نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری/ دانشگاه شهرکرد

2 دانشگاه شهرکرد دانشکده کشاورزی عضو هیات علمی گروه مهندسی آب

3 دانشگاه شهرکرد/ دانشکده کشاورزی

4 دانشگاه شهرکرد- گروه مهندسی آب

5 دانشگاه علوم کشاورزی ساری

چکیده

افزایش جمعیت، نیاز به تولیدات کشاورزی و غذای بیشتر و محدودیت منابع آب، بشر را به سمت استفاده از آب‌های با کیفیت کم سوق داده است. به‌منظور بررسی تأثیر سطوح مختلف شوری بر عملکرد و بهره‌وری آب گیاه لوبیا، پژوهشی گلدانی در فضای آزاد، به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتور اول اِعمال شوری در مرحلۀ رشد رویشی در سه سطح 0.34 (شاهد)، 1.5 و 2 دسی‌زیمنس بر متر و فاکتور دوم اِعمال شوری سه سطح فوق در مرحلۀ رشد زایشی انجام شد. نتایج نشان داد تنش شوری در مرحلۀ اول و دوم به‌طور معنی‌داری باعث کاهش عملکرد، اجزای عملکرد، میزان جذب آب و شاخص بهره‌وری آب و بیولوژیک در گیاه لوبیا شد. بیشترین مقدار شاخص بهره‌وری آب در تیمار شاهد و کمترین مقدار در تیمار با شوری 2 دسی‌زیمنس بر متر در دو مرحلۀ رشد به‌ترتیب با میزان 0.67 و 0.39 کیلوگرم بر متر مکعب مشاهده شد. صرف نظر از سطح شوری، میانگین اثرات شوری در مرحلۀ رشد رویشی و زایشی منجر به تولید 3067 و 2892 کیلوگرم در هکتار عملکرد دانه شد. نتیجه اینکه اثرات ناشی از تنش شوری بر عملکرد دانه و شاخص بهره‌وری آب در مرحلۀ رشد زایشی محسوس‌تر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effects of saline water application on yield and water productivity of red bean in vegetative and reproductive growth stages

نویسندگان [English]

  • Zohreh Shahrokhian 1
  • Mohammad Reza Nouri Emamzadei 2
  • Abdolrazagh Danesh Shahraki 3
  • Sayyed-Hassan Tabatabaei 4
  • Ali Shah Nazari 5

1 PhD Student\ Shahrekord University

2 Faculty staff of Irrigation Engineering Department, Faculty of Agriculture, Shahrekord Uni. Shahhrekord, IRAN.

3 Shahrekord UN

4 Shahrekord University

5 Sari UN

چکیده [English]

Water is the source of life and one of the important resources for the sustainable development of countries. Population growth and consequently the need for more agricultural commodities and food products, in addition to the limitation of water resources, have led human beings to optimize use of available water resources and the use of low-quality water. To make more efficient use of limited water resources in the agricultural sector, new strategies such as the use of unconventional and saline water in irrigation operations should be considered. Knowing how plants respond to different degrees of salinity of irrigation water, which is used in different stages of vegetative and reproductive growth, is necessary for proper and optimal management of the use of unconventional water resources in agriculture. Beans are one of the most important crops in terms of high protein content and use in the diet. This plant is one of the annual legumes and is sensitive to water salinity, which is cultivated for seed production. Bean is one of the plants sensitive to salinity and tolerates salinity up to 2 dS/m, but its yield reduction starts from 0.8 dS/m, according to previous studies.
In the current study, experiments were carried out to determine the effects of saline water irrigation on vegetative and reproductive growth stage of Derakhshan red bean cultivar, which is suitable for Shahrekord climatic conditions. The experiments of this pot study were performed in factorial form in a completely randomized design, with three replications in the field. The pots had the diameter of 40 cm and the height of 70 cm. The research farm was located in Shahrekord University with UTM coordinates of X = 482573 m and Y = 3579364 m and altitude of 2070 m above sea level. The first factor in the experiments was the use of saline water at the mentioned three levels in the vegetative growth stage, and the second factor was the use of the same salinity level for irrigation in reproductive growth stage. The collected data included yield, yield components and water productivity.
Analysis of variance showed that salinity stress in the vegetative and reproductive growth stage of bean plant significantly reduces yield, yield components, water uptake, water productivity and biological productivity index (α <0.01). Harvest index was not affected by salinity stress at vegetative growth stage; while, the effect of salinity stress at reproductive growth stage on harvest index was significant (α <0.01). The highest value of water productivity was achieved in the control treatment with a rate of 0.67 kg/m3; the lowest value of 0.39 kg/m3 was observed in the treatment of applying 2 dS/m saline water in two stages of vegetative and reproductive growth. Regardless of salinity level, the mean effects of salinity in vegetative growth stage led to the productivity of 0.64 kg/m3, and in reproductive growth stage led to the productivity of 0.59 kg/m3. The results also showed that the highest yield (3349 kg/ha) was related to the control treatment and the lowest yield with rate of 1779 kg/ha was related to the treatment of applying 2 dS/m saline water in two stages of vegetative and reproductive growth. Regardless of the salinity level, the mean effects of salinity led to the production of 3067 and 2892 kg / ha grain yield in the vegetative and reproductive growth stage, respectively. The highest amount of water uptake was observed in the control treatment with the rate of 10 mm/day. The lowest amount of water uptake was 9 mm/day, which was without significant difference related to the treatment with the salinity of 2 dS/m in the whole growth period, the treatment of 2 dS/m in the vegetative growth period, and 1.5 dS/m during reproductive growth.
The results of this experiment, like the results of Ben Usher et al., 2006, showed that increasing salinity during the vegetative growth period of the plant reduces the storage content of plant organs, which affects the yield and its components at the end of the period. Furthermore, the application of salinity stress during reproductive growth period has a direct negative effect on yield and its indicators. These effects will be exacerbated when salinity stress is applied simultaneously during the vegetative and reproductive growth stages. The effects of salinity stress on grain yield and water productivity were more significant in the reproductive growth stage. The result is that in conditions of limited water quality, in order to achieve higher yield and optimal use of water, water with suitable quality should be used in the reproductive growth stage; while, saline water could be used in the vegetative growth stage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Unconventional water
  • Salinity stress
  • Water quality
  • Derakhshan bean cultivar
  • اکرم م. لیاقت ع. م. و حسن‌اقلی ع. ر. 1386. مدیریت زه‌آب کشاورزی در مناطق خشک و نیمه‌خشک. گروه کار زهکشی، تهران: انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. 320 ص.
  • باقری وانانی م. ج. 1391. اثر تاریخ کاشت و زمان برداشت بر عملکرد و کیفیت بذر لوبیای قرمز در شهرکرد. پایان‌نامة کارشناسی ارشد زراعت. دانشکدة کشاورزی. دانشگاه شهرکرد. 184 ص.
  • پرنده س. زمانی غ. سیاری م. و قادری م. 1393. ارزیابی اثر سیلیسیم بر صفات فیزیولوژی، کیفی و کمّی لوبیا در تنش شوری. نشریة پژوهش‌های حبوبات ایران. 2(5): 57-70.
  • خوشبخت د. رامین ع. و باغبانها م. 1391. امکان کاهش اثر شوری در گیاه لوبیا با استفاده از سالیسیلیک اسید. مجلة تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 5(2): 189-200.
  • دهقان ه. 1394. بررسی اثر تنش خشکی و ویژگی‌های ریشه بر میزان جذب آب در مدل‌های خُرد و کلان (مطالعة موردی گوجه‌فرنگی). پایان‌نامة دکتری آبیاری و زهکشی. دانشکدة کشاورزی. دانشگاه فردوسی مشهد.143 ص.
  • زاهدی م. و انصاری ن. 1390. بررسی تأثیر تنش شوری بر جوانه‌زنی و رشد اولیة لوبیا چشم‌بلبلی. هفتمین کنگرة علوم باغبانی ایران. دانشگاه صنعتی اصفهان. شهریور ماه، 5 ص.
  • صالحی ف. 1394 الف. تنش‌های غیرزنده در زراعت لوبیا. انتشارات تحقیقات آموزش کشاورزی و منابع طبیعی. 88 ص.
  • صالحی ف. 1394 ب. اصول پرورش و زراعت لوبیا. انتشارات تحقیقات آموزش کشاورزی و منابع طبیعی. 272 ص.
  • طباطبائی س. ح. نوری امامزاده‌ای م. ر. علیاری ح. و محمدخانی ع. 1390. بررسی تغییرات الگوی جذب آب توسط ریشة گیاه لوبیا در شرایط کم آبیاری و گلخانه‌ای. مجلة مدیریت آب و آبیاری. 1(2): 1-15.
  • کامل م. شبیری س. س. و محمدی ب. 1395. دستورالعمل فنی کاشت، داشت و برداشت لوبیا و معرفی ارقام. نشریة ترویجی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی. 27 ص.
  • لطیفی‌خواه ا. عشقی س. قرقانی ع. و رزاقی ف. 1399. حساسیت ده رقم توت‌فرنگی به تنش شوری در شرایط کشت گلخانه‌ای. مجلة ترویجی سبزیجات گلخانه‌ای. 3(2): 1-5.
  • مجنون حسینی ن. 1387. زراعت و تولید حبوبات در ایران. انتشارات جهاد دانشگاهی تهران چاپ چهارم. 292 ص.
  • Acosta-Diaz E. Acosta-Gallegoz J. A. Trejo-Lopezc. Padilla-Ramirez J.S. and Amador Ramirez D. 2009. Adaptation traits in dry bean caltivars grown under drought stress. Agricultura Tecnicaen Mexico. 35: 419-428.
  • Beaver J. S. and Rosas J. C. 1998. Heritability of the length of reproductive period and rate of seed mass accumulation in common bean. Jornal of American society for Horticaltural sience. 123:407-411.
  • Ben-Asher J. I. Tsuyuki B. Bravdo A. and Sagih M. 2006. Irrigation of grapevines with saline. Leaf area index, stomatal conductance, transpiration and photosynthesis. J. Agricultural Water Management. 83: 13-21.
  • Brick M. A. Ogg J. B. Singh S. P. Schwartz H. F. Johnson J. J. Pastor-Corrales M. A. 2008. Registration of drought torelant, rust resistant, high yielding Pinto bean germplasm line CO46348 Jornal of Plant Registratin. 2: 120-124
  • 2006. Production Estimates and Crop Assessment Division, FAS, USDA
  • Hossein M. M. Shaaban M. M. and El-Saady A. K. 2008. Response of cowpea Grown under salinity stress to PK-flior applications. Journal of American Plant Physiology. 1-8.
  • Lauchli A. 1984. Salt exlusion an adaptation of legumes for crops and pasture under saline conditions.
  • Mardani Nejad S. Tabatabaei S. H. Pessarakli M. and Zareabyaneh H. 2017. Physiological responses of pepper plant (Capsicum annuum L.) to drought stress Journal of Plant Nutrition. 40(10): 1453-1464
  • Mass E. V. and Hoffman G. H. 1997. Crop salt tolerance curent assesment. Journal of Irrigation and Drainage. 103: 115-134.
  • Molina J. C. Moda-Cirino V. da Silva Fonseca Júnior N. de Faria R.T. & Destro D. 2001. Response of common bean cultivars and lines to water stress. Crop Breeding and Applied Biotechnology. 1(4): 363-372.
  • Nielsen D.C. & Nelson N.O. 1998. Black bean sensitivity to water stress at various growth stages. Crop Sci. 38: 422–427.
  • Nunez Barrios A. Hoogenboom G. and Nesmith D. S. 2005. Drough stress and distributin of vegetative and reproductive traits of a bean cultivar Scientia Agricola. 62: 18-22.
  • Prasad P. V. V. Staggenborg S. A. and Ristic Z. 2008. Impacts of drought and/or heat stress on physiological, developmental, growth, and yield processes of crop plants. Response of crops to limited water: Understanding and modeling water stress effects on plant growth processes. 1: 301-355.
  • Singer S. M. Helmy Y. I. Karas A. N. and Abou-Hadid F. 1995. Growth and development of bean plants grown under water stress. Horticultrul Research. 31: 241-255.
  • Singh S. P. 2007 Drought resistance in the race Durango dry bean landraces and cultivars. Agronomy Journal. 99: 1219-1225.
  • Wang C. Liu W. Li Q. Ma D. Lu H. Feng W. and Guo T. 2014. Effects of different irrigation and nitrogen regimes on root growth and its correlation with above-ground plant parts in high-yielding wheat under field conditions. Field crops research. 165: 138-149.
  • I. F. and willenbrink J. 2000. Mobilization of fructan reserves and changes in enzyme activities In wheat stem correlate with water stress during cernel filling. New phytologist. 148: 413-422.