رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست
نشریه علمی

ارزیابی طیف‎های مختلف نور بر بهره‎وری آب، رنگیزه‎های فتوسنتزی و برخی خصوصیات مورفولوژیک گندم در مراحل اولیه رشد در شرایط تنش خشکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

وحید شمس آبادی 1
سید محمدجواد میرزایی 1
محمدناصر مودودی 2
حسین نستری نصرآبادی 3
مهدی مرادی 2

1 گروه علوم و مهندسی آب، مجتمع آموزش عالی تربت جام، تربت جام، ایران

2 گروه علوم و مهندسی باغبانی، مجتمع آموزش عالی تربت جام، تربت جام، ایران

3 گروه علوم و مهندسی باغبانی، مجتمع آموزش عالی تربت جام، تربت جام، ایران.

https://doi.org/10.22034/nawee.2024.459360.1082
چکیده
به منظور بررسی اثرات تنش خشکی و طیف‎های مختلف نور بر عملکرد، بهره‎وری آب و برخی خصوصیات مورفولوژیک گیاه گندم، این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سال 1401 در مجتمع آموزش عالی تربت جام انجام شد. اثرات تنش خشکی شامل سه سطح (100، 75 و 50 درصد نیاز آبی) و تأثیر طیف‎های مختلف نور شامل شش سطح (سفید، 70 درصد قرمز+ 30 درصد آبی، 100 درصد قرمز، 70 درصد آبی+ 30 درصد قرمز، 100 درصد آبی و 50 درصد قرمز+ 50 درصد آبی) بر گیاه گندم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با اعمال تنش خشکی به میزان 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه، وزن تر اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه، طول گیاه، کلروفیل a ، کلروفیل b، کلروفیل کل،کارتنوئیدها، غلظت پتاسیم، غلظت فسفر و غلظت منیزیم کاهش و بهره‎وری آب به‎ترتیب 52/18 و 94/27 درصد افزایش یافت. هم‎چنین نتایج نشان داد که در بین طیف‎های مختلف نور، بالاترین مقادیر وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه، طول گیاه و بهره‎وری آب در نور 70 درصد قرمز+ 30 درصد آبی و بالاترین میزان رنگیزه‎های فتوسنتزی در گیاه گندم در نور 50 درصد قرمز+ 50 درصد آبی به‎دست آمد. در خصوص غلظت عناصر نیز نتایج نشان داد که بالاترین میزان پتاسیم در نور 100 درصد قرمز، فسفر در نور سفید و منیزیم در نور 50 درصد قرمز+ 50 درصد آبی رخ داد.

کلیدواژه‌ها

عملکرد
طیف نوری
کلروفیل
کم آبیاری
عناصر

عنوان مقاله English

Assessment Effect of LED Light on Water Productivity, Photosynthetic Pigments and Morphologic Characteristics of Wheat in Early Stages of Growth under Drought Stress

نویسندگان English

vahid shamsabadi 1
Sayyed Mohammad Javad Mirzaei 1
mohammadnaser modoodi 2
Hossein Nastari Nasrabadi 3
Mahdi Moradi 2
1 Department of Water Sciences and Engineering, University of Torbat-e Jam, Torbat-e Jam, Iran
2 Department of Horticulture Plants, University of Torbat-e Jam, Torbat-e Jam, Iran.
3 Department of Horticulture Plants, University of Torbat-e Jam, Torbat-e Jam, Iran
چکیده English

In order to investigate the effects of drought stress and different LED lights spectra on yield, water productivity and morphologic characteristics of wheat plant, a factorial experiment was performed in the form of completely randomized design in 2022 in the university of Torbat-e Jam, The effects of drought stress include three levels (100, 75 and 50 percent of water requirements) and the effect of different light spectra including six levels (white, 70% red + 30% blue, 100% red, 70% blue + 30% red, 100% blue and 50% red + 50% blue) on wheat plant was investigated. The results showed that by applying drought stress to the amount of 75 and 50% of the water requirement of the plant, fresh weight of aerial parts, dry weight of aerial parts, root fresh weight, root dry weight, plant length, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, potassium, phosphorus and magnesium concentration decreased and water productivity increased by 18.52% and 27.94% respectively. Also, the results showed that among the different types of LED light spectra application, the highest amount of fresh and dry weight of aerial parts, fresh and dry weight of roots, plant length and water productivity in 70% red + 30% blue light and the highest amount of photosynthetic pigments parameters were obtained in wheat plant under 50% red + 50% blue light. the results showed that the highest concentration of potassium occurred in 100% red light, phosphorus concentration in white light and magnesium concentration in 50% red + 50% blue light.

کلیدواژه‌ها English

Chlorophyll
Deficit Irrigation
Element
Light Spectrum
Yield
احمدی، ط.، شبانی، ل و سبزعلیان، م.ر (1396). بررسی تاثیر طیف‎های مختلف نور LED بر شاخص‌های رشد و محتوای رزمارینیک اسید در Melissa officinalis L. فرآیند و کارکرد گیاهی. 6(21)، 222-213.
حسینعلی‌پور، ب.، راهنما، ا و فرخیان فیروزی، ا (1399). اثر تنش خشکی بر رشد و معماری ریشه گندم در مرجله رشد رویشی. علوم گیاهان زراعی ایران. 51(1)، 75-63.
حیدری‌زاده، پ.، زاهدی، م و سبزعلیان، م. ر (1393). تاثیر نور LED بر عملکرد گیاه، درصد اسانس و میزان فعالیت آنزیم‎های آنتی اکسیدان در نعناع فلفلی.  فصلنامه فرآیند و کارکرد گیاهی. 3(2)، 24-13.
خزائی، م.، رفیعی، ف.، سبزعلیان، م. ر و هوشمند، س (1400). تاثیر طیف‌های مختلف نور LED بر صفات مورفوفیزیولوژیک سه گونه نعناع. علوم باغبانی ایران. 52(2)، 471-461.
زندی، ز.، خراسانی، ر و حلاج‌نیا، ا (1395). اثر تنش خشکی بر جذب فسفر در گیاه گندم. کرمان. دومین همایش ملی مدیریت پایدار منابع خاک و محیط زیست.
کاظمی، د و دهستانی اردکانی، م (1401). تاثیر طیف‌های نوری مختلف بر ویژگی‎های رشدی و عملکرد فتوسنتزی چهار رقم
حسن یوسف. علوم باغبانی ایران. 53(1)، 58-45.
کیانی، ع. ر (1397). روش ساده تعیین زمان و مقدار آب آبیاری برای گندم. تهران. نشر آموزش کشاورزی.
Ahmadi, T., Shabani, V., Sabzalian, M. R. 2017. Effects of LED light spectrum on growth and rosmarinic acid content in Melissa officinalis L. Plant Process and Function. 6 (21), pp.:213-222 (In persian).
Arnon, A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal. 23, pp. 112-121.
Darko E., Heydarizadeh, P., Schoefs, B., Sabzalian, M.R. 2014. Photosynthesis under artificial light: the shift in primary and secondary metabolism, Philosophical Transactions of Royal Society, 369 (1640), pp. 1-7 (In persian).
Dong C., Fu Y., Liu G., Liu H. 2014. Growth, Photosynthetic Characteristics, Antioxidant Capacity and Biomass Yield and Quality of Wheat Exposed to LED Light Sources with Different Spectra Combinations. Journal of Agronomy and Crop Science. Pp. 219-230.
Fan, X., Zang, J., Xu, Z., Guo, S., Jiao X., Liu X., Gao, Y. 2013. Effects of different light quality on growth, chlorophyll concentration and chlorophyll biosynthesis precursors of non-heading Chinese cabbage (Brassica campestris L.). Acta Physiologiae Plantarum. 35, pp. 2721-2726.
Gyugos, M., Ahres, M., Gulyas, Z., Szalai, G., Darko, E., Mednyyanszky, Z., Dey, N., Kar, R., Kocsy, G. 2021. Light spectrum modifies the drought‑induced changes of glutathione and free amino acid levels in wheat. Acta Physiologiae Plantarum. pp. 43:90.
Heidarizadeh, P., Zahedi, M., Sabzalian, .M R. The effect of LED light on plant performance, essential oil percentage and the activity of antioxidant enzymes in peppermint. 2014. Journal of Plant Process and Function. 3 (8), pp. 13-24 (In persian).
Hoseinalipour, B., Rahnama, A., Farokhian Firozi, A. 2020. Effect of drought stress on wheat root growth and architecture at vegetative growth stage. 51 (1), pp. 63-75 (In persian).
Kazemi, D., Dehestani Ardakani, M. 2022. Effect of different light spectra on growth characteristics and photosynthesis yield of four ‎cultivars of coleus (Solenostemon scutellarioides L.)‎. Iranian Journal of Horticultural Science. 53 (1), pp. 45-58 (In persian).
Kiani, A R. 2018. A simple method of determining the time and amount of irrigation water for wheat. Publications of agricultural education. Karaj (In persian).
Khazaei, M., Rafiei, F., Sabzalian, M R., Hoshmand, S. 2021. Effect of light emitting diodes irradiation on morpho-physiological traits ‎of three ‎Mentha Spp.52 (2), pp. 461-471 (In persian).
Macedo, A.F., Leal-Costa, M.V., Tavares, E.S., Lage, C.L.S. Esquibel, M.A. 2011. The effect of light quality on leaf production and development of in vitro-cultured plants of Alternanthera brasiliana Kuntze. Environmental and Experimental Botany. 70(1), pp. 43–50.
Molas, M. L., Kiss J.Z., Correll, M.J. 2006. Gene profiling of the red-light signaling pathways in roots. Journal of Experimental Botany. 57(12), pp. 3217-3229.
Mondal, S., Singh, R.P., Mason, E.R., Huerta-Espino, J., Autrique, E., Joshi, A.K. 2016. Grain yield, adaptation and progress in breeding for early-maturing and heat-tolerant wheat lines in South Asia. 192, pp. 78-85.
Naznin, M.T., Lefsrud, M., Gravel, V., Azad, M.O.K. 2019. Blue light added with red LEDs enhance growth characteristics, pigments content, and antioxidant capacity in lettuce, spinach, kale, basil, and sweet pepper in a controlled environment. Plants. 8 (4), pp.1-12.
Yuan, B. Z., Kang, Y, Nishiyama, S. 2001. Drip irrigation scheduling for tomatoes in unheated greenhouse. Irrigation Science. 20, pp. 149 – 154.
Zandi, Z., Khorasani, R., Halajnia, A. 2016. The effect of drought stress on phosphorus absorption in wheat plants. 2th national conference on sustainable management of soil resources and environment.
رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست
دوره 3، شماره 1
فروردین 1403
صفحه 176-189

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما