Evaluation of the Effects of Deficit Irrigation on Yield, Yield Components, Proline Content, and Water Productivity of Four Seed Corn Cultivars in Gorgan, Iran

Document Type : Research Paper

Authors

1 Department of Agriculture, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran.

2 Assistant Professor, Department of Agricultural and Horticultural Research, Agricultural Research and Training Center and Natural Resources, Golestan Province, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Gorgan, Iran.

3 Associated Prof., Department of Agriculture, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran.

Abstract

In order to evaluate the effects of deficit irrigation on the yield and water productivity of grain corn in the climatic conditions of Gorgan,an experiment was conducted using split plots in the form of a randomized complete block design in three replicates at the Araghi Mahaleh Research Station of Gorgan, in 2021. The main factor was irrigation treatments at four levels (100% (control), 75%, 50%, and 25% of corn water requirement) and was done based on soil sampling for moisture determination and use of drip irrigation by tape, and the secondary factor consisted of four corn varieties (SC703, SC704, ZP548, BK50). The results of the analysis of variance showed that the effect of irrigation factor was significant (p< 1%) on the examined traits, except the number of rows in the ear. The effect of cultivars on all traits (number of rows per ear, days until earing, plant height, number of seeds per row, weight of 1000 seeds, length of ear, dry weight of stem and leaves, dry weight of cob wood, grain yield, yield, water productivity, and leaf proline) was also significant (p< 1%). Additionally, interaction of deficit-irrigation and cultivars on the traits of the number of rows of seeds, weight of 1000 seeds and seed yield was significant. Comparing the averages showed that the highest seed yield (7722 kg/ha) was observed in the control treatment and the seed yield of the 75%, 50% and 25% treatments compared to the control was 6.8%, 52.4%, and 82% less, respectively. ZP548 hybrid had the highest seed yield (5576 kg/ha) and the highest amount of proline was obtained from the 25% water demand treatment (9.91 μmol/g). The highest water productivity was observed in the 75% treatment (1.07 kg/m3). Considering the large volume of water saving (2258 m3/ha) in this treatment, irrigation is recommended based on 75% of water requirement and cultivation of ZP548 variety in Gorgan region.

Keywords

References

  1. امینی، ا.، اشراف مهرابی، ا.، حاتمی، ا.، فصیحی، خ.، و علیزاده، ی، بررسی اثر تنش کم‌آبی بر میزان جذب نور،کارایی مصرف نور و عملکرد ارقام مختلف ذرت (Zea mays L.) در شرایط ایلام، علوم گیاهان زراعی ایران. ،دوره 52،شماره1. ص 109-121. DOI: 10.22059/ijfcs.2020.291824.654652
  2. آفرینش، ع.، فتحی، ق.، چوگان، ر/، سیادت، س، ع.، عالمی سعید، خ.، و اشرفی زاده، س، ر، بررسی اثر تنش خشکی بر برخی صفات مورفوفیزیولوژیک هیبریدهای متحمل به خشکی ذرت (Zea mays L.). نشریه تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی / سال پنجم / شماره هیجدهم. 195-205.

  Doi: 10.18869/acadpub.jcpp.5.18.195

  1. آقایی، پ.، ویسانی، و.، و دیانت، م.، تأثیر نانوسیلیکات پتاسیم بر رشد و عملکرد گیاه ذرت دانه­ای (Zea mays L.) تحت تنش خشکی. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد چهاردهم، شماره دوم،331-345 http://dx.doi.org/10.22077/escs.2019.2719.1715.
  2. آزادی، م، ص.، شکوه­فر، ع، ر.، مجدم، م.، لک، ش.، و علوی فاضل، م.، اثر کودهای شیمیایی و زیستی پتاسیم بر صفات بیوشیمیایی هیبریدهای ذرت تحت تنش خشکی و تعین صفات مؤثر بر عملکرد دانه. تنش‌های محیطی در علوم زراعی . جلد چهاردهم، شماره اول،27-38.

http://dx.Doi.org/10.22077/escs.2020.2389.1620  

  1. بهامین، ص.، کوچکی­فر، ع، ر.، نصیری محلاتی، م.، و بهشتی، س، ع، ر.، بررسی اثر کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژن و فسفر بر عملکرد و شاخص‌های کارایی عناصر غذایی در ذرت تحت تنش خشکی. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد چهاردهم، شماره سوم، 675-690 .http://dx.Doi.org/10.22077/escs.2020.3095.1793
  2. بذرگر، گ.، نبوی کلات، س، م.، خاوری خراسانی، س.، قاسمی، م.، کلیدری، ع، ل.، اثر تنش کم‌آبیاری و تراکم گیاه بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، اسمولیتهای سازگار، محتوی نسبی آب و عملکرد ذرت بچه (رقم پشن)، نشریه آبیاری و زهکشی ایران . شماره 6، جلد 51 ، ص. 1370-1381.

 DOR: 20.1001.1.20087942.1400.15.6.12.2

  1. بوش، م، ع.، بانژاد، ح.، گلدانی، م.، متانت، م.، بررسی تأثیر کیفیت­های مختلف پساب بر برخی صفات بیوشیمیایی و مورفولوژی گیاه گوجه­فرنگی در شرایط کم­آبیاری، مجله پژوهش آب ایران، جلد ١٥ . شماره ٤. پیاپی43، ص.٦٧-٥٩
  2. پالاش، م.، بافکار، ع.، فرهادی بانسوله، ب.، و قبادی، م.، بررسی اثرات کم­آبیاری بر خصوصیات کمی، کیفی و بهره­وری آب در ذرت دانه­ای رقم سینگل کراس 706 در کرمانشاه. فناوری‌های پیشرفته در بهره­وری آب .1.1 68-88. Doi:10.22126/ATWE.2021.6686.1003
  3. پیکرستان، ب.، یارنیا، م.، مدنی، ح.، رشیدی، و.، و حیدری شریف­آباد، ح.، تأثیر الگوی کم‌آبیاری تناوبی و محلول‌پاشی روی بر غنی‌سازی فیزیولوژیک دانه قابل کنسرو ذرت شیرین. به زراعی کشاورزی. دوره 20 شماره 1. ص.161-172 . http://dx.Doi.org/10.22059/jci.2018.231183.1712
  4. حمیدی مقدم، ر.، سیروس مهر، ع، ر.، و قنبری، ا.، تأثیر محلول‌پاشی سدیم سلنات، تیتانیوم دی‌اکسید و تنظیم کنندۀ رشد آلی بر برخی صفت­های فیزیولوژیکی، عملکرد و درصد روغن گلرنگ (tinctorius Carthamus ) در معرض تنش خشکی. زیست‌شناسی گیاهی ایران، سال دوازدهم، شماره چهل و ششم، ،صفحه 1-18. DOI. 10.22108/ijpb.2020.120569.1189
  5. خلیلی، ف.، آقایاری، ف.، و اردکانی، ح، ر.، تأثیر توأم شیوه‌های کم­آبیاری و کاربرد سوپر جاذب بر خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و عملکرد گیاه ذرت. نشریه دانش آب‌وخاک، جلد 31 شماره 3 صفحه‌های 15 تا 29. Doi: 10.22034/WS.2021.12198
  6. خشائی، ف.، بهمنش، ج.، رضاوردی نژاد، و.، و آزاد، ن، تأثیر مقدار آبیاری و تقسیط کود نیتروژن بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره­وری آب ذرت دانه­ای در آبیاری قطرهای زیرسطحی. نشریه پژوهش آب در کشاورزی،ب، جلد 33 ، شماره 4
  7. دهقانی احمدآبادی، م.، شاه­نظری، ع.، قدمی فیروزآبادی، ع.، و اردکانی، م، ر.، تأثیر مدیریت آبیاری بر رشد و بهره­وری آب گیاه ذرت تحت سطوح مختلف بیوچار، نشریه مدیریت آب در کشاورزی، جلد 8 ، شماره 1 ، ص. 76-67. DOR: 20.1001.1.24764531.2021.8.1.6.4
  8. سلامتی، ن.، و دانایی، ا، خ.، مطالعه شاخص‌های تحمل به خشکی در ارقام ذرت دانهای در شرایط آب‌وهوای بهبهان. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد چهاردهم، شماره سوم.ص. 731-745. http://dx.Doi.org/10.22077/escs.2020.3057.1785
  9. سلامتی، ن.، و دانایی، ا، خ.، بررسی شاخص­های تنش خشکی در کم­آبیاری سطحی ذرت. نشریه خاک و آب. سال بیست و چهارم / شماره چهارم. Doi: 10.47176/jwss.24.4.26986
  10. شرقی، ف.، و خلیلوند بهروزیار، ا.، اثر محلول‌پاشی نانو دی‌اکسید تیتانیوم و سالیسیلیک اسید بر برخی ویژگی­های بیوشیمیایی و تولید دانه ذرت سینگل کراس 704 تحت رژیم­های آبیاری. نشریه علمی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد سیزدهم، شماره 3 (51)، ص. 430-413.

 DOI:  10.30495/JCEP.2019.669710

  1. صدرالدینی، س، ع، ا.، پرندین، م، ا.، و ناظمی، ا، ح.، اثرات کم­آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد و تعیین بهره­وری آب ذرت دانه­ای در ایستگاه اسلام‌آباد غرب. نشریه پژوهش آب در کشاورزی / ب / جلد 33 / شماره 2. Doi: 10.22092/JWRA.2019.119737
  2. عامریان، م.، هاشمی گرمدره، س، ا.، و کرمی، ع.، اثر کم­آبیاری در آبیاری قطرهای بر عملکرد و کارایی مصرف آب ذرت سینگل کراس 704. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، ب، جلد 35، شماره 3 Doi:10.22092/JWRA.2021.352290.832
  3. مشایخی، ک.، و آتشی، ص.، راهنمای آزمایش‌های فیزیولوژی گیاهی (بررسی قبل و پس از برداشت گیاهان). انتشارات تحقیقات آموزش کشاورزی و منابع طبیعی (تاک). ص320
  4. محمدی بهمدی، م.، و آرمین، م.، اثر تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام مختلف ذرت در شرایط کشت تأخیری. تحقیقات کاربردی اکوفیزیولوژی گیاهی. جلد ۴ شماره ۱ صفحات ۳۴-17. URL: http://arpe.gonbad.ac.ir/article-1-243-fa.html
  5. منصوری فر، س.، فلاح، ع.، و حسین زاده، س، ح، ا.، تعیین حساسیت پنج هیبرید ذرت به تنش خشکی. یافته‌های نوین کشاورزی. سال نهم، شماره2. ص.129-135
  6. میرشکارنژاد، ب.، پاکنژاد، ف.، امیری، ا.، اردکانی، م، ر.، ایلکایی، م، ن.، تأثیر تاریخ کاشت و رژیم‌های مختلف آبیاری بر عملکرد و راندمان مصرف آب در ذرت دانه­ای، نشریه تنش‌های محیطی در علوم زراعی، جلد سیزدهم، شماره دوم، 547-57 ، http://dx.Doi.org/ 10.22077/escs.2020.2156.1540
  7. یداللهی، م، ح.، خوش‌روش، م.، و غلامی سفیدکوهی، م، ع.، تأثیر کم­آبیاری تنظیم­شده با آب مغناطیسی بر خواص کمی، کیفی و بهره­وری آب نخودفرنگی. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، جلد 35، شماره 4. Doi: 10.22092/JWRA.2021.356340.897
  8. Z, A., Abas, S, A., Noaman, A, H., Abood, N, M., 2021. Review on the Development of Drought Tolerant Maize Genotypes in Iraq, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 904. doi:10.1088/1755-1315/904/1/012010
  9. Bonea, D., Urechean, V., Niculescu, M., Yiled and nutritional quality of different maize hybrid under drough stress. Annals off the University off Craiova, Agriculture, Montanology, Cadastre Series. Voll. XLVIII
  10. M.T., Kamkar, B., Mokhtarpour, H., Esmaeil Asadi, M., 2015. Effect of soil water management and different sowing dates on maize yield and water use efficiency under drip irrigation system, Archives of Agronomy and Soil Science, DOI: 10.1080/03650340.2015.1019345
  11. Irfan Ahmad, M., Noor Shah, A., Sun, J., Song, Y., 2020. Comparative Study on Leaf Gas Exchange, Growth, Grain Yield, andWater Use Eciency under Irrigation Regimes for Two Maize Hybrids, Agriculture, 10, 369, doi:10.3390/agriculture10090369
  12. Ilyas, M., Khan, S, A., Awan, S, I., Rehman, S., 2019. Assessment of heritability and genetic advance in maize (Zea mays L.) under natural and water stress conditions. Sarhad Journal of Agriculture, 35(1): 144-154.

DOI | http://dx.doi.org/10.17582/journal.sja/2019/35.1.144.154

  1. Ilyas, M., Khan, S, A., Awan, S, I., Rehman, S., Ahmed, W., Khan, M, R., Naz, R, M, M., Khan, M, M, U., Hafeez, S., 2020. Preponderant of dominant gene action in maize revealed by generation mean analysis under natural and drought stress conditions. Sarhad Journal of Agriculture, 36(1): 198-209. DOI | http://dx.doi.org/10.17582/journal.sja/2020/36.1.198.209
  2. Liu, Sh., F, Qin., 2021. Genetic dissection of maize drought tolerance for trait improvement, Mol Breeding 41: 8. https://doi.org/10.1007/s11032-020-01194-w
  3. Ray, U, K., Sikder, S., Bahadur, M, M., Pramanik, S, K., 2020. Morphophenological and yield respinses of maize (Zea mays L.) to non-irrigation water stress condition. Journal of Science and Technology 18: 8-15.
  4. Sanatawy, E, A, M., Ash-Shormillesy, S, M, A, I., Qabil, N., Awad, M, F., Mansour, E., Seed, H., 2021.Priming Improves Seedling Vigor, Grain Yield, andWater Use Efficiency of Maize under Varying Irrigation Regimes. Water, 13, 2115. https://doi.org/10.3390/
  5. Santos Rezendea, W., Beyeneb, Y., Mugob, S., Ndouc, E., Gowdab, M., Pyton Sserumagad, J., Asead, G., Ngolindae, I., Jumbob, M, D., Oikehf, S, O., Olsenb, M., Boréma, A., Damião Cruza, C., Prasannab, B, M., 2020. Performance and yield stability of maize hybrids in stress-prone environments in eastern Africa.THE CROP JOURNAL.107–118. https://doi.org/10.1016/j.cj.2019.08.001.
  6. Saad-Allah, K.M., Nessem, A, A., Ebrahim, M, K, H., Gad, D., 2022. Evaluation of Drought Tolerance of Five Maize Genotypes by Virtue of Physiological and Molecular Responses. Agronomy, 12, 59. https://doi.org/10.3390/agronomy 12010059.
  7. Shojaei, S, H., Mostafavi, Kh., Khosroshahli, M., Bihamta, M, R., 2020. Assessment of genotype-trait interaction in maize (Zea mays L.) hybrids using GGT biplot analysis. Food Sci. Nutr. 8: 5340-5351. DOI: 10.1002/fsn3.1826.
  8. Shafiq, S., Akram, N, A., Ashraf, M., García-Caparrós, P., Ali, O, M., Latef, A, A, H, A., 2021. Influence of Glycine Betaine (Natural and Synthetic) on Growth, Metabolism and Yield Production of Drought-Stressed Maize (Zea mays L.) Plants., Plants.10, 2540. https:// doi.org/10.3390/plants10112540.
  9. Shirinpour, M., Asghari, A., Atazadeh, E., Aharizad, S., Rasoulzadeh, A., 2021. Genetic analysis of grain yield and physiological traits of hybrid maize cv. SC704 under full and water deficit irrigation conditions, Cereal Research Communications, Akadémiai Kiadó Zrt. https://doi.org/10.1007/s42976-020-00106-0.
  10. Shin Rou, E, K., Mok Sam, L., 2021. Effects of drought stress and potassium on the growth and yield of locally planted sweet corn. International Journal of Agriculture, Forestry and Plantation, Vol. 11 (June) ISSN 2462-1757.
  11. Wasaya, A., Affan, M., Yasir, t, , ur-Rehman, A., Mubeen, K., ur-Rehman, H., Ali, M., Nawaz, F., Galal, A., Iqbal, M, A., Sohidul Islam, m., El-Sharnouby, m., ur Rahman, m, h., EL Sabagh, a., 2021. Foliar Potassium Sulfate Application Improved Photosynthetic CharacteristicsWater Relations and Seedling Growth of Drought-Stressed Maize., 12, 663. https://doi.org/10.3390/ atmos12060663.
  12. Zuo, S., Li, J., Gu, W., Wei, S., 2022. Exogenous Proline Alleviated Low Temperature Stress in Maize Embryos by Optimizing Seed Germination, Inner Proline Metabolism, Respiratory Metabolism and a Hormone Regulation Mechanism. Agriculture, 12, 548. https://doi.org/10.3390/ agriculture12040548.
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 36, Issue 3
December 2022
Pages 269-285

Files

Share

How to cite

Statistics