اثرات سطوح مختلف بیوچار گندم و تنش آبی بر ویژگی‌های کمی و کیفی کارلا (خربزه تلخ) در شرایط گلدانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

2 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

3 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی ، ایران.

چکیده

کارلا گیاهی دارویی است که از میوه آن برای درمان دیابت استفاده می­شود. در این تحقیق اثر تنش آبی و بیوچار بر پارامترهای کیفی و کمی گیاه کارلا مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در شرایط گلخانه به­صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل سه تیمار آب آبیاری (50%، 75% و 100% آب مورد نیاز) و چهار تیمار بیوچار (صفر، 1/25%، 2/5% و 5% وزنی خاک گلدان) بود. سطوح تنش آبی در طول فصل رشد ﺑﺎ ﺗﻮزﯾﻦ هر هفته ﮔﻠﺪانﻫﺎ و ﺟﺒﺮان ﮐﻤﺒﻮد آب ﺧﺎک تا حد ظرفیت زراعی (FC) ﺑﺎ اﻓﺰودن ﻣﻘﺪار آب ﻻزم ﺑﻪ آن­ﻫﺎ اﻋﻤﺎل ﺷﺪ و ﻣﯿﺰان آب اﺿﺎﻓﻪ ﺷﺪه ﺑﻪ ﻫﺮ ﮔﻠﺪان ﻧﯿﺰ در ﻃﻮل ﻓﺼﻞ رﺷﺪ اﻧﺪازهﮔﯿﺮی ﺷﺪ. 50 روز پس از کاشت، برداشت محصول هر هفته یک­بار انجام شد. در مجموع پنج بار برداشت انجام شد. در هر برداشت پارامترهای کمی ارتفاع گیاه، تعداد، وزن، قطر و طول میوه و پارامترهای کیفی مقدار قند میوه، شاخص سبزینگی و شاخص سطح برگ در هر گلدان به­دقت اندازه­گیری شد. همچنین عملکرد محصول و کارایی مصرف آب آبیاری در پایان فصل کشت در هر تیمار محاسبه شد. نتایج نشان داد که اثرات سطوح آب مورد نیاز و بیوچار بر پارامترهای اندازه­گیری شده معنی­دار بود (در سطح احتمال 1% و 5%). با کاهش آب آبیاری، مقدار پارامترهای کمی و عملکرد گیاه کاهش یافت. بیشترین مقدار پارامترهای مزبور از تیمار 100% مقدار آب آبیاری حاصل شد که از این نظر با تیمار 75 % آب آبیاری معنی­دار نبود. استفاده از بیوچار تا سطح2/5% وزنی خاک باعث افزایش پارامترها شد. استفاده بیشتر بیوچار (5% وزنی خاک) باعث کاهش پارامترهای کمی و عملکرد گیاه شد. استفاده از مقدار مناسب بیوچار ﺳﺒﺐ ﮐﺎﻫﺶ اﺛﺮات ﻣﻨﻔﯽ ﺗﻨﺶ رﻃﻮﺑﺘﯽ و ﺑﻬﺒﻮد ﺷﺎﺧﺺ­ﻫﺎی رﺷﺪ و نمو ﮔﯿﺎه در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﺷﺎﻫﺪ ﺷﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮد آن ﺑﺮای ﮔﯿﺎه و ﺑﻪوﯾﮋه در ﺷﺮاﯾﻄﯽ ﮐﻪ ﮔﯿﺎه ﺗﺤﺖ ﺗﻨﺶ ﺧﺸﮑﯽ اﺳﺖ و ﯾﺎ در ﮔﻠﺨﺎﻧﻪﻫﺎ و ﺧﺰاﻧﻪ­کاریﻫﺎ ﺑﻪ­ﻣﻨﻈﻮر ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯿﺰان آب ﻣﺼﺮﻓﯽ و ﺑﻬﺒﻮد رﺷﺪ و ﻋﻤﻠﮑﺮد ﮔﯿﺎه ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺻﯿﻪ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ، ﻫﺮﭼﻨﺪ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﻣﯽﺷﻮد آزﻣﺎﯾﺶ در ﺷﺮاﯾﻂ ﻣﺰرﻋﻪ ﻧﯿﺰ اﻧﺠﺎم ﺷﻮد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of Different Levels of Wheat Biochar and Water Stress on Quantitative and Qualitative Characteristics of Carla (Bitter Melon) in Potted Conditions

نویسندگان [English]

  • esmaeel mir 1
  • halimeh piri 2
  • Amir Naserin 3
1 university of zabol
2 university of zabol
چکیده [English]

Carla is a medicinal plant whose fruit is used to treat diabetes. In this study, the effect of water stress and biochar on the qualitative and quantitative parameters of Carla plant was investigated. The experiment was performed in greenhouse conditions in a factorial manner and in a completely randomized design with three replications. Treatments included three irrigation water treatments (50%, 75%, and 100% of the water requirement) and four biochar treatments (zero, 1.25%, 2.5%, and 5% by weight of potting soil). During the growing season, water treatments were applied by weekly weighing of the pots and replenishing the water loss up to Field Capacity. The amount of water added to each pot was measured. Harvest at 50 days after planting was done once a week. A total of five harvests were performed. In each harvest, quantitative parameters including plants height, number, weight, diameter and length of fruit, and qualitative parameters of fruit sugar content, greenness index, and leaf area index in each pot were carefully measured. Also, the yield and efficiency of irrigation water consumption at the end of the planting season was determined in each treatment. The results showed that the effects of irrigation water and biochar levels were significant (at 1% and 5% probability) on the measured parameters. With decrease in irrigation water, the amount of quantitative parameters and plant yield decreased. The highest value of the measured parameters was obtained from 100% irrigation water treatment, which was not significantly different from the 75% irrigation water treatment. The use of biochar up to 2.5% by weight of soil increased the parameters. Use of the right amount of biochar reduces the negative effects of stress and improves plant growth compared with the control treatment. Therefore, use of biochar for plants, especially when the plant is under water stress, can be recommendable. In order to reduce the amount of water used in greenhouses and improve plant growth and yield, biochar use is advisable, however, its use under field conditions should be tested.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fruit sugar
  • Greenness index
  • Leaf area index
  • Water Use Efficiency

مراجع

  1. پورمنصور، س.، رزاقی، ف.، سپاسخواه، ع. و موسوی، س. ع. 1398. بررسی رشد و محصول گندم تحت سطوح مختلف بیوچار و کم­آبیاری در شرایط گلخانه­ای. مدیریت آب و آبیاری، 9(1): 28-15.
  2. حیدریان، ن.، برزگر، ط. و قهرمانی، ز. 1396. اثر تنش کم­آبی بر رشد، عملکرد، کیفیت میوه و کارآیی مصرف آب برخی توده­های خربزه بومی ایران. به­زراعی کشاورزی، 19(2):302-287.
  3. خادم، ا.، رییسی، ف. و بشارتی، ح. 1396. مروری بر اثرات بیوچار بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک. مدیریت اراضی، 5 (1):30-13.
  4. دهقانی­احمدآبادی، م.، شاه­نظری، ع.، ضیاتباراحمدی، م.خ.، اردکانی، م. و قدمی­فیروزآبادی، ع. 1397. تأثیر تیمارهای مختلف بیوچار بر مشخصه­های رطوبت خاک در کم­آبیاری گیاه ذرت. آبیاری و زهکشی ایران، 5 (12):1228-1217.
  5. سرتیپ، ح.، خمری، ح. و دهمرده، م. 1396. اثرات کودهای زیستی و شیمیایی بررنگیزه­های فتوسنتزی، متابولیت­های ثانویه و عملکرد میوه گیاه دارویی کارلا. تحقبقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 33(4): 619-608.
  6. عباس­پور، ف.، اصغری، ح.، رضوانی­مقدم، پ.، عباسدخت، ح.، شباهنگ، ج. و بیگ­بابایی، ع. 1398. تأثیر بیوچار بر حاصلخیزی خاک و کارایی مصرف آب در سیاهدانه تحت شرایط تنش خشکی. پژوهش­های زراعی ایران، 17(1):52-39.
  7. عمرزهی، م.، حسام، م.، پیری، ح. 1399. تعیین نیاز آبی و ضریب گیاهی کارلا (خربزه تلخ) در منطقه سیستان. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 14(3): 749-740.
  8. فیضی­زاده، ب.، ابدالی، ح.، رضایی، م. و محمدی، غ. 1391. پهنه­بندی قابلیت کشت گندم دیم در سطح استان آذربایجان شرقی با استفاده از تحلیل­های مکانی GIS . پژوهش­های کاربردی، 25(3): 91-75.
  9. قهرمانی، م.، عبادی، م.، پرمون، ق و جهانبخش، س. 1394. بررسی اثر تنش کم­آبی بر شاخص­های فتوسنتزی و عملکرد علوفه ژنوتیپ­های سورگوم علوفه­ای. فیزیولوژی گیاهان زراعی. 25 (7): 74-59.
  10. کافی، م.، باقری، ع.، نباتی، ج.، زارع مهرجردی، م و معصومی، ع. 1389. بررسی تأثیر تنش شوری بر برخی متغیرهای فیزیولوژیک ژنوتیپ نخود در محیط هیدروپونیک. علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای. 4: 69-55.
  11. گرگینی شبانکاره، ح و خراسانی­نژاد، س. 1396. اثر سدیم نیتروپروساید بر برخی ویژگی­های فیزیولوژیکی و بیوشیمایی گیاه دارویی مرزه تحت رژیم­های کم­آبیاری. پژوهش­های تولید گیاهی. 24(3): 70-55.
  12. گویلی، ا.، موسوی، س.ع. و کامگارحقیقی، ع.ا. 1395. اثر بیوچار کود گاوی و تنش رطوبتی بر ویژگی­های رشد و کارایی مصرف آب اسفناج در شرایط گلخانه­ای. پژوهش آب در کشاورزی، 30(2):259-244.
  13. مبصری­مقدم، . 1390. تأثیر مقدار و زمان کودپاشی نیتروژن بر خصوصیات کمی و کیفی کارلا. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه زابل.
  14. Akhtar, S. S., Andersen, M. N., and Liu, F. 2014. Biochar enhances yield and quality of tomato under reduced irrigation. Agriculture of Water Management, 138: 37-44.
  15. Aslam, Z., Khalid, M., and Aon, M. 2014. Impact of biochar on soil physical properties. Scholarly Journal of Agricultural Science, 4(5): 280-284.
  16. Berek, A. K., Hue, N., and Ahmad, A. 2011. Beneficial use of biochar to correct soil acidity. The Food Provider. Available at Website http:// ctahr.hawaii.edu/huen/nvh/biochar. Biol. 16:1366-1379. Black carbon: downward migration, leaching and soil respiration. Glob. Change
  17. Blum, A., Ch. Loerz, H. J. Martin, C. A. Staab-Weijnitz, and Maser, E. 2012. Momordica charantia extract, an herbal remedy for type 2 diabetes, contains a specific 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 inhibitor. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 128: 51-55.
  18. Chaudhry, U. K., Shahzad, S., Naqqash Abdul Saboor, M. N., Yaqoob, S., Salim, M., and Khalid, M. 2016. Integration of biochar and chemical fertilizer to enhance quality of soil and wheat crop (Triticum aestivum L.). Peer Journal Pre Prints. Available at Web site https://doi.org/10.7287/peerj.preprints.1631v1.
  19. Crisan, S., Campeanu, G. and Halmagean, L. 2008. Study of Momordica charantia L. species grown on the specific conditions of Romania’s western part. Journal of Vegetable Growing, 32: 425-428.
  20. Curaqueo, G., Meier, S., Khan, N., Cea, M. and Navia, R.2014. Use of biochar on two volcanic soils: effects on soil properties and barley yield. Soil Science and Plant Nutrition, 14: 911-924.
  21. Demiral, T. and Türkan, I. 2004. Does exogenous glycinebetaine affect antioxidative system of rice seedlings under NaCl treatment Journal of Plant Physiology, 161: 1089-1100
  22. Gao Lu,S., Fang,S.F and Tong,Z.Y. 2014. Effect of rice husk biochar and charcoal fly ash on some physical properties of expansive clayey soil (Vertisol). Catena. 114: 37-44.
  23. Ghosh, PK., Ajay, KK., Bandyopadhyay, MC., Manna, KG., Mandal, AK and Hati, KM. 2004. Comparative effectiveness of cattle manure, poultry manure, phosphocompost and fertilizer- NPK on three cropping system in vertisols of semi-arid tropics. Dry matter yield, nodulation, chlorophyll content and enzyme activity. Bi.Tech.95:93-85.
  24. Glaser,B and Birk,J.J. 2012. State of the scientific knowledge on properties and genesis of Anthropogenic Dark Earths in Central Amazonia (terra preta de Índio). Geochimica et Cosmochimica Acta. 82: 39-51
  25. Haider, G. 2016. Biochar as a Beneficial Soil Amendment in Sandy Soils. Ph.D. thesis. Department of Plant Ecology, Faculty of Biology and Chemistry Justus-Liebig-University Giessen, Germany.
  26. Hanson, J. and Smeekens, S. 2009. Sugar perception and signaling- an update. Current Opionion in Plant Biology, 12: 562-567.
  27. Hoekstra F, Golovia, A,and Buitink, J.2001 . Mechanisms of plant desiccation tolerance. Tr. P. Sc. 6: 431-438.
  28. Ibrahim, MM and Hossein, RM .2006. Variability, habitability and genetic advance in some genotypes of roselle (Hibiscus sabdariffa L.). World Journal of Agricultural Sciences, 2(3): 340-345.
  29. Ibrahim, O. M., Bakry, A. B., El Kramany, M. F., and Elewa, T. A. 2015. Evaluating the role of biochar application under two levels of water requirements on wheat production under sandy soil conditions. Global Journal of Advanced Research, 2(2): 411- 418.
  30. Jemal, K., and Abebe, A. 2016. Determination of bio-char rate for improved production of Lemmon grass. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 4(2): 149-157.
  31. Lehmann, J., Rillig, M. C., Thies, J., Masiello, C. A., Hockaday, W. C., and Crowley, D. 2011. Biochar effects on soil biota: A review. Soil Biology and Biochemistry. 43: 1812- 1836. .
  32. Leskovar, DI. and Piccinni, G. 2005. Yield and leaf quality of processing spinach under deficit Irrigation. HortScience. 40: 1868-1870.
  33. Li, J., Li,Y. E.,Wan, Y.,Wang, B., Waqas, M. A., Cai, W., and Gao,Q. 2018. Combination of modified nitrogen fertilizers and water saving irrigation can reduce greenhouse gas emissions and increase rice yield. Geoderma, 315: 1-10.
  34. Li, X., Wan, S., Kang, Y., Chen, X., and Chu, L. 2016. Chinese rose growth and ion accumulation under irrigation with waters of different salt contents. Agricultural Water Management. 163: 180-189.
  35. Major, J., Rondon, M. Molina D. Riha S.J. and Lehmann J. 2010. Maize yield and nutrition during 4 years after biochar application to a Colombian savanna oxisol. Plant and Soil 333:117–128.
  36. Maness, N. 2010. Extraction and analysis of soluble carbohydrates. P: 341-370. In: Sunkar, R. (ed.) Plant stress tolerance, methods and protocols. Springer science & bussines media (Hummana press). pp: 386.
  37. Manivaannan, P., Abdul Jaleel, C., Sanka, B., Kishorekumar, A., Somasundaram, R and Panneerselvam, R.2007. Growth biochemical modification and proline metabolism in Helianthus annus L. as induced by drought stress, Colloids and Surfaced B. Biointerfaces. 59: 141-149.
  38. Nadeem, T.M.H., Imran, M. and Kamil Husain, M.2002. Evaluation of sunflower Helianthus annuusL. Inbred lines for drought tolerance. International Journal of Agriculture and Biology. 25: 398-400.
  39. Rodrigues, J. G., Edvardo, M J., Forner, B. and Angeles, F. 2010. Citrus rootstock response to water stress. Sci. Hort.126: 95-102.
  40. Payero J.O., Melvin S.R., Irmak S. and Tarkalson, D. 2009. Yield response of corn to deficit irrigation in a semiarid climate. Agric. Water Manage. 84:101–112.
  41. Quilliam, R. S., Marsden, K. A., Gertler, C., Rousk, J., DeLuca, T. H., and Jones, D. L. 2012. Nutrient dynamics, microbial growth and weed emergence in biochar-amended soil are influenced by time since application and reapplication rate. Agriculture, Ecosystems and Environment, 158(4): 192-199.
  42. Streubel, J.D., Collins, H.P., Garcia-Perez, M., Tarara, J., Granatstein, D. and Kruger, C.E. 2011. Influence of contrasting biochar types on five soils at increasing rate of application. Soil Biology and Biochemistry, 75: 1402-1413.
  43. Sun, H., Shi, W., Zhou, M., Ma, X. and Zhang, H.2019. Effect of biochar on nitrogen use efficiency, grain yield and amino acid content of wheat cultivated on saline soil. Plant, Soil and Environment, 65: 83-89.
  44. Tesfye, K., Walke, S. and Tsubo, M. 2006. Radintion interception and radiation use efficiency of three gran legumes under water deficit conditions in semi-arid conditions. EUR. J. Agrin.25:60-70.
  45. Uzoma, K., Inoue, M., Andry, H., Fujimaki H., Zahoor, A. and Nishihara, E. 2011. Effect of cow manure biochar on maize productivity under sandy soil condition. Soil Use Manage. 27: 205-212.
  46. Van Zwieten,L., Kimber,S., Morris,S., Downie,A., Berger,E., Rust,J and Scheer,C. 2010. Influence of biochars on flux of N2O and CO2 from ferrosol. Australian Journal of Soil Research. 48: 555-568.
  47. Xu, G., Lv, Y., Sun, J., Shao, H. and Wei, L. 2012. Recent advances in biochar applications in agricultural soils: benefits and environmental implications. CLEAN–Soil, Air, Water, 40: 1093–1098.
  48. Zhang, A., Y. Liu, G. Pan, Q. Hussain, L. Li, J. Zheng, and Zhang, X. 2012. Effect of biochar amendment on maize yield and greenhouse gas emissions from a soil organic carbon poor calcareous loamy soil from Central China Plain. Plant Soil, 351: 263-275.

 

پژوهش آب در کشاورزی
دوره 35، شماره 2
جلد 35 شماره 2 سال 1400
شهریور 1400
صفحه 169-185

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار