاهد (S1)، متوسط میزان تبخیر-تعرق در دوره اعمال تنش و عملکرد دانه به ترتیب 32 و 7/84 درصد کاهش یافت. دور آبیاری 15 روز نیز نسبت به 5 روز باعث کاهش 38 و 4/86 درصدی به‌ترتیب در تبخیر-تعرق در دوره اعمال تنش و عملکرد دانه شد. ضریب آب سهل‌الوصول برای عملکرد دانه گلرنگ 45/0 بدست آمد. حد آستانه شوری محلول خاک برای کاهش عملکرد دانه گلرنگ 4/3 دسی‌زیمنس بر متر و شیب کاهش عملکرد دانه به ازای افزایش یک واحد شوری 8/5 درصد بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of evapotranspiration. yield, yield components and some physiological traits of winter safflower under drought and salinity stresses

نویسندگان [English]

  • Saeed Fazeli-Shoroki 1
  • Najmeh Yarami 2
  • Somayeh Soltani-Gerdefaramarzi 3
  • Ali Soltani-Mehrjardi 4
1 M.Sc. Gratuated of Irrigation and Drainage, Department of Water Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University
2 Water Science and Engineering Department, College of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University
3 Water Science and Engineering Department, Faculty of agriculture and natural resource
4 Ardakan Pistachio Research Station. Agricultural Research, Education & Extension Organization.
چکیده [English]

Drought and salinity stresses are among the main challenges in the agricultural sector, especially in arid and semi-arid regions. In this study, in order to investigate the interaction effect of salinity and drought stresses on safflower (cv Goldasht), a factorial experiment was conducted in 2020 as a completely randomized design with three replications in the greenhouse of Pistachio Research Station of Ardakan city located in Yazd province. The irrigation treatments were applied as 5 (I1), 10 (I2) and 15 (I3) days of irrigation interval and salinity levels of irrigation water were included 0.7 (S1), 4 (S2), 7 (S3) and 10 (S4) dS/m. At the end of the growth period, safflower traits such as grain yield, 1000-seed weight, shoot dry weight, harvest index, water productivity, leaf area, evapotranspiration, electrolyte leakage and SPAD index were measured. Results showed that the main effect of the salinity levels of the irrigation water and irrigation intervals were significant on all traits. Also, the interaction effects of salinity and irrigation interval were significant on all traits except leaf area and electrolyte leakage at one percent level. By increasing irrigation water salinity and lengthening of irrigation interval, all traits decreased except electrolyte leakage percentage. In the highest salinity level (S4) compared to the control treatment (S1), the average of evapotranspiration during the stress period and grain yield decreased by 32 and 84.7 percent, respectively. Increasing irrigation interval up to 15 days reduced evapotranspiration during the stress period and grain yield by 38 and 86.4 percent compared to 5 days irrigation interval, respectively. The coefficient of readily available water for safflower grain yield was obtained 0.45. The salinity threshold of the soil solution for reducing safflower grain yield was obtained about 3.4 dS/m and the slope for decreasing grain yield was 5.8% per unit increase in salinity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Salinity threshold
  • Interaction
  • Irrigation interval
  • Morphological traits
  • Safflower
امیدی، ا. ح. و جاویدفر، ف. 1389. گیاه روغنی گلرنگ. نشر آموزش کشاورزی. 129 ص.
امیری، ا.، سیروس مهر، ع. ر. و اسماعیل زاده بهابادی، ص. 1394. اثر محلول­پاشی اسید سالسیلیک و کیتوزان بر عملکرد گیاه گلرنگ در شرایط تنش خشکی. مجله پژوهشهای گیاهی. 28(4): 725-712.
آقایی، پ.، صادقی پور، ا. و دلخوش، ب. 1390. واکنش ارقام پاییزه گلرنگ به تنش خشکی در منطقه شهر ری. فصلنامه علمی- پژوهشی گیاه و زیست بوم. 26: 13-1.
باغانی، ج.، علیزاده، ا.، انصاری، ح. و عزیزی، م. 1394. اثر کیفیت آب و مدیریت کاربرد آب شور در سیستم آبیاری قطره­ای بر عملکرد و کارآیی مصرف آب در خربزه دیررس. نشریه آب و خاک. 29(3): 568-560.
پاسبان اسلام، ب. 1395. رهیاف­های کشت گلرنگ در اراضی کم بازده و لبشور حاشیه دریاچه ارومیه. سازمان جهاد کشاورزی آذربایجان شرقی. نشریه فنی شماره 148. 31 صفحه.
پاسبان اسلام، ب. 1399. برخی بازتاب­های اکوفیزیولوژیک و زراعی چند رقم گلرنگ متحمل به شوری تحت تنش کمبود آب. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار، 30(2): 155-145.
پوررضا، ع. 1396. ارزیابی تحمل به تنش خشکی در ژنوتیپ­های گلرنگ در مرحله گلدهی (Carthamus tinctorius L). پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه شاهد، 106ص.
ثابت تیموری، م.، خزاعی، ح.ر.، نصیری محلاتی، م. و نظامی، ا. 1388. تأثیر سطوح مختلف شوری بر عملکرد و اجزای عملکرد تک بوته، خصوصیات مورفولوژیک و میزان کلروفیل برگ گیاه کنجد (Sesamum indicum L.). مجله تنشهای محیطی در علوم کشاورزی. 2(2): 119-130.
جامی الاحمدی، م.، بهدانی، م. ع. و رحیمی، ع. 1388. واکنش عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم گلرنگ بهاره به تنش شوری در مراحل مختلف رشد. مجله تولید گیاهان زراعی. 2(4): 134-113.
جباری،ح و همکاران. 1398. دستورالعمل فنی کشت گلرنگ (آبی و دیم). وزارت جهاد کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر. 43 صفحه.
جمشیدی، ا. م.، احمدی، ع.، کریمی، م. و متشرع زاده، ب. 1398. بررسی برخی پاسخهای رشدی و فیزیولوژیکی گیاه دارویی چیا (Salvia hispanica L) به رژیم­های مختلف رطوبتی. نشریه علوم گیاهان زراعی ایران. 50(4): 110-99.
حسینی، ی.، بابازاده، ح. و خاکپورعربلو، ب. 1394. ارزیابی توابع کاهش جذب آب گیاه فلفل در شرایط تنش همزمان خشکی و شوری. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 29(4): 523-509.
زمانپورسیچانی، م. 1383. بررسی تنش شوری بر برخی خصوصیات گلرنگ درکشت تابستانه در منطقه رودشت اصفهان. پایان­نامه کارشناسی ارشد زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، 78 ص.
سیروس مهر، ع. ر.، باردل، ج. و محمدی، س. 1393. تغییرات خصوصیات جوانه­زنی، رنگدانه­های فتوسنتزی و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان گلرنگ تحت تأثیر تنشهای خشکی و شوری. نشریه علمی­پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی. 32(4): 534-517.
شکوهی فر، م.، برومند نسب، س.، سلطانی محمدی، ا. و هوشمند، ع. 1395. بررسی اثر شوری آب آبیاری و سوپر جاذب بر بعضی خصوصیات هیدرولیکی و فیزیکی خاک لوم شنی. علوم و مهندسی آبیاری. 39(2): 113-101.
صادق منصوری، ر.، گلابی، م.، برومند نسب، س. و صالحی، م. 1398. تعیین ضریب تنش شوری و حساسیت آبی با رویکرد مطالعه بهره‌وری مصرف آب کوشیا (Kochia Scoparia L.)  در شرایط آب و هوایی اهواز. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 13(5): 1204-1221.
طاهری، س.، برزگر، ط.، ربیعی، و. و ربی انگورانی، ح. 1395. پاسخ­های فیزیولوژیک دو رقم ریحان به محلول پاشی سالیسیلیک اسید تحت تنش شوری. مجله به زراعی کشاورزی (مجله کشاورزی). 18(1): 274-259.
طریقی، س. 1389. تاثیر تنش خشکی و تراکم بوته بر برخی خصوصیات کمی و کیفی گلرنگ (Carthamus tinctorius). پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان، 99ص.
فرخی نیا، م.، رشدی، م.، پاسبان اسلام، ب. و ساسان دوست، ر. 1390. بررسی برخی از ویژگی­های فیزیولوژیک و عملکرد گلرنگ بهاره تحت تنش کمبود آب. مجله علوم گیاهان زراعی ایران. 42(3): 553-545.
گرجی، م.، زاهدی، م. و عشقی زاده، ح. ر. 1393. ارزیابی ارتباط بین تحمل به شوری ژنوتیپ­های مختلف گلرنگ در دو مرحله جوانه­زنی و رشد رویشی. نشریه تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 14: 158-147.
محمدی، م.، لیاقت، ع. ا. م. و مولوی، ح. 1390. اثر توأم تنش شوری و خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد گوجه­فرنگی در شرایط مزرعه­ای. مجله علوم و مهندسی آبیاری (مجله­ی علمی کشاورزی). 34(1): 23-15.
میر محمدی میبدی، س. ع. م. و قره یاضی، ب. 1381. جنبه­های فیزیولوژیک و نژادی تنش شوری گیاهان. مرکز نشر دانشگاه صنعتی اصفهان، 288ص.
میدانشاهی، م.، موسوی، س.ف. و مصطفی زاده فرد، ب. 1392. تأثیر کم آبیاری به روش PRD به همراه تنظیم کننده رشد بر عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب گلرنگ. تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 8: 37-50.
ناصری مقدم، ع.، بیات، ح.، امینی فرد، م. ح. و مرادی نژاد، ف. 1399. اثر تنش­های خشکی و شوری بر کیفیت گل، تغییرات زیست شیمیایی و غلظت یونها در گل نرگس شهلا (Narcissus tazzeta cv.Shahla). نشریه پژوهشهای تولید گیاهی. 27(1): 221-207.
ناصری، ا.، مسعودی، ط.، خورشیدی، م.ب. و عبدی قاضی جهانی، ا. 1396. تأثیر کیفیت آب آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد چهار ژنوتیپ گلرنگ. پژوهش آب در کشاورزی. 31(3): 301-313.
نوروزی، م. و کاظمینی، س.ع. 1391. اثر کم­آبیاری و تراکم بوته بر رشد و عملکرد دانه گلرنگ. پژوهشهای زراعی ایران. 10(4): 781-788.‎
Allen, R.G., Pereira, L. S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration: guidelinas for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56, Rome. 300 pp.
Amini, H., Arzani, A. and Bahrami, F. 2013. Seed yield and some physiological traits of safflower as affected by water deficit stress. International Journal of Plant Production. 7:597–614.
Ashrafi, E. and Razmjoo, K. 2010. Effect of irrigation regimes on oil content and composition of safflower (Carthamus tinctorius L.) cultivars. Journal of the American Oil Chemists' Society. 87(5): 499-506.
Ayers, R.S. and Westcot, D.W. 1985. Water Quality for Agriculture. FAO 29 Rev.
Bassil, E.S. and Kaffka, S.R. 2002. Response of safflower (Carthamus tinctorius L.) to saline soils and irrigation II. Crop response to salinity. Agricultural Water Management. 54: 81-92.
Demiral, M. A. 2005. Comparative response of two olive (Olea europaea L.) cultivars to salinity. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 29(4): 267-274.
Doorenbos, J. and Pruitt, W. O. 1977. Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 24, Rome. 144 pp.
Egert, M. and Tevini, M. 2002. Influence of drought on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress in leaves of chives (Allium schoenoprasum). Environmental and Experimental Botany. 48(1): 43-49.
Esendal, A., Istanbulluoglu, B., Arslan, B. and Paşa, C. 2008. Effect of water stress on growth components of winter safflower (Carthamus tinctorius L.). In 7th International safflower conference. pp. 1-3.
Farhangi-Abriz, S. and Ghassemi-Golezani, K. 2021. Changes in soil properties and salt tolerance of safflower in response to biochar-based metal oxide nanocomposites of magnesium and manganese. Ecotoxicology and Environmental Safety. 211: 1-11.
Feizi, M., Hajabbasi, M.A. and Mostafazadeh Fard, B. 2010. Saline irrigation water management strategies for better yield of safflower (Carthamus tinctorius L.) in an arid region. Australian Journal of Crop Science. 4(6):408-414.
Francois, L.E. and Bernstein, L. 1964. Salt tolerance of Safflower. Agronomy Journal. 54: 38-40.
Gramer, G.R. 2002. Response of abscisic acid mutant of Arabidopsis to salinity. Functional plant biology. 29(5): 561-567.
Irving, D. W., Shannon, M. C., Breda, V. A. and Mackey, B. E. 1988. Salinity effects on yield and oil quality of high-linoleate and high-oleate cultivars of safflower. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 36(1): 37-42.
Istanbulluoglu, A., Gocmen, E., Gezer, E., Pasa, C. and Konukcu, F. 2009. Effects of water stress at different development stages on yield and water productivity of winter and summer safflower (Carthamus tinctorius L.). Agricultural Water Management. 96(10): 1429-1434.
Javed, S., Bukhari, S.A., Ashraf, M.Y., Mahmood, S. and Iftikhar, T. 2014. Effect of salinity on growth, biochemical parameters and fatty acid composition in safflower (Carthamus tinctorius L.). Pakistan Journal of Botany. 46(4): 1153-1158.
Johnson, R., Petrie S., Franchini, M.C. and Evans, M. 2012. Yield and yield components of winter-type safflower. Crop Science. 52: 2358-2364.
Kaya, M. D., Ipek, A.and ÖZTÜRK, A. 2003. Effects of different soil salinity levels on germination and seedling growth of safflower (Carthamus tinctorius L.). Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 27(4): 221-227.
Liu, L., Guan, L.L. and Yang, Y.X., 2016. A review of fatty acids and genetic characterization of safflower (Carthamus tinctorius L.) seed oil. World Journal of Traditional Chinese Medicine. 2(2): 48-52.
Lutts, S., Kinet, J. M. and Bouharmont, J. 1995. Changes in plant response to NaCl during development of rice (Oryza sativa L.) varieties differing in salinity resistance. Journal of Experimental Botany. 46(12): 1843-1852.
Mahlooji, M., Seyed Sharifi, R., Razmjoo, J., Sabzalian, M.R. and Sedghi, M. 2018. Effect of salt stress on photosynthesis and physiological parameters of three contrasting barley genotypes. Photosynthetica. 56: 549-556.
Majidi, M.M., Tavakoli, V., Mirlohi, A. and Sabzalian, M. R. 2011. Wild safflower species ('Carthamus oxyacanthus'Bieb.): A possible source of drought tolerance for arid environments. Australian Journal of Crop Science. 5(8): 1055-1063.
Pasban Eslam, B., Monirifar, H. and Ghassemi, M. T. 2010. Evaluation of late season drought effects on seed and oil yields in spring safflower genotypes. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 34(5):373-380.
Rajcan, I., Dwyer, L.D. and Tollenaar, M. 1999. Note on relationship between leaf soluble carbohydrate and chlorophyll concentration in maize during leaf senescence. Field Crops Research. 63: 13-17.
Sairam, R. K., Rao, K. V. and Srivastava, G. C. 2002. Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyte concentration. Plant Science. 163(5): 1037-1046.
Sajedi, N.A., Ferasat, M., Mirzakhani, M. and Mashhadi Akbar Boojar, M. 2012. Impact of water deficit stress on biochemical characteristics of safflower cultivars. Physiology Molecular Biology of Plants. 18(4): 323-329.
Sepaskhah, A.R. and Yarami, N. 2009. Interaction effects of irrigation regime and salinity on flower yield and growth of saffron. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 84 (2): 216–222.
Shahrokhnia, M.H. and Sepaskhah, A.R. 2016. Effects of irrigation strategies, planting methods and nitrogen fertilization on yield, water and nitrogen efficiencies of safflower. Agricultural Water Management. 172: 18-30.
Shahrokhnia, M.H. and Sepaskhah, A.R. 2017. Physiologic and agronomic traits in safflower under various irrigation strategies, planting methods and nitrogen fertilization. Industrial Crops Products. 95: 126-139.
Singh, S., Angadi, S.V., Grover, K., Begna, S. and Auld, D. 2016. Drought response and yield formation of spring safflower under different water regimes in the semiarid Southern High Plains. Agricultural Water Management. 163: 354-362.
Umar, M. and Siddiqui, Z.S. 2018. Physiological performance of sunflower genotypes under combined salt and drought stress environment. Acta Botanica Croatica. 77 (1): 36-44.
Van Genuchten, M. Th., Leij, F. J. and Yates, S. R. 1991. The RETC code for quantifying the hydraulic function of unsaturated soils. EPA/ 600/ 291/065. USEPA, Ada. Oklahoma, American.
Yeilaghi, H., Arzani, A., Ghaderian, M., Fotovat, R., Feizi, M. and Pourdad, S.S. 2012. Effect of salinity on seed oil con­tent and fatty acid composition of safflower (Carthamus tinctorius L.) genotypes. Food Chemistry. 130(3): 618-625.