اندازه گیری غیرتخریبی غلظت پروتئین و آمینواسیدهای دانه ذرت و ارتباط آن با عملکرد دانه تحت تأثیر تیمارهای مختلف آبیاری، تاریخ کاشت، رقم و نیتروژن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم زراعی و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، پاکدشت

2 گروه کشاورزی بوم‌شناختی، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

به‌منظور بررسی تأثیر برخی عوامل زراعی بر پروتئین، مجموع آمینواسیدهای ضروری (EAA) و غیرضروری (NAA) و ارتباط آن با عملکرد دانه ذرت، آزمایشی ­به‌صورت اسپلیت-اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران انجام شد. فواصل آبیاری و تاریخ کاشت به ترتیب به‌عنوان فاکتور اصلی و فرعی و ارقام ذرت و میزان کود نیتروژن به‌عنوان تیمارهای فاکتوریل در نظر گرفته شدند. درصد پروتئین و آمینواسیدها به روش مادون‌قرمز (NIR) تعیین شد. نتایج نشان داد اثر متقابل آبیاری و نیتروژن بر میزان پروتئین معنی­ دار بود (P ≤ 0.05) به‌طوری‌که در شرایط آبیاری بیشتر، کاربرد نیتروژن نسبت به تیمار بدون کود موجب افزایش پروتئین به میزان 0.78 درصد شد. اثر آبیاری بر کلیه آمینواسیدها جز والین، لایزین و تریپتوفان معنی­دار بود و افزایش آبیاری موجب کاهش آن‌ها گردید. اثر نیتروژن بر کلیه آمینواسیدها جز Lys معنی­دار بود به‌طوری‌که کاربرد کود موجب افزایش آن‌ها شد. اثر تاریخ کاشت و رقم بر برخی از آمینواسیدها معنی­دار بود و میزان آن‌ها در تاریخ کاشت دیرهنگام و رقم 260 بالاتر بود. آبیاری بیشتر و کاربرد نیتروژن موجب کاهش نسبت EAA به NAA به ترتیب به میزان 0.20 و 0.90 درصد شد (P ≤ 0.05). عملکرد دانه همبستگی مثبت معنی­داری با پروتئین، مجموع آمینواسیدها و NAA داشت (به ترتیب 0.37، 0.35 و 0.40). رابطه مستقیم و معنی­داری میان پروتئین با EAA و NAA مشاهده شد و بالاترین رابطه پروتئین با NAA مشاهده شد (a=0.15, R² = 0.32%, P ≤ 0.001). یافته­ ها پیشنهاد نمود آبیاری بیشتر و کاربرد کود نیتروژن موجب افزایش بیشتر آمینواسیدهای غیرضروری و کاهش نسبت آمینواسیدهای ضروری به غیرضروری شد.

کلیدواژه‌ها


Aguirrezabal, L., Martre, P., Pereyra-Irujo, G., Echarte, M.M., Izquierdo, N., 2015. Improving grain quality: ecophysiological and modeling tools to develop management and breeding strategies. In: Sadras, V.O., Calderini, D.F. (eds.), Crop Physiology (Second Edition), pp. 423-465. Academic Press, Massachusetts. Doi: https://doi.org/10.1016/ b978-0-12-374431-9.00016-5
Allen, N.K., Baker, D.H., 1974. Quantitative evaluation of nonspecific nitrogen sources for the growing chick. Poultry Science. 53, 258-264. Doi: https://doi.org/10.3382/ps.0530258
Butts-Wilmsmeyer, C., Seebauer, J., Singleton, L., Below, F., 2019. Weather during key growth stages explains grain quality and yield of maize. Agronomy. 9, 16. Doi: https://doi.org/10.3390/agronomy9010016.
Dei, H.K., 2017. Poultry Science. Continuum, IntechOpen, London, England. Doi: https://doi.org/10.5772/65363
Duarte, A.P., Mason, S.C., Jackson, D.S., de C Kiehl, J., 2005. Grain quality of Brazilian maize genotypes as influenced by nitrogen level. Crop Science. 45, 1958-1964. Doi: https://doi.org/10.2135/cropsci2004.0587
Fan, X., Tang, S., Li, G., Zhou, X., 2016. Non-invasive detection of protein content in several types of plant feed materials using a hybrid near infrared spectroscopy model. PloS one, 11, e0163145.
Geesing, D., Diacono, M., Schmidhalter, U., 2014. Site‐specific effects of variable water supply and nitrogen fertilisation on winter wheat. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 177, 509-523. Doi: https://doi.org/10. 1002/jpln.201300215
Govindaraj, M., Rai, K.N., Cherian, B., Pfeiffer, W.H., Kanatti, A., Shivade, H., 2019. Breeding biofortified pearl millet varieties and hybrids to enhance millet markets for human nutrition. Agriculture. 9, 106. Doi: https://doi.org/10.3390/ agriculture 9050106.
Ingle, P.D., Christian, R., Purohit, P., Zarraga, V., Handley, E., Freel, K., Abdo, S., 2016. Determination of protein content by NIR spectroscopy in protein powder mix products. Journal of AOAC International. 99, 360-363.
Khan, S., Yu, H., Li, Q., Gao, Y., Sallam, B. N., Wang, H., Jiang, W., 2019. Exogenous application of amino acids improves the growth and yield of lettuce by enhancing photosynthetic assimilation and nutrient availability. Agronomy. 9, 266. https://doi.org/10.3390/agronomy9050266
Lenis, N.P., van Diepen, H.T., Bikker, P., Jongbloed, A.W., van der Meulen, J., 1999. Effect of the ratio between essential and nonessential amino acids in the diet on utilization of nitrogen and amino acids by growing pigs. Journal of Animal Science. 77, 1777-1787. Doi: https://doi.org/10.2527/ 1999.7771777x
Lin, C., Chen, X., Jian, L., Shi, C., Jin, X., Zhang, G., 2014. Determination of grain protein content by near-infrared spectrometry and multivariate calibration in barley. Food Chemistry. 162, 10-15.
Losak, T., Hlusek, J., Filipčík, R., Pospíšilová, L., Maňásek, J., Prokeš, K., Orosz, F., 2010. Effect of nitrogen fertilization on metabolisms of essential and non-essential amino acids in field-grown grain maize (Zea mays L.). Plant, Soil and Environment. 56, 574-479. Doi: 10.17221/288/2010-PSE
Nakano, H., Morita, S., 2009. Effects of seeding rate and nitrogen application rate on grain yield and protein content of the bread wheat cultivar ’Minaminokaori’ in Southwestern Japan. Plant Production Science. 12, 109–115. 56.
Oikeh, S.O., Kling, J.G., Okoruwa, A.E., 1998. Nitrogen fertilizer management effects on maize grain quality in the West African moist savanna. Crop Science, 38, 1056-1161. Doi: https://doi.org/10.2135/cropsci1998. 0011183X003800040029x
Pleijel, H., Mortensen, L., Fuhrer, J., Ojanperä, K., Danielsson, H., 1999. Grain protein accumulation in relation to grain yield of spring wheat (Triticum aestivum L.) grown in open-top chambers with different concentrations of ozone, carbon dioxide and water availability. Agriculture, Ecosystems and Environment, 72, 265-270. Doi: https:// doi.org/10.1016/S0167-8809(98)00185-6.
Rahimi Jahangirlou, M., Kambouziam J., Soufizadehm S.Z.E., Rezayi, M., 2016. Determination of the nutritive value and metabolizable energy in Zea mays cultivars. International Journal of Plant Breeding and Crop Science. 3, 103-108.
Rezaei, M., Zehtab-Salmasi, S., Najafi, N., Ghassemi-Golezani, K., Jalalikamali, M., 2010. Effects of water deficit on nutrient content and grain protein of bread wheat genotypes. Journal of Food Agriculture and Environment, 8, 535–539.
Rouphael, Y., Colla, G., 2018. Synergistic biostimulatory action: designing the next generation of plant biostimulants for sustainable agriculture. Frontiers in Plant Science. 9, 1655.
Rouphael, Y., Spichal, L., Panzarova, K., Casa, R., Colla, G., 2018. High-throughput plant phenotyping for developing novel biostimulants: From lab to field or from field to lab? Frontiers in Plant Science. 9, 1197.
Sabata, R.J., Mason, S.C., 1992. Corn hybrid interactions with soil nitrogen level and water regime. Journal of Production Agriculture. 5, 137-142. Doi: https://doi.org/ 10.2134/ jpa1992.0137
Sepaskhah, A.R., Hosseini, S.N., 2008. Effects of alternate furrow irrigation and nitrogen application rates on yield and water-and nitrogen-use efficiency of winter wheat (Triticum aestivum L.). Plant Production Science, 11, 250-259. Doi:https://doi.org/ 10.1626/pps.11.250
Shiri, M., 2017. Genetic diversity analysis of maize hybrids through morphological traits and simple sequence repeat markers. Journal of Plant Molecular Breeding. 5, 49-60. Doi: https://doi.org/ 10.22058/JPMB.2017.31701. 1081.
Stephane, M., Ben-Ari, T., Dumas, P., 2014. Feeding proteins to livestock: global land use and food vs. feed competition. OCL. Oilseeds and Fats, Crops and Lipids, 21, D408, 10 p. Doi: http://dx.doi.org/ 10.1051/ocl/2014020.
Stephen, C.M., Nora, E.D.M., 2002 Agronomic practices influence maize grain quality. Journal of Crop Production, 5, 75-91, Doi: https://doi.org/10.1300/ J144v05n01_04.
Struik, P.C., 1983.  Effect of temperature on development, dry matter production, dry matter distribution and quality of forage maize (Zea mays L.).  An analysis, Meded.  Landbouwhoge-school Wageningen 83±3, 41p.
Stucki, W.P., Harper, A.E., 1961. Importance of dispensable amino acids for normal growth of chicks. The Journal of Nutrition, 74, 377-383. Doi: https://doi.org/ 10.1093/jn/74.4.377
Taub, D.R., Miller, B., Allen, H., 2008. Effects of elevated CO2 on the protein concentration of food crops: a meta‐analysis. Global Change Biology. 14, 565-575. Doi: https://doi.org/ 10.1111/j.1365-2486.2007. 01511.x
Tosti, G., Guiducci, M., 2010. Durum wheat-faba bean temporary intercropping: Effects on nitrogen supply and wheat quality. European Journal of Agronomy. 33, 157–165.
Tsai, C.Y., Dweikat, I., Huber, D.M., Warren, H.L., 1992. Interrelationship of nitrogen nutrition with maize (Zea mays) grain yield, nitrogen use efficiency and grain quality. Journal of the Science of Food and Agriculture. 58, 1-8. Doi: https://doi.org/ 10.1002/jsfa.2740580102
Wang, Y., Zhang, X., Liu, X., Zhang, X., Shao, L., Sun, H., Chen, S., 2013. The effects of nitrogen supply and water regime on instantaneous WUE, time-integrated WUE and carbon isotope discrimination in winter wheat. Field Crops Research. 144, 236-244. Doi: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2013.01.021
Zhang, P., Ma, G., Wang, C., Lu, H., Li, S., Xie, Y., Guo, T., 2017. Effect of irrigation and nitrogen application on grain amino acid composition and protein quality in winter wheat. PloS one, 12, e0178494. Doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178494.
Zhou, B., Sun, X., Wang, D., Ding, Z., Li, C., Ma, W., Zhao, M. 2019. Integrated agronomic practice increases maize grain yield and nitrogen use efficiency under various soil fertility conditions. The Crop Journal. 7, 527-538. Doi: https://doi.org/10.1016/j.cj.2018. 12.005.
دوره 14، شماره 3
سیاست دسترسی آزاد
مهر 1400
صفحه 595-603
  • تاریخ دریافت: 18 آذر 1398
  • تاریخ بازنگری: 16 بهمن 1398
  • تاریخ پذیرش: 19 بهمن 1398
  • تاریخ اولین انتشار: 24 خرداد 1400