بررسی ارتباط برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی در ژنوتیپ‌های سورگوم دانه‌ای با عملکرد و اجزای آن در شرایط تنش آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان جنوبی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بیرجند

2 دانشیار گروه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل

3 استاد گروه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل

4 دکتری زراعت گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند

5 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد

6 استادیار گروه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل

چکیده

مقاومت گیاهان به تنش خشکی به علت پیچیده بودن اثرات متقابل بین عوامل تنش و نیز تنوع پدیده‌های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی مؤثر بر رشد و نمو گیاه بسیار پیچیده است. به‌منظور بررسی اثر تنش آبی بر عملکرد، اجزای عملکرد، ویژگی‌های فیزیولوژیک، مورفولوژیک و بیوشیمیایی در ژنوتیپ‌های سورگوم دانه‌ای، آزمایشی به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار، در دو سال زراعی 1393 و 1394 در مزرعه مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان جنوبی اجرا شد. تیمارهای تنش شامل آبیاری معمول، قطع آبیاری در مرحله رشد رویشی (رؤیت آخرین برگ به‌صورت لوله‌ای) به‌عنوان تنش شدید و قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی (50 درصد بوته‌ها در مرحله گلدهی) یا تنش ملایم به‌عنوان عامل اصلی و 10 ژنوتیپ سورگوم دانه‌ای شامل KGS29، MGS2، KGS33، سپیده، KGFS27، MGS5، KGFS5، KGFS17، KGFS13 وKGFS30 به‌عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که تنش آبی شدید و پس‌ازآن تنش ملایم به‌طور معنی‌داری عملکرد دانه، وزن هزار دانه و تعداد دانه در پانیکول را کاهش داد. برهمکنش تنش آبی و ژنوتیپ نشان می‌دهد که ازنظر عملکرد دانه ژنوتیپ KGFS13 در شرایط تنش ملایم و آبیاری نرمال به همراه KGFS17 در شرایط آبیاری نرمال بیشترین و ژنوتیپ KGFS5 در شرایط تنش آبی شدید کمترین عملکرد دانه را دارا بود. نتایج حاصل از همبستگی‌های بین صفات موردبررسی نشان داد که در شرایط نرمال (بدون تنش) صفات ارتفاع بوته، تعداد دانه در پانیکول، درصد قند ساقه، محتوای پرولین آزاد، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت می‌توانند در جهت بهبود عملکرد دانه به کار روند. در شرایط تنش آبی، درصد قند ساقه، ارتفاع بوته، دمای کانوپی، محتوای پرولین آزاد برگ بیشترین همبستگی را با عملکرد و اجزای آن داشتند. به‌طورکلی توجه به جنبه‌های دیگر از مقاومت به خشکی مانند شاخص‌های فیزیولوژیکی (هدایت روزنه، محتوای نسبی آب، دمای کانوپی) بسیار مهم است.

کلیدواژه‌ها


Abbad, H., Jafari, E.L., Bort, S.A., Araus, J.L., 2004. Comparative relationship of the flag leaf and the ear photosynthesis with the biomass and grain yield of durum wheat under a range of water conditions and different genotypes. Agronomie. 24, 19-28.

Arnon, D.I., 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts, polyphenoxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology. 24, 1-15.

Aruna, C., Audilakshm, S., 2008. A strategy to identify potential germplasm for improving yield attributes using diversity analysis in sorghum. Plant Genetic Resources. 6, 187- 194.

Brevedan, R.E., Egli, D.B., 2003. Short periods of water stress during seed filling, Leaf senescence, and yield of soybean. Crop Science. 43, 2083-2088.

Eastin, J. D., Castleberry, R.M., Gerik, T.J., Hultquist, J.H., Mahalakshmi, V., Ogunlela, V.B., Rice. J.R., 1983. Physiological aspects of high temperature and drought stress. In: Raper, Jr. C.D., Kramer, P.J. (Eds.), Crop Reactions to Water and Temperature Stresses in Humid, Temperature Climates. pp. 91-112. Westview Press, Boulder, CO., USA.

Farooq, M.W.A., Kobayashi, N., Fujita, D., Basra. S.M., 2009. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development. 29, 185-212.

Farshadfar, E., Rasoli, V., Teixeira da Silva J.A., Farshadfar. M., 2011. Inheritance of drought tolerance indicators in bread wheat (Triticum aestivum L.) using a diallel technique. Australian Journal of Crop Science. 5, 870-878.

Gambin, B.L., Borras, L., 2007. Plasticity of sorghum kernel weight to increase assimilate availability. Field Crops Research. 100, 2 72-284.

Gan, S., Amasino, R.M., 1997. Making sense of senescence. Plant Physiology. 113, 313- 319.

Jaleel, C., Manivannan, P., Wahid, A., Farooq, M., Somasundaram, R., Panneerselvam, R., 2009. Drought stress in plants: a review on morphological characteristics and pigments composition. International Journal of Agriculture and Biology. 11,100-105.

Khalili, A., Akbari, N., Chaichi, M.R., 2008. Limited Irrigation and Phosphorus Fertilizer Effects on Yield and Yield Components of Grain Sorghum (Sorghum bicolor L. var. Kimia). American-Eurasian Journal of Agriculture and Environment Science. 3, 697-702.

Khan, A.S., Ul-Allah, S., Sadique, S., 2010. Genetic variability and correlation among seedling traits of Wheat (Triticum aestivum) under water stress. International Journal of Agriculture and Biology. 2, 247-250.

Liang, Z., Zhang, F., Shao, M., Zhang, J., 2002. The relations of stomatal conductance, water consumption, growth rate to leaf water potential during soil drying and rewatering cycle of wheat (Triticum aestivum L.). Botanical Bulletin- Academia Sinica. 43, 187-192.

Maman, N., Mason, S.C., Lyon, D.J., Dhungana, P., 2004.Yield Components of Pearl millet and Grain Sorghum across Environments in the Central Great Plains. Crop Science. 44,2 138-2145.

Martinez, D.E., Luquez, V.M., Bartoli, C.G., Guiamet, J.J., 2003. Persistence of photosynthetic components and photochemical efficiency in ears of water-stressed wheat (Triticum aestivum). Plant Physiology. 119, 1-7.

Monneveux, P., Ribaut, J., 2011. Drought Phenotyping in Crops: from Theory to Practice. Generation Challenge Programme Press. 296p.

 Monti A., Amaducci, M., Pritoni, T., Verturi G., 2006. Variation in carbon isotope discrimination during growth and at different organs in sugar beet (Beta vulgaris L.). Field Crops Research. 98, 157-163.

Prasad, P.V.V., Pisipati, S.R., Mutava, R.N., Tuinstra, M.R., 2008. Sensitivity of grain sorghum to high temperature stress during reproductive development. Crop Science. 48, 1911– 1917.

Ramulu, P., Rao, P.U., 2003. Total, insoluble and soluble dietary fiber contents of Indian fruits. Journal of Food Composition and Analysis. 16, 677–685.

Reynolds, M., Fernanda, D., Richard, T., 2007. Drought- adaptive traits derived from wheat wild relatives and landraces. Journal of Experimental Botany. 58, 177-186.

Richards, R.A., Rebetzke, G.J., Condon, A.G., Van Herwaarden, A.F., 2002. Breeding opportunities for increasing the efficiency of water use and crop yield in temperate cereals. Crop Science. 42, 111-131.

Rodriguez, D.J., Romero-Garcia, J., Rodriguez-Garcia, R. Sanchez, J.A.L., 2002. Characterization of proteins from sunflower leaves and seeds: Relationship of biomass and seed yield. Trends Crop New. 1, 143-149.

Sinclair, T., Bennetto, R.D.M., Muchow, R.O., 1990. Relative sensivity of grain yield and biomass accumulation to drought in field grown maize. Crop Science. 30, 690-693.

Thomas Robertson, M.J., Fukai, S., Peoples, M.B., 2004. The effect of timing and severity of water deficit on growth development, yield accumulation and nitrogen fixation of mung bean. Field Crops Research. 86, 67-80.

Van Oosterom, E.J., Hammer, G.L., 2008.Determination of grain number in sorghum. Field Crop Research, 108, 259-268.

Wardlaw, I.F., Willenbrink, J., 1994. Carbohydrate storage and mobilization by the culm of wheat between heading and grain maturity: the relation to sucrose synthase and sucrose-phosphate synthase. Australian Journal of Plant Physiology. 21, 255-271.