نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد اگروتکنولوژی، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استاد، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

4 استادیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

تنش غرقابی به‌‌عنوان یکی از تنش های غیر‌زیستی محدود کنندۀ رشد و عملکرد گیاهان زراعی در بسیاری از مناطق جهان است. به‌منظور بررسی واکنش های مورفولوژیک و زراعی گلرنگ در شرایط تنش غرقابی، آزمایشی به ‌صورت کرت های خردشده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی1400-1399 در دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا شد. سه سطح تنش غرقابی: شاهد، تنش غرقابی ملایم (به مدت 24 ساعت) و شدید (به مدت 48 ساعت) به عنوان عامل اصلی و تنش در مراحل رشد رویشی و زایشی به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. صفات مورفولوژیک و عملکرد دانه و روغن گلرنگ بسته به مدت زمان تنش و مرحلة رشدی گیاه به طور متفاوتی به تنش غرقاب واکنش نشان دادند. تنش غرقاب ملایم و شدید منجر به کاهش معنی‌دار عملکرد دانه به ترتیب به میزان 34 و 39 درصد و عملکرد روغن به میزان 16 و 32 درصد در مقایسه با شاهد شد. همچنین اعمال تنش در مرحلة رشد رویشی و زایشی به طور متفاوت عملکرد دانه و روغن را کاهش داد، به گونه ای که بیش ترین کاهش به ترتیب به میزان 57 و 35 درصد مربوط به تیمار تنش شدید در مرحلة رشد زایشی بود. کاهش شدید تعداد شاخه های فرعی فرعی در این مرحله ( 55 درصد)، سبب کاهش تعداد طبق در بوته و در نتیجه تعداد دانه در بوته و در نهایت کاهش عملکرد دانه شد. به عبارتی، بیشترین تأثیر تنش در مرحلة زایشی از طریق کاهش تعداد شاخه های فرعی فرعی و به دنبال آن کاهش تعداد طبق و دانه در بوته بود. این یافته ها نشان می دهد که گلرنگ در مرحلة رشد زایشی به تنش غرقاب حساس تر است و افزایش مدت زمان تنش باعث افزایش حساسیت و کاهش بیشتر عملکرد دانه این گیاه می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

 Arbona, V., Hossain, Z., López-Climent, M. F., Pérez-Clemente, R. M., Gómez-Cadenas, A., 2008. Antioxidant enzymatic activity is linked to waterlogging stress tolerance in citrus. Physiology Plantarum. 132, 452–466. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2007.01029.x
Ashraf, M.A., 2012. Waterlogging stress in plants: A review. African Journal of Agricultural Research. 7, 1976-1981. https://doi.org/10.5897/AJARX11.084
Bailey-Serres, J., Voesenek, L.A.C.J., 2008. Flooding stress: Acclimations and genetic diversity. Annual Review of Plant Biology. 59, 313-339. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092752
Banat, F., Pal, P., Jwaied, N., Al-Rabadi, A. 2013. Extraction of Olive Oil from Olive Cake using Soxhlet Apparatus. American Journal of Oil and Chemical Technologies. 1, 1-8. https://doi.org/10.14266/ajoct14-1
Belford, R.K., Cannell, R.Q., Thomson, R.J., 1985. Effects of single and multiple waterloggings on the growth and yield of winter wheat on a clay soil. Journal of the Science of Food and Agriculture. 36, 142-156. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740360304
Brennan, R.F., Mason, M.G., Walton, G.H., 2000. Effect of nitrogen fertilizer on the concentrations of oil and protein in canola (Brassica napus L.) seed. Journal of Plant Nutrition. 23, 339-348. https://doi.org/10.1080/01904160009382020
Cannell, R.Q., Belford, R.K., Gales, K., Dennis, C.W., Prew, R.D., 1980. Effects of waterlogging at different stages of development on the growth and yield of winter wheat. Journal of the Science of Food and Agriculture. 31, 117-132. https://doi.org/10.1002/jsfa.2740310203
De San Celedonio, R.P., Abeledo, L.G., Miralles, D.J. 2014. Identifying the critical period for waterlogging on yield and its components in wheat and barley. Plant and Soil. 378, 265-277. https://www.jstor.org/stable/42952797
De San Celedonio, R.P., Abeledo, L.G., Mantese, A.I., Miralles, D.J., 2017. Differential root and shoot biomass recovery in wheat and barley with transient waterlogging during preflowering. Plant and Soil. 417, 481-498. https://doi.org/10.1007/s11104-017-3274-1
Ding, J., Liang, P., Wu, P., Zhu, M., Li, C., Zhu, X., Gao, D., Chen, Y., Guo, W., 2020. Effects of waterlogging on grain yield and associated traits of historic wheat cultivars in the middle and lower reaches of the Yangtze River, China. Field Crops Research. 264, 107695. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2019.107695
Fazeli, S.B., Rahnama, A., Hassibi, P., 2022. Effect of waterlogging stress on yield and yield components and photosynthetic characteristics of two Mung bean cultivars in Ahvaz conditions. Plant Productions. 45, 95-108. [In Persian with English Summary]. https://doi.org/10.22055/ppd.2020.30538.180
Ferrante, A., Savin, R., Slafer, G.A., 2013.Floret development and grain setting differences between modern durum wheats under contrasting nitrogen availability. Journal of Experimental Botany. 64, 169-184. https://doi.org/10.1093/jxb/ers320
Grassini, P., Indaco, G.V., Pereira, M.L., Hall, A.J., Trápani, N., 2007. Responses to short-term waterlogging during grain filling in sunflower. Field Crops Research. 101, 352-363. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2006.12.009
GRDC., 2017. GrowNotes Safflower Northern, Grains Research and Development Corporation, Australia.
Gutierrez Boem, F.H., Lavado, R.S., Porcelli, C.A., 1996. Note on the effects of winter and spring waterlogging on growth, chemical composition and yield of rape seed. Fied Crops Research. 47, 175-179. https://doi.org/10.1016/0378-4290(96)00025-1
Huang, B., Johnson, J.W., 1995. Root respiration and carbohydrate status of two wheat genotypes in response to hypoxia. Annals of Botany. 75, 423-427. https://doi.org/10.1006/anbo.1995.1041
 Hussain, M.I., Lyra, D.A., Farooq, M., Nikoloudakis, N., Khalid, N., 2016. Salt and drought stresses in safflower: a review. Agronomy for Sustainable Development, 36, 4. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0344-8
Khan, S., Anwar, S., Kuai, J., Noman, A., Shahid, M., Din, M., Ali, A., Zhou, G., 2018. Alteration in yield and oil quality traits of winter rapeseed by lodging at different planting density and nitrogen rates. Scientific Reports. 8, 634. https://doi.org/10.1038/s41598-017-18734-8
 Koutroubas, S. D., Papakosta, D. K., Doitsinis. A., 2008. Nitrogen utilization efficiency of safflower hybrids and open-pollinated varieties under Mediterranean conditions. Field Crops Research. 107, 56-61. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2007.12.009
Kumar, S., Ambreen, H., Murali, T.V., Bali, S., Agarwal, M., Kumar, A., Goel, S., Jagannath, A., 2015. Assessment of genetic diversity and population structure in a global reference collection of 531 accessions of Carthamus tinctorius L. (safflower) using AFLP markers. Plant Molecular Biology Reporter. 33, 1299-1313. https://doi.org/10.1007/s11105-014-0828-8
Marti, J., Savin, R., Slafer, G.A., 2015. Wheat yield as affected by length of exposure to waterlogging during stem elongation. Journal of Agronomy and Crop Science 201, 473-486. https://doi.org/10.1111/jac.12118
Ministry of Agriculture Jihad. 2022. Annual harvested area, production, and yield in 2021-2022. [In Persian].
Ploschuk, R.A., D.J. Miralles., T.D. Colmer., E.L. Ploschuk., G.G. Striker., 2018. Waterlogging of winter crops at early and late stages: Impacts on leaf physiology, growth and yield. Frontiers in Plant Science. 9, 1863. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01863
Ploschuk, R.A., Mirales, D.J., Colmer, T.D., Striker, G.G., 2020. Waterlogging differentially affects yield and its components in wheat, barley, rapeseed and field pea depending on the timing of occurrence. Journal of Agronomy and Crop Science. 206, 363-375. https://doi.org/10.1111/jac.12396
Saini, H.S., Westgate. M.E., 2000. Reproductive development in graincrops during drought. Advances in Agronomy. 68, 59-96. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(08)60843-3
Shabala, S., 2011. Physiological and cellular aspects of phytotoxicity tolerance in plants: the role of membrane transporters and implications for crop breeding for waterlogging tolerance. New Phytologist. 190, 289-298. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2010.03575.x
Shahrokhnia, M.H., Sepaskhah, A.R., 2017. Physiologic and agronomic traits in safflower under various irrigation strategies, planting methods and nitrogen fertilization. Industrial Crops and Products. 95, 126-139. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.10.021
Shao, G.C., Lan, J.J., Yu, S.E., Liu, N., Guo, R.Q., She, D.L., 2013. Photosynthesis and growth of winter wheat in response to waterlogging at different growth stages. Photosynthetica. 51, 429-437. https://doi.org/10.1007/s11099-013-0039-9
Sheikh Mamo, B., Rahnama, A., Hassibi, P., 2023. The influence of terminal heat stress onphysiological and yield characteristics of promising sunflower cultivars in Ahvaz climate condition. Environmental Stresses in Crop Sciences. 16, 835-851. [In Persian with English Summary].  https://doi.org/10.22077/escs.2023.4928.2107
Tian, L., Zhang, Y., Chen, P., Zhang, F., Li, J., Yan, F., Dong, Y., Feng, B., 2021. How does the waterlogging regime affect crop yield? A global meta-analysis. Frontiers in Plant Science. 12, 634898. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.634898
Wang, C., Hai, J., Yang, J., Tian, J., Chen, W., Chen, T., Wang, H., 2016. Influence of leaf and silique photosynthesis on seeds yield and seeds oil quality of oilseed rape (Brassica napus L.). European Journal of Agronomy. 74, 112-118. https://doi.org/10.1016/j.eja.2015.12.008
 Wang, X., Deng, Z., Zhang, W., Meng, Z., Chang, X., Lv M., 2017. Effect of waterlogging duration at different growth stages on the growth, yield and quality of cotton. PLoS ONE 12, e0169029. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0169029
Wollmer, A.C., Pitann, B., Muehling, K.H., 2018. Waterlogging events during stem elongation or flowering affect yield of oilseed rape (Brassica napus L.) but not seed quality. Journal of Agronomy and Crop Science. 204, 165-174. https://doi.org/10.1111/jac.12244
Wu, X., Tang, Y., Li, C., Wu, C., Huang, G., 2015. Chlorophyll fluorescence and yield responses of winter wheat to waterlogging at different growth stages. Plant Production Science. 18, 284-294. https://doi.org/10.1626/pps.18.284
Zandi, R., Rahnama, A., Meskarbashi, M., 2023. Effect of deficit irrigation regimes on photosynthetic, morpho-physiological and yield traits of safflower (Carthamus tinctorious L.) in Ahvaz climate condition. Crop Physiology Journal. 15, 19-40. [In Persian with English Summary]. http://cpj.ahvaz.iau.ir/article-1-1614-fa.html
Zhang, Y., Song, X., Yang, G., Li, Z., Lu, H., Kong, X., Eneji, A.E., Dong, H., 2015. Physiological and molecular adjustment of cotton to waterlogging at peak-flowering in relation to growth and yield. Field Crops Research. 179, 164-172. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.05.001