ملیحه فرهنگ پور
-
به منظور بررسی اثر تنش کم آبیاری بر رشد و شاخص های فیزیولوژیکی بادمجان (Solanum melongena cv. Greta RZ) آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دانشگاه زنجان در طی سال 1400 انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل آبیاری در سه سطح 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی گیاه و تیمار محلول پاشی در پنج سطح شامل دو سطح لاکتات کلسیم (1 و 2 گرم در لیتر)، دو سطح ال-سیستیین (0/15 و 0/5 درصد) و آب مقطر به عنوان شاهد بود. نتایج نشان داد که تنش کم آبیاری به طور معنی داری رشد، شاخص های فیزیولوژیکی و کارایی مصرف آب را تحت تاثیر قرار داد. کاربرد لاکتات کلسیم و اسید آمینه سیستیین به طور فزاینده ای رشد بوته، شاخص های فیزیولوژیکی و کارایی مصرف آب را در شرایط آبیاری بهینه و کم آبیاری بهبود بخشید. بیشترین ارتفاع بوته، سطح برگ، هدایت روزنه ای، محتوای نسبی آب برگ و عملکرد میوه در بوته در گیاهان تیمار شده با لاکتات کلسیم 2 گرم در لیتر تحت آبیاری 100 درصد حاصل شد که با تیمارسیستیین 0/5 درصد تفاوت معنی داری نداشت. بیشترین مقدار پرولین و کارایی مصرف آب به ترتیب در بوته های تیمار شده با لاکتات کلسیم 2 گرم در لیتر و سیستیین 0/5درصد تحت آبیاری 60 درصد حاصل شد. با توجه به نتایج حاضر، کاربرد لاکتات کلسیم 2 گرم در لیتر و یا سیستیین 50/0 درصد به صورت جداگانه جهت بهبود شاخص های رشدی و فیزیولوژیکی و کارایی مصرف آب گیاه بادمجان در شرایط آبیاری بهینه و کم آ بیاری پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: پرولین, سطح برگ, نشت یونی, هدایت روزنه ایIntroductionWater stress is the most prominent abiotic stress limiting agricultural crop growth and productivity. Deficit irrigation stress as a consequence of the progressive decrease in water availability has been a hot topic regarding food security during the last two decades. Growth and development of plants are influenced by reduction in turgor that results in decreased nutrient acquisition from dry soil. Due to the threat of climate change, there is a need to limit the use of water resources in arid and semi-arid climates. It is therefore important to find new approaches to avoid crop productivity losses in ‘limited fresh-water’ areas. Eggplant (Solanum melongena) is an important non-climacteric fruit grown in tropical and subtropical regions. The estimated total world production for eggplants in 2019 was 51287210 tons. Foliar application of agro-chemicals has widely been used in agriculture as a rapid, low-cost and effective way for enhancing growth and productivity of many vegetable crops under water deficit conditions. Ca is an essential macronutrient for plant growth and development, and is considered as an important intracellular messenger, mediating responses to hormones, stress signals and a variety of developmental processes. Amino acids are important bio-regulators which have promotive effects on plant growth and productivity. Cysteine is the precursor molecule of glutathione, the predominant non-protein thiol, which plays an important role in plant stress responses.
Materials and MethodsThe field experiment was carried out at the Research Farm of Agriculture Faculty, University of Zanjan, Iran, during 2021. The experiment was performed using a split plot based on a randomized complete blocks design with three irrigation regimes (60, 80 and 100 %ETc) as the main plot and foliar spray of two levels of calcium lactate (CaL) (1 and 2 g L-1) and L-cystein (Cys) (0.15 and 0.5 %) as the sub-plot in three replicates. Distilled water was used as a control. Eggplant (cv. Greta RZ) seedlings were transplanted at the 4-5 leaf stage with 35 cm spacing within row and 100 cm spacing between rows. After plant establishment, eggplants were sprayed with different concentrations of CaL and Cys at 6-7 leaf stage. Second and third times of foliar application were performed at 10 and 20 days after the first spraying. Irrigation treatments were applied one week after the first spraying. Number of branch per plant, plant height and leaf area were measured as growth parameters in harvest stage. Total chlorophyll and carotenoid contents, proline, leaf relative water content, stomatal conductance and electrolyte leakage were measured as physiological characteristics. Also plant fruit yield and water use efficiency (WUE) were evaluated.
Results and DiscussionAs the results showed, plant growth, physiological indices and WUE significantly affected by deficit irrigation. Water deficit stress significantly reduced plant length, leaf area and chlorophyll content, and increased carotenoid content. Decreased plant growth may be due to limited cell division, cell enlargement due to turgor loss, and inhibition of various growth metabolites. Foliar spray of CaL and Cys improved plant growth, fruit yield and physiological indices. Leaf relative water content (LRWC) is among the main physiological criteria affecting plant water relations and have been used for assessing drought tolerance. Based on the findings, deficit irrigation caused a significant reduction in LRWC and stomatal conductance, which is due to the reduction of leaf water potential and the decrease of root water absorption rate under drought conditions. The highest value of LRWC and stomatal conductance were obtained in plants sprayed with CaL 2 g L-1 under irrigation 100 %ETc. Free proline is one of the most important osmolytes whose accumulation is a common physiological response to drought stress in higher plants and is probably associated with osmotic regulation and membrane stability under stress condition. WUE, the physiological parameter of crop, describes the relationship between plant water consumption and dry matter production. The proline content and WUE increased under deficit irrigation treatments; in particular with sever deficit irrigation (60 %ETc). The maximum proline content and WUE were observed in plants treated with CaL 2 g L-1 and Cys 0.5 % under deficit irrigation of 60 %ETc. The results showed that deficit irrigation led to a significant increase in electrolyte leakage compared to control, and foliar application of CaL and Cys decreased electrolyte leakage under normal and deficit irrigation conditions. Water deficit stress caused significant reductions in yield. The highest fruit yield was obtained under irrigation of 100 %ETc along with application of CaL 2 g L-1 and Cys 0.5 %.
ConclusionWater deficit has been shown to adversely affect plant growth and fruit yield. Foliar application of CaL and Cys positively improved plant growth, physiological traits and fruit yield, as well as WUE. According to the results, application of CaL 2 g L-1 or Cys 0.5 % can be proposed to improve growth, fruit yield and WUE of eggplant.
Keywords: Electrolyte leakage, Leaf area, Proline, Stomatal conductance -
به منظور مطالعه تاثیر محلول پاشی سیستیین و لاکتات کلسیم بر عملکرد و کیفیت میوه بادمجان (Solanum melongena cv. Greta RZ) تحت شرایط تنش کم آبیاری آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشگاه زنجان در سال 1400 انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل آبیاری در سه سطح 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی گیاه و تیمار محلول پاشی در پنج سطح شامل دو سطح لاکتات کلسیم (یک و دو گرم در لیتر)، دو سطح ال- سیستیین (15/0 و 5/0 درصد) و آب مقطر به عنوان شاهد بود. نتایج نشان داد که تنش کم آبیاری به طور معنی داری عملکرد بوته و کیفیت میوه را تحت تاثیر قرار داد. کمترین تعداد میوه، عملکرد بوته، کلروفیل کاسبرگ، ویتامین ث و بیشترین مقدار فنل، فلاونویید، درصد نشت یونی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی در تنش کم آبیاری 60 درصد حاصل شد. کاربرد لاکتات کلسیم و اسید آمینه سیستیین به طور معنی داری عملکرد و کیفیت میوه را در شرایط آبیاری نرمال و تنش کم آبیاری بهبود بخشید. بیشترین عملکرد بوته (5/2 و 46/2 کیلوگرم)، محتوای ویتامین ث (1/44 و 9/41 میلی گرم در 100 میلی لیتر) و محتوای مواد جامد محلول (4/4 و 9/3 درصد بریکس) به ترتیب با کاربرد لاکتات کلسیم 2 گرم در لیتر و سیستیین 5/0 درصد تحت شرایط آبیاری 100 درصد نیاز آبی گیاه حاصل شد. کاربرد لاکتات کلسیم و سیستیین با افزایش فعالیت های آنزیم های آنتی اکسیدانی (کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسیددیسوتاز) و ترکیبات فنلی منجر به افزایش ظرفیت آنتی اکسیدانی میوه شد. با توجه به نتایج، کاربرد لاکتات کلسیم 2 گرم در لیتر و یا سیستیین 5/0 درصد به صورت جداگانه جهت بهبود عملکرد و کیفیت میوه بادمجان در شرایط آبیاری نرمال و کم آبیاری پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: ترکیبات فنلی, تعداد میوه, ظرفیت آنتی اکسیدانی, نشت یونیIn order to evaluate the effect of L-cysteine and calcium lactate on yield and fruit quality of eggplant (Solanum melongena cv. Greta RZ) under deficit irrigation, a split plot experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted at Research Farm of University of Zanjan, during 2021. Experimental treatments were included three levels of irrigation (60, 80 and 100 ETc%) and five foliar spray treatments (two levels of calcium lactate (CaL) 1 and 2 g.l-1 and two levels of L-cysteine (Cys) 0.15 and 0.5%) and distilled water as a control. The results showed that deficit irrigation stress significantly affected plant yield and fruit quality. The lowest fruit number and plant yield (1.8 kg), sepal chlorophyll and vitamin C (11.65 mg.100ml-1) contents, and the highest phenols and flavonoids contents, electron leakage, and Antioxidant enzymes activity were obtained at deficit irrigation 60% ETc. Foliar application of CaL and Cys significantly improved fruit yield and quality under normal and deficit irrigation. The maximum plant yield (4.4 and 3.9 kg), vitamin C content (44.1 and 41.9 mg.100ml-1) and total soluble solid content (4.4 and 3.9 °B) were found with application of CaL 2 g.l-1 and Cys 0.5% respectively under irrigation 100 ETc%. CaL and Cys with increasing antioxidant enzymes activity (superoxide dismutases, catalases and peroxidase) and phenolic compounds led to an increase in fruit antioxidant capacity. According to the results, application of CaL 2 g.l-1 and Cys 0.5% is recommended to improve yield and fruit quality of eggplant under normal and deficit irrigation condition.
Keywords: Antioxidant capacity, Electron leakage, Fruit number, Phenolic compounds
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.