Effect of Deficit Irrigation and Humic Acid on Yield and Water Use Efficiency in Common Bean

Document Type : Research Paper

Authors

1 Young Researchers Club, Islamshahr Branch, Islamic Azad University, Islamshahr, Iran.

2 Associate Professor, Department of Agronomy, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Shahre Rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

Abstract

Water scarcity is one of the most important environmental factors limiting crop production. Consumption of natural fertilizers can make optimal use of water in irrigation. The aim of this study was to investigate the effect of deficit irrigation and humic acid on yield and water use efficiency in common bean. The experiment was conducted in split plots based on randomized complete block design, with three replications in Guilan province, in 2016. The main factor was irrigation at three levels (rainfed, 50%, and 100% water requirement) and the sub factor included humic acid spraying at four levels (0, 2, 4, and 6 L.ha-1). In irrigation treatments, highest average seed yield (2610 kg.ha-1) was obtained in full irrigation conditions (100% water requirement). In the humic acid spraying applications, maximum seed yield was observed at 6 L.ha-1 with average of 2661 kg.ha-1. In interaction of irrigation and humic acid, the highest seed yield was obtained in full irrigation and 6 L ha-1 humic acid with an average of 3547 kg.ha-1. The highest seed yield (3030 kg.ha-1) was obtained in 50% water requirement and 6 L.ha-1 humic acid. The highest seed yield in rainfed conditions was obtained at 4 and 6 L.ha-1 of humic acid, with an average of 1461 and 1406 kg.ha-1, respectively. In different irrigation treatments, the highest water use efficiency was obtained with the mean of 1.78 kg.m-3 in rainfed treatment. The humic acid treatments had a positive effect on water use efficiency in comparison with the non-humic acid treatments, but there was no significant difference between treatments 2, 4, and 6 L.ha-1. Altogether, the results of this study indicate the beneficial effects of humic acid on water deficit stress in common bean cultivation in the study area.

Keywords

References

  1. امیری، ا. و عبدزادگوهری،ع. 1394. تأثیر مدیریت آبیاری و کود نیتروژن بر عملکرد، کارایی مصرف آب و تخمین تابع تولید در لوبیا (مطالعه موردی: شهرستان آستانه اشرفیه). نشریه مدیریت آب در کشاورزی. جلد 2، شماره2: 1-10.
  2. اویسی، م. و ف. قوشچی. 1391. بررسی اجمالی نقش اسید هیومیک در تخفیف اثرات تنش کمبود آب در گیاهان زراعی. دو ماهنامه کشاورزی و توسعه پایدار. شماره43: 16-21.
  3. بابازاده، ح. عبدزادگوهری، ع. خنک، آ. 1394. اثر مدیریت آبیاری و سطوح مختلف مالچ کاه بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه لوبیا. مجله پژوهش آب در کشاورزی. جلد 29 . شماره 2. 129-140.
  4. برزگر، ط. مرادی، پ.­حسن­زاده،ز. قهرمانی،ز. نیکبخت،ج. 1397. ارزیابی رشد، عملکرد و میزان ویتامین­«ث» بامیه با کاربرد پوترسین و اسید هیومیک تحت تنش کم­آبی. نشریه دانش کشاورزی­و تولید پایدار. جلد­28.شماره 1.54-62.
  5. بهشتی، ص. علی تدین،ع. و فلاح، س. 1395. اثر سطوح اسید هیومیک بر عملکرد و اجزای عملکرد لوبیا لیما در شرایط تنش خشکی. نشریه پژوهش­های حبوبات ایران.جلد 7، شمارة 2. 175-187.
  6. جهان، م. سهرابی، ر. دعایی، ف. و امیری، م. 1392. تأثیر کاربرد هیدروژل سوپرجاذب رطوبت در خاک و محلول پاشی اسید هیومیک بر برخی ویژگی های آگرواکولوژیکی لوبیا در شرایط مشهد. کشاورزی بوم شناختی.3 (2):71-90.
  7. جیریایی،م. فاتح،ا. آینه­بند، ا. 1393. ارزیابی برخیاز ویژگی­های ریشه گندم های تیمار شده با مایکوریزا و آزوسپیریلوم. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار.61-73.
  8. حسین­زاده، ح. مبصر، ح.م. امیری،ا. و عبدزادگوهری، ع. 1390. عکس العمل گیاه لوبیا تحت مقادیر مختلف مدیریت آبیاری و کود نیتروژن. ششمین همایش ملی ایده­های نو در کشاورزی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان.
  9. دادنیا، م. ر. 1396. اثر هیومیک اسید بر فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدانت و عملکرد کرچک در شرایط کمبود آب. نشریه علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد یازدهم، شماره 1. 41: 85-98.
  10. سبحانی، ع.ل. و حمیدی، ح. 1394. مطالعه تأثیر تنش آبی و مقادیر مختلف کود پتاسیم بر عملکرد، کارآیی مصرف آب و شاخص برداشت سیب­زمینی. فنآوری تولیدات گیاهی. جلد 15. شمارة 1. 99-112.
  11. شاه­حسینی، ز. غلامی،ا. اصغری،ا.1391. تأثیر همزیستی میکوریزایی و اسیدهیومیک بر کارآیی­مصرف آب و شاخص­های­فیزیولوژیکی رشد ذرت در شرایط کم­آبیاری. دو فصلنامه­علمی-پژوهشی­خشک­بوم. جلد2. شماره1. 39-57.
  12. شایان­نژاد، م و محرری، ع. 1389. تأثیر تنش آبی بر خصوصیات کیفی گندم و سیب زمینی در شهرکرد مجله پژوهش آب در کشاورزی. 24. (1). 65-71.
  13. صالحی، ب.، ع. باقرزاده و م. قاسمی. 1389 . تاثیر ماده آلی هیومیک اسید بر ویژگی­های رشد، عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم گوجه فرنگی. : نشریه بوم شناسی کشاورزی. جلد 2، شماره4: 640-647.
  14. عزیزی،ز. طاهر برزگر،ط. قهرمانی، ز. 1396. تأثیر اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک بر عملکرد و کیفیت میوه خربزه زرد جلالی تحت تنش کم­آبی. مجله به زراعی کشاورزی. دوره19. شماره2. 387-400.
  15. علی­نژاد، س. سینکی، ج.م. زارعی،م. 1396. بررسی تاثیر محلولپاشی اسیدهیومیک و بیومین بر عملکرد و اجزای عملکرد جو در شرایط قطع آبیاری. پژوهش­های زراعی در حاشیه کویر جلد 14 شماره 3. 193-203.
  16. عمادی،­ ن. بلوچی، ح. ر. و جهانبین، ش. 1391. اثر تنش خشکی و تراکم بوته بر عملکرد، اجزاء عملکرد و برخی خصوصیات ریخت شناسی لوبیا چیتی در منطقه یاسوج. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی جلد پنجم، شماره دوم. 1-17.
  17. فیروزآبادی،ع و خسرو پرویزی، خ. (1397). مدیریت کم آبیاری با استفاده از سیستم آبیاری قطره­ای در زراعت سیب­زمینی. مجله سیب­زمینی. سال1. شماره1. 19-24.
  18. کیانی، ع.ر. صابری، ع. 1393. بررسی عملکرد و مصرف آب در ذرت شیرین تحت تأثیر شیوه های مختلف کم آبیاری در دو الگوی کاشت. نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک. جلد بیست و یکم، شماره ششم. 155-171.
  19. گرگینی شبانکاره، ح. صبوری،ف. ساعدی،ف. فاخری، ب. 1396. اثر سطوح مختلف اسید هیومیک بر شاخص های رشد و اسانس گیاه دارویی بادرنجبویه تحت رژیم­های خشکی. جلد 1. شماره 2. 166- 176.
  20. مظفری،­ س. خراسانی­نژاد،­ س.­گرگینی شبانکاره، ح. 1395. اثر مقادیر آبیاری بر اساس درصد ظرفیت زراعی و کاربرد اسید هیومیک بر برخی ویژگی­های مورفوفیزیولوژیکی گیاه دارویی خرفه. نشریه تولید گیاهان زراعی جلد 9. شماره 3. 153-175.
  21. ناسوتی میاندوآب، ر.، س. سماوات.، و م. م. تهرانی. 1390. خواص کود اسیدهیومیک بر گیاه و خاک. ماهنامه کشاورزی و غذا. 101: 53-55.
  22. نجفی­مود، م. 1384. طراحی سیستم های آبیاری تحت فشار (ترجمه). انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 378 صفحه.
  23. نخزری­مقدم، ع. پارسا،ن. صبوری،ح. سعید بختیاری،س. 1396. تأثیر اسید هیومیک، تراکم و آبیاری تکمیلی بر صفات کمی و کیفی نخود محلی نیشابور. تنش­های محیطی در علوم زراعی. جلد 10. شماره 2. 183-192.
  24. نخعی­نژاد، ب.ا. موسوی، س.غ. 1396. تاثیر دور آبیاری، اسیدهیومیک و نوع کود گوگردی بر صفات مورفولوژیکی و عملکردی شنبلیله. مجله علمی پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی سال هشتم، شماره30. 40-51.
  25. نوربخش،س. قبادی نیا،م. دانش شهرکی،ع. نوری امام زاده ئی،م.ر. فتاحی نافچی، ر. 1394. اثر زمان و میزان آب آبیاری بر کارآیی مصرف آب و عملکرد لوبیا در شرایط خشک و نیمه خشک. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 29، شماره 1. 35-47.
  26. همتی نفر،ک. رحیمی،م.م. 1396. تأثیر سطوح مختلف سوپرجاذب بر کارایی مصرف آب و صفات کمی سورگوم در رژیم­های مختلف آبیاری. مجله علمی پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی سال نهم، شماره سی و یک. 31-40.
  27. Abedi, T., and Pakniyat, H. 2010. Antioxidant enzyme changes in response to drought stress in ten cultivars of oilseed rape (Brassica napus L.). Czech J.Genet. Plant Breed. 46: 27-34.
  28. Beebe, S.E., Rao, I.M., Blair, M.W., and Acosta- Gallegos, J.A. 2013. Phenotyping common beans for adaptation to drought. Journal of Frontiers in Plant Physiology 4(35): 1-20.
  29. Boutraa T., and Sanders F.E. 2001. Influence of water stress on grain yield and vegetative growth of two cultivars of bean (Phaseolus vulgaris L.), Agronomy and Crop Science. 187:251-257.
  30. Delfine, S., Tognetti, R., Desiderio, E., and Alvino, A. 2005. Effect of foliar application of N and humic acids on growth and yield of durum wheat. Agron. Sustain. Dev., 25: 183-191.
  31. El-Bassiony, Fawzy, A.M., Abd El-Baky, Z.F., Mahmoud M.M.H., and Asmaa, R. 2010. Response of snap bean plants to mineral fertilizers and humic acid application. Research Journal of Biological Sciences. 6(2): 169-175.
  32. Hong-Bo, S., Li-Ye, C., Jaleel, C.A. and Chang-Xing, Z. 2008. Water-deficit stress-induced anatomical changes in higher plants. Comptes rendus Biologies. 331, 215-22.
  33. Jongrungklang, N., Toomsan, B., Vorasoot, N., Jogloy, S., Boote, K.J., Hoogenboom, G., and A., Patanothai. 2011. Rooting traits of peanut genotypes with different yield responses to pre-flowering drought stress. Field Crops Research. 120, 262–270.
  34. Khastehband, N. Amiri, E. and Abdzad Gohari, A. 2013 Reaction of Common bean Crop (Phaseolus vulgaris L.) under Irrigation Intervals and Green manure. International Journal of Farming and Allied Sciences. 2 (1): 6-10.
  35. Mahajan S and Tuteja N, 2005. Cold, salinity and drought stresses. Biochemistry and Biophysics, 444: 139-158.
  36. McClean P, J. Kami, P. Gepts., 2004; Genomic and genetic diversity in common bean. In RF Wilson, HT Stalker, EC Brummer, Eds, Legume Crop Genomics. AOCS Press, Champaign, IL. pp 60–82.
  37. Nigam, S.N., Chandra, S., Rupa Sridevi, K., Manoha Bhukta, A., Reddy, G.S., Nageswara Rao, R.C., Wright, G.C., Reddy, P.V., Deshmukh, M.P., Mathur, R.K., Basu, M.S., Vasundhara, S., Vindhiya Varman, P., and A.K., Nagda. 2005. Efficiency of physiological trait-based and empirical selection approaches for drought tolerance in groundnut. Annals of Applied Biology. 146, 433-439.
  38. Ramirez-Vallejo, P. and Kelly, J.D. 1998. Traits related to drought resistance in common bean, Euphytica. 99:127-13
  39. Sarker BC, Hara M and Uemura M, 2005. Proline synthesis, physiological responses and biomass yield of eggplants during and after repetitive soil moisture stress. Scientia Horticulturae. 103(4): 387-402.
  40. Shao, H.B., Liang, M.A., Shao, B., and Sun, Q. 2005. Dynamic changes of anti oxidative enzymes of ten wheat genotypes at soil water deficits. Colloids and surfaces. B.42:187-195.
  41. Tan, K.H. 2003. Humic Matter in Soil and Environment. Marcel Dekker, New York. P408.
  42. Wakrim, R., S. Wahbi, H. Tahi, B. Aganchich and R. Serraj. 2005. Comparative effects of partial root drying (PRD) and regulated deficit irrigation (RDI) on water relations and water use efficiency in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Agriculture, Ecosystems and Environment. 106:275-287.
  43. Webber, H.A., Madramootoo, C.A., Bourgault, M., Horst, M.G., Stulina, G., and Smith, D.L. 2006. Water use efficiency of common bean and green gram grown using alternate furrow and deficit irrigation. Agricultural Water Management. 10:259-268.
  44. Zhu, J.K. 2002. Salt and drought stress signal transduction in plants. Annual Review of Plant Biology. 53: 247-316.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 33, Issue 3
November 2019
Pages 383-395

Files

Share

How to cite

Statistics