Study of yield and water productivity in inbred lines of sunflower under optimum and water stress conditions

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

Mohammad Abedini Esfahlani ¹ ( Semnan Agricultural and Natural Resources Research Center (Shahrood) )
Reza Fotovat ² ( University of Zanjan )
Masood Soltani Najafabadi ³ ( Seed and Plant Improvement Institute )
Alireza Tavakoli ⁴ ( Semnan Agricultural and Natural Resources Research Center (Shahrood) )

Received: 2016-03-15 Accepted : 2018-04-12 Published : 2018-04-21

Keywords: Path analysis, heritability, Yield components, inbred lines,

Abstract :

To evaluating sunflower inbred lines under optimum and water stress conditions, two separate experiments was conducted at Agricultural Research Station of Bastam (Shahrood). In each experiment, 20 French inbred lines in a randomized complete blocks design with three replications were evaluated. During the growing period, agronomic traits including the number of days to flowering, maturity, plant height, stem diameter, head diameter, number of grain per head, biomass, grain yield and 1000 grain weight were measured. According to the results, there was a significant difference between lines in all traits. . Lines C111, C138, C142 and C148 had the highest grain yield and water productivity in both moisture conditions. Line C123 showed maximum grain yield reduction (87%), with 1736 and 224 kgha-1 grain yield under optimum and water stress conditions, respectively. In contrast, line C122 showed minimum grain yield reduction (35%), with 1493 and 978 kgha-1 grain yield under optimum and water stress conditions, respectively. In the path analysis of traits, two traits, grain number per head and 1000 grain weight showed most direct effect on grain yield in both conditions. Due to high heritability of these two traits, we can use them in selection for grain yield increase.

References:

آلیاری، ه. و ف. شکاری. 1379. دانه‌های روغنی، زراعت و فیزیولوژی. انتشارات عمیدی تبریز. 182 صفحه.

پورداد، س. س. و ع. امیری. 1377. بررسی اثر صفات زراعی بر عملکرد دانه ارقام آفتابگردان دیم از طریق تجزیه علیت.  چکیده مقالات پنجمین کنگره زراعت و اصلاح نباتات ایران.  13-9 شهریور 1377. موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر. کرج. ص 54.

توکلی، ع. ر. 1391. بررسی ضرایب همبستگی صفات، تجزیه علیت و شاخص‌های تحمل به خشکی در گندم. پژوهشهای زراعی ایران. 10(1): 206-198.

جعفرزاده کنارسری، م. و ک. پوستینی. 1376. بررسی اثر تنش خشکی در مراحل مختلف رشد بر برخی از ویژگی‌های مرفولوژیکی و اجزای عملکرد آفتابگردان (رقم رکورد).  مجله علوم کشاورزی ایران. 29(2): 361-353

رشدی، م. 1384.  بررسی اثرات تنش کم آبی بر جنبه­های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی ارقام روغنی آفتابگردان.  رساله دکتری تخصصی رشته زراعت دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران.

زینل‌زاده‌تبریزی، ح. و م. غفاری. 1388. تجزیه رگرسیونی و علیت عملکرد دانه و روغن هیبریدهای سینگل کراس آفتابگردان Helianthus annuus L.. مجله پژوهش در علوم زراعی. 2(6): 54-41

صفوی، ا.، س. س.  پورداد و م. جمشید‌مقدم. 1390. شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی در آفتابگردان (Helianthus annuus L.).. نهال و بذر. 27(2): 148-129.

ضابط, م.، ع. صمدزاده و ع. شورورزی. 1394. گزینش مهم‌ترین صفات مؤثر بر عملکرد آفتابگردان در دو شرایط آبیاری نرمال و تنش در منطقه بیرجند. مجله تنش‌های محیطی در علوم زراعی. 8(1): 231-217.

علیزاده، ا. و غ. کمالی. 1387. نیاز آبی گیاهان در ایران.  انتشارات دانشگاه امام رضا.  مشهد. 227 صفحه.

غفاری، م. 1382. بکارگیری تجزیه به مولفه های اصلی برای انتخاب برترین هیبریدهای سه جانبه در آفتابگردان .  نهال و بذر. 19(4): 527-513.

غفاری، م. و م. میرزاپور. 1388. خصوصیات زراعی و وراثت پذیری صفات در توده‌های آجیلی آفتابگردان (Helianthus annuus L.).  پژوهش در علوم زراعی. 1(3): 106-95.

قدمی فیروزآبادی، ع.، ع. شاهنظری، م. رائینی‌ سرجاز و ح. زارع ابیانه.  1394. اثر کم‌آبیاری تنظیم شده و کم‌آبیاری ناقص ریشه بر عملکرد، فلورسانس کلروفیل و پارامترهای رشد آفتابگردان.  پژوهش آب در کشاورزی. 29(2): 167-157

کریمی کاخکی م. و ع. سپهری. 1388.  اثر کم‌آبیاری در دوره زایشی بر کارآیی مصرف آب و تحمل خشکی ارقام جدید آفتابگردان.  نشریه علوم آب و خاک. 13(50): 176-163.

مقدسی، م.، ح. مظاهری لقب و م. کاکایی. 1393. ارزیابی ژنوتیپ‌های روغنی آفتابگردان (Helianthus annuus L.) بر اساس صفات مختلف و روابط بین آنها. نهال و بذر. 30(3): 604-585.

یزدی صمدی، ب.، ع. رضایی و م. ولیزاده. 1376. طرحهای آماری در پژوهشهای کشاورزی. انتشارات دانشگاه تهران. 763 صفحه.

Alvarez, D., P. Luduena. and E. Frutos. 1992. Variability and genetic advance in sunflower. In: Proc. of the 13th Int. Sunflower Conf. Italy: 963- 968.

Angadi, S. V. and M. H. Entz. 2002. Root system and water use patterns of different height sunflower cultivars. Agron. J.  94: 136-145.

Arshad, M., M. Ayubkhan, S. A. Jadoon and A. S. Mohammad. 2010. Factor analysis in sunflower (Helianthus annuus L.) to investigate desirable hybrids. Pak. J. Bot. 42(6): 4393-4402.

Berretta de Berger, A. and J. F. Miller. 1984. Genetic study of two sources of reduced height in sunflower. In: Proc. of the 6th Sunflower Research Workshop. Bismarck: 11- 12.

Blum, A. 1988. Plant breeding for stress environment. CRC press, Boca Rotan, FL. 38-78.

Blum, A. 1996. Crop responses to drought and the interpretation of adaptation. Plant Growth Regul. 20: 135 - 148.

Clarke, J. M., R. M. DePauw and T. F. Townley Smith. 1992. Evaluation of methods for quantification of drought tolerance in wheat. Crop Sci. 32: 723-728.

Connor, D.J., T. R. Jones and J. A Palta. 1985.  Response of sunflower to strategies of irrigation. I. Growth, yield and the efficiency of water-use. Field Crops Res. 10: 15-26.

Darvishzadeh, R., H. Hatami-Maleki, and A. Sarrafi. 2011. Path analysis of the relationships between yield and some related traits in diallel population of sunflower (Helianthus annuus L.) under well-watered and water-stressed conditions.  Aust. J. Crop Sci. 5: 674-680.

El-Hity, M. A. 1992. Genetical analysis of some agronomic characters in sunflower. In: Proc. of the 13th Int. Sunflower Conf. Italy: 1118- 1128.

Elizondo, J. 1991. A factor analysis of plant variables related to yield in sunflower under water stress conditions. Hellia 14: 55-64.

Falconer, D. S. 1989. Introduction to Quantitative Genetics. (3 rd edition) Longman. New York. 415 pp.

FAO. 2013. FAO statistical yearbook. Retrieved July 7, 2013, from http://www.faostat.fao.org.[2013-07-07].

Fernandez, G. C. J. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In Kuo, C. G. (Ed), Proceeding of an International Symposium on Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress. Asian Vegetable Research and Development Center, Shanhua Taiwan, Publ. No. 93-410, 257-270.

Fick, G. N. 1978. Breeding and genetics In: J.F. Carter (ed.). Sunflower Science and Technology. A. S. A: 279- 338.

Fischer, R. A. and R. Maurer. 1978. Drought resistance in spring wheat .I:grain yield responses. Aust. J. Agric. Res. 29: 897-912.

Gimenez, C. and E. Ferers. 1986. Genetic variability in sunflower cultivars under drought. II. Growth and water relations. Aust. J. Agric. Res. 37: 573-582.

Karam, F., R. Lahoud, R. Masaad, R. Kabalan, J. Breidi, C. Chalita and Y. Rouphael. 2007. Evapotranspiration, seed yield and water use efficiency of drip irrigated sunflower under full and deficit irrigation conditions. Agric. Water Manage. 90: 213–223.

Marinkovic, R., 1992. Path Coefficient analysis of some yield components of sunflower.  Euphytica. 60: 201- 205.

Moosavi, S. S., B. Yazdi Samadi, M. R. Naghavi, A. A. Zali, H. Dashti and A. Pourshahbazi. 2008. Introduction of new indices to identify relative drought tolerance and resistance in wheat genotypes. Desert.12: 165-178.

Nezami, A., H. R. Khazaei, Z. Boroumand Rezazadeh and A. Hossini. 2008. Effect of drought stress and defoliation on sunflower (Helianthus annuus) in controlled conditions. Desert 12: 99-104.

Oweis, T., A. Hachum and J. Kijne. 1999. Water Harvesting and Supplemental Irrigation for Improved Water Use Efficiency in Dry Areas. Colombo, Sri Lanka: International Water Management Institute.

Pankovic, D., Z. Sakac, K. Kevresan and M. Plesnicar. 1999. Acclimation to long-term water deficit in the leaves of two sunflower hybrids: photosynthesis, electron transport and carbon metabolism. J.Exp. Bot. 50: 127-138.

Pathak, R. S. 1974. Yield components in sunflower, Helianthus annuus: First report. Plant Dis. Rep. 55: 1124-1125.

Razi, H. and M. T. Assad .1999. Comparison of selection criteria in normal and limited irrigation in sunflower. Euphytica. 105: 83 – 90

Reid, R. J. 1992. Combining ability of sunflower inbred lines derived from the United States and Argentina. M.Sc. Thesis. North Dakota State University. 101 Pp.

Shabana, R. 1974. Genetic variability of sunflower varieties and inbred lines. In: Proc. of the 6th Int. Sunflower Conf. Bucharest, Romania. Pp: 263-269.

Stone, L. R., A. J. Schlege, R. E. Gwin and A. H. Khan. 1996. Response of corn, grain sorghum, and sunflower to irrigation in the high plains of Kansas. Agric. Water Manage. 30: 251–259.

Vannozi, G. P., M. Baldini and D. Gomez-Sanchez. 1999. Agronomic traits useful in sunflower breeding for drought resistance. Hellia. 22 (30): 97- 124.

Visic, M., 1998. Correlation and path coefficient analysis between length of the growing stages and seed yield with sunflower hybrids.  Savremena Poljopriverda, 36(5-6): 221-227.