بررسی اثر محلول پاشی 24-اپی براسینولید، اسپرمین و سیلیکون روی صفات رشدی و عملکرد دانه ذرت تحت تنش کم‌آبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو

2 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل (مغان)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

4 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی

5 3- گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه الازهر، اسیوط، مصر.

10.22034/saps.2023.56134.3022

چکیده

چکیده
اهداف: پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر محلول پاشی 24-اپی براسینولید، اسپرمین و سیلیکون روی رشد و عملکرد رقم پایا (سینگل کراس 715) ذرت تحت تنش کم آبی بود.
 
مواد و روش­ها: آزمایش به­صورت کرت­های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی در چهار تکرار طی سال زراعی 1400 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز اجزاء شد. عامل اصلی سه سطح تنش کم آبی شاهد، قطع آبیاری در مرحله گلدهی و قطع آبیاری در مرحله پر شدن دانه و عامل فرعی هشت ترکیب محلول پاشی شامل آب دیونیزه (شاهد)، 1/0 میلی­گرم بر لیتر 24-اپی براسینولید، 25 میلی­گرم بر لیتر اسپرمین، 7 میلی­گرم بر لیتر سیلیکون، 1/0 میلی­گرم بر لیتر 24-اپی براسینولید+ 25 میلی­گرم بر لیتر اسپرمین، 1/0 میلی­گرم بر لیتر 24-اپی براسینولید+ 7 میلی­گرم بر لیتر سیلیکون، 25 میلی­گرم بر لیتر اسپرمین+ 7 میلی­گرم بر لیتر سیلیکون و 1/0 میلی­گرم بر لیتر 24-اپی براسینولید+ 25 میلی­گرم بر لیتر اسپرمین+ 7 میلی­گرم بر لیتر سیلیکون بودند.
 
یافته­ها: تنش کم آبی باعث کاهش عملکرد و اجزای عملکرد دانه شد. محلول پاشی 24-اپی براسینولید، اسپرمین و سیلیکون به­صورت ترکیب تنهایی/دوتای/سه تایی باعث بهبود ارتفاع بوته، ارتفاع بلال و عملکرد و اجزای عملکرد دانه ذرت شد. بین عملکرد دانه با وزن صد دانه، تعداد دانه در ردیف بلال، طول بلال و قطر بلال همبستگی مثبت معنی­دار وجود داشت. تجزیه به مولفه­های اصلی صفات ارتفاع بوته، ارتفاع بلال و عملکرد و اجزای عملکرد دانه در سطوح مختلف تنش کم آبی نشان داد که محلول پاشی 1/0 میلی­گرم بر لیتر 24-اپی براسینولید+ 7 میلی­گرم بر لیتر سیلیکون بیشترین اثر روی صفات عملکرد دانه (08/12 درصد)، وزن صد دانه (91/5 درصد)، تعداد دانه در ردیف بلال (21/3 درصد) و طول بلال (30/7 درصد) تحت تنش کم آبی داشت.
 
نتیجه­ گیری: چنین به­نظر می­رسد که استفاده از محلول پاشی 24-اپی براسینولید، اسپرمین و سیلیکون به­صورت ترکیب دوتای/ سه تایی باعث افزایش تحمل گیاه ذرت به تنش کم آبی و بهبود باعث ارتفاع بوته (10/9 درصد) و عملکرد دانه (23/10 درصد) ذرت می­شود.
 
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of 24-epibrassinolide, spermine, and silicon on Growth Traits and Grain Yield in maize under Water Deficit Stress

نویسندگان [English]

  • Azizollah Ghassemi 1
  • salim farzaneh 2
  • Sajjad Moharramnejad 3
  • raouf seyed sharifi 4
  • Ahmed Fathy Youesf 5
1 Student
2 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardebil, Ardebil, Iran
3 Crop and Horticultural Science Research Department, Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Moghan, Iran
4 Department of Agronomy and plant breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili.
5 2- Department of Horticulture, College of Agriculture, University of Al-Azhar (Branch Assiut), Assiut, 71524, Egypt.
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective: In current research, we goaled to assess the effect of application of 24-epibrassinolide, spermine, and silicon on the growth and yield of Paya maize cultivar (SC715) under water stress.
Materials and Methods: An experiment was performed as split plots in a randomized complete block design with four replications during 2021 season at the Agricultural Research Station of Tabriz Branch, Islamic Azad University. The main plot was three irrigation regimes of well-watered, water-stressed, and interrupted irrigated conditions at the flowering and the seed filling stages, and sub plot was eight spraying treatments of double distilled water, 24-epibrassinolide (0.1 mg L−1), spermine (25 mg L−1), and silicon (7 mg L−1), 24-epibrassinolide (0.1 mg L−1) + spermine (25 mg L−1), 24-epibrassinolide (0.1 mg L−1) + silicon (7 mg L−1), spermine (25 mg L−1) + silicon (7 mg L−1), and 24-epibrassinolide (0.1 mg L−1) + spermine (25 mg L−1) + silicon (7 mg L−1).
Results: Water deficit stress reduced grain yield and its components. The dual and triad applications of 24-epibrassinolide (0.1 mg L−1), spermine (25 mg L−1), and silicon (7 mg L−1) significantly increased the plant height, ear height, grain yield, and its components. Among grain yield with 100-grain weights, No. grain per/ear, ear height and ear diameter were positive correlation. Principal component analysis of agro-morphological traits under various water deficit stresses indicated that applications of 24-epibrassinolide (0.1 mg L−1) + silicon (7 mg L−1) had more impacts on grain yield (12.08%), 100-grain weights (5.91%), No. grain per/ear (3.21%), ear height (7.30%).
Conclusion: Overall, the dual and triad applications enhanced the plant's drought tolerance and improved plant height (9.10%) and grain yield (10.23%) of maize under water deficit stress. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ear Height
  • Grain Yield
  • Hormone
  • Plant Height
  • Principal Component Analysis
  • Tolerance

مراجع

Anjum SA, Wang LC, Farooq M, Hussain M, Xue LLC and Zou M. 2011. Brassinolide application improves the drought tolerance in maize through modulation of enzymatic antioxidants and leaf gas exchange. Journal of Agronomy and Crop Science, 197: 177-185. https://doi.org/10.1111/j.1439-037X.2010.00459.x
Abd El-Mageed TA, Shaaban A, Abd El-Mageed SA, Semida WM and Rady MOA. 2021. Silicon defensive role in maize (Zea mays L.) against drought stress and metals-contaminated irrigation water. Silicon, 13: 2165–2176. https://doi.org/10.1007/s12633-020-00690-0
Bitrián M, Zarza X, Altabella T, Antonio F and Alcázar R. 2012. Polyamines under abiotic stress: Metabolic crossroads and hormonal crosstalks in plants. Metabolites, 2: 516-528. 10.3390/metabo2030516
Delavar K, Ghanati F, Maivan H and Behmanesh M. 2019. Effects of silicon nutrition on the physiological parameters of maize. Plant Process and Function, 7: 45-58. (In Persian). 20.1001.1.23222727.1397.7.27.6.7
Desoky ESM, Mansour E, Ali MA, Yasin MAT, Abdul-Hamid ME, Rady MM and Ali EF. 2021. Exogenously used 24-epibrassinolide promotes drought tolerance in maize hybrids by improving plant and water productivity in an arid environment. Plants, 10: 354. 10.3390/plants10020354
Ghasemi A, Farzaneh S and Moharramnejad S. 2020. Impact of ascorbic acid on seed yield and its components in sweet corn (Zea mays L.) under drought stress. Journal of Plant Physiology and Breeding, 10: 41-49.  10.22034/JPPB.2020.12492
Ghasemi A, Farzaneh S, Moharramnejad S, Seyed Sharifi R, Fathy Youesf A, Telesinski A, Kalaji HM and Mojski J. 2022. Impact of 24-epibrassinolide, spermine, and silicon on plant growth, antioxidant defense systems, and osmolyte accumulation of maize under water stress. Scientific Reports, 12: 14648. https://doi.org/10.1038/s41598-022-18229-1
Gong HJ and Chen KM. 2012. Effects of silicon on defense of wheat against oxidative stress under drought at different developmental stages. Biologia plantarum, 52: 592–596. https://doi.org/10.1007/s10535-008-0118-0
Kim YH, Khan AL, Waqas M and Lee, IJ. 2017. Silicon regulates antioxidant activities of crop plants under abiotic-induced oxidative stress, A review. Frontiers in Plant Science, 8: 1346. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00510
Li S, Zheng H, Lin L, Wang F and Sui N. 2020. Roles of brassinosteroids in plant growth and abiotic stress response. Plant Growth Regulation, 93: 29–38. https://doi.org/10.1007/s10725-020-00672-7
Malcovska SM, Ducaiova Z and Backor M. 2014. Impact of silicon on maize seedlings exposed to short-term UV-B irradiation. Biologia, 69: 1349–1355. https://doi.org/10.2478/s11756-014-0432-2
Moharramnejad S, Sofalian O, Valizadeh M, Asghari A, Shiri MR and Ashraf M. 2019. Response of maize to field drought stress: Oxidative defense system, osmolytes’ accumulation and photosynthetic pigments. Pakistan Journal of Botany, 51: 799–807.   10.30848/PJB2019-3(1)
Moohamadi Behmadi M and Armin M. 2017. Effect of drought stress on yield and yield components of different corn cultivars in delayed planting conditions. Applied Research of Plant Ecophysiology, 4: 17-34. (In Persian). http://arpe.gonbad.ac.ir/article-1-243-en.html
Ning D, Qin A, Liu Z, Duan A, Xiao J, Zhang J, Liu Z, Zhao B and Liu Z. 2020. Silicon-mediated physiological and agronomic responses of maize to drought stress imposed at the vegetative and reproductive stages. Agronomy, 10: 1136. https://doi.org/10.3390/agronomy10081136
Pakdel H, Hassani SB, Ghotbi-Ravandi AA and Bernard F. 2020. Contrasting the expression pattern change of polyamine oxidase genes and photosynthetic efficiency of maize (Zea mays L.) genotypes under drought stress. Journal of Biosciences, 45: 73. https://doi.org/10.1007/s12038-020-00044-3
 Parveen A, Liu W, Hussain S, Asghar J, Perveen S and Xiong S. 2019. Silicon priming regulates morpho-physiological growth and oxidative metabolism in maize under drought stress. Plants, 8: 431. https://doi.org/10.3390/plants8100431
Rattan A, Kapoor D, Kapoor N, Bhardwaj R and Sharma A. 2020. Brassinosteroids regulate functional components of antioxidative defense system in drought stressed maize seedlings. Journal of Plant Growth Regulation, 39: 1465–1475. https://doi.org/10.1007/s00344-020-10097-1
Sathe AP, Paserkar NG, Thakre MB and Gaikwad SM. 2015. Engineering polyamines for abiotic stress tolerance. Indian Journal of Applied Research, 5: 20-25.
Talaat NB. 2020. 24–Epibrassinolide and Spermine combined treatment sustains maize (Zea mays L.) drought tolerance by improving photosynthetic efficiency and altering phytohormones profile. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 20: 516–529. https://doi.org/10.1007/s42729-019-00138-4
Talaat NB and Shawky BT. 2016. Dual application of 24-epibrassinolide and spermine confers drought
stress tolerance in maize (Zea mays L.) by modulating polyamine and protein metabolism. Journal of Plant Growth Regulation, 35: 518–533. https://doi.org/10.1007/s00344-015-9557-y
Talaat NB, Shawky BT and Ibrahim AS. 2015. Alleviation of drought-induced oxidative stress in maize (Zea mays L.) plants by dual application of 24-epibrassinolide and spermine. Environmental and Experimental Botany, 113: 47–58. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2015.01.006
دانش کشاورزی وتولید پایدار
دوره 34، شماره 4
دی 1403
صفحه 189-199

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار