اثر تنش سرما بر پارامترهای فلورسانس کلروفیل گندم دیم در شرایط کشاورزی حفاظتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری رشته اکوفیزیولوژی، دانشگاه تبریز، ایران

2 مرکز مطالعات کشاورزی پایدار، دانشکده علوم گیاهی ومحیطی، دانشگاه نیومکزیکو، آمریکا

3 موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران

4 گروه اکوفیزیولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

5 سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و اهداف: اثر تنش سرما در گیاهان با تغییرات فیزیولوژیکی و سیتولوژیکی مشخص می‌شود. این آزمایش به منظور بررسی فلورسانس کلروفیل و عملکرد ارقام گندم دیم در  اقلیم سرد برای شناسایی اثر تنش سرما در شرایط کشاورزی حفاظتی و حفظ بقایا انجام گرفت.
 مواد و روش­ها: آزمایش در سالهای زراعی 98-1397 و 99-1398 در مزرعهموسسه تحقیقات کشاورزی دیم روی ارقام مختلف گندم دیم با تیپهای رشد زمستانه و بینابین اجرا شد. برای این منظور شش رقم گندم در سه تاریخ متفاوت کاشت (آخر شهریور، آخر مهر و آخر آبان) در تناوب با نخود در دو خاکورزی حفاظتی (کشت مستقیم) و مرسوم (گاوآهن برگردان‌دار) در قالب آزمایش اسپلیت- اسپلیت پلات در سه تکرار کشت شدند.
 
یافته ها: نتایج نشان داد که ارقام سرداری و باران بیشترین میزان کلروفیل را دارا بودند میزان کلروفیل a و b در تیمار بدون خاک‌ورزی به ترتیب با (mg g-1 FW)52/117 و (mg g-1 FW)59/57 بیشتر از تیمار خاک‌ورزی مرسوم با میزان کلروفیل  (mg g-1 FW)65/109 = a و کلروفیل (mg g-1 FW)64/55 = b بود.  فلورسانس کلروفیل رقم باران بیشتر از سایر ارقام بود. فلورسانس کلروفیل تیمار بدون خاکورزی بیشتر از تیمار خاکورزی مرسوم بود. تاریخ کاشت اول نیز نسبت به سایر تاریخهای کاشت وضعیت مطلوبتری از نظر فلورسانس کلروفیل داشت.
 نتیجه گیری: ارقام مقاوم به تنش سرما در شرایط کشاورزی حفاظتی میتوانند سطح فتوسنتز و عملکرد دانه خود را حفظ کنند. رعایت تاریخ کاشت اول مهر علاوه بر امکان استفاده گیاه از بارندگیهای پاییزه باعث میشود گیاهان در مواجهه با یخبندان زمستان در مرحله نموی مناسبی باشند تا تحمل گیاهان برای سرمای دیررس بهاره بیشتر شود.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of cold stress on chlorophyll fluorescence parameters of dryland wheat under conservation agriculture conditions

نویسندگان [English]

  • Hadi Khorsandi 1
  • Saeid Zehtab Salmasi 2
  • Ramin Lotfi 3
  • Kazem Ghassemi-Golezani 4
  • Saber Golkari 5
1
2 University Of Tabriz
3
4 Department of Plant Ecophysiology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz,, Tabriz, Iran
5
چکیده [English]

Background and Objective: The effect of cold stress on plants is characterized by physiological and cytological changes. Investigation of chlorophyll fluorescence and performance of dryland wheat cultivars in cold climates was done to identify the effect of cold stress in conservation agriculture conditions and preservation of residues.
 
Materials and Methods: The experiment was carried out in the cropping years of 2017-2018 and 2018-2020 in the dryland Agriculture Research Institute on different varieties of dryland wheat. For this purpose, 6 varieties of wheat were sown on three different dates (late September, late october and late November) rotatoin with chickpeas in two conservation tillage and conventional tillage in the form of split-split plot based on randomized complete block design was cultivated in three replicates.
 
Results: The results showed that Sardari and Baran cultivars had the highest amount of chlorophyll. The amount of chlorophyll a and b in the no tillage treatment with 117.52 (mg.g-1 FW) and 57.59 (mg. g-1 FW) was higher than the conventional tillage treatment with the amount of chlorophyll a = 109.65 (mg.g-1 FW) and chlorophyll b = 55.64 (mg.g-1 FW). Chlorophyll fluorescence of Baran cultivar was better than other cultivars. The chlorophyll fluorescence of the no-tillage treatment was better than the conventional tillage treatment. The first planting date also had a better condition in terms of chlorophyll fluorescence than other planting dates.
 
Conclusion: Cultivars resistant to cold stress can maintain their level of photosynthesis and grain yield under conservation agriculture conditions. Adhering to the planting date of the late of september, in addition to the possibility of the plant using the autumn rains, makes the plants in a suitable development stage during the frost of the winter and increases the tolerance of the plants for the late spring cold.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conservation Agriculture
  • Dryland
  • Photosynthesis
  • Temperature Stress

مراجع

Arnon DI. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in beta vulgaris. Plant Physiology. 24: 1-15. https://doi.org/10.1104/pp.24.1.1
Bissati KE, Delphin E, Murata N, Etienne AL and Kirilovsky D. 2000. Photosystem II fluorescence quenching in cyanobacterrium Synechocystis PCC6803: involvement of two different mechanisms. Biochimica et Biophysica Acta. 1457: 229-242. https://doi.org/10.1016/S0005-2728(00)00104-3
Chen Y, Liu S, Li H, Li XF, Sung CY, Cruse RM and Zang XY. 2011. Efects of conservation tillage on corn and soybean yield in the humid continental climate region of Northeast China. Soil and Tillage Research. 115, 56–61. http://dx.doi.org/10.1016/j.still.2011.06.007
Emami Bistgani Z and Bakhshaned AM. 1401. Physiology of environmental stress in medicinal plants. (In Persian with English Abstract). . https://agrilib.areeo.ac.ir/book_9560.pdf
Govindjee H. 1995. Sixty-three years since Kautsky: chlorophyll a fluorescence. Australian journal of Plant Physiology, 22: 131-160. https://doi.org/10.1071/PP9950131
Hussain HA, Men S, Hussain S, Chen Y, Ali S, Zhang S, Zhang K, Li Y, Xu Q, Liao C and Wang L. 2019. Interactive effects of drought and heat stresses on morpho-physiological attributes, yield, nutrient uptake and oxidative status in maize hybrids. Scientific Reports. 9, 3890. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40362-7
Khorsandi H, Ferdosi R and Abdulahi A. 2020. Technical and economic evaluation of different tillage and nitrogen levels in dryland wheat.Iranian journal of Dryland Agriculture. 9(1): 91-135. (In Persian with English Abstract). . https://doi.org/10.22092/idaj.2020.341276.288
Li X, Cai J, Liu F, Zhou Q, Li X, Cao W and Jiang D. 2015. Wheat plants exposed to winter warming are more susceptible to low temperature stress in the spring. Plant Growth Regulation. 77, 11–19. https://doi.org/10.1007/s10725-015-0029-y
Lotfi R, Ghassemi-Golezani K and Pessarakl M. 2020. Salicylic acid regulates photosynthetic electron transfer and stomatal conductance of mung bean (Vigna radiata L.) under salinity stress. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 26. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101635
Maxwell K and Johnson GN. 2000. Chlorophyll fluorescence A paticle guide. Experimental Botany Journal. 51: 659-668. https://doi.org/10.1093/jxb/51.345.659
Sasani A, TAVAKKOL AFSHARI R and Mahfozi S. 2013. Low-temperature Acclimation and the Correlation of Vernalization Requirement with Accumulation of Some Compatible Solutes and Physiological Mechanisms in Bread Wheat. Iranian Journal of Field Crop Science. 24 (2): 327-345. (In Persian with English Abstract). . https://doi.org/10.22059/ijfcs.2013.35121
Strasser RJ, Srivastava A, and Govindjee H. 1995. Polyphasic chlorophyll a fluorescence transients in plants and cyanobacteria. Photochemistry and Photobiology, 61: 32–42. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.1995.tb09240.x
Swoczyna T, Kalaji HM, Bussotti F, Mojski J and Pollastrini M. 2022. Environmental stress - what can we learn from chlorophyll a fluorescence analysis in woody plants? A review. Frontiers in Plant Science, 13:1048582. doi: 10.3389/fpls.2022.1048582.  https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1048582
Tsimilli-Michael M and Strasser RJ. 2013. The energy flux theory 35 years later: Formulations and applications. Photosynthesis Research. 117, 289–320. https://doi.org/10.1007/s11120-013-9895-1
Wellburn AR. 1994. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. Journal of Plant Physiology. 144(3): 307-313. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)81192-2
Witzenberger A, Hack H and Van Den Boom T. 1989. Erläuterungen zum BBCH-Dezimal-Code für die Entwicklungsstadien des Getreides - mit Abbildungen. Gesunde Pflanzen. 41: 384-388.
Zaghdoudi M, Msilini N, Govindachary S, Lachaal M, Ouerghi Z and Carpentier R. 2011. Inhibitation of photosystem I and II activites in salt stress-exposed Fenugreek (Trigonella foenum graecum). Journal of photochemistry and photobiology B: Biology. 105: 14-20. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2011.06.005
دانش کشاورزی وتولید پایدار
دوره 35، شماره 1
اردیبهشت 1404
صفحه 267-281

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار