نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

تاثیر تنش خشکی و مصرف اسید سالیسلیک بر خصوصیات رشدی خربزه خاتونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 مجتمع آموزش عالی تربت جام، خراسان رضوی، ایران.
2 مجتمع آموزش عالی تربت جام، خراسان رضوی، ایران
10.22125/iwe.2024.423759.1763
چکیده
تنش کم آبی مهمترین مانع کشت خربزه در نواحی خشک و نیمه خشک کشور می باشد. باتوجه به اهمیت تولید خربزه در استان خراسان رضوی، این مطالعه گلدانی با هدف بررسی پاسخ رشد خربزه به تنش خشکی و مصرف اسید سالیسیک در مجتمع آموزش عالی تربت جام در سال 1401 اجرا شد. بذور خربزه در کیسه‌های کشت پر شده از خاک مزرعه کشت شد، و کیسه‌ها در شرایط هوای آزاد برای اعمال تیمارها قرار داده شد. تیمار تنش خشکی شامل میزان رطوبت قابل دسترس خاک در سطوح مختلف 85، 75، 65، 55، 45 و 35 درصد و تیمار اسید سالیسیلیک نیز در دو سطح صفر و یک میلی مولار بود. نتایج نشان داد که تنش خشکی تاثیر معنی‌داری بر تمام صفات رشدی اندازه گیری شده داشت، ولی اثر اسید سالیسیلیک تنها بر غلطت کلروفیل a و b، کارتنوید های و محتوای نسبی آب برگ معنی‌دار بود. کاهش آب قابل دسترس خاک به کمتر از 75 و 65 درصد به ترتیب باعث کاهش معنی‌دار کلروفیل a و کلروفیل b برگ شد. رطوبت خاک کمتر از 65 درصد همچنین کاهش معنی‌دار سطح برگ، محتوای نسبی آب برگ، میزان جذب نیتروژن و وزن خشک ریشه و اندام هوایی خربزه را باعث شد. بطور کلی به ازای هر واحد کاهش رطوبت خاک به کمتر از 67 درصد آب قابل دسترس خاک میزان ماده خشک اندام هوایی هر بوته به میزان 4/2 درصد نسبت به شرایط رطوبتی مطلوب کاهش یافت. بهترین زمان آبیاری خربزه زمانی است که 40 درصد رطوبت قابل دسترس خاک تخلیه شود
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of Drought Stress and Salicylic Acid on Growth Characteristics of Cucumis melo cv. Khatouni

نویسندگان English

Seyed Farhad Saberali 1
Hossein Nastari Nasrabadi 2
Zahra Shirmohammadi-Aliakbarkhani 2
Vahid Shamsabadi 2
1 High Educational Complex of Torbat-e Jam
2 High Educational Complex of Torbat-e Jam, khorasan Razavi, Iran
چکیده English

Water shortage stress is the most important obstacle to melon cultivation in arid and semi-arid regions of Iran. Regarding to the importance of melon production in Razavi Khorasan Province, this pot study was conducted with the aim of investigating the response of melon growth to drought stress and salicylic acid application in Torbat Jam Higher Education Complex in 1401. Melon seeds were planted in the growing bags filling with field soil, and the bags were placed in the outdoors to apply the treatments. Drought stress treatment included available soil water at different levels of 85, 75, 65, 55, 45 and 35% and salicylic acid treatment at two levels of zero and one millimolar. The results showed that drought stress had a significant effect on all measured growth traits, but the effect of salicylic acid was significant only on the content of chlorophyll a and b, carotenoids and relative leaf water. Decreasing soil water to less than 7% and 65%, respectively, caused a significant decrease in chlorophyll a and chlorophyll b. Soil moisture less than 65% also caused a significant decrease in leaf area, relative leaf water content, nitrogen uptake and root and shoot dry weight. In general, for each unit of moisture reduction to less than 67% of available soil water, the amount of aerial dry matter decreased by 2.4% compared to optimal moisture conditions. According to the results of this research, the best time to irrigate Khatouni melon is when only 40% of available soil moisture has been depleted.

کلیدواژه‌ها English

Available soil water content
chlorophyll
Dry matter
leaf area
برزگر، ط.، دلشاد، م.، مجدآبادی، ع.، کاشی، ع.، و قشقایی، ژ. 1390. اثر تنش کم آبی بر رشد، عملکرد و برخی شاخص‌های فیزیولوژیکی خربزه‌ ایرانی. نشریه علوم باغبانی، جلد 42، شماره 4، ص 363-357.
رمضان، د.، و موسوی، س. ا.، 1397. بررسی اثرات مقادیر مختلف آب آبیاری بر برخی از ویژگی های رویشی و زایشی خربزه توده بومی سوسکی سبز پیوندی و غیر پیوندی تحت سامانه آبیاری قطره ای. نشریه پژوهش های تولید گیاهی، جلد 25، شماره 3، ص 101-123
سامانی، ر.، جاوید، ع.، و شعبانی م. 1399.  تأثیر مقادیرمختلف اسید سالیسیلیک و دفعات کاربرد آن بر افزایش تحمل به خشکی انجیر دیم استهبان. نشریه اکوفیزیولوژی گیاهی، سال12 ، شماره 40، ص 39 27.
لطفی، ه.، برزگر، ط.، قهرمانی، ز.، و ربیعی و. 1396. بررسی رشد و عملکرد یازده توده خربزه ایرانی در شرایط کم آبی. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار، جلد 27، شماره 2، ص 123-111.
 میر، ی.،  خسروی، ح.، دانشور، م.، اسماعیلی، ا. 1402. بررسی اثر محلول‌پاشی برخی عناصر ریزمغذی و اسید سالیسیلیک بر خصوصیات. نشریه تنش های محیطی در علوم زراعی، جلد16، شماره 1، 182-168.
نستری نصرآبادی، ح. و صابرعلی، س. ف. 1399. تأثیر کودهای زیستی و سالیسیلیک اسید بر برخی صفات فیزیولوژیکی نشاء خربزه (Cucumis melo L.) در شرایط تنش شوری. نشریه علوم باغبانی، جلد 34، شماره 1 ، ص. 144-131
وزارت جهاد کشاورزی. 1401. آمارنامه کشاورزی، جلد اول: محصولات زراعی. مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات وزارت جهاد کشاورزی، تهران.
 
Altaf, M.A. Shahid, R.; Ren, M.X., Naz, S., Altaf, M.M., Qadir, A., Anwar, M., Shakoor, A., &, Hayat, F. (2020). Exogenous melatonin enhances salt stress tolerance in tomato seedlings. Biologia plantarum, 64(2), 604–615. https://doi.org/10.32615/bp.2020.090
Whitmore, A.P., & Whalley, W. R. (2009). Physical effects of soil drying on roots and crop growth. Journal of Experimental Botany, 60(10), 2845–2857. https://doi.org/10.1093/jxb/erp200
Turner, N. C. (2019). Imposing and maintaining soil water deficits in drought studies in pots. Plant and Soil, 439(1–2), 45–55. https://doi.org/10.1007/s11104-018-3893-1
 
AL-Chammaa, M., AL-Ain, F., & Kurdali, F., (2019). Effect of salicylic acid on growth, nodulation and N2‐fixation in water stressed chickpeas Using 15N and 13C. Advances in Horticultural Science, 33(3): 391-401. https://doi.org/10.13128/10.13128/ahs-23289
Bettaieb, I., Hamrouni-Sellami, I., Bourgou, S., Limam, F., & Marzouk, B. (2010). Drought effects on polyphenol composition and antioxidant activities in aerial parts of Salvia officinalis L. Acta Physiologiae Plantarum, 33(1),1103–1111. https://doi.org/10.1007/s11738-010-0638-z.
Blum A. 2011. Plant breeding for water limited environments. New York: Springer Publishing.
Cabello, M. J., Castellanos, M. T., Romojaro, F., Martínez-Madrid, C., & Ribas, F. (2009). Yield and quality of melon grown under different irrigation and nitrogen rates. Agricultural Water Management, 96(5), 866–874. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2008.11.006
El-Katony, T.M., El-Bastawisy, Z.M., & El-Ghareeb, S.S. (2019). Timing of salicylic acid application affects the response of maize (Zea mays L.) hybrids to salinity stress. Heliyon, 5(4), e01547. https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2019.E01547
El-Mageed, T.A. & Semida, W. M. (2015). Effect of deficit irrigation and growing seasons on plant water status, fruit yield and water use efficiency of squash under saline soil. Scientia Horticulturae, 186: 89-100. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.02.013
FAO statistics (2020). Food and agriculture data. available at http://www.fao.org/faostat/en/#home (visited 5 August 2023)
Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D. & Basra, S.M.A. (2009). Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy Sustainable Development, 29(2), 185-212. https://doi.org/10.1051/agro:2008021.
Garcia-Sanchez, F., Jifon, J.L., Carvajal, M., & Syvertsen, J.P. (2002). Gas exchange, chlorophyll and nutrient contents in relation to Na+ and Cl− accumulation in ‘Sunburst’ mandarin grafted on different rootstocks. Plant Science, 162(5), 705–712. https://doi.org/10.1016/S0168-9452(02)00010-9.
Havaux, M., 1998. Carotenoids as membrane stabilizers in chloroplasts. Trends Plant Science, 3(4): 147–151 https://doi.org/10.1016/S1360-1385(98)01200-X.
Hashimoto, H., Uragami, C., & Cogdell, RJ., 2016. Carotenoids and Photosynthesis. Subcellular Biochemistry. 79(3), 111-39. https://doi: 10.1007/978-3-319-39126-7_4. PMID: 27485220.
Hayat, Q., Hayat, S., Irfan, M., & Ahmad, A. (2010). Effect of exogenous salicylic acid under changing environment: A review. Environmental and Experimental Botany, 68(1), 14–25. https://doi.org/10.1016/J.ENVEXPBOT.2009.08.005
Iqbal, A., Dong, Q., Wang, X., Gui, H., Zhang, H., Zhang, X., & Song, M. (2020). High Nitrogen Enhance Drought Tolerance in Cotton through Antioxidant Enzymatic Activities, Nitrogen Metabolism and Osmotic Adjustment. Plants, 9(2), 178-200. https://doi.org/10.3390/plants9020178
Jalilian, J., Modarres-Sanavy, S. A. M., Saberali, S. F., & Sadat-Asilan, K. (2012). Effects of the combination of beneficial microbes and nitrogen on sunflower seed yields and seed quality traits under different irrigation regimes. Field Crops Research, 127, 26–34. https://doi.org/10.1016/J.FCR.2011.11.001
Jayakannan, M., Bose J., Babourina, O., Rengel, Z., & Shabala, S. (2015). Salicylic acid in plant salinity stress signaling and tolerance. Plant Growth Regulation, 76(1), 25–40. https://doi.org/10.1007/s10725-015-0028-z
Kavas, M., Baloǧlu, M.C., Akça, O., Köse, F.S., & Gökçay, D. (2013). Effect of drought stress on oxidative damage and antioxidant enzyme activity in melon seedlings. Turkish Journal of Biology, 37(4), 123-134. https://doi.org/10.3906/biy-1210-55
Korkmaz, A., Uzunlu, M., & Demirkiran, A.R. (2007). Treatment with acetyl salicylic acid protects muskmelon seedlings against drought stress. Acta Physiologiae Plantarum, 29(6), 503–508 https://doi.org/10.1007/s11738-007-0060-3
Kramer P.J. 1983. Plant water relations. Academic Press, New York.
Leskovar, D., Bang, H., Crosby, K., Maness, N., Franco, J., & Perkins-Veazie, P. (2004). Lycopene, carbohydrates, ascorbic acid and yield components of diploid and triploid watermelon cultivars are affected by deficit irrigation. Journal Horticultural Science Biotechnology, 79(3), 75–81. https://doi.org/10.1080/14620316.2004.11511739
Li, S., Zhou, L., Addo-Danso, S.D., Ding G., Sun, M., Wu, S. & Lin, S. (2020). Nitrogen supply enhances the physiological resistance of Chinese fir plantlets under polyethylene glycol (PEG)-induced drought stress. Scientific Reports 10: 7509. https://doi.org/10.1038/s41598-020-64161-7
Lichtenthaler, H.K. (1987). Chlorophyll and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembrane. Methods in enzymology, 148(2), 350-381. https://doi.org/10.1016/0076-6879(87)48036-1
Liu, E. K., Mei, X. R., Yan, C. R., Gong, D. Z., & Zhang, Y. Q. (2016). Effects of water stress on photosynthetic characteristics, dry matter translocation and WUE in two winter wheat genotypes. Agricultural Water Management, 167(4), 75–85. https://doi.org/10.1016/J.AGWAT.2015.12.026
Madhava, K.V., Raghavendra, A.S., & Janardhan Reddy, K. (2006). Physiology and molecular biology of stress tolerance in plants. 15-39 Springer, printed in Netherland.
Mansouri-Far, C., Modarres Sanavy, S. A. M., & Saberali, S.F. (2010). Maize yield response to deficit irrigation during low-sensitive growth stages and nitrogen rate under semi-arid climatic conditions. Agricultural Water Management, 97(1), 12–22. https://doi.org/10.1016/J.AGWAT.2009.08.003
Moustafa-Farag, M., Mohamed, H.I., Mahmoud, A., Elkelish, A., Misra, A.N., Guy, K.M., Kamran, M., Ai, S., & Zhang, M. (2020). Salicylic acid stimulates antioxidant defense and osmolyte metabolism to alleviate oxidative stress in watermelons under excess boron. Plants, 9(6), 724-735. https://doi.org/10.3390/plants9060724.
Parkash, V., Singh, S., Deb, S. K., Ritchie, G. L., & Wallace, R. W. (2021). Effect of deficit irrigation on physiology, plant growth, and fruit yield of cucumber cultivars. Plant Stress, 1(1), 100004. https://doi.org/10.1016/J.STRESS.2021.100004
Puértolas, J., Larsen, E.K., Davies, W.J. & Dodd, I.C. (2017). Applying 'drought' to potted plants by maintaining suboptimal soil moisture improves plant water relations. Journal of Experimental Botany, 68(9), 2413-2424. https://doi.org/10.1093/jxb/erx116.
Sade, N., & Moshelion, M. (2017). Plant aquaporins and abiotic stress: in Plant Aquaporins, eds F. Chaumont and S. D. Tyerman. Springer, Berlin. 185–206.
Saneoka, H., Moghaieb, R. E. A., Premachandra, G. S., & Fujita, K. (2004). Nitrogen nutrition and water stress effects on cell membrane stability and leaf water relations in Agrostis palustris Huds. Environmental and Experimental Botany, 52(2), 131–138. https://doi.org/10.1016/J.ENVEXPBOT.2004.01.011
SAS Institute, 2013. The SAS system for windows. Release 9.1. SAS Institute, Cary, NC.
Saseendran, S. A., Trout, T. J., Ahuja, L. R., Ma, L., McMaster, G. S., Nielsen, D. C., Andales, A. A., Chávez, J. L., & Ham, J. (2015). Quantifying crop water stress factors from soil water measurements in a limited irrigation experiment. Agricultural Systems, 137(3), 191–205. https://doi.org/10.1016/J.AGSY.2014.11.005
Shemi, R., Wang, R., Gheith, ES.M.S., Athar Hussain, H., Hussain, S., Cholidah, L., Zhang, K., Zhang, S., Wang, L. (2021). Effects of salicylic acid, zinc and glycine betaine on morpho-physiological growth and yield of maize under drought stress. scientific reports, 11(2), 3195 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-82264-7
Yavuz, D., Seymen, M., Yavuz, N., Çoklar, H., & Ercan, M. (2021). Effects of water stress applied at various phenological stages on yield, quality, and water use efficiency of melon. Agricultural Water Management, 246: 106673. https://doi.org/10.1016/J.AGWAT.2020.106673
Wang, Y. Y., Wang, Y., Li, G. Z., & Hao, L. (2019). Salicylic acid-altering Arabidopsis plant response to cadmium exposure: Underlying mechanisms affecting antioxidation and photosynthesis-related processes. Ecotoxicology and Environmental Safety, 169(2), 645–653. https://doi.org/10.1016/J.ECOENV.2018.11.062
Westerman, R.L. 1990 Soil Testing and Plant Analysis, Third Edition. Soil Science Society of America, Inc