تاثیر کود نیتروژن و سویه‌های مختلف باکتری همزیست بر صفات کمی و کیفی گیاه گوار (Cyamopsis tetragonoloba) تحت رژیم‌های مختلف آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 گروه علوم دام و طیور، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

10.22034/saps.2021.13117

چکیده

چکیده
اهداف: پژوهش حاضر به منظور بررسی اثرات کاربرد سطوح مختلف کود نیتروژن و تلقیح سویه­های مختلف باکتری ریزوبیوم بر صفات مورفو-فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی، عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه گوار تحت سطوح مخنلف تنش خشکی انجام شد.
 
مواد و روش­ها: آزمایش به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1399-1398 به انجام رسید. تیمارهای آزمایشی شامل رژیم­های مختلف آبیاری (آبیاری کامل، کم­آبیاری تا 50 درصد گلدهی و کم­آبیاری تا 50 درصد غلاف­دهی) در کرت­های اصلی و تیمارهای سطوح مخنلف کود شیمیایی نیتروژن (شاهد، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار) و تلقیح بذر گوار با سویه­های مختلف برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم (عدم تلقیح، سویه RS150 و RS153) در کرت­های فرعی قرار گرفتند. صفات مورد بررسی در پژوهش حاضر شامل ارتفاع بوته، وزن خشک اندام­های هوایی، تعداد برگ در بوته، تعداد دانه در متر مربع، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، محتوای کلروفیل a، b، کل، کاروتنوئیدها، قندهای محلول، پروتئین دانه و فعالیت آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز مورد ارزیابی قرار گرفتند.
 
یافته­ها: نتایج نشان داد که اعمال کم آبیاری، بجز صفات قندهای محلول و فعالیت آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز، سبب کاهش سایر صفات شد. از طرفی سطوح مختلف کود نیتروژن و نلقیح باکتری ریزوبیوم به طور معناداری بر همه صفات اثرگذار و سبب افزایش آنها شدند. کاربرد سویه RS150 در مقایسه با سویه RS153 سبب افزایش محتوای کلروفیل b و فعالیت آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز شد و کاربرد سویه RS153 در بقیه صفات در حداکثر مقدار بود.
 
نتیجه­گیری: با توجه به نتایج بدست آمده در منطقه مورد پژوهش، آبیاری کامل برای رشد گوار لازم بوده و افزایش مصرف کود نیتروژن تا 100 کیلوگرم در هکتار اثرات منفی بر صفات مورفولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد گیاه گوار تحت شرایط تنش خشکی منطقه مورد پژوهش ندارد و کاربرد سویه­های باکتری برادی­ریزوبیوم اثرات منفی ناشی از تنش خشکی را تعدیل می­کند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Nitrogen Fertilizer and Different Strains of Symbiosis Bacterium on Quantitative and Qualitative Traits of Guar (Cyamopsis tetragonoloba) under Various Water Regimes

نویسندگان [English]

  • Saeed Norouzi 1
  • Gholamali Akbari 1
  • Iraj Alahdadi 1
  • Elias Soltani 1
  • Mohammadali Norouzian 2
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective: The present study was aimed to investigate the effects of the application of different levels of nitrogen fertilizer and inoculation of different strains of Rhizobium bacteria on morpho-physiological, biochemical, yield and yield components of guar under different levels of drought stress.
 
Materials and Methods: The experiment was performed as a split factorial in a Randomized Complete Block design with three replications in the 2019-2020 growing seasons. Experimental treatments included different irrigation regimes (complete irrigation, cessation of irrigation up to 50% of flowering and 50% of podding) as main plots and treatments of different levels of nitrogen fertilizer (control, 50 and 100 kg.ha-1) and inoculation of Guar seeds with different strains of Bradyrhizobium japonicum (non-inoculation, and strains of RS150 and RS153) as subplots. Traits of plant height, shoot dry weight, number of leaves per plant, number of seeds per m2, 1000-grain weight, grain yield, biological yield, chlorophyll a, b, and total chlorophyll, carotenoids, soluble sugars, grain protein and enzymatic activities of catalase and superoxide dismutase were evaluated in the present study.
 
Results: The obtained results indicated that the application of low irrigation resulted in reducing all traits except indices of soluble sugars and the enzymatic activities of catalase and superoxide dismutase. On the other hand, different levels of nitrogen fertilizer and Rhizobium inoculation significantly increased all studied traits. Also, it was observed that although the strain of RS150 significantly increased chlorophyll b content and enzymatic activities of catalase and superoxide dismutase than the RS153 strain, the application of RS153 strain was maximal in other traits.
 
Conclusion: In general, complete irrigation was required in the study area, and increasing nitrogen fertilizer levels up to 100 kg.ha-1 had no adverse effects on morphological traits, yield, and yield components of guar plants growing under drought stress. Furthermore, the application of Bradyrhizobium japonicum moderated the negative impacts of drought stress.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Bradyrhizobium japonicum
  • Catalas
  • Drought Stress
  • Soluble carbohydrates
  • Superoxide Dismutases

مقدمه

در چند دهه گذشته، منبع اصلی معیشت مردم و در نتیجه افزایش در میزان رشد جمعیت جهان به طور قابل توجهی با میزان تولیدات کشاورزی در ارتباط بوده است (اوگانلی و همکاران 2018). از طرفی، با توجه به اینکه ضعف زمین­های کشاورزی یکی از مشکلات مهم در کشت و کار گیاهان می­باشد، لیکن چنانچه مدیریت مناسبی در بخش­های مختلف کشاورزی صورت بگیرد می­توان بر مشکل فوق غالب شد (مکوریا 2018). مدیریت منابع و مواد غذایی مورد نیاز گیاهان از قبیل کودها، یکی از مهمترین روش­های زراعی است که می­تواند سبب پایداری تولید گیاهان در بلندمدت شود (نینگ و همکاران 2017). عنصر نیتروژن یکی از محدود کننده­ترین عناصر غذایی است و نقش­های مهمی را در کیفیت و کمیت گیاهان بازی می­کند (راعی و همکاران 2020). با توجه به اینکه بخش عمده­ای از کشور در منطقه خشک و نیمه خشک قرار گرفته است، مقدار مواد آلی خاک­ها کم و اغلب گیاهان کاشته شده در این مناطق، دچار کمبود نیتروژن هستند و این مشکل می­تواند با استفاده از کودهای نیتروژنی برطرف شود (جعفری و همکاران 2012). همچنین، دسوزا و همکاران (2020) و لیانگ و همکاران (2020) نشان دادند که کاربرد کودهای نیتروژنه از طریق توسعه ریشه، افزایش شاخص سطح برگ، بیوماس ریشه، و بیوماس بخش­های هوایی می­توانند در رشد و نمو گیاهان موثر باشند.

یکی دیگر از روش­های افزایش مواد غذایی خاک­ها، کشت گیاهان خانواده بقولات می­باشد؛ زیرا این گیاهان نقش­های مهمی در حفظ حاصلخیزی خاک در سیستم­های کشاورزی داشته و باعث کاهش استفاده از کودهای شیمیایی مورد نیاز می­باشند  (گراهام و وانس 2000؛ جعفری­مینایی و همکاران 2016؛ ساریخانی و امینی 2020) بقولات به دلیل همزیستی با باکتری رزوبیوم که یکی از کارآمدترین تثبیت­کننده­های نیتروژن در بین تمامی گیاهان بوده (ویکار و همکاران 2005) و جزء مهمی از تمامی سیستم­های کشاورزی در جهان می­باشند (اُهارا و همکاران 2002). گیاه گوار (Cyamopsis tetragonoloba)، گیاهی یکساله، بهاره-تابستانه و رشد نامحدود است که دارای ریشه­های تقریبا عمودی و برگ­های زبر و خشن می­باشد؛ این گیاه، یک الی دو متر ارتفاع داشته و در هر غلاف آن 21-15 عدد بذر وجود دارد (سیج و همکاران 2002). در برخی پژوهش­ها گزارش شده که گیاه گوار، مقاوم به خشکی، شوری، دماهای بالا، خرابی بافت و ساختمان خاک می­باشد (سیج و همکاران 2002؛ داس­سوتار و همکاران 2018).  گیاه گوار چند منظوره بوده که به عنوان سبزی جهت مصرف انسان، کود سبز، بهبود باروری خاک، علوفه برای حیوانات و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرد که به واسطه سرشار بودن از موادی چون گالاکتومان­ها، در صنایع لبنی به عنوان تغلیظ­کننده مورد استفاده قرار می­گیرد (داس­سوتار و همکاران 2018). به دلیل سرشار بودن برگ­ها، دانه و غلاف دانه گوار از کربوهیدرات، پروتئین، فیبر، آسکوربیک اسید، تانن، کافئیک اسید، گالیک اسید، جنتیسیک اسید، کوماریک اسید، استراگالین، کوئوریسین، کامفرول، گالاکتونین، میرستین، کوئیک اسید و غیره، این گیاه دارای خواص آنتی­باکتریال و در درمان دیابت، آسم، کم­خونی همولیتیک و التهاب کاربرد داشته و به عنوان کاهش دهنده اشتها و مسهل مورد استفاده قرار می­گیرد (شارما و همکاران 2011).

باکتری­های همزیست و کودهای بیولوژیک حاوی این باکتری­ها عنوان یک سیستم غذایی یکپارچه هستند که استفاده از آنها از حدود 60 سال پیش در سطوح وسیع آغاز شده است (آژنگ و همکاران 2020). حسن­زاده قورت­تپه و جوادی (2016) و آژنگ و همکاران (2020) نیز اظهار داشتند که کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژنه سبب افزایش جذب عناصر غذایی توسط ریشه­های گیاه می­شود که این امر منجر به بهبود رشد رویشی، افزایش تعداد برگ­ها، افزایش سطح جذب نوری، کلروفیل­ها و سطح فتوسنتز در گیاه می­شود. از طرفی، علیرغم اینکه این باکتری­ها در گیاهان و بخصوص حبوبات سبب بهبود رشد، نمو، صفات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی، عملکرد و اجزای عملکرد می­شوند (فیگوئیریدو و همکاران 2008؛ موذن­پور و همکاران 2018)، قدرت همزیستی آنها با گیاه و میزان نیتروژن تثبیت شده ناشی از فعالیت آنها تحت تأثیرعوامل مختلفی از قبیل آب، تهویه خاک، مواد غذایی موجود در خاک و سایر عوامل قرار می­گیرد (فرنیا و همکاران 2006؛ تاجیک­خواه و همکاران 2011). در ارتباط با کاربرد کودهای زیستی بر گیاهان، وفادار ینگجه و همکاران (2019) نیز اظهار داشتند که استفاده از کودهای زیستی اثرات مثبت و معناداری بر روی گیاهان دارند. برخی شواهد نشان داده­اند که باکتری­های همزیست توانایی تبدیل عناصر مهم مغذی غیرقابل دسترس به فرم قابل دسترس را دارا بوده و منجر به گسترش ریشه و جوانه­زنی ریشه، افزایش ارتفاع گیاه، شاخص سطح برگ، وزن تر و خشک گیاهان می­گردند (ابراهیمی و همکاران 2010؛ ایتلیما و همکاران 2018؛ ویتال و همکاران 2020). افزایش حلالیت برخی از عناصر غذایی از قبیل فسفر و پتاسیم، تولید سیدروفور برای افزایش حلالیت آهن، سنتز پیش­سازهای فیتوهورمون­ها و فیتوهورمون­هایی از قبیل اکسین و جیبرلین، و سنتز آنزیم­های دخیل در رشد و نمو گیاهان به­عنوان اثرات مستفیم این ریزموجودات شناخته شده­اند (لوسی و همکاران 2004؛ گری و اسمیت 2005؛ داس و پرادهان 2016). علاوه بر این، افزایش تحمل گیاهان به تنش­های غیرزیستی، به ویژه تنش خشکی، از خصوصبات بارز این ریزجاندارن محسوب می­شود (زرابی و همکاران 2011؛ جوان­قلیلو و همکاران 2019).

علاوه بر موارد فوق، از آنجا که آب به­عنوان یکی از مهمترین عوامل محیطی موثر بر دوره­های رشدی گیاهان می­باشد (دوبیوس و اینزه 2020)، کمبود آب و تنش خشکی به عنوان یکی از محدودکننده­ترین عوامل رشد، نمو و عملکرد گیاهان در تمام دنیا و بخصوص در اقلیم­های خشک و نیمه خشک ایران گزارش شده است (مرتضایی­نژاد و جزی­زاده 2017؛ جوان­قلیلو و همکاران 2020). گزارش شده که در چارچوب مدیریت مطلوب نیازهای آبی گیاهان، برنامه­ریزی مناسب جهت انجام آبیاری موضوع اصلی آن می­باشد که بستگی به عوامل متعددی از قبیل مرحله نموی گیاهان، تفاوت­های ساختاری و فیزیولوژیکی گیاهان در حساسیت به محدودیت­های آبیاری، شرایط اقلیمی مختلف، دسترسی به آب و فاصله زمانی آبیاری دارد (جیوانیس و همکاران 2018). طی پژوهشی، دمیر و همکاران (2006) نشان دادند گیاهانی که در معرض تنش کم­آبی قرار می­گیرند، عملکرد دانه کمتری دارند و این کاهش تولید، با محدود کردن از طریق تبخیر و تعرق و بستن روزنه­ها، کاهش جذب کربن و کاهش تولید زیست­توده همراه است. در ارتباط با اثرات تنش خشکی بر صفات موفولوژیک، فیزیولوژیک، بیوشیمیایی، و عملکردی گیاهان مطالعات متعددی انجام شده است. طی پژوهشی، اظهار شد که محدودیت­های آبی برای گیاهان منجر به تولید بیش از حد گونه­های اکسیژن فعال از قبیل پراکسید هیدروژن و رادیکال­های سوپراکسید می­گردد که متعاقبا می­توانند منجر به مهار رشد، کاهش فتوسنتز و کارایی مصرف آب، پراکسیداسیون لیپیدی و مرگ برنامه­ریزی­شده سلول­ها گردند (جیل و توتجا 2010؛ دیبا و همکاران 2012، والاس و همکاران 2016). از طرفی، گائو و همکاران (2020) نیز اظهار داشت که گیاهان از طریق راهکارهای مختلفی از قبیل بیان اسمولیت­های سازگار پرولین و کربوهیدرات­ها، فعالیت­های آنزیمی، متابولیت­های ثانویه (مانند فلاونوئیدها و فنل­های تام)، افزایش غلظت هورمون­های گیاهی از قبیل آبسیزیک اسید و کاهش محتوای نسبی آب برگ می­توانند اثرات منفی ناشی از تنش خشکی را کاهش دهند. لوگال (2018) ارتفاع بوته، تعداد غلاف در بوته، زیست توده و عملکرد دانه گیاه گوار که تحت تیمارهای مختلف آبیاری تکمیلی قرار گرفت و آبیاری تکمیلی سبب افزایش صفات مورفولوژیکی و عملکردی گیاه گوار شد. مفتاحی­زاده و همکاران (2017) اثرات دوره­های مختلف آبیاری بر محتوای پروتئین بذر، پروتئین صمغ، میزان گالاکتومانان و عملکرد گیاه گوار مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد، هنگامی که گیاه گوار در تمامی مراحل رشد آبیاری شود، مقدار صفات فوق بیشتر از سایر تیمارهای آبیاری می­باشد. احمد و همکاران (2011) بررسی اثرات دوره­های مختلف تنش خشکی را بر عملکرد دانه و کارایی مصرف آب گیاه گوار نشان داد که قرار گرفتن گیاه گوار در معرض دورهای تنش خشکی (35، 50 و 65 روز پس از کاشت)، هیچ گونه اثر معنی داری بر تعداد غلاف در بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و کارایی مصرف آب نداشته، ولی میزان شاخص برداشت کاهش چشمگیری در تیمارهای تنش خشکی 35 و 50 روز پس از کاشت داشت.

با توجه به اهمیت موارد فوق، پژوهش حاضر به منظور بررسی اثرات کاربرد سطوح مختلف کود شیمیایی نیتروژن، کاربرد سویه­های مختلف باکتری­های ریزوبیوم همزیست با بقولات بر برخی خصوصیات رشدی، بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی، عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه گوار تحت دوره­های مختلف آبیاری در مزارع کشاورزی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران مورد بررسی قرار گرفت.

 

مواد و روش­ها

به منظور بررسی تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژنّ و باکتری­های همزیست بر گیاه گوار تحت کاربرد رژیم­های مختلف آبیاری، پژوهشی در سال زراعی 99-1398 در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران به مختصات جغرافیایی 55 درجه و 66 دقیقه شمالی و  35 درجه و 46 دقیقه شرقی به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در 3 تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل سطوح مختلف کود نیتروژن (شاهد، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار)، سویه­های مختلف باکتری همزیست Bradyrhizobium japonicum (عدم کاربرد باکتری و کاربرد سویه­های RS150 و RS153 تهیه شده از شرکت زیست­فناوری سبز استان قم) و دوره­های مختلف کم­آبیاری (کم­آبیاری تا 50% گلدهی، کم­آبیاری تا 50% غلاف­دهی و آبیاری کامل) بودند. قابل ذکر است که باکتری­های تهیه شده بصورت مایع بودند که به توصیه شرکت زیست­فناوری سبز به صورت تلقیح با بذر استفاده شدند (خیساندن بذور به وسیله باکتری­های محلول به مدت 12 الی 24 ساعت).

قبل از اجرای آزمایش، به منظور تعیین نیازهای کودی گیاه گوار و تعیین خصوصیات فیزیکی-شیمیایی خاک مزرعه، نمونه­ای مرکب از خاک مزرعه انتخاب به آزمایشگاه خاکشناسی ارسال گردید. پس از عملیات خاکورزی، عناصر غذایی مورد نیاز مزرعه شامل تمامی کودهای فسفره (سوپر فسفات تریپل به میزان 50 کیلوگرم در هکتار)، پتاس (سولفات پتاسیم به میزان 170 کیلوگرم در هکتار)،  نیتروژنه (75 کیلوگرم در هکتار کود اوره 46%) و گوگرد (220 کیلوگرم در هکتار) که براساس نتایج آزمایش خاک تعیینن شده بودند به صورت ثابت به تمامی کرت­های آزمایشی اضافه شدند. پس از آن، یک سوم کود نیتروژنه مورد استفاده در تیمارهای آزمایشی  در زمان کاشت و مابقی به­صورت سرک و براساس نیاز گیاه طی دو مرحله رشد سریع بوته و اوایل غلاف­دهی به تیمارهای مورد نظر اضافه شدند.

 

جدول 1- خصوصیات فیزیکوشیمیایی نمونه خاک

بافت خاک

pH خاک

EC

(dS.m-1)

کربن آلی

(%)

نیتروژن کل

(%)

فسفر

(mg.kg-1)

پتاسیم

(mg.kg-1)

آهن

(mg.kg-1)

روی

(mg.kg-1)

مس

(mg.kg-1)

منگنز

(mg.kg-1)

لوم-رسی

19/8

61/7

45/1

14/0

79

732

32/4

32/2

87/0

88/7

 

 

 

توصیه کودی براساس آنالیز خاک

 

 

 

 

 

 

نیتروژن (Kg.ha-1)

فسفر (Kg.ha-1)

پتاسیم (Kg.ha-1)

گوگرد (Kg.ha-1)

 

 

 

 

 

 

 

75

50

170

220

 

 

 

 

 

 

سپس، ردیف­های کاشت به فاصله 50 سانتی­متر آماده شدند و بذور مورد استفاده به فاصله 5 سانتی­متر بر روی ردیف­های کاشت و در عمق 3-2 سانتی­متری در پلات­هایی به مساحت 3×2 متر در تاریخ یکم تیرماه 1398 کشت شدند (تراکم کاشت 400 هزار بوته در هکتار). آبیاری مزرعه به صورت قطره­ای صورت گرفت به طوری­که آبیاری کامل هر چهار روز یک بار تا انتهای آزمایش (براساس دور آبیاری مرسوم منطقه) تیمارهای کم­آبیاری به صورت هر هشت روز یک بار تا مراحل 50 درصد گلدهی و 50 درصد غلاف­دهی[1] پژوهش انجام گرفت (رژیم­های تنش آبیاری پس از استقرار کامل بوته­ها در مزرعه اعمال شدند). از آنجا که دوره آزمایش 101 روز به طول انجامید، تعداد آبیاری­ها پس از اعمال رژیم­های آبیاری برای آبیاری کامل، 50% گلدهی و 50 درصد غلاف­دهی به ترتیب برابر با 20، 14 و 11 مرحله آبیاری صورت گرفت. همچنین، عملیات وجین مزرعه طی سه مرحله (مراحل رشد سریع گیاه، گلدهی و غلاف­دهی) به صورت دستی انجام شد. در پایان آزمایش، از هر کرت آزمایشی 10 بوته به طور تصادفی انتخاب گردید و برای سنجش صفات ارتفاع بوته (به وسیله خط­کش)، تعداد پنجه در بوته، وزن خشک اندام­های هوایی، عملکرد و اجزای عملکرد مورد استفاده قرار گرفتند. قابل ذکر است جهت تعیین عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک، تمامی گیاهان هر کرت آزمایشی در زمان رسیدگی فیزیولوژیک برداشت شدند و میانگین عملکرد در هر کرت به­صورت کیلوگرم در هکتار محاسبه شد. علاوه بر این، صفات تعداد برگ، محتوای کلروفیل­ها، کاروتنوئیدها، پروتئین دانه (کجلدال)، قندهای محلول، و فعالیت­های آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز در مرحله 50 درصد غلاف­دهی ارزیابی شدند.

جهت اندازه­گیری محتوای کلروفیل­ها از روش آرنون (1948) و کاروتنوئیدها از روش لیچتنتالر (1987) استفاده شد. بر این اساس، ابتدا 5/0 گرم از بافت تازه پهنک برگ توزین و در هاون به کمک استون 80% و بر روی یخ سائیده شد. عصاره حاصل توسط کاغذ صافی و قیف درون بالن­ژوژه صاف گردید. تفاله به دست آمده مجدداً با استون 80% سائیده و صاف شد. این عمل تا زمانی که تفاله برگی سفید رنگ شود تکرار گردید. سپس حجم عصاره به ­دست­ آمده با استون 80% به 10 میلی­لیتر رسانده شد. بلافاصله مقداری از عصاره به کووت منتقل و جذب محلول با اسپکتروفتومتر (مدل Jenway 6300) در طول موج­های 645 ، 663 و 470 نانومتر قرائت و از استون 80% به عنوان محلول بلانک استفاده شد. سپس میزان کلروفیل a، b، کلروفیل کل و کاروتنوئیدها طبق روابط زیر برحسب میلی­گرم در هر گرم وزن تر بافت گیاهی محاسبه شد.

 

 

معادله (1)                                       

معادله (2)                                       

معادله (3)                                    

معادله (4)                             

 

 

که در آن:

V= حجم نهایی عصاره بر حسب میلی­لیتر، W= وزن تر بافت گیاهی بر حسب گرم، D= طول موج

 

 

 

جهت اندازه­گیری میزان پروتئین دانه، ابتدا میزان N با استفاده از روش کجلدال در همه نمونه­ها اندازه­گیری و طبق معادله زیر محاسبه گردید (جونز 1941).

معادله (5)          

N= محتوای نیتروژن دانه در هر تیمار

قندهای محلول با استفاده از روش ارائه شده به وسیله ساداسیوام و مانیکام (1992) با تغییرات اندکی ارزیابی شد. بر همین اساس، 1/0 گرم پودر خشک از اندام هوایی گیاهان تهیه و 5 میلی­لیتر اسید کلریـدریک 5/2 نرمال به آن اضافه گردید. سپس، نمونه­ها به­مدت 3 ساعت در حمام آبگرم (تحت دمای 100 درجه سانتیگراد) قرار گرفتند تا به­طور کامل هدیرولیز شوند. در مرحله بعد، خنثی­سازی نمونه­ها به­وسیله کربنات سدیم تا زمانی­که حالت جوش آن متوقف شود انجام گردید. سپس، نمونه­ها با آب مقطر به حجم 100 میلی­لیتر رسانده شدند و به­مدت 10 دقیقه در دور 3500 سانتریفیوژ شدند. سپس 5/0 میلی­لیتر از بخش رویی محلول برداشته و با آب مقطر به حجم یک میلی­لیتر رسانده شد. در مرحله بعد، چهار میلی­لیتر معرف آنترون به تمام لوله­ها افزوده شد و به­مدت هشت دقیقـه در حمام آب جوش قرار گرفتند. در نهایت، جذب هر یک از نمونه­ها در طول موج 630 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه­گیری شد. برای محاسبه قندهای محلول از منحنی استاندارد گلوکز استفاده گردید و نمونه فاقد گلوکز به­عنـوان شـاهد در نظر گرفته شد. در نهایت، میزان قندهای محلول بر اساس میکرو­گرم بر گرم وزن خشک گیاه بیان شدند.

فعالیت­های آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز نیز به ترتیب بر طبق روش­های ارائه شده به وسیله چائویی و همکاران (1997) و جیانوپولیتیس و ریس (1997) مورد ارزیابی قرار گرفتند. فعالیت آنزیم کاتالاز براساس کاهش جذب ناشی از تجزیه سوبسترای پراکسید هیدروژن در طول موج 240 نانومتر از مخلوط واکنش حاوی 25 میلی­ متر بافر فسفات پتاسیم، 10 میلی­متر H2O2 و عصاره آنزیمی تعیین شد (ضریب خاموشی 036/0). جهت تعیین فعالیت آنزیمی سوپراکسید دیسموتاز، مخلوط واکنش برای سنجش فعالیت آنزیم شامل بافر فسفات 50 میلی مولار، متیونین 013/0 مولار، EDTA 1/0 میکرومولار و ریبوفلاوین 2 میکرومولار بود که در تاریکی کامل نگهداری شد. بلافاصله پس از اضافه کردن ریبوفلاوین، 3 میلی لیتر از آن را درون لوله آزمایش ریخته و به هر لوله 100 میکرولیتر نمونه عصاره پروتئینی اضافه شد. لوله­های آزمایش به مدت 16 دقیقه در فاصله 30 سانتی­متری از منبع نور قرار گرفتند و در این فاصله دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 560 نانومتر و توسط محلول تاریکی به عنوان شاهد تنظیم شد. پس از 16 دقیقه جذب نمونه­ها در طول موج مذکور خوانده شد. از آنجائیکه یک واحد آنزیم مذکور عبارت است از میزانی از آنزیم که 50 درصد مهار ایجاد می کند، فعالیت آنزیم سوپراکسیددیسموتاز براساس واحد آنزیمی به ازای هر میلی­گرم پروتئین برای تمام نمونه­ها محاسبه گردید (جیانوپولیتیس و ریس، 1997). قابل ذکر است که جهت تهیه نمونه­های عصاره آنزیمی، یک گرم بافت تر در یک ‌ها‌ون چینی محتوی سه میلی‌لیتر بافر فسفات 50 میلی مولار با 2/7=pH حاوی اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) 1 میلی­مولار، فنیل متان سولفونیل فلورید (PMSF) 1 میلی­مولار و پلی وینیل پیرولیدون (PVP) 1 درصد سائیده شد. عصاره حاصل به مدت 15 دقیقه در سانتریفوژ یخچال‌دار در g14000 قرار گرفت و از محلول رویی آن جهت سنجش فعالیت آنزیم‌ها استفاده گردید.

 

تجزیه و تحلیل داده­ها

داده­های حاصل با استفاده از نرم­افزار آماری SAS (9.1) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و مقایسه میانگین داده­ها براساس آزمون LSD در سطح احتمال 5% انجام گرفت. همچنین، ترسیم نمودار با استفاده از نرم­افزار Excel انجام شد.

 

نتایج و بحث

صفات بیوشیمیایی

نتایج تجزیه واریانس جدول 2 نشان­دهنده اثرات معنی­دار تیمارهای آزمایشی و برهمکنش بین آنها بر برخی صفات بیوشیمیایی مورد بررسی در پژوهش حاضر بود. نتایج نشان داد که محتوای کلروفیل a در سطح احتمال 1% تحت تاثیر تیمارهای اصلی آبیاری، کود شیمیایی و باکتری ریزوبیوم و در سطح احتمال 5% تحت تاثیر برهمکنش کود شیمیایی × باکتری ریزوبیوم، محتوای کلروفیل b در سطح احتمال 1% تحت تاثیر تیمارهای آبیاری، کود شیمیایی، برهمکنش آبیاری × کود شیمیایی و برهمکنش آبیاری × باکتری ریزوبیوم و در سطح احتمال 5% تحت تاثیر برهمکنش کود شیمیایی × باکتری ریزوبیوم، و محتوای کلروفیل کل در سطح احتمال 1% تحت تاثیر تیمارهای آبیاری، کود شیمیایی، باکتری ریزوبیوم، برهمکنش آبیاری × باکتری ریزوبیوم و برهمکنش کود شیمیایی × باکتری ریزوبیوم قرار گرفتند. علاوه بر موارد فوق، براساس نتایج جدول 4 مشاهده می­شود که تیمارهای آبیاری، کودهای شیمیایی، باکتری ریزوبیوم و برهمکنش کود شیمیایی × باکتری ریزوبیوم در سطح احتمال 1% سبب ایجاد اختلاف معنی­دار در صفت قندهای محلول شدند.

 

 


 

جدول 2- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات بیوشیمیایی گیاه گوار تحت تاثیر تیمارهای آبیاری، کود شیمیایی و تلقیح باکتری برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم

منابع تغییر

درجه آزادی

کلروفیل a

کلروفیل b

کلروفیل کل

کاروتنوئید

پروتئین دانه

قندهای محلول

کاتالاز

سوپراکسید دیسموتاز

بلوک

2

ns82/0

* 16/0

ns 26/0

ns 85/1

* 19/35

ns 71/64

ns 58/5

ns 46/14

آبیاری

2

**40/9

**62/0

** 82/5

** 92/6

** 22/192

** 78/21167

** 35/947

** 44/1704

خطای اصلی

4

16/2

04/0

76/1

78/0

61/0

40/29

83/4

05/29

کود شیمیایی

2

** 98/36

** 36/3

** 09/61

** 95/18

** 12/186

** 23/12909

** 03/408

** 09/175

باکتری ریزوبیوم

2

** 87/21

ns 06/0

** 05/21

* 01/3

** 20/128

** 98/3353

** 24/108

** 93/433

آبیاری × کود شیمیایی

4

ns 11/0

** 33/0

ns 33/0

ns 18/0

ns 10/6

ns 92/75

ns 66/4

ns 40/16

آبیاری × باکتری

4

ns 05/1

** 74/0

** 29/2

ns 06/0

ns 89/5

ns 65/45

ns 60/13

ns 99/3

کود شیمیایی × باکتری

4

*88/1

* 14/0

** 46/2

ns 77/0

ns 51/1

** 02/676

ns 86/7

ns 70/19

آبیاری × کود شیمیایی × باکتری

8

ns 08/0

ns 05/0

ns 17/0

ns 07/0

ns 61/1

ns 57/10

ns 84/0

ns 29/0

خطای فرعی

48

72/0

03/0

61/0

67/0

29/8

36/136

14/11

66/20

ضریب تغییرات (%)

 

71/12

54/9

16/9

86/18

88/10

23/6

11

49/8

ns: عدم اختلاف معنی­دار ** و * به ترتیب اختلاف معنی­دار در سطوح احتمال 1% و 5% می باشد.

 

 

 

 

 

با توجه به اثرات معنی­دار برهمکنش کود شیمیایی نیتروژن × سویه­های باکتری برادی­ریزوبیوم بر رنگیزه­های کلروفیلی و قندهای محلول مندرج در جدول 2 (جدول ANOVA)، نتایج مقایسه میانگین داده­ها (جدول 3) نشان می­دهند که بیشترین و کمترین محتوای کلروفیل a (50/8 و 89/4 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ)، کلروفیل کل (62/10 و 44/6 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) و قندهای محلول (85/216 و 59/160 میکرو بر گرم وزن خشک برگ) به ترتیب تحت برهمکنش­های 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن × سویه RS153 و عدم کاربرد کود نیتروژن × عدم کاربرد باکتری به دست آمد. از طرفی، بیشترین محتوای کلروفیل b (32/2 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) تحت برهمکنش 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن × سویه RS150 حاصل شد ولی اختلاف معنی­داری با محتوای کلروفیل b حاصل از برهمکنش 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن × عدم تلقیح باکتری (24/2 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) نداشت. در طرف مقابل، کمترین محتوای کلروفیل b (39/1 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) تحت برهمکنش عدم کاربرد کود نیتروژن × سویه RS153 برادی­ریزوبیوم به دست آمد ولی اختلاف معناداری با محتوای کلروفیل b تحت برهمکنش عدم کاربرد کود نیتروژن × سویه RS150 برادی­ریزوبیوم (55/1 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) نداشت (جدول 3).

 


 

جدول 3- اثرات برهمکنش کود شیمیایی و باکتری ریزوبیوم بر کلروفیل a، b، کل و قندهای محلول

منبع تغییرات

کلروفیل a

(mg.g-1 FW)

کلروفیل b

(mg.g-1 FW)

کلروفیل کل

(mg.g-1 FW)

قندهای محلول

(g.g-1 DWµ)

 

کود شیمیایی

 (Kg.ha-1)

ریزوبیوم

 

 

 

 

شاهد

شاهد

e 89/4

ef 55/1

e 44/6

d 59/160

سویه RS150

de 46/5

e 63/1

de 09/7

d 72/161

سویه RS153

cde 63/5

f 39/1

de 03/7

d 75/164

50

شاهد

cd 81/5

d 81/1

d 62/7

c 23/179

سویه RS150

b 46/7

d 83/1

bc 29/9

b 38/200

سویه RS153

ab 25/8

c 01/2

a 25/10

ab 84/210

100

شاهد

c 37/6

ab 24/2

c 61/8

c 29/185

سویه RS150

b 62/7

a 32/2

ab 94/9

ab 56/206

سویه RS153

a 50/8

bc 12/2

a 62/10

a 85/216

LSD

86/0

17/0

79/0

71/10

حروف مشابه در هر ستون و هر تیمار، نشان­دهنده اختلاف معنی­دار بین تیمارها در سطح احتمال 5% آزمون LSD می­باشند

 

 

 

علاوه بر نتایج فوق، مشاهده شد که برهمکنش آبیاری × سویه­های باکتری ریزوبیوم اثرات معنی­داری بر محتوای کلروفیل b و کلروفیل کل داشتند (جدول 2) که تفاسیر مرتبط با نتایج آن در شکل 1 شرح داده شده است. بیشترین میزان کلروفیل b (19/2 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) تحت برهمکنش کم­آبیاری تا 50 درصد غلاف­دهی × سویه RS150  حاصل شد ولی اختلاف معنی­داری با محتوای کلروفیل b تحت برهمکنش کم­آبیاری تا 50 درصد غلاف­دهی × سویه RS153 (09/2 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) نداشت. در طرف مقابل، کمترین میزان معنی­دار کلروفیل b (65/1 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) تحت برهمکنش کم­آبیاری تا 50 درصد غلاف­دهی × سویه RS153 حاصل شد. به­علاوه، بیشترین مقادیر کلروفیل کل به ترتیب تحت برهمکنش­های آبیاری کامل × سویه RS153 (13/10 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) و آبیاری کامل × سویه RS150 (47/9 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) و کمترین مقدار کلروفیل کل (14/7 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) تحت برهمکنش کم­آبیاری تا 50 درصد غلاف­دهی × سویه RS150 حاصل شد (شکل 1).

 

 

 

شکل1- اثرات برهمکنش آبیاری × باکتری ریزوبیوم بر محتوای کلروفیل b و کلروفیل کل در برگ­های گیاه گوار

حروف مشابه در هر ستون و هر تیمار، نشان­دهنده اختلاف معنی­دار بین تیمارها در سطح احتمال 5% آزمون LSD می­باشند

 

 

 

اثرات تیمارهای پژوهش حاضر بر صفات کاروتنوئیدها، پروتئین دانه، و فعالیت­های آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز نیز مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج کاربرد تیمارهای آبیاری بر صفات فوق (جدول 4) نشان می­دهند که بیشترین و کمترین میزان کاروتنوئیدها (78/4 و 78/3 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) تحت کاربرد تیمارهای کم­آبیاری تا 50% گلدهی و 50% غلاف­دهی به ثبت رسیدند که اختلاف معنی­داری با یکدیگر داشتند. بیشترین میزان پروتئین دانه (27/29 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ) تحت آبیاری کامل حاصل شد که نسبت به تیمارهای کم­آبیاری تا 50% گلدهی و 50% غلاف­دهی به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 89/11 و 19/22 درصد داشت. از طرفی، بیشترین و کمترین مقادیر معنی­دار فعالیت آنزیمی کاتالاز (70/35 و 98/23 µmol H2O2 mg−1 protein min−1) و سوپراکسید دیسموتاز (11/61 و 27/45 U.mg-1 protein min−1) به ترتیب تحت تیمارهای کم­آبیاری تا 50% غلاف­دهی و آبیاری کامل حاصل شدند. به طور کلی، برای تیمار کم­آبیاری تا 50% غلاف­دهی در مقایسه با تیماهای آبیاری کامل و کم­آبیاری تا 50% گلدهی، به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 12 و 8 درصد برای فعالیت آنزیمی کاتالاز و 25 و 17 درصد برای فعالیت آنزیمی سوپراکسید دیسموتاز تخمین زده شده است (جدول 4).

در ارتباط با اثرات سطوح مختلف کود نیتروژن بر صفات بیوشیمیایی، مشاهده می­شود که با افزایش سطح نیتروژن بر محتوای کاروتنوئیدها و پروتئین دانه افزوده می­شود به طوری­که کاربرد 100 کیلوگرم در هکتار   نیتروژن  در مقایسه  با تیمارهای  شاهد  و  50

 

 

جدول 4- اثرات تیمارهای آبیاری، کود شیمیایی و تلقیح باکتری برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم بر برخی صفات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی، عملکرد و اجزای عملکرد گیاه گوار

منابع تغییر

کاروتنوئیدها

(mg.g-1 FW)

پروتئین دانه

(mg.g-1 FW)

کاتالاز

(µmol H2O2 mg−1 protein min−1)

سوپراکسید دیسموتاز

(U.mg-1 protein min−1)

وزن خشک هوایی

(g)

تعداد دانه در متر مربع

(n)

وزن هزار دانه

(g)

عملکرد دانه

(kg.ha-1)

عملکرد بیولوژیک

(kg.ha-1)

رژیم­های مختلف آبیاری

 

 

 

 

 

 

 

 

 

آبیاری کامل

ab 42/4

a 27/29

c 98/23

c 27/45

a 42/45

a 52/4662

a 60/31

a 3/1481

a 3/6133

کم­آبیاری تا 50% گلدهی

a 78/4

b 16/26

b 33/31

b 23/54

b 70/39

b 78/4029

b 84/28

b 6/1174

b 5378

کم­آبیاری تا 50% غلاف­دهی

b 78/3

c 96/23

a 70/35

a 11/61

c 95/33

b 33/3947

c 76/26

c 1/1042

c 8/4942

LSD

67/0

59/0

66/1

07/4

82/2

52/146

96/1

7/95

6/453

کود شیمیایی نیتروژن (Kg.ha-1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شاهد

b 37/3

c 19/24

a 81/34

a 37/56

c 49/33

b 3964

b 66/26

c 60/1068

c 7/4329

50

a 67/4

b 87/25

b 49/28

b 78/52

b 95/38

b 8/4130

a 64/29

b 51/1299

b 1/5512

100

a 94/4

a 34/29

b 72/27

b 45/51

a 63/46

a 8/4544

a 90/30

a 79/1399

a 3/6621

سویه­های باکتری ریزوبیوم

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شاهد

b 96/3

b 01/24

a 14/32

a 90/57

b 05/36

b 4/3904

b 75/26

b 27/1054

b 4/5068

سویه RS150

a 41/4

a 24/27

a 69/30

b 70/52

a 71/40

a 1/4268

a 80/29

a 03/1280

ab 5/5556

سویه RS153

a 61/4

a 15/28

b 18/28

c 01/50

a 31/42

a 1/4467

a 64/30

a 60/1363

a 1/5838

LSD

45/0

58/1

83/1

83/149/2

94/1

9/209

83/1

45/92

2/596

حروف مشابه در هر ستون و هر تیمار، نشان­دهنده اختلاف معنی­دار بین تیمارها در سطح احتمال 5% آزمون LSD می­باشند

 

 

 

کیلوگرم در هکتار سبب افزایش محتوای کاروتنوئید معادل 59/46 و 78/5 درصد و افزایش پروتئین دانه معادل 29/21 و 41/13 درصد شد. از طرفی، فعالیت­های آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز با افزایش سطوح نیتروژن به طور معنی­داری کاهش پیدا کردند به طوری که تحت شرایط عدم کاربرد کود نیتروژن میزان فعالیت­های آتزیم­های فوق به ترتیب معادل 81/34 میکرومول H2O2 بر میلی­گرم پروتئین بر دقیقه و 37/56 واحد بر میلی­گرم پروتئین بر دقیقه ارزیابی شدند. به عبارت دیگر، گیاهان تحت تیمار شاهد (عدم کاربرد کود نیتروژن) در مقایسه با گیاهان تحت تیمار با 50 و 100 کیلوگرم در هکتار به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 18/22 و 58/25 درصد برای فعالیت آنزیمی کاتالاز افزایش معنی­داری معادل 80/6 و 56/9 درصد برای فعالیت آنزیمی سوپراکسید دیسموتاز داشتند. در حالیکه تلقیح بذر با باکتری ریزوبیوم سبب افزایش معنی­دار کاروتنوئیدها و پروتئین دانه گوار شد، فعالیت آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز به نسبت چشمگیری در مقایسه با عدم تلقیح بذر کاهش پیدا کرد. محاسبات آماری نتایج جدول 4 حاکی از این است که کاربرد سویه RS153 در مقایسه با کاربرد تیمارهای شاهد (عدم تلقیح بذر) و سویه RS150 به ترتیب سبب افزایش 41/16 و 54/4 درصدی محتوای کاروتنوئیدها، افزایش 24/17 و 34/3 درصدی پروتئین دانه، کاهش 32/12 و 18/8 درصدی فعالیت آنزیمی کاتالاز و کاهش 63/13 و 10/5 درصدی فعالیت آنزیمی سوپراکسید دیسموتاز شد (جدول 4).

نتایج پژوهش حاضر نشان داد که تنش خشکی، کاربرد کود شیمیایی و تلقیح باکتری ریزوبیوم اثرات معنی­داری بر صفات بیوشیمیایی در گیاه گوار داشتند به طوری­که محتوای رنگیزه­های گیاهی، کاروتنوئیدها، و پروتئین بذر کاهش، و محتوای قندهای محلول، فعالیت آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز افزایش پیدا کردند. از طرفی، سطوح کود نیتروژن و سویه­های باکتری ریزوبیوم سبب افزایش معنی­دار رنگیزه­های گیاهی، کاروتنوئیدها، قندهای محلول و پروتئین بذر شدند. در ارتباط با اثرات تنش خشکی برگیاهان، اظهار شده است که تنش خشکی سبب افزایش گونه­های ROS ناشی از افزایش تنش اکسیداتیو و تنش اسمزی در گیاهان می­گردد که متعاقبا سبب ایجاد اثرات منفی بر اسیدهای چرب غیراشباع، ساختار پپروتئین­ها و آسیب­های متعددی در DNA می­شوند (دکاروالهو 2008؛ جیل و توتجا 2010؛ ژو و همکاران 2020). از آنجا که فعالیت­های فیزیولوژیکی گیاه تحت شرایط تنش خشکی به­طور مستقیم یا غیرمستقیم دچار اختلال می­گردند، تنش خشکی با تاثیر روی میزان فتوسنتز گیاه و کاهش رنگریزه­های فتوسنتزی (به خصوص رنگدانه کلروفیل که در گیاهان به­عنوان یکی از مهمترین فاکتورهای حفظ ظرفیت فتوسنتزی است) باعث کاهش عملکرد می­گردد (گوسینوا و همکاران 2006). از طرفی، واکنش گیاهان به تنش خشکی به ماهیت کمبود آب بستگی دارد و می­تواند به­صورت پاسخ­های کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت طبقه­بندی شود (چن و همکاران 2019). در شرایطی که تنش­های میان­مدت بر گیاهان وارد شود، گیاه به­منظور ادامه جذب آب، از طریق تجمع ترکیبات اسمزی از جمله کربوهیدرات محلول و پرولین، پتانسیل اسمزی خود را کاهش می­دهد (زالتو و لیدون 2012). از این­رو، تنظیم اسمزی به توسعه سلولی، بقاء و رشد گیاه تحت تنش خشکی کمک می­کند (مانیوانان و همکاران 2008). یکی از موادی که در شرایط تنش خشکی در گیاه تجمع پیدا می­کند، قندهای محلول می­باشند که به عنوان عوامل اسمزی (حفاظت­کننده­های اسمزی) عمل می­کنند (وو و همکاران 2012). افزایش قندهای محلول طی تنش­ها به طور معنی­داری با تنظیم اسمزی و حفظ آماس همبستگی دارد و باعث پایداری پروتئین­ها و غشاها می­شود (سانچز و همکاران 1998؛ فتحی و براری 2016). همچنین، اظهار شده است که تجمع قندهای محلول داخل سلول­ها در تنظیم اسمزی نقش مهم ایفاء نموده و کمک می­کند تا پتانسیل آب سلول کاهش یافته و آب بیشتری برای حفظ تورگر تحت تنش خشکی و کم­آبی داخل سلول باقی بماند. از این رو، این مکانسیم می­تواند موجب افزایش پایداری غشاهای زیستی، پروتئین­ها، فتوسنتز و مقاومت به خشکی گردد (جوهری 2010؛ نصراله­زاده­اصل و همکاران 2016). علاوه بر قندهای محلول، آنزیم­های آنتی­اکسیدان نظیر کاتالاز، پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون ردوکتاز باعث حذف و غیر فعال شدن گونه­های فعال اکسیژن و کاهش اثرات منفی ناشی از تنش خشکی در گیاه می­شوند (بیالی و همکاران 2004؛ میتلر و همکاران 2004). بر همین اساس، افزایش محتوای آنتی­اکسیدان غیر آنزیمی قندهای محلول و افزایش فعالیت آنزیمی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز تحت تنش خشکی در پژوهش حاضر مورد تایید قرار می­گیرد.

علاوه بر افزایش قندهای محلول، نتایج پژوهش حاضر نشان داد که این صفت تحت تلقیح باکتری ریزوبیوم نیز افزایش پیدا میکند که با نتایج برخی پژوهش­ها همخوانی دارد. طی پژوهشی اظهار شد که قارچ­های همزیست مواد کربوهیدراتی را عمدتا به شکل ساکارز از گیاه دریافت و عناصر غذایی را در اختیار گیاه قرار می­دهند (گوگویی و سینگ 2011). همچنین، برخی پژوهشگران گزارش دادند که تلقیح حبوبات با باکتری­های ریزوبیوم منجر به افزایش محتوای نسبی آب در گیاهان، حلالیت بیشتر عناصر غذایی، افزایش رشد و نمو و بیوماس گیاهی و متعاقبا افزایش مقاومت به تنش خشکی می­گردد (نقاش­زاده 2014؛ فیضیان و همکاران 2017؛ گدامو و همکاران 2021). علاوه بر کودهای بیولوژیک، کودهای حاوی نیتروژن از طریق تغییر ترکیب شیمیایی خاک و گیاه می­توانند منجر به افزایش توانایی گیاه جهت جذب مواد آلی و غیر آلی از محلول خاک، افزایش رشد گیاه، و در نهایت بهبود مقاومت گیاهان به تنش خشکی گردند (لین و همکاران 2004). در ارتباط با اثرات سطوح کودی نیتروژن و باکتری ریزوبیوم بر پروتئین دانه گوار، با توجه به ارتباط مستقیم پروتئین دانه و محتوای نیتروژن (جوانمرد و شکاری 2013) و دخیل بودن عنصر نیتروژن در تشکیل پروتئین­ها و اسیدهای نوکلئیک (ملکی­نارگموسی و همکاران 2013)، افزایش محتوای پروتئین دانه تحت کاربرد سطوح بالای کود شیمیایی نیتروژن و تلقیح بذر با سویه­های مختلف برادی­ربزوبیوم مورد بررسی در پژوهش حاضر دور از انتظار نمی­باشد. در تایید نتایج فوق، پورابراهیمی و همکاران (2018) نیز نشان دادند که افزایش سطوح کودهای حاوی نیتروژن به طور معناداری سبب افزایش محتوای پروتئین دانه در گیاه ذرت شد.

 

صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد

نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 5) نشان داد که صفات ارتفاع بوته در سطح احتمال 1% تحت تاثیر تیمارهای آبیاری، کود شیمیایی و تلقیح سویه­های باکتری ریزوبیوم و در سطح احتمال 5% تحت تاثیر برهمکنش آبیاری × کود شیمیایی قرار گرفت. نتایج جدول 2 نیز نشان داد که تیمارهای اصلی آبیاری، کود شیمیایی، تلقیح سویه­های باکتری ریزوبیوم و برهمکنش کود شیمیایی × سویه­های ریزوبیوم در سطح احتمال 1% بر تعداد برگ در بوته اثرگذار بودند. علاوه براین، براساس نتایج مذکور مشاهده می­شود که صفات وزن خشک اندام­های هوایی، تعداد دانه در متر مربع، وزن 1000 دانه، عملکرد دانه، پروتئین دانه، و فعالیت آنزیم­های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز در سطح احتمال 1% تحت تاثیر تیمارهای اصلی آبیاری، کود شیمیایی و تلقیح سویه­های باکتری ریزوبیوم قرار گرفتند. نتایج کاربرد تیمارها نیز نشان داد تیمارهای آبیاری و کود شیمیایی در سطح احتمال 1% و تیمار کودهای بیولوژیک در سطح احتمال 5% بر صفات عملکرد بیولوژیک و محتوای کاروتنوئیدها معنی­دار بودند (جدول 5).

نتایج مقایسه میانگین داده­ها (شکل 2-الف) نشان می­دهند که بیشترین ارتفاع بوته با میانگین 92/110 سانتی­متر تحت برهمکنش آبیاری کامل × 100 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن بود ولی اختلاف معنی­داری با ارتفاع بوته گیاهان گوار تحت برهمکنش آبیاری کامل × 50 کیلوگرم در هکتار (53/101 سانتی­متر) نداشت و کمترین مقدار ارتفاع بوته با میانگین 03/75 سانتی­متر تحت برهمکنش کم­آبیاری تا 50% غلاف­دهی × عدم کاربرد کود نیتروژن به ثبت رسید اما اختلاف معنی­داری بین ارتفاع بوته گیاهان مذکور و ارتفاع بوته گیاهان در معرض کم­آبیاری تا 50% گلدهی × عدم کاربرد کود نیتروژن (8/80 سانتی­متر) اختلاف معنی­داری مشاهده نشد (شکل 2-الف).

 

 


 

جدول 5- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات مورفو-فیزیولوژیکی، عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه گوار تحت تاثیر تیمارهای آبیاری، کود شیمیایی و تلقیح باکتری برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم

منابع تغییر

درجه آزادی

ارتفاع بوته

وزن خشک هوایی

تعداد برگ

تعداد دانه در متر مربع

وزن هزار دانه

عملکرد دانه

عملکرد بیولوژیک

بلوک

2

ns 61/19

ns 78/27

ns 38/62

ns 49/426847

ns 08/1

ns 08/59422

ns 95/2484247

آبیاری

2

** 36/3117

** 51/887

** 68/454

** 01/4133915

** 12/159

** 46/1370373

** 23/9772421

خطای اصلی

4

58/123

93/13

18/16

11/37597

74/6

06/16047

5/360423

کود شیمیایی

2

** 23/1786

** 03/1176

** 12/3226

** 64/2414560

** 03/128

** 74/740600

** 2/35459295

باکتری ریزوبیوم

2

** 92/856

** 19/286

** 12/1007

** 12/2197763

** 07/113

** 45/691384

*04/4095290

آبیاری × کود شیمیایی

4

* 91/140

ns 01/17

ns 53/21

ns 42/57477

ns 86/4

ns 94/15520

ns 78/210101

آبیاری × باکتری

4

ns 55/3

ns 50/0

ns 36/10

ns 29/44569

ns 15/0

ns 77/18096

ns 94/369956

کود شیمیایی × باکتری

4

ns 78/67

ns 33/30

** 53/343

ns 75/30671

ns 18/3

ns 68/5709

ns 47/469509

آبیاری × کود شیمیایی × باکتری

8

ns 26/2

ns 52/5

ns 63/7

ns 75/39297

ns 40/3

ns 92/26863

ns 40/140062

خطای فرعی

48

61/53

60/12

28/24

30/147123

23/11

09/28541

5/1186927

ضریب تغییرات (%)

 

25/8

94/8

23/14

10/9

53/11

71/13

85/19

ns: غیر معنی­داری * و **: به ترتیب معنی­داری در سطوح احتمال 5% و 1% می باشد.

 

 

 

با توجه به اثرات معنی­دار برهمکنش سطوح کود شیمیایی × تلقیح باکتری برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم (جدول 5)، مقایسه میانگین (شکل 2-ب) نشان می­دهند که بیشترین و کمترین تعداد برگ در بوته (11/59 و 89/22 برگ) به ترتیب تحت برهمکنش­های 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن × تلقیح سویه RS153  و عدم کاربرد کود نیتروژن × عدم تلقیح باکتری حاصل شد.

براساس نتایج مندرج در جدول 3 مشاهده می­شود که تحت کاربرد تیمارهای آبیاری، بیشترین وزن خشک اندام­های هوایی (42/45 گرم) در تیمار آبیاری کامل به دست آمد و دارای اختلاف معناداری نسبت به وزن خشک اندام­های هوایی تحت تیمارهای کم­آبیاری تا 50% گلدهی (70/39 گرم) و 50% غلاف­دهی (95/33 گرم) بود. به طور کلی، نتایج  نشان می­دهند که آبیاری کامل در مقایسه با کم­آبیاری تا 50% گلدهی و 50% غلاف­دهی به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 41/14 و 79/33 درصد داشت. در بررسی اثرات سطوح مختلف کود شیمیایی نیز مشاهده شد که بیشترین وزن خشک (63/46 گرم) تحت کاربرد 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن حاصل شد و نسبت به کاربرد سطوح کود نیتروژن شاهد و 50 کیلوگرم در هکتار به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 24/39 و 72/19 درصد داشت. علاوه بر این، نتایج نشان دادند که کاربرد سویه RS153 برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم سبب افزایش 37/17 و 93/3 درصدی وزن خشک انددام­های هوایی در مقایسه با تیمارهای شاهد و سویه RS150 برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم شد (جدول 4).

 

 

 

 

 

 


   

شکل 2. اثرات برهمکنش آبیاری × باکتری ریزوبیوم بر ارتفاع بوته (الف) و برهمکنش سطوح کود شیمیایی × باکتری ریزوبیوم بر تعداد برگ در گیاه گوار

حروف مشابه در هر ستون و هر تیمار، نشان­دهنده عدم اختلاف معنی­دار بین تیمارها در سطح احتمال 5% آزمون LSD می­باشند

 

 

 

نتایج مقایسه میانگین تیمارهای پژوهش حاضر (جدول 4) نیز نشان می­دهند که آبیاری کامل در مقایسه با تیمارهای کم­آبیاری در 50% گلدهی و 50% غلاف­دهی به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 70/15 و 12/18 درصد در تعداد دانه در متر مربع داشت. همچنین، براساس نتایج مشاهده می­شود که بیشترین وزن هزار دانه (60/31 گرم) تحت کاربرد آبیاری کامل به دست آمد که در مقایسه با وزن هزار دانه گوار تحت رژیم­های کم­آبیاری تا 50 درصد گلدهی و 50 درصد غلاف­دهی به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 57/9 و 07/18 درصد داشت. علاوه بر این، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک نیز متاثر از دوره­های آبیاری قرار گرفتند به طوری­که بیشترین و کمترین مقادیر معنی­دار عملکرد دانه (3/1481 و 1/1042 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد بیولوژیک (3/6133 و 8/4942 کیلوگرم در هکتار) به ترتیب تحت تیمارهای آبیاری کامل و کم­آبیاری تا 50 درصد غلاف­دهی حاصل شد. محاسبات آماری نتایج فوق حاکی از این است که آبیاری کامل در مقایسه به دوره­های کم­آبیاری تا 50 درصد گلدهی و 50 درصد غلاف­دهی به ترتیب افزایش معنی­داری معادل 11/26 و 15/42 درصد برای عملکرد دانه و 04/14 و 09/24 درصد برای عملکرد بیولوژیک به همراه داشت (جدول 4).

با توجه به اثرات معنی­دار تیمار سطوح مختلف کود شیمیایی نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه،  نتایج نشان می­دهند که کاربرد 100 کیلوگرم در هکتار کود شیمیایی نیتروژن نسبت به عدم کاربرد کود نیتروژن و کاربرد 50 کیلوگرم در هکتار نیتروژن به ترتیب سبب افزایش معنی­دار تعداد دانه در متر مربع (معادل 65/14 و 02/10 درصد)، افزایش وزن هزار دانه (معادل 90/15 و 25/4 درصد)، افزایش معنی­دار عملکرد دانه (معادل 99/30 و 72/7 درصد) و عملکرد بیولوژیک (معادل 93/52 و 12/20 درصد) شد. علاوه بر این، از آنجا که کاربرد سویه­های RS150 و RS153 برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم سبب افزایش معنی­دار صفات فوق نسبت به تیمار شاهد شد، نتایج نشان می­دهند که بیشترین و کمترین تعداد دانه در متر مربع (1/4467 و 4/3904 دانه)، وزن هزار دانه (64/30 و 75/26 گرم)، عملکرد دانه (60/1363 و 27/1054 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد بیولوژیک (1/5838 و 4/5068 کیلوگرم در هکتار) به ترتیب تحت کاربرد سویه RS153 و عدم کاربرد باکتری ریزوبیوم به ثبت رسید. از نتایج جدول 3 استنباط می­شود که کاربرد سویه RS153 باکتری ریزوبیوم در مقایسه با کاربرد تیمارهای شاهد و سویه RS150 به ترتیب سبب افزایش تعداد دانه در متر مربع (برابر با 41/14 و 66/4 درصد)، وزن هزار دانه (برابر با 54/14 و 82/2 درصد)، عملکرد دانه (معادل 34/29 و 53/6 درصد) و 19 عملکرد بیولوژیک (19/15 و 07/5 درصد) شد (جدول 4).

بر اساس نتایج، صفات ارتفاع بوته، وزن خشک اندام­های هوایی، تعداد برگ، عملکرد دانه و اجزاء عملکرد تحت تأثیر تیمارهای آبیاری، کودهای شیمیایی، باکتری ریزوبیوم و برخی از برهمکنش­های بین آنها قرار گرفتند. نتایج نشان داد که آبیاری کامل سبب افزایش صفات فوق در مقایسه با هرکدام از رژیم­های آبیاری می­شود که مطابق با نتایج، تاجیک­خواه و همکاران (2011) می­باشند. پژوهشگران فوق نشان دادند که وزن ارتفاع گیاه، وزن خشک هوایی و تعداد برگ گیاه سویا تحت تنش خشکی کاهش پیدا می­کند. همچنین، مشاهده شد که با افزایش سطوح کودی نیتروژن و تلقیح بذور با سویه­های باکتری برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم، میزان صفات فوق به طور خطی افزایش پیدا کردند. در تایید اثرات کاربرد باکتری­های همزیست برادی­ریزوبیوم بر گیاه سویا تحت تنش خشکی، شتیوی و همکاران (2021) اظهار داشتند علیرغم کاهش معنی­دار صفات مورفو-فیزیولوژیک، رشد و نمو و عملکرد گیاه سویا تحت تنش­کم­آبی، کاربرد سویه­های محتلف باکتری همزیست برادی­ریزوبیوم سبب تعدیل اثرات منفی آن گردید. نتایج پژوهش ملکی­نارگ­موسی و همکاران (2013) نشان داد که کاربرد کودهای شیمیایی نیتروژن سبب افزایش محتوای رنگدانه­های فتوسنتزی در ذرت شیرین گردید. در آن پژوهش اظهار شده است که رشد گیاه تحت تأثیر افزایش میزان مصرف کودهای شیمیایی قرار گرفت به طوری­که شاخص سطح برگ افزایش یافت و به تبع آن محتوای کلروفیل، فتوسنتز و در نهایت عملکرد گیاه افزایش یافت. برخی پژوهش­ها نیز نشان داده­اند که تلقیح بذور لوبیا با باکتری ریزوبیوم منجر به افزایش ارتفاع گیاه، وزن خشک، عملکرد و اجزاء عملکرد می­شود (فیگوئیریدو و همکاران 2008) و برخی از پژوهشگران علت این امر را تولید هورمون­های گیاهی (آلن 2003) و افزایش فتوسنتز گیاهی (تاجیک­خواه و همکاران، 2011) نسبت داده­اند. بر همین اساس، با توجه به افزایش تعداد برگ گیاه گوار پژوهش حاضر تحت کاربرد تیمارهای کود شیمیایی نیتروژن و تلقیح بذر با سویه­های RS150 و RS153 باکتری برادی­ریزوبیوم ژاپونیکوم، احتمالا افزایش فتوسنتز در این گیاه صورت گرفته و سبب افزایش رشد، نمو، عملکرد و اجزاء عملکرد شده است. علاوه بر این، برخی پژوهشگران اظهار دارند که تلقیح بذر لگوم­ها با باکتری­های ریزوبیوم اثرات بازدارندگی تنش­ها را از طریق جذب بیشتر آب خاک، افزایش محتوای رطوبت نسبی بافت­های برگ، باز شدن روزنه­های گیاهی و فرآوری بیشتر دی اکسید کربن کاهش داد و باعث بقای بهتر گیاه در محیط نامناسب می­شوند (عباسی­سیه­جانی و همکاران 2019). در همین رایطه، اظهار شده است که کاربرد آنها در قبل، بعد و یا در حین اعمال تنش­های محیطی می­تواند اثرات منفی تنش را در گیاه کاهش داده و سبب افزایش عملکرد و اجزای عملکرد شود (اکبری و همکاران 2012). سوآرز و همکاران (2008) گزارش کردند که تلقیح بذور لوبیا با باکتری ریزوبیوم سبب افزایش معنی­دار عملکرد و اجزاء عملکرد در شرایط تنش خشکی نسبت به تیمار شاهد شد.

 

سپاسگزاری:

این پژوهش از رساله دکتری استخراج شده است. بر همین اساس، از معاونت پژوهشی دانشگاه تهران و پردیس ابوریحان جهت تامین اعتبار رساله و همکاری­های لازم در انجام و پیشبرد پژوهش حاضر و همچنین از شرکت زیست­فناوری سبز استان قم جهت فراهمی باکتری­های ریزوبیوم مورد استفاده در پژوهش حاضر تشکر و قدردانی می­گردد.

 

 



[1] - پس از مراحل 50% گلدهی و 50% غلاف­دهی، برای هر تیمار دوره­های آبیاری مشابه با آبیاری کامل انجام شد.

Abbasi Siahjani E, Yarnia M, Farahvash F, Khorshidi Benam MB and Asadi Rahmani H. 2019. Effect of razobium phazeoli bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi on yield andyield components of red bean (Phaseolus Vulgaris L.) under water tension deficit. Crop Physiology, 10(4): 19-34. (In Persian).
Ahmed MFEM, Mac DM, and Bashir AAG. 2011. Effect of water stress at different periods on seed yield and water use efficiency of guar under Shambat conditions. Agricultural Sciences, 2(3): 262-266.
Ajeng A A, Abdullah R, Malek M A, Chew K W, Ho Y C, Ling T C, Lau B F, Show P L. 2020. The effects of biofertilizers on growth, soil fertility, and nutrients uptake of oil palm (Elaeis Guineensis) under greenhouse conditions. Processes, 8(12), 1681-1697.
Akbari GA, Ghorchiani M, Alikhani HA, Allahdadi I and Zarei M. 2012. Effect of biological and chemical phosphate fertilizers on growth indices and grain yield of maize under deficit irrigation conditions in Karaj region. Water and Soil Science, 22(4): 51-67. (In Persian).
Allen MF. 2003. The Ecology of Mycorrhizae. Cambridge University Press. New York.
Arnon DI. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenol-oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24: 1-15.
Chaoui A, Mazhoudi S, Ghorbal MH and El Ferjani E. 1997. Cadmium and zinc induction of lipid peroxidation and effects on antioxidant enzyme activities in bean (Phaseolus vulgaris L.). Plant Sci. 127, 139-147.
Chen Z, Xu J, Wang F, Wang L and Xu Z. 2019. Morpho-physiological and proteomic responses to water stress in two contrasting tobacco varieties. Scientific reports, 9(1): 1-15.
Das I and Pradhan M. 2016. Potassium-solubilizing microorganisms and their role in enhancing soil fertility and health. In Potassium solubilizing microorganisms for sustainable agriculture (pp. 281-291). Springer, New Delhi.
Das Suthar J, Rajpar I, Ganjegunte GK and Shah Z. 2018. Evaluation of Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) genotypes performance under different irrigation water salinity levels: Growth parameters and seed yield. Industrial Crops and Products, 123: 247-253.
De Carvalho CMH. 2008. Drought stress and reactive oxygen species. Plant Signal Behav, 3(3): 156-165.
De Sousa MA, de Oliveira MM, Damin V and Ferreira EPDB. 2020. Productivity and economics of inoculated common bean as affected by nitrogen application at different phenological phases. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 20: 1848-1858.
Deeba F, Pandey AK, Ranjan S, Mishra A, Singh R, Sharma YK, Shirke PA and Pandey V. 2012. Physiological and proteomic responses of cotton (Gossypium herbaceum L.) to drought stress. Plant Physiology and Biochemistry, 53: 6-18. 
Demir AO, Göksoy AT, Büyükcangaz H, Turan ZM and Köksal ES. 2006. Deficit irrigation of sunflower (Helianthus annuus L.) in a sub-humid climate. Irrigation Science, 24(4): 279-289.
Dubois M, and Inzé D. 2020. Plant growth under suboptimal water conditions: early responses and methods to study them. Journal of Experimental Botany, 71(5): 1706-1722.
Ebrahimi A, Moaveni P and Aliabadi Farahani H. 2010. Effects of planting dates and compost on mucilage variations in borage (Borago officinalis L.) under different chemical fertilization systems. International Journal for Biotechnology and Molecular Biology Research, 1(5): 58-61.
Farnia A, Noormohamadi G, Naderi A, Darvish F and Majidi Hervan I. 2006. Effect of drought stress and strains of Bradyrhizobium japonicum on grain yield and associated characteristics in soybean (cv. Clark) in Borujerd. Iranian Journal of Crop Sciences, 8(3): 201-214. (In Persian).
Fathi A and Barari D. 2016. Effect of Drought Stress and its Mechanism in Plants. International Journal of Life Sciences, 10(1): 1-6.
Feizian M, Hemmati A, Asadi Rahmani H and Azizi K. 2017. Effects of Rhizobium bacteria strains on yield components of common bean (Phaseolus vulgaris L.) in drought stress condition. Journal of Soil Biology, 4(2): 165-176. (In Persian).
Figueiredo VB, Burity H, Martinez C, Chanway C. 2008. Alleviation of drought stress in thecommon bean (Phaseolus vulgaris L.) by co-inoculation with Paenibacillus polymyxa and Rhizobium tropici. Applied Soil Ecology, 40:182-188.
Gao S, Wang Y, Yu S, Huang Y, Liu H, Chen W and He X. 2020. Effects of drought stress on growth, physiology and secondary metabolites of Two Adonis species in Northeast China. ScientiaHorticulturae, 259: 108795.
Gedamu SA, Tsegaye EA and Beyene TF. 2021. Effect of rhizobial inoculants on yield and yield components of faba bean (Vicia fabae L.) on vertisol of Wereillu District, South Wollo, Ethiopia. CABI Agriculture and Bioscience, 2(1): 1-10.
Giannopolitis CN and Ries SK. 1997. Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology, 59 (2): 309-314.
Gill SS and Tuteja N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, 48: 909-930.
Giouvanis V, Siafis K, Papanikolaou C, Dimakas D and Sakellariou-Makrantonaki M. 2018. Effects of different irrigation levels in cultivation of “Mountain Tea”. In Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings, 2(11): 662-668.
Gogoi P and Singh RK. 2011. Different effect of some arbuscular mycorrhizal fungi on growth of Piper longum L. (Piperaceae). Indian Journal of Sciences and Technology. 4 (2): 119- 125.
Graham PH and Vance CP. 2000. Nitrogen fixation in perspective: an overview of research and extension needs. Field Crops Research, 5: 93-106.
Gray EJ and Smith DL. 2005. Intracellular and extracellular PGPR: Commonalities and distinctions in the plant bacterium signaling processes. Soil Biology and Biochemistry, 37: 395-412.
Guseynova IM, Suleymanov SY and Aliyev JA. 2006. Protein composition and native state of pigments of thylakoid membrane of wheat genotypes differently tolerant to water stress. Biochemistry (Moscow), 71(2): 173-177.
Hasanzadeh Ghorttapeh A, Javadi H. 2016. Study on the Effects of Inoculation with Biofirtilizers (Azotobacter and Azospirillum) and Nitrogen Application on Oil, Yield and Yield Components of Spring Canola in West Azerbaijan. Journal of Crop Production and Processing, 5 (18): 39-50. (In Persian)
Jafari Mianaei F, Asghari HR and Hosseinalizadeh M. 2016. Agroforestry systems a suitable approach to improve fertility and soil conservation in arid and semi-arid areas. Journal of Conservation and Utilization of Natural Resources, 5 (2): 1-18. (In Persian).
Jafari R, Seyed sharif R and Imani AA. 2012. Effects of nitrogen and harvesting date on fertilizer use efficiency and qualitative and quantitative yield of sorghum bicolor. Journal of Crops Improvement, 14(2): 17-30. (In Persian).
Javan Gholiloo M, Yarnia M, Ghorttapeh AH, Farahvash F and Daneshian AM. 2019. Evaluating effects of drought stress and bio-fertilizer on quantitative and qualitative traits of valerian (Valeriana officinalis L.). Journal of Plant Nutrition, 42(13): 1417-1429.
Javan Gholiloo M, Yarnia M, Hassanzadeh Ghorttapeh A, Farahvash F and Daneshian A. 2020. The reaction of valerian to the application of bio-fertilizers under drought stress. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 30(4): 59-72. (In Persian)
Javanmard A, and Shekari F. 2017. Improvement of seed yield, its components and oil content of sunflower (Helianthus annuus L.) by applications of chemical and organic fertilizers. Journal of Crop Ecophysiology, 10(37): 35-56. (In Persian).
Johari M. 2010. Effect of soil water stress on yield and proline content of four wheat lines
African Journal of Biotechnology, 9: 36-40.
Jones DB. 1941. Factors for converting percentages of nitrogen in foods and feeds into percentages of protein. US Department of Agriculture-circ. 183. Washington, DC.
Liang X, Zhang T, Lu X, Ellsworth D S, BassiriRad H, You C, Wong D, He P, Liu H, Mo J and Ye Q. 2020. Global response patterns of plant photosynthesis to nitrogen addition: A meta-analysis. Global Change Biology, 26: 3585-3600.
Lichtenthaler H. 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods of Enzymology, 148: 350-382.
Lin S, Sattelmacher B, Kutzmutz E, Mühling KH and Dittert K. 2004. Influence of nitrogen nutrition on tuber quality of potato with special reference to the pathway of nitrate transport into tubers. Journal of Plant Nutrition, 27(2): 341-350.
Loggale LB. 2018. Responses of guar to supplemental irrigation in heavy clay soils of Abu Naama. IOSR Journal of Agriculture and Veterinary Science, 11(9): 12-16.
Lucy M, Reed E and Glick BR. 2004. Applications of free living plant growth-promoting rhizobacteria. Antonie Van Leeuwenhoek, 86: 1-25.
Maleki Narg Mousa M, Balouchi HR, Farajee H and Yadavi AR. 2013. The effect of nitrogen and phosphorus chemical and biological fertilizers on grain yield and qualitative traits of sweet corn. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 23(3): 89-104. (In Persian)
Manivannan P, Jaleel CA, Somasundaram R and Panneerselvam R. 2008. Osmoregulation and antioxidant metabolism in drought-stressed Helianthus annuus under triadimefon drenching. Comptes Rendus Biologies, 331(6): 418-425.
Meftahizade H, Hamidoghli Y, Assareh MH and Jaanmard Dakheli M. 2017. Effect of sowing date and irrigation regimes on yield components, protein and galactomannan content of guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) in Iran climate. Australian Journal of Crop Science, 11(11): 1481-1487.
Mekuria W. 2018. The link between agricultural production and population dynamics in Ethiopia: A review. Advances in Plants and Agriculture Research, 8(4): 348-353.
Mittler R, Vanderauwera S, Gollery M and Van Breusegem F. 2004. Reactive oxygen gene network of plants. Trends in Plant Science, 9: 490-498.
Mortazaeinezhad F, and Jazizadeh E. 2017. Effects of water stress on morphological and physiological indices of Cichorium intybus L. for introduction in urban landscapes. Journal of Plant Process and Function, 6(21): 279-290. (In Persian).
Naghashzadeh M. 2014. Response of relative water content and cell membrane stability to mycorrhizal biofertilizer in maize. Electronic Journal of Biology, 10(3): 68-72.
Nasrollahzadeh Asl V, Shiri MR, Moharam Nejad S, Yosefi M and Baghbani F. 2016. Effect of drought tension on agronomy and biochemical traits of three maize hybrids (Zea mays L.). Crop Physiology Journal, 8(32): 45-60. (In Persian).
Ning Ch, Gao PD, Wang BQ, Lin WP, Jiang NH and Cal LZ. 2017. Impacts of chemical fertilizer reduction and organic amendments supplementation on soil nutrient, enzyme activity and heavy metal content. Journal of Integrative Agriculture, 16(8): 1819-1831
O’Hara GW, Howieson JG and Graham PH. 2002. Nitrogen fixation and agricultural practice. In: G.J Leigh (ed.), Nitrogen Fixation in the Millennium. Elsevier Press, London.
Ogunleye OO, Owolabi OA and Mubarak M. 2018. Population growth and economic growth in Nigeria: An appraisal. International Journal of Management, Accounting and Economics, 5(5): 282-299.
Poorebrahimi M, Sirousmehr A, Eshghizadeh H, Asgharipour M and Khamari I. 2018. Effect of different levels of nitrogen fertilizer on yield and agronomic characteristics of different corn (Zea mays L.) hybrids. Journal of Crop Production and Processing 8 (3): 37-49. (In Persian).
Raei Y, Sayyadi Ahmadabad M, Ghassemi-Golezani K and Ghassemi S. 2020. The effect of biological and chemical nitrogen fertilizers on pinto bean (Phaseolus vulgaris l.) and black mustard (Brasassica nigra l.) intercropping. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 30(3): 21-40.
Sadasivam S and Manickam A. 1992. Biochemical Methods for Agricultural Sciences. Wiley Eastern Ltd., New Delhi.
Sanchez FJ, Manzanares M, De Andres EF, Tenorio JL and Ayerbe L. 1998. Turgor maintenance, osmotic adjustment and soluble sugar and proline accumulation in 49 pea cultivars in response to water stress. Field Crops Reserchs, 59: 225-235.
Sarikhani MR and Amini R. 2020. Biofertilizer in sustainable agriculture: Review on the researches of biofertilizers in Iran. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 30(1): 329-365. (In Persian).
Sárvári É. 2002. Comparison of the effects of Pb treatment on thylakoid development in poplar and cucumber plants. Acta Biologica Szegediensis, 46(3-4), 163-165.
Sharma P, Dubey G and Kaushik S. 2011. Chemical and Medico-biological profile of Cyamopsis tetragonoloba Taub: An overview. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 01 (02): 32-37.
Sheteiwy MS, Ali DFI, Xiong YC, Brestic M, Skalicky M, Hamoud YA, Ulhassan Z, Shaghaleh H, AbdElgawad H, Farooq M, Sharma A and Ahmed M. 2021. Physiological and biochemical responses of soybean plants inoculated with Arbuscular mycorrhizal fungi and Bradyrhizobium under drought stress. BMC Plant Biology, 21(1): 1-21.
Sij JW, Ott JP, Baughman TA and Olosn BLS. 2002. Simulated hail damage on guar at different stages of growth. Annual Report Texas University, USA.
Suárez R, Wong A, Ramírez M, Barraza A, Orozco MDC, Cevallos MA, Lara M, Hernández G and Iturriaga, G. 2008. Improvement of drought tolerance and grain yield in common bean by overexpressing trehalose-6-phosphate synthase in rhizobia. Molecular Plant-Microbe Interactions, 21(7): 958-966.
Tajik-khah M, Alahdadi I, Daneshian J and Armandpisheh O. 2011. Evaluating effect of biofertilizer on nodulation and soybean (Glycine max L.) plants growth characteristics under water deficit stress of seed. Agroecology, 3(3): 337-346. (In Persian).
Vafadar-Yengeje L, Amini R and Dabbagh Mohammadi Nasab A. 2018. Assessment of growth characteristics and yield of Moldavian balm (Dracocephalum moldavica) under different fertilizer treatments in intercropping with faba bean (Vicia faba L.). Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 28 (2): 35-51. (In Persian).
Vicar RM, Panchuk K, Brenzil C, Hartley S, and Pearse P. 2005. Faba bean in Sasktchewan. Saskatchewan Agriculture, Food and Rural Revitalization. A. Vandenberg, University of Saskatchewan.
Vitale L, Vitale E, Guercia G, Turano M and Arena C. 2020. Effects of different light quality and biofertilizers on structural and physiological traits of spinach plants. Photosynthetica, 58(4): 932-943.
Wallace JG, Zhang XC, Beyene Y, Semagn K, Olsen M, Prasanna BM and Buckler ES. 2016. Genome-wide Association for Plant Height and Flowering Time across 15 Tropical Maize Populations under Managed Drought Stress and Well-Watered Conditions in Sub-Saharan Africa. Crop Science, 56: 2365-2378.
Wu H, Wu X, Li Z, Duan L and Zhang M. 2012. Physiological Evaluation of Drought Stress Tolerance and Recovery in Cauliflower (Brassica oleracea L.) Seedlings Treated with Methyl Jasmonate and Coronatine. J. Plant Growth Regul. 2012, 31, 113–123.
Xu J, Zhou Y, Xu Z, Chen Zh and Duan L. 2020. Combining physiological and metabolomic analysis to unravel the regulations of coronatine alleviating water stress in tobacco (Nicotiana tabacum L.). Biomolecules, 10(99): 1-16.
Zarabi M, Alahdadi I, Akbari GA and Akbari GA. 2011. A study on the effects of different biofertilizer combinations on yield, its components and growth indices of corn (Zea mays L.) under drought stress condition. African Journal of Agricultural Research, 6(3): 681-685.
Zlatev Z and Lidon FC. 2012. An overview on drought induced changes in plant growth, water relationsand photosynthesis. Emirates Journal of Food and Agriculture, 57-72.