اثر کم آبیاری بر محتوی آنزیم‌های آنتی اکسیدان، کربوهیدرات های محلول، غلظت کلروفیل و عملکرد دو رقم ذرت شیرین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت- دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان- گرگان ایران

2 گروه اگرو تکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، مشهد ایران

3 ‏‏ استادیار، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، مشهد ایران

چکیده

به منظور مطالعه اثر کم آبیاری بر محتوی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، کربوهیدرات‌های محلول، غلظت کلروفیل و عملکرد دو رقم ذرت شیرین آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با آرایش فاکتوریل در مزرعه آموزشی- پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی مشهد با مختصات جغرافیایی (طول جغرافیایی "5، ’8، °59 و عرض جغرافیایی "16، ’34، °36) در سال زراعی 98-1397 انجام شد. عوامل آزمایش شامل کم آبیاری در سه سطح (0 (عدم کم آبیاری) و کم آبیاری 20 و 40 درصد کمتر از نیاز آبیاری گیاه) و دو رقم ذرت شیرین (آمیلاپوپ و مریت) بود. نتایج نشان داد با افزایش کم آبیاری (افزایش تنش) محتوی آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و کربوهیدرات‌های محلول افزایش یافت. اما غلظت کلروفیل a، b و کل، عملکرد بلال با پوشش، عملکرد بلال بدون پوشش و عملکرد دانه قابل کنسرو کاهش پیدا کرد. محتوی آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز، عملکرد بلال با پوشش، عملکرد بلال بدون پوشش و عملکرد دانه قابل کنسرو در رقم آمیلاپوپ بیشتر از زقم مریت بود. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که رقم‌های مورد آزمایش دارای پایداری لازم در شرایط تنش نیستند. بنابراین به کارگیری روش کم آبیاری در مورد رقم‌های مورد مطالعه تنها در صورتی قابل توجیه خواهد بود که کاهش 20 و 40 درصدی در میزان آب مصرفی جهت این محصول دارای مزیت بیشتری نسبت به کاهش در میزان عملکرد باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Deficit Irrigation on Antioxidant Enzymes Content, Soluble Carbohydrates, Chlorophyll Concentration and Yield of Two Sweet Corn Cultivars

نویسندگان [English]

  • Amir Khashayar Mousavi 1
  • Mohamad Reza Dadashi 1
  • Seyed Mohsen Nabavi Kalat 2
  • Saeeid Khavari‎ Khorasani 3
1 Department of Agronomy- Islamic Azad University. Gorgan Branch. Gorgan. Iran
2 Department of Agrotechnology, Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Mashhad Branch, Mashhad, Iran
3 Associate Professor, Department of Agricultural Sciences, Islamic Azad University, Mashhad ‎Branch, Mashhad, Iran ‎
چکیده [English]

In order to study the effect of deficit irrigation on antioxidant enzymes content, soluble carbohydrates, chlorophyll concentration and yield of two sweet corn cultivars a field experiment based on randomized complete block design (RCBD) arranged in factorial with three replications was conducted at the Education-Research Farm (With geographical position: 37°33' north, 59°11' east), Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran, during in cropping season 2018-2019. The experimental factors were included at three levels (0 (Full irrigation), 20 and 40% less than the irrigation requirement) and two sweet corn cultivars (Amylapop and Merit). The results showed that with increasing of deficit irrigation (increasing stress) content of catalase, peroxidase, superoxide dismutase enzymes and soluble carbohydrates increased. However, concentration of chlorophyll a, b and total, husked cob yield, dehusked cob yield and conservable grain yield decreased. The content of catalase, peroxidase, superoxide dismutase, husked cob yield, dehusked cob yield and conservable grain yield were higher in Amylapop cultivar than Merit. In general, the results of this research showed that the tested cultivars do not have the necessary stability under conditions. Therefore, applying the method of deficit irrigation in the studied cultivars it will be justified only if a 20 and 40 percent reduction in the amount of water used for this product is more beneficial than the reduction in yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Catalase
  • Cob yield
  • Conservable grain yield
  • Superoxide dismutase

مراجع

آذری نصرآبادی، ع.، موسوی نیک، س. م.، گلوی، م.، بهشتی، س. ع. ر. و سیروس مهر، ع. ر. 1396. بررسی اثر تنش خشکی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد دانه، تجمع اسمولیت­ها و رنگ­دانه­های فتوسنتزی در ژنوتیپ­های سورگوم دانه­ای (Sorghum bicolor L.). نشریه پژوهش­های زراعی ایران. 3(15): 690-676.
بذرگر، گ.، نبوی کلات، س. م.، خاوری خراسانی، س.، قاسمی، م. و کلیدری، ع. 1400. اثر تنش کم آبیاری و تراکم گیاه بر فعالیت­ آنزیم­های آنتی­اکسیدان، اسمولیت­های سازگار، محتوی نسبی آب و عملکرد ذرت بچه (رقم پشن). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 6(15): 1381- 1370.
بروجردنیا، م.، بی همتا، م. ر.، عالمی سعید، خ. و عبدوسی، و. 1395. اثر تنش خشکی بر میزان پرولین، کربوهیدرات­های محلول، نشت الکترولیت­ها و محتوی آب نسبی (.Phaseolus vulgaris L). فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی. 8(29). 41-23.
بیوک، ز.، حسن­پور درویشی، ح.، مظفری، ح. و حبیبی، د. 1392. بررسی اثر محلول پاشی سلنیوم بر میزان فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدان و مالون دی آلدئید در گیاه دارویی گشنیز () تحت شرایط تنش خشکی. مجله پژوهش­های به زراعی. 5(1): 48-35.
پیرنجم­الدین، ف.، مجیدی، م. م.، قیصری، م. و رادان، ز. 1394. گزینش برای تحمل به تنش خشکی بر  اساس سیستم ریشه­ای و آنزیم­های آنتی­اکسیدان در فسیکوی بلند. علوم گیاهان زراعی ایران. 46(1). 168-157.
حسن­پور، ح. و نیکنام، و. 1393. بررسی اثر تنش خشکی بر رشد و فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدان گیاه پونه معطر (Mentha pulegium L.) در مرحله گلدهی. فرآیند و کارکرد گیاهی. 3(8): 35-25.
سید ابراهیمی، ف، س.، حسنی کومله، ح.، اعلمی، ع. و رضادوست، م. ح. 1394. تاثیر تنش خشکی بر صفات مورفولوژیک و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان دو رقم کلزا (Brassica napus). فرآیند و کارکرد گیاهی. 4(14). 91-77.
شرقی، ط .، بری ابرقویی، ح.، اسدی، م. ح. و کوثری، م. ر. 1389. برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از روش فائو-پنمن-مانتیث و پهنه‌بندی آن در استان یزد. فصلنامه علمی-پژوهشی خشک بوم. 1(1): 33-25.
صمصامی­پور، م.، امداد، م. ر.، افراسیاب، پ.، دلبری، م. 1395. بررسی اثر کم­آبیاری جویچه­ای یک در میان متناوب در مراحل مختلف رشد ذرت. مجله مهندسی منابع آب. 9: 66-57.
محمدی، س. ع.، خزاعی، ح. ر. و نظامی. ا. 1396. اثر مدیریت کود سرک نیتروژن توسط کلروفیل­متر بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه­ای در شرایط کم آبیاری. نشریه پژوهش­های زراعی ایران. 15(1): 73-61.
محمدی، م.، توکلی، ا.، پویوسف،م. و محسنی­فرد، ا. 1398. بهبود فتوسنتز، تبادلات گازی و محتوی کلروفیل لوبیا با کاربرد اپی براسینولید در شرایط تنش خشکی. علو گیاهان زراعی ایران. 50(1): 83-71.
میرزایی، م.، معینی، ا. و قناتی، ف. 1392. اثر تنش خشکی بر میزان پرولین و قندهای محلول گیاهچه­های کلزا (Brassica napus). مجله زیست شناسی ایران. 26(1). 98-90.
نصراله­زاده اصل، و.، شیری، م. ر.، محرم­نژاد، س.، یوسفی، م.و باغبان، ف. 1395. اثر تنش خشکی بر خصوصیات زراعی و بیوشیمیایی سه هیبرید ذرت (Zea mays L.). فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی. 8(32). 60-45.
Aebi, H. 1984. Catalase in vitro. Methods Enzymology. 105: 121–126. https://doi.org/ 10.1016/ S0076-6879(84)05016-3.
Alscher, R. G., Erturk, N. and Heath, L. S. 2002. Role of superoxide dismutases (SOD) in controlling oxidative stress in plant. Journal of Experimental Botany. 53(372): 1331-1341.
Anjum, S. A., Tanveer, M., Ashraf, U., Hussain, S., Shahzad, B., Khan, I. and Wang, L. 2016. Effect of progressive drought stress on growth, leaf gas exchange, and antioxidant production in two maize cultivars. Environmental Science and Pollution Research. 23: 17132-17141.
Asada, K., Takahashi, M. and Nagate, M. 1974. Assay and inhibitors of spinach superoxide dismutase. Agricultural and Biological Chemistry. 38: 471-473.
Ashraf, M. and Foolad, M. R. 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59 (2):206–216.
Bacelar, E. A., Santos, D. L., Moutinho-Pereira, J. M., Goncalves, B. C., Ferreira, H. F. and Correia, C. M. 2006. Immediate responses and adaptative strategies of three olive cultivars under contrasting water availability regimes: changes on structures and chemical composition of foliage and oxidative damage. Plant Science. 170: 596-605. 
Beers, S. and Sizer, I. W. 1952. A spectrophotometric method for measuring the breakdown of hydrogen peroxide by catalase. Biology Chemical. 195: 133-140.
Caludia Castaneda-Saucedo, M., Delgado Alvaredo, D., Cordova Tellez, L., Gonzalez Hernandez, V., Tapia Campos, E. and Santacruz Varela, A. 2012. Changes in carbohydrate concentration in leaves, pods and seeds of dry bean plants under drought stress. Interciencia. 37(3): 168-175.
Ehdaie, B., Alloush, G. A., Madore, M. A. and Waine, J. G. 2006. Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat: I postanthesis changes in Internode dry matter. Crop Science. 46: 735-746.
Giannopolities, C. N. and Ries, S. K. 1977. Superoxide dismutase. I. Occurrence in higher plants. Plant Physiol. 59: 309–314.
Gill, S. S. and Tuteja, N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry. 48: 909-930.
Hemeda, H. M. and Kelin, B. P. 1990. Effects of naturally occurring antioxidants on peroxidase activity of vegetables extracts. Journal of Food Science. 55: 184-185,192.
Hojati, M., Modarres Sanavy, S. M. A., Karimi, M. and Ghanati, F. 2011. Responses of growth and antioxidant systems in Carthamus tinctorius L. under water deficit stress. Acta Physiologiae Plantarum.33: 105-112.
Hosseinzadeh, S.R., Amiri, H. and Ismaili, A. 2015. Effect of vermicompost fertilizer on photosynthetic characteristics of chickpea (Cicer arietinum L.) under drought stress. Photosynthetica. 54(1): 87-92.
Johari-Pireivatlou, M. 2010. Effect of soil water stress on yeild and proline content of four wheat lines. African Journal of Biotechnology. 9: 36-40.
Khaliq, A., Aslam, F., Matloob, A., Hussain, S., Geng, M., Wahid, A. and Rehman, H. 2015. Seed priming with selenium: consequences for emergence, seedling growth, and biochemical attributes of rice. Biological Trace Element Research. 166: 236–244.
Kochert, G. 1978. Carbohydrate determination by the phenol sulfuric acid method, In Helebust, J. A., Craig, J. S (ed). Handbook physiological methods, Cambridge University. Press. Cambridge: 96-97.
Miller, G. A. D., Suzuki, N., Ciftci-Yilmaz, S. and Mittler, R. O. N.2010. Reactive oxygen species homeostasis and signaling during drought and salinity stress. Plant of Cell and Environment. 33(4): 453-467.
Mostajeran, A. and Rahimi-Eichi, V. 2009. Effects of drought stress on growth and yield of rice (Oryza sativa L.) cultivars and accumulation of proline and soluble sugars in sheath and blades of their different ages leaves. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences. 5: 264-272.
Shehab, G.G., Ahmed, O. K. and El-Beltagi, H. S. 2010. Effects of various chemical agents for alleviation of drought stress in rice plants (Oryza sativa L.). Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napocoa. 38 (1): 139-148.
Srivalli, B., Sharma, G. and Khannachopra, R. 2003. Ant oxidative defense system in an upland rice cultivar subjective to increasing intensity of water stress followed by recovery. Plant Physiology. 119: 503-512. 
Tahi, H., Wahbi, S., Modafar, C. E., Aganchich, A. and Serraj, R. 2008. Changes in antioxidant activities and phenol content in tomato plants subjected to partial root drying and regulated deficit irrigation. Plant Biosystems. 142: 550-562.
Tatari, M., Futouhi, R., Etemadi, N., Ahadi, A. M. and Mousavi, A. 2012. Analysis of antioxidant enzyme activity, lipid peroxidation and prolin content of Agropyron desertorum under drought stress. Horticulture Biology and Environment. 3: 9-24.
Xue, G. P., McIntyre, C. L., Glassop, D. and Shorter, R. 2008. Use of expression analysis to dissect alteration in carbohydrate metabolism in wheat leaves during stress. Plant Molecular Biology. 67: 197-214.
Zeid, I. M. and Shedeed, Z. A. 2006.Response of alfalfa to putrescence treatment under drought stress.BiologiaPlantarum. 50 (4): 635-640.
Zhang, M., Zhai, Z., Tian, X., Duan, L. & Li, Z. 2008. Brassinolide alleviated the adverse effect of water deficits on photosynthesis and the antioxidant of soybean (Glycine max L.). Plant Growth Regulation. 56: 257-264
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 17، شماره 3 - شماره پیاپی 99
مرداد و شهریور 1402
صفحه 453-463

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار