نوع مقاله : علمی پژوهشی - اکولوژی گیاهان زراعی

نویسندگان

• حمید اله دادی ¹
• علیرضا یدوی ²
• محسن موحدی دهنوی ²
• حمید رضا بلوچی ²

¹ گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج،

² استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج

چکیده

گلرنگ (Carthamus tinctorius L.)، گیاهی چندمنظوره با کاربردهای دارویی و روغنی است که عمدتاً برای تولید روغن خوراکی و رنگ‌های صنعتی کشت می‌شود. محدودیت منابع آب در ایران و تنش خشکی بر رشد و عملکرد این گیاه تأثیر منفی دارد. گوگرد به عنوان چهارمین عنصر پرمصرف گیاهی، در فتوسنتز و ساختارهای غشای سلولی نقش حیاتی دارد. استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی گوگردی می‌تواند به شوری خاک منجر شود. بنابراین، کودهای زیستی به عنوان جایگزینی مناسب مطرح شده‌اند. باکتری‌های تیوباسیلوس (Thiobacillus spp.) با تأمین سولفات و بهبود خصوصیات خاک، به رشد بهتر گیاه کمک می‌کنند. این مطالعه جهت ارزیابی اثر منابع شیمیایی و زیستی گوگردی شامل گوگرد بنتونیت‌دار و باکتری تیوباسیلوس بر محتوای عناصر اندام هوایی، برخی خصوصیات فیزیولوژیک و عملکرد دانه گلرنگ تحت شرایط تنش کم‌آبی در تابستان 1401 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج واقع در دشتروم اجرا گردید. آزمایش به‌صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. رژیم‌های آبیاری در سه سطح (آبیاری کامل و قطع آبیاری از مراحل شروع گلدهی و شروع پر شدن دانه) به عنوان عامل اصلی و ترکیب کود گوگرد بنتونیت‌دار در سه سطح (0، 150 و 300 کیلوگرم در هکتار) و باکتری تیوباسیلوس در دو سطح (کاربرد و عدم کاربرد) به عنوان عوامل فرعی مورد بررسی قرارگرفتند. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که با افزایش سطوح کود گوگرد بنتونیت‌دار و کاربرد باکتری تیوباسیلوس، محتوای عناصر اندام هوایی، صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانه که متاثر از سطوح تنش خشکی واقع شدند، به طور معنی‌داری بهبود یافته است. تحت شرایط تنش شدید کم آبی بیشترین محتوای عناصر اندام هوایی شامل نیتروژن (33/2 درصد)، گوگرد (149/0 درصد)، آهن (44 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و روی (66/25 میلی‌گرم بر کیلوگرم) از تیمارکاربرد همزمان 300 کیلوگرم گوگرد بنتونیت‌دار + باکتری تیوباسیلوس حاصل شد. همچنین اثر متقابل سه‌گانه رژیم آبیاری × گوگرد بنتونیت‌دار × تیوباسیلوس بر صفات محتوای کلروفیل کل، محتوای کاروتنوئید، قندهای محلول کل و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی کاتالاز و پراکسیداز معنی‌دار شد. بیشترین مقدار صفات مذکور در هر یک از رژیم های آبیاری با کاربرد همزمان 300 کیلوگرم گوگرد بنتونیت‌دار + باکتری تیوباسیلوس مشاهده شد. محتوای مالون دی آلدهید نیز با قطع آبیاری از مراحل گلدهی و پر شدن دانه افزایش یافت ولی با کاربرد گوگرد بنتونیت دار و باکتری تیوباسیلوس کاهش یافت. عملکرد دانه نیز متاثر از کاربرد 300 کیلوگرم در هکتار گوگرد بنتونیت‌دار + تیوباسیلوس در سطوح آبیاری کامل و تنش متوسط به ترتیب با افزایش 28/25 و 54/45 درصدی همراه شد. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که اعمال قطع آبیاری به ویژه از مرحله گلدهی با کاهش صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانه گلرنگ همراه بوده و کاربرد ۱۵۰ کیلوگرم در هکتار گوگرد بنتونیت‌دار به همراه باکتری تیوباسیلوس علاوه بر کاهش مصرف کود شیمیایی و درنتیجه پیامدهای منفی ناشی از آن، منجر به افزایش جذب عناصر غذایی، ارتقای کارایی کود زیستی و بهبود عملکرد دانه در شرایط تنش کم‌آبی شده است.

کلیدواژه‌ها

• عملکرد دانه
• عناصر اندام هوایی
• کود زیستی
• مالون دی‌آلدهید

موضوعات

• A: اکولوژی گیاهان زراعی

عنوان مقاله [English]

The effect of Thiobacillus spp. and bentonite sulfur application on the seed yield and physiological characteristics of safflower (Carthamus tinctorius L.) under different irrigation regimes

نویسندگان [English]

• Hamid Alahdadi ¹
• Alireza Yadavi ²
• Mohsen Movahedi Dehnavi ²
• Hamidreza Balouchi ²

¹ Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University

² Professors of Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University

چکیده [English]

Abstract

Introduction: Safflower (Carthamus tinctorius L.) is a multipurpose plant with medicinal and oil applications, primarily cultivated for edible oil and industrial dyes. Water resource limitations in Iran and drought stress negatively affect the growth and performance of this plant. Sulfur, as the fourth most consumed nutrient for plants, plays a vital role in photosynthesis and cell membrane structure. Excessive use of chemical sulfur fertilizers can lead to soil salinity. Therefore, bio-fertilizers have been proposed as a suitable alternative. Thiobacillus spp. bacteria help improve plant growth by providing sulfate and enhancing soil properties.

Materials and methods: This study was conducted to evaluate the effect of chemical and biological sources of sulfur, including bentonite sulfur and Thiobacillus bacteria, on the content of elements (N, P, K, S, Fe and Zn) of aerial organs, some physiological characteristics, and the seed yield of safflower under water stress conditions in the summer of 2023 in the research farm of Yasouj University Faculty of Agriculture located in Dashtrom. The experiment was performed as a split factorial based on a randomized complete block design with three replications. Irrigation regimes at three levels (complete irrigation and interruption of irrigation from the beginning of flowering and the beginning of seed filling) were the main factor, and the combination of bentonite sulfur fertilizer at three levels (0, 150, and 300 kg/ha) and Thiobacillus bacteria at two levels (use and non-use) were the secondary factors studied.

Results and discussion: Statistical analysis showed that bentonite sulfur fertilizer and the use of Thiobacillus bacteria, significantly improved the content of aerial organ elements, physiological traits, and grain yield of safflower under drought stress. Under severe dehydration conditions (cut off irrigation from flowering stage), the highest content of elements of aerial organs, including nitrogen (2.33%), sulfur (0.149%), iron (44 mg/kg), and zinc (25.66 mg/kg), was obtained from the simultaneous application of 300 kg of bentonite sulfur + Thiobacillus bacteria. The triple interaction of irrigation regime × bentonite sulfur × Thiobacillus was also significant for traits such as total chlorophyll content, carotenoid content, total soluble sugars, and activity of antioxidant enzymes catalase and peroxidase. The highest of this these traits in each irrigation regims were observed in application of 300 kg/ha of bentonite sulfur + Thiobacillus. The content of malondialdehyde increased by cutoff irrigation from the stages of flowering and seed filling, but it decreased with the use of bentonite sulfur and Thiobacillus bacteria.The grain yield was also affected by the application of 300 kg/ha of bentonite sulfur + Thiobacillus under full irrigation and medium stress levels, with an increase of 25.28% and 45.54%, respectively.

Conclusion: The findings of this research indicate that the application of water stress, particularly from the flowering stage, was associated with a decrease in physiological traits and seed yield of safflower. The application of 150 kg/ha sulfur-bentonite along with Thiobacillus bacteria, in addition to reducing the use of chemical fertilizers and its negative consequences, led to increased nutrient uptake, improved efficiency of biofertilizer, and enhanced seed yield under water stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

• Grain yield
• Shoot elements
• Biofertilizer
• MDA