بررسی کاربرد سطوح مختلف سولفات پتاسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد جو بدون پوشینه (Hordeum vulgare L.) تحت تأثیر دورهای مختلف آبیاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زراعت، گروه زراعت‌ و اصلاح نباتات، دانشگاه بیرجند.

2 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی میبد

3 دانشجوی دکتری زراعت، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه بیرجند

4 کارشناسی ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی میبد

چکیده

مقدمه
تنش خشکی یکی از مهم‌ترین تنش­های محیطی است که نه‌تنها در ایران بلکه در سراسر جهان منجر به کاهش عملکرد گیاهان زراعی به‌خصوص غلات شده است. یکی از راه‌کارهای افزایش مقاومت گیاهان زراعی به تنش­های محیطی همچون تنش خشکی استفاده از مواد مغذی، به‌خصوص پتاسیم است. پتاسیم یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاه می­باشد. این عنصر یک ماده غذایی چندکاره در گیاه بوده که فرآیندهای متابولیکی مثل فعال کردن آنزیم، کنترل اسمزی، تولید و تقسیم کربوهیدرات­ها و تعادل آنیون­ها با کاتیون‌ها را بر عهده دارد.
مواد و روش ­ها
با هدف بررسی اثرات دورهای مختلف آبیاری و کاربرد مقادیر مختلف کود پتاسیم در خاک، بر عملکرد و اجزای عملکرد جو بدون پوشینه، آزمایشی با کرت­های خردشده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد میبد استاد یزد در سال 1388 انجام گرفت. تیمارهای آزمایش شامل سه دور مختلف آبیاری شامل 7، 14 و 21 روز یک‌بار (کرت­ه ای اصلی) و چهار سطح کاربرد کود سولفات پتاسیم شامل صفر، 100، 200، 300 کیلوگرم در هکتار (کرت­های فرعی) بود. در پایان فصل رشد، عملکرد دانه، کاه و کلش و بیولوژیک و همچنین اجزای عملکرد دانه شامل تعداد پنجه بارور و تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه جو بدون پوشینه اندازه­گیریشد.
یافته­ ها
نتایج نشان داد بیشترین عملکرد و اجزای آن در تیمار 7 روز یک‌بار آبیاری به­میزان 3147 کیلوگرم در هکتار حاصل‌شده که با افزایش دور آبیاری به 14 و 21 روز یک‌بار به ترتیب با کاهش 12 و 43 درصدی به­میزان 2761 و 1792 کیلوگرم در هکتار رسیده است. هم­چنین کاربرد کودهای پتاسیمی‌توانست خصوصیات زراعی گیاه را از جنبه­های مختلف بهبود بخشد و اثرات منفی تنش خشکی را کاهش دهد. نتایج مقایسه میانگین سطوح مختلف سولفات پتاسیم نشان داد که افزایش کاربرد کود پتاسه از صفر به 300 کیلوگرم در هکتار تأثیر مثبتی بر عملکرد داشته است؛ اما بین کاربرد 200 و 300 کیلوگرم در هکتار پتاسیم تفاوت معنی­داری در عملکرد دانه مشاهده نشد. در تیمار کاربرد 200 کیلوگرم در هکتار پتاسیم بیشترین شاخص برداشت جو حاصل شد (1/36 درصد) که با عدم کاربرد کود پتاسیم شاخص برداشت به 32 درصد کاهش یافت. بیشترین تعداد پنجه بارور در ترکیب تیماری 7 روز یک‌بار آبیاری + 200 کیلوگرم پتاسیم (3.9 عدد) و کمترین تعداد پنجه بارور در ترکیب 21 روز یک‌بار آبیاری + عدم کاربرد پتاسیم (1.2 عدد) حاصل شد. مقایسه میانگین دورهای مختلف آبیاری نشان داد بیشترین و کمترین وزن هزار دانه جو به ترتیب در دورهای آبیاری 7 و 21 روز یک‌بار آبیاری و برابر با 36.7 و 38.7 گرم به دست آمده است. این نتایج نشان داد تنش خشکی اثرات منفی بسیار معنی­داری بر وزن هزار دانه دارد. در میان سطوح مختلف کاربرد سولفات پتاسیم تیمار عدم کاربرد پتاسیم کمترین (9/30 گرم) و تیمار 300 کیلوگرم در هکتار بیشترین (34 گرم) وزن هزار دانه را به دست آمد.
نتیجه­ گیری
بررسی نتایج نشان داد در صورت عدم محدودیت آبی می­توان 7 روز یک‌بار آبیاری را برای حصول به حداکثر عملکرد این گیاه زراعی توصیه نمود. نتایج نشان داد، جو بدون پوشینه می‌تواند تنش خفیف آبی را با کاهش عملکرد نسبتاً اندک تحمل نماید، لذا در مناطق کویری و خشک که با محدودیت شدید منابع آبی روبرو است می‌توان با 14 روز یک‌بار آبیاری عملکرد قابل قبولی نسبت به شرایط بدون تنش به دست آورد. همچنین کاربرد کودهای پتاسیمی‌ توانست خصوصیات زراعی گیاه را از جنبه‌های مختلف بهبود بخشد و اثرات منفی تنش خشکی را کاهش دهد. ازآنجاکه ازنظر آماری تفاوت معنی‌داری بین تیمار 200 و 300 کیلوگرم سولفات پتاسیم مشاهده نشد به­ منظور کاهش اثرات منفی زیست محیطی کاربرد کودهای شیمیایی کاربرد 200 کیلوگرم در هکتار پتاسیم را می‌توان برای حصول به حداکثر عملکرد این گیاه زراعی توصیه نمود.

کلیدواژه‌ها


Ahmed, S., Gilani, M., 2002. Drought resistance: A potential wayto increase dry land crop production in highland Balochistan. Asian Journal ofPlant Science. 5, 264-263.

Bertsch, P.M., Thomas, W., 1985. Potassium status of temperate region soils. In: Potassium in Agriculture. ASA-CSSA-Modison, Wiscansin., USA.

Bruck, H., Payne, W.A., Sattelmacher, B., 2000. Effects of phosphorus and water supply on yield, transpiration, water–use efficiency and carbon isotope discrimination of pearl millet. Crop Science. 40, 120-125.

Chaves, M.M., Flexas, J., Pinhiero, C., 2009. Photosynthesis under drought and salt stress:regulation from whole plant to cell. Annals of Botany. 103, 51–60.

Demidchik, V., Cuin, T.A., Svistunenko, D., Smith, S.J., Miller, A.J., Shabala, S., Sokolik,A., Yurin, V., 2010. Arabidopsis root K+-efflux conductance activated by hydroxylradicals: single-channel properties, genetic basis and involvement in stressinducedcell death. Journal of Cell Science. 123, 1468–1479.

Ehdaie, B., Barnhart, D., Waines, J.G.,2005. Genetic analysis of transpiration efficiency carbon isotope discrimination and growth characters in bread wheat. In: Stableisotopesand Plant Carbon-Water Relations. Academic Press., Massachusetts.

El-Sayed, A.A., 2002. Improvement of food hull - less barley in Egypt. Paper presented inthe food earley workshop organization by ICARDA and FAO, 14-17 January 2002. Rom, Italy.

Emam, y., 2007. Cereal Crops. Third edition. Shiraz University Press. 580p. [In Persian].

FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). 2013. http://faostat.fao.org /site/567/DesktopDefault.aspx?PageID=567#ancor.  Accessed 22 November 2013. New York, USA.

Fathi, G., Mc-Donald, G. K., 1997. Comparison of six barley cultivars under drought stress during grain filling nitrogen transfer in the greenhouse, Agriculture Journal. 20, 61-73. [In Persian with English Summary].

Guo, P., Baum, M., Grando, S., Ceccarelli, S., Bai, G., Li, R., 2009. Differentially expressedgenes between drought-tolerant and drought-sensitive barley genotypes inresponse to drought stress during the reproductive stage. Journal Experiment Botany. 60,31–44.

Hameed, A., Goher, M., Iqbal, N., 2013. Drought induced programmed cell death and associated changes in antioxidants, proteases, and lipid peroxidation in wheat leaves. Biologia Plantarum. 57, 370–374.

Heidari, M., 2007. Response of Plants to Environmental Stresses. First edition. Aras rayane Publishing. 420p. [In Persian].

Janská, A., Hodek, J., Svoboda, P., Záme9cník, J., Prášil, I.T., Vlasáková, E., Milella, L.,Ovesná, J., 2013. The choice of reference gene set for assessing gene expressionin barley (Hordeum vulgare L.) under low temperature and drought stress. Molecular Genetics and Genomics. 288, 639–649.

Jahan Byn, Sh., Tahmasebi Savenstani, Z., Modars Sanvy, A., Karimzadeh, G., 2001. Effect of drought stress on yield and yield components and naked barley genotypes resistance indices. Journal of Agricultural Sciences and natural resources. 4, 34-25. [In Persian with English Summary].

Khazaee, H.F., Kafi, M., 2001. Effects of water stress on root and shoot growth and dry matter distribution in resistant and susceptible wheat varieties. Journal of agricultural research.1, 43-33. [In Persian with English Summary].

Kinet, J.M., Peet, M.M., 1997. Tomato. In: physiology of vegetable crops. CAB International., New York. pp. 207-258.

Koocheki, A., Hosseini, V., Nassiri-mahaliti, M., 2002. Water relations of plants and soils. Mashhad Jahad Daneshgahi Press. 370p.[In Persian].

Koocheki, A., Rashid mohasel, H., Nassiri, M., Sadr Abadi, R., 1992. Principles of physiology, growth and development of crops. Razavi Publications. 404 p. [In Persian].

Malakoti, M. j., Keshvarzm, P., Karimiyan, V. N., 2008. A comprehensive approach to identify and recommend the optimal fertilizer for sustainable agriculture. The seventh edition of the review is complete, Tarbiat Modarres University Press. 358p. [In Persian].

Ministry of Agriculture., 2008. The results of the survey, wheat and barley: Agricultural statistic (2007-2008). 62p. [In Persian].

Nikkhah, H.R., Saberi, M.H., Mahlouji, M., 2010. Study of effective traits on grain yield of two and six row barleygenotypes (Hordeum vulgare L.) under terminal drought stress conditions. Iranian Journal of Crop Sciences. 12(2), 170-184. [In Persian with English Summary].

Plaut, B., Butow, J., Blunemthal, C.S., Wrigley, C.W., 2004. Trunsport of dry matter into developing wheat kernels and is contribution to graibyield under post – an thesis water deficit and evaluated temperature. Field crops Research. 86, 185–198.

Sadras, V.O., and Milro, S.P., 1996. Soil-water thresholds for the responses of leaf expantion and gas exchange: A review. Field Crops Research. 47, 253-266.

Solomon, S., 2007. Climate Change 2007- the Physical Science Basis: Working Group I contribution to the fourth assessment report of the IPCC (Vol. 4). Cambridge University Press., London.

Subhani, G. M., Abdullah, Ahmad, J., Anwar, J., Hussain, M., Mahmood, A., 2015. Identification of drought tolerant genotypes of barley (Hordeum vulgare l.) through stress tolerance indices. The Journal of Animal and Plant Sciences. 25(3), 686-692.

Tas, S., Tas, B., 2007. Some physiological responces of drought stress in wheat genotypes with different ploidity in turkey. World Journal of Agricultural Sciences. 3, 178-183.

Wang, M., Zheng, Q., Shen, Q., Guo, S., 2013. The critical role of potassium in plant stress response. International Journal of Molecular Sciences. 14, 7370–7390.

Xiong, L., Schumaker, K.S., Zhu, J.K., 2002. Cellsignaling during cold, drought, and salt stress. The plantCell. 14, 165-183.

Yadav, R., Gayadin, S., Jaiswal, A.K., 2001. Morpho-physiological changes and variable yield of wheat genotypes under moisture stress conditions. Indian Journal Plant Physiology. 6, 390-394.

Zeng, F., Konnerup, D., Shabala, L., Zhou, M., Colmer, T.D., Zhang, G., Shabala, S.,2014.Linking oxygen availability with membrane potential maintenance and K+retention of barley roots: implications for waterlogging stress tolerance. PlantCell Environment. 37, 2325–2338.