تأثیر محدودیت منابع فتوسنتزی و تنش کم آبی پس از گرده افشانی بر سرعت پر شدن دانه، فتوسنتز و تبادلات گازی ارقام گندم نان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد زراعت پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه

2 دانشجوی دکتری فیزیولوژی گیاهان زراعی دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه

3 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه

4 استادیار دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه پیام نور کرج

چکیده

وقوع تنش خشکی در مرحله پر شدن دانه از ویژگی­ های بارز و غیرقابل‌اجتناب مناطق خشک و نیمه‌خشک است. این تحقیق به‌منظور بررسی اثر تنش کم ­آبی و نقش منابع جاری بر پر شدن دانه، فتوسنتز و تبادلات گازی انجام شد. آزمایش در سال زراعی 90-1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه رازی کرمانشاه با استفاده از طرح کرت­های خردشده بر پایه بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمار آبیاری در دو سطح شامل تیمار عدم تنش (آبیاری در تمام مراحل رشدی) و تنش کم­ آبی (قطع آبیاری پس از مرحله گرده‌افشانی) در کرت­های اصلی و ترکیب هشت رقم گندم بهار، پارسی، پیشتاز، پیشگام، چمران، زرین، سیوند، مرودشت و لاین DN-11همراه با تیمارهای محدودیت منابع فتوسنتزی بوته در پنج سطح شامل شاهد (بدون محدودیت منابع فتوسنتزی)، حذف برگ پرچم، حذف بقیه برگ‌ها به‌غیراز برگ پرچم، حذف ریشک­ها و سایه­ اندازی بر سنبله به‌صورت فاکتوریل در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تنش کم­ آبی پس از گرده­ افشانی عملکرد دانه را 22/2 درصد نسبت به شرایط کنترل کاهش داد و حذف منابع فتوسنتزی سبب کاهش عملکرد از طریق افت وزن دانه شد. در این شرایط سهم فتوسنتز سنبله در پر کردن دانه با 35/4 درصد بیشتر از نقش برگ پرچم و برگ­های زیری (به ترتیب 18/6 و 18/5 درصد) بود و ریشک­ها کمترین سهم را با 3/3 درصد در عملکرد دانه داشتند. طی تنش کم­ آبی، طول دوره پر شدن دانه کاهش یافت به‌طوری‌که از 35 روز در شرایط کنترل رطوبتی به 28 روز رسید ولی سبب افزایش سرعت پر شدن دانه شد. همچنین نتایج بیانگر افزایش سرعت فتوسنتز و تبادلات گازی در شرایط محدودیت منابع فتوسنتزی بود، این افزایش بیانگر نقش جبرانی سرعت فتوسنتز برگ­های باقی­مانده در جلوگیری از افت عملکرد است.

کلیدواژه‌ها


Abdoli, M., Saeidi, M., Jalali-Honarmand, S., Mansourifar, S., Ghobadi, M.E., 2013. Effect of source restriction and drought stress during grain growth on grain yield and its components of winter bread wheat cultivars. International Journal of Agronomy and Plant Production. 4(5), 1048-1059.

Ahmadi, A., Baker, D.A., 2001. The effect of water stress on grain filling processes in wheat. Journal of Agricultural Science. 136, 257-269.

Ahmadi, A., Baker, D.A., 2001. The effect of water stress on the activity of key regulatory enzymes of the sucrose to starch pathway in wheat. Plant Growth Regulation. 28(3), 187-197.

Ahmadi, A., Joodi, M., Janmohammdi, M., 2009. Late defoliation and wheat yield: little evidence of post anthesis source limitation. Field Crops Research. 113, 90-93.

Alam, M.S., Rahman, A.H.M.M., Nesa, M.N., Khan, S.K., Siddquie, N.A., 2008. Effect of source and/or sink restriction on the grain yield in wheat. Journal of Applied Sciences Research. 4(3), 258-261.

Barlow, E.W.R., Donovan, G.R., Lee, J.W., 1983. Water relations and composition of wheat ears grown in liquid culture effect of carbon and nitrogen. Australian Journal of Plant Physiology. 10, 99-108

Barma, N.C.D., Amin, M.R., Sarkar, Z.T., 1992. Variability and association of grain yield with vegetative and grain filling period in spring wheat. Annuals of Bangladesh Agriculture. 2, 1063-66.

Blum, A., 1998. Improving wheat grain filling under stress by stem reserves mobilization. Euphytica. 100, 77-83.

Blum, A., Gozlan, G., Mayer, J., 1981. The manifestation of dehydration avoidance in wheat breeding germplasm. Crop Science. 21, 495-499.

Bruckner, P.L., Frohberg, R.C., 1987. Stress tolerance and adaptation in spring wheat. Crop Science. 27, 6-31.

Clark, J.M., Mc Ciag, T.N., 1982. Evaluation of techniques for screening for drought resistance in wheat. Crop Science. 22, 503-505.

Darroch, B.A., Baker, R.J., 1990. Grain filling in three spring wheat genotypes: statistical analysis. Crop Science. 30, 525-529.

Dofing, S.M., 1995. Phenological development-yield relationships in spring barley in subarctic environment. Canadian Journal of Plant Science. 75, 93-97.

Duwayri, M., 1983. Effect of flag leaf and awn removal on grain yield and yield components of wheat grown under dry land conditions. Field Crops Research. 8, 307-313.

Egli, D.B., 1999. Seed Biology and the Yield of Grain Crops, CAB International. UK. 149 pp.

Ehdaie, B., 1998. Genetical manipulation of stem reserve and its remobilization to spring wheat seed under terminal drought condition. In: Proceeding of 5th Iranian congress of crop production and plant breeding, Karaj. Seed and Plant Improvement Institute. 656 pp.

Ehdaie, B., Alloush, G.A., Waines, J.G., 2008. Genotypic variation in linear rate of grain growth and contribution of stem reserves to grain yield in wheat. Field Crops Research. 106, 34-43.

Fischer, R. A., Rees, D., Sayer, K.D., Lu, Z.M., Candon, A.G., Saavedra, A.L., 1998. Wheat yield progress associated with higher stomatal conductance and photosynthesis rate, and cooler canopies. Crop Science. 38, 1467-1475.

Gebeyehou, G.D., Knott, R., Baker, R.J., 1982. Rate and duration of grain filling in durum wheat varieties. Crop Science. 22, 337-340.

Gooding, M.J., Ellis, R.H., Shewry, P.R., Schofield, J.D., 2003. Effects of restricted water availability and increased temperature on the grain filling, drying and quality of winter wheat. Journal of Cereal Science. 37, 295-309.

Jenner, C.F., Ugalde, T.D., Aspinall, D., 1991. The physiology of starch and protein deposition in endosperm of wheat. Australian Journal of Plant Physiology. 18, 211-226.

Joudi, M., Ahmadi, A., Poustini, K., Sharifzadeh, F., 2006. Effect of leaf removal on photosynthetic activity of flag leaf and grain growth in bread wheat. Iranian Journal of Agricultural Sciences. 37, 203-211. [In Persian with English Summary].

Li, A., Hou, Y., Trent, A., 2001. Effects of elevated atmospheric CO2 and drought stress on individual grain filling rates and durations of the main stem in spring wheat. Agricultural and Forest Meteorology. 106, 281-301.

Maydupa, M.L., Antoniettaa, M., Guiameta, J.J., Gracianoa, C., Lópezb, J.R., Tambussia E.A., 2010. The contribution of ear photosynthesis to grain filling in bread wheat (Triticum aestivum). Field Crops Research. 119, 48-58.

Miri, H.R., 2009. Grain yield and morpho-physiological changes from 60 years of genetic improvement of wheat in Iran. Experimental Agriculture. 45, 149-163.

Mohammadtaheri, M., Ahmadi, A., Pustini, K., 2010. Old and new varieties of wheat response temperate, warm and cold cuts power supply to Iran. Iranian Journal of Crop Sciences. 41(2), 271-280. [In Persian with English Summary].

Nouri, H., Ahmadi, A., Poustini, K., 2013. Effect of source restriction on the grain yield and yield components in Iranian wheat cultivars. Technical Journal of Engineering and Applied Sciences. 3(13), 1223-1228.

Paknejad, F., Majidi, E., Noormohammadi, G., Seadat, S., Vazan, S., 2006. Evaluation of drought stress on effective traits at accumulative assimilate of grain in different cultivars of wheat. Journal of Agricultural Sciences. 13(1), 137-149. [In Persian with English Summary].

Papakosta, D.K., Gayianas, A.A., 1991. Nitrogen and dry matter accumulation, remobilization and losses for mediterranean wheat during grain filling. Agronomy Journal. 83, 804-807.

Pepler, S., Gooding, M.J., Ellis, R.H., 2006. Modelling simultaneously water content and dry matter dynamics of wheat grains. Field Crops Research. 95(1), 49-63.

Praba, M.L., Cairns, J.E., Babu, R.C., Lafitte, H.R., 2009. Identification of physiological traits underlying cultivar differences in drought tolerance in rice and wheat. Journal of Agronomy and Crop Science. 195, 30-46.

Radmehr, M., Lotf-Ali Aeyneh G.A., Naderi, A., 2003. A study on source-sink relationship of wheat genotypes under favorable and terminal heat stress conditions in Khuzestan. Iranian Journal of Crop Sciences. 6(2), 101-114. [In Persian with English Summary].

Reynolds, M.P., Mujeeb-kazi, A., Sawkins, M., 2005. Prospects for utilising plant- adaptive mechanisms to improve wheat and other crops in drought and salinity prone environments. Annals of Applied Biology. 146, 239-259.

Richards, R.A., 1983. Manipulation of leaf area and its effect on grain yield in droughted wheat. Australian Journal of Agricultural Research. 34, 23-31.

Ritchie, S.W., Nguyen, H.T., Haloday, A.S., 1990. Leaf water content and gas exchange parameters of two wheat genotype differing in drought resistance. Crop Science. 30, 105-111.

Saeidi, M., Moradi, F., Ahmadi, A., Spehri, R., Najafian, G., Shabani, A., 2010. The effects of terminal water stress on physiological characteristics and sink-source relations in two bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Iranian Journal of Crop Sciences. 12(4), 392-408. [In Persian with English Summary].

Saeidi, M., Moradi, F., Jalali-Honarmand, S., 2011. Contribution of spike and leaves photosynthesis and soluble stem carbohydrates remobilization in grain yield formation in two bread wheat cultivars under post-anthesis stress conditions. Seed and Plant. 27(1), 1-19. [In Persian with English Summary].

Shah, N.H., Paulsenl, G.M., 2003. Interaction of drought and high temperature on photosynthesis and grain-filling of wheat. Plant and Soil. 257, 219-226.

Simmons, S.R., Crookston, R.C., Kurle, J., 1982. Growth of spring wheat kernels as influenced by reduced kernel number per spike and defoliation. Crop Science. 22, 983-988.

Yang, J., Zhang, J., 2006. Grain filling of cereals under soil drying. New Phytologist. 169, 223-236.

Yang, J., Zhang, J., Wang, Z., Xu, G., Zhu, Q., 2004. Activities of key enzymes in sucrose-to-starch conversion in wheat grains subjected to water deficit during grain filling. Plant Physiology. 135, 1621-1629.

Yang, J., Zhang, J., Wang, Z., Zhu, Q., Wang, W., 2001. Remobilization of carbon reserves in response to water deficit during grain filling of rice. Field Crops Research. 71, 47-55.

Yong-Zhan, M., Mackown, C.T., Van Sonford, D.A., 1999. Differential effects of partial spikelet removal and defoliation on kernel growth and assimilate partitioning among wheat cultivars. Field Crops Research. 47, 201-209.

Zhu, G.X., Midmore, D.J., Radford, B.J., Yule, D.F., 2004. Effect of timing of defoliation on wheat (Triticum aestivum) in central Queensland. Field Crops Research. 88, 211-226.