نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کرمان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمان

2 استادیار بخش تحقیقات فنی مهندسی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کرمان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمان

چکیده

این مطالعه با هدف تأثیر تیمارهای مختلف تنش آبی بر عملکرد، بهره‌وری مصرف آب و برخی خصوصیات زراعی گیاه کاکتوس در منطقه شاهماران در جنوب استان کرمان در سال 1398 انجام شد. طرح آزمایشی به‌صورت بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار روی بوته‌های کاکتوس سه‌ساله انجام شد. تیمارهای موردمطالعه شامل سه رژیم آبیاری بر اساس 160، 210 و 260 میلی‌متر تبخیر تجمعی از سطح تشتک تبخیر کلاس A بود. نتایج نشان داد با افزایش سطح تنش آبی طول، عرض و ضخامت پد (ساق برگ) به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. بیشترین تعداد پد تولیدشده (27.7 عدد در بوته) متعلق به تیمار آبیاری نرمال و کمترین آن (15 عدد در بوته) در تیمار تنش شدید خشکی (رژیم آبیاری 260 میلی‌متر تبخیر تجمعی از سطح تشتک تبخیر) مشاهده شد. بیشترین ضخامت پد در شرایط آبیاری نرمال (2.4 سانتی‌متر) و کمترین آن (0.9 سانتی‌متر) در شرایط تنش شدید خشکی به دست آمد. تأثیر تنش خشکی بر گسترش طول و عرض پد که شاخصی از سطح فتوسنتز کننده گیاه هستند معنی‌دار بود، به‌طوری‌که کمترین طول و عرض پد (به ترتیب 29.5 و 18 سانتی‌متر) در تیمار تنش شدید خشکی و بیشترین آن (37.7 و 24.7 سانتی‌متر) در تیمار آبیاری نرمال حاصل شد. نتایج نشان داد تنش آبی شدید بیشترین مقدار پتاسیم و کمترین مقدار فیبر را در علوفه خشک ایجاد کرد. رژیم آبیاری 160 میلی‌متر تبخیر تجمعی موجب تولید بالاترین مقدار عملکرد علوفه تر و خشک (به ترتیب با تولید 112 و 8.97 تن در هکتار) گردید. در این تیمار بهره‌وری مصرف آب 3.29 کیلوگرم ماده خشک بر مترمکعب آب به دست آمد. بیشترین پروتئین خام علوفه (7.9 درصد) نیز به رژیم آبیاری 210 میلی‌متر تبخیر تجمعی تعلق داشت. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، امکان کشت و تولید علوفه از گیاه دائمی کاکتوس با مصرف آب کم در منطقه شاهماران کرمان وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

 Alemu, T., Belete, Shimelash., Aynalem, Haile., 2017. Adaptation and performance evaluation of prickly pear cactus, Opuntia ficus indica L. for fodder production in Gumara-Maksegnit Watershed, North Gondar, Ethiopia. World Journal of Agricultural Sciences. 13 , 150-154. https://doi.org/10.5829/idosi.wjas.2017.150.154
Ait-El-Mokhtar, M., Boutasknit, A., Ben-Laouane, R., Anli, M., El Amerany, F., Toubali, S., 2020. Vulnerability of oasis agriculture to climate change in morocco. In: Impacts of Climate Change on Agriculture and Aquaculture. IGI Global, Hershey, PA. pp. 76–106. https://doi.org/10.4018/978-1-7998-3343-7.ch004
AOAC., 1990. Association of official analytical chemists, Washington DC. 15th ed.
Chiteva, R., Wairagau, N., 2013.Chemical and nutritional content of Opuntia ficus indica L. African Journal of Biotechnology. 12, 3309-3312. https://doi.org/10.5897/AJB12.2631
Campos, A.R.F., da Silva, A.J.P., van Lier, Q. de J., do Nascimento, F.A.L., Fernandes, R.D.M., de Almeida, J.N., da Silva Paz, V.P. 2021. Yield and morphology of forage cactus cultivars under drip irrigation management based on soil water matric potential thresholds. Journal of Arid Environments. 193, 1045-1064. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2021.104564
Dekock, G.C., 1998. The use of cactus pear (Opuntia spp.) as a fodder source in the arid areas in Southern Africa. p.83-95, In: Proceedings of International Symposium on Cactus Pear and Nopalitos Processing and Uses. Universidad de Chile, Santiago, and FAO International Cooperation Network on Cactus Pear.
Dubeux, J.C.B., Jr., dos Santos, M.V.F., da Cunha, M.V., dos Santos, D.C., de Almeida Souza, R.T., de Mello, A.C.L., de Souza, T.C. 2021. Cactus (Opuntia and Nopalea) nutritive value: a review. Animal Feed Science and Technology. 275, 114890. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2021.114890
Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D., Basra, S.M.A., 2008. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy of Sustainable Development. 29, 185-212. https://doi.org/10.22092/jsb.2008.1036
Fotouhi, K., Ahmdaly, J., Noorjo, A., Pedram, A., Khorshid, A., 2009. Irrigation management under water discharge permit at the different stages of sugar beet grown in Miandoab region. Journal of Sugar Beet. 24, 43–60 [In Persian with English Summary]. https://doi.org/10.22092/jsb.2008.1036
Garcia de Cortazar, V., Nobel, P.S., 1990. Worldwide environmental productivity indices and yield predictions for a CAM plant, Opuntia ficus-indica, including effects of doubled CO2 levels. Agricultural and Forest Meteorology. 49, 261-279. https://doi.org/10.1016/0168-1923(90)90001-M
 
Grunwaldt, J.M., Guevara, J.C., Grunwaldt, E.G., 2015. Review of scientific and technical bibliography on the use of Opuntia spp. as forage and its animal validation. Journal of Professional Association for Cactus Development. 17, 13-32. https://doi.org/10.56890/jpacd.v17i.59
Ghasemi, S., Ramezani, M., Fatemi Nik, F., Rafeei, F., 2011. The possibility of cultivating forage cactus in low yielding areas. Sixth National Conference on New Ideas in Agriculture. Islamic Azad University of Khorasgan. [In Persian with English Summary].
Goldstein, G., Ortega, J.K.E., Nerd, A., Nobel, P.S., 1991. Diel patterns of water potential components for the crassulacean acid metabolism plant Opuntia ficus-indica when wellwatered or droughted. Plant Physiology. 95, 274–80.           https://doi.org/10.1104/pp.95.1.274
Gonzalez, C.L., 1989. Potential of fertilization to improve nutritive value of prickly pear cactus (Opuntia lindheimeri Engelm.). Journal of Arid Environments. 16, 87-94. https://doi.org/10.1016/S0140-1963(18)31050-4
Gregory, R.A., Felker, P., 1992. Crude protein and phosphorus contents of 8 contrasting Opuntia forage clones. Journal of Arid Environments. 22, 323–331. https://doi.org/10.1016/S0140-1963(18)30574-3
Khadem, S.A., Galavi, M., Ramrodi, M., Mousavi, S.R., Rousta, M.J., Moghadam, M. R., 2010. Effect of animal manure and superabsorbent polymer on corn leaf relative water content, cell membrane stability and leaf chlorophyll content under dry condition. Australian Journal of Crop Science. 4(8), 642-647. https://www.researchgate.net/publication/215581966
 Liguori, G., Inglese, G., Pernice, F., Sortino, G., Inglese, P., 2013. CO2 uptake of Opuntia ficus indica L. Mill. whole trees and single cladodes, in relation to plant water status and cladode age. Italian Journal of Agronomy. 83, 14-20. https://doi.org/10.4081/ija.2013.e3
Maltsberger, B., 1996. Cactus as a resource for cattle and wildlife (Online). verified 28 June 2006, Available at: www.jpacd.org. https://hdl.handle.net/20.500.11766/67791
Mondragon-Jacobo, C., Perez-Gonzalez, S., 2001. Cactus (Opuntia spp.) as Forage. FAO Plant Productionand Protection Paper169. Rome: Food and Agri-culture Organization of the United Nations, P. 146.
Musick, J.T., Dusek, D.A., 1971. Grain sorghum response to number, timing, and size of irrigation in the southern High Plains. Transactions, American Society of Agricultural and Biological Engineers. 14, 401- 410.
Najafinezhad, H., Javaheri, M.A., Koohi, N., Shakeri, p., 2019. Forage yield and quality and water productivity of kochia, millet, sorghum and maize under water deficit stress conditions. Seed and plant production journal. 35, 261-283. [In Persian with English Summary]. https://doi.org/10.22092/sppj.2020.125210.1066
Nobel, P.S., 2001. Ecophysiology of Opuntia ficus-indica, in: Mondragón-Jacobo, C., Perez-Gonzalez, S. (Eds.), Cactus (Opuntia spp.) as forage, FAO Plant. FAO, Rome, IT, pp. 13–20.
Nobel, P.S., 2006. Parenchyma-chlorenchyma water movement during drought for the hemiepiphytic cactus Hylocereus undatus. Ann. Bot. 97, 469–474. https://doi.org/10.1093/aob/mcj054
Nobel, P.S., Hartsock, T.L., 1983. Relationships between potosynthetically active radiation,nocturnal acid accumulation, and CO2 uptake for a crassulacean acid metabolism plant, Opuntia ficus-indica. Plant Physiology. 71, 71–75. https://doi.org/10.1104/pp.71.1.71
Pimienta-Barrios, E., Castillo-Cruz, I., Zanudo-Hernandez, J., Mendez-Moran, L., Nobel, P.S., 2007. Effects of shade, drought and daughter cladodes on the CO2 uptake by cladodes of Opuntia ficus indica. Annals of Applied Biology. 151, 137–44.            https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2007.00160.x
Rezaei, K., Nouri, M., Ghaderi Daneshmand, N., 2013. Stable multi-purpose application of thornless cactus (Opuntia ficus indica). The first national conference on medicinal plants and sustainable agriculture. Hamedan. Shahid Mofteh University, 18 October. [In Persian with English Summary].
Scalisi, A., Morandi, B., Inglese, P., Lo Bianco, R., 2016. Cladode growth dynamics in Opuntia fi-cus-indica under drought. Environmental and Experimental Botany, 122, 158-167. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2015.10.003
Snyman, H.A., 2004. Effect of various water applications on root development of Opuntia ficus-indica and O. robusta under greenhouse growth conditions. Journal of the Professional Association for Cactus Development. 6, 35-61.
Sparks, D. L., 1996. Methods of soil analysis. Part 3 - Chemical methods. SSSA Book Series No. 5. SSSA and ASA, Madison WI. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.3
Tarekegn, A., Shimelash, B., Haile, A., 2017. Adaptation and performance evaluation of prickly pear cactus, Opuntia ficus indica L. for fodder production in Gumara-Maksegnit Watershed, North Gondar, Ethiopia. World Journal of Agricultural Sciences. 13, 150-154. https://doi.org/10.5829/idosi.wjas.2017.150.154
Tanguilig, V.C., Yambao, E.B., Toole, J.C.O., DeDatta, S.K., 1987. Water stress effects on leaf elongation, leaf water potential, transpiration, and nutrient uptake of rice, maize, and soybean. Plant Soil. 103, 155-168. https://doi.org/10.1007/BF02370385
Thomas, J. C., Armond, R. L., Bohnert, H. J. 1992. Influence of NaCl on growth, proline, and phosphoenolpyruvate carboxylase levels in Mesembryanthemum crystallinum suspension cultures. Plant Physiology. 98, 626-631. https://doi.org/ 10.1104/pp.98.2.626
Van-Soest, P.J., Robertson, J.B., Lewis, B.A., 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. Journal of Dairy Science.74, 3583-3597. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2
Waghorn, G.C., Burke, J. L., Kolver, E.S., 2007. Principles of feeding value. In pastures and supplements for grazing animals. Occasional publication No. 14. Eds. Rattray, P.V., Brookes, I.M., Nicol, A.M. New Zealand Society of Animal Production, Hamilton, New Zealand.pp: 35-59.