Effect of bio green manure and chemical fertilizers and mycorrhizae on physiological traits, yield and yield components of wheat under water deficit stress

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

Abas Alipanah ¹ , Alireza Sirousmehr ² , Mohamadreza Asgharipour ³ , mohamad Shahverdy ⁴

1 - دانشجور دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
2 - استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
3 - دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
4 - استادیار، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی بروجرد، بروجرد، ایران

Received: 2016-08-15 Accepted : 2018-04-22 Published : 2020-09-22

Keywords: Seed yield, Proline, Photosynthetic pigments, harvest index,

Abstract :

Increase in wheat (Triticum aestivum L.) production is important. Reducing or no chemical fertilizer application is inevitable in line with sustainable crop production. This experiment was conducted to evaluate `effects of clover (Trifolium resupinatum) green manure, chemical fertilizer and mycorrhizae on yield and yield components of wheat under drought as split-split randomized complete block design during 2015 at Boroujerd Research Farm. The main-factor were green manure and control (no green manure), first sub-factor was drought stress including; full irrigation (control), irrigation cut at flowering, dough stage and no-irrigation (rain-fed), and second sub-factor was no fertilizer, fertilizer (NPK) application, mycorrhizae and fertilizer (NPK) and mycorrhizae application. This experiment was conducted at two stages of planting and clover green manure and wheat planting. Results indicated green manure has significant influence on RWC, photosynthetic pigments, proline, yield and yield components. Effect of fertilizer on all studied traits was significant. Two factors of green manure and chemical fertilizer influenced agro-physiologic parameters and wheat yield. The greatest wheat grain yield (9946 kg ha-1) was related to green manure and full irrigation along with chemical and mycorrhizae application equals to 9946 kg ha-1. This increasing was related to organic fertilizer effects especially green manure on yield components including grain number, biological yield, plant height and photosynthetic indices. The results suggested green manure application in wheat production along with full irrigation and mycorrhizae application is appropriate and regarding obtained results in this experiment green manure at limited moisture condition is useful to cope with drought stress.

References:

آینه بند، ا. 1384. تناوب گیاهان زراعی. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 407 صفحه.

اکبرنیا، ا. 1382. بررسی عملکرد و ماده موثره زنیان در سیستم های کشاورزی متداول ارگانیک و تلفیقی، رساله دکتری زراعت، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

امام، ی. و م. نیک نژاد.1383. مقدمه­ای بر فیزیولوژی عملکرد گیاهان زراعی. انتشارات دانشگاه شیراز. 516 صفحه.

رئوفی، غ.، خ. صفیحی،. ا. طهماسبی، ص. دهبالایی. و ز. رئوفی. 1389. اثر ترکیبات مختلف کود زیستی و کود نیتروژنی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم. پنجمین همایش ملی ایده‌های نو در کشاورزی 28-27 بهمن‌ماه. دانشگاه آزاد خوراسگان.

تاج بخش، م.، ع. حسن زاده قورت تپه و ب. درویش­زاده. 1387. کود‌های سبز در کشاورزی پایدار. انتشارات جهاد دانشگاهی ارومیه. 216 صفحه.

علیزاده، ا.، ا. مجیدی.، ح. نادیان.، ق. نورمحمدی. و م. ر. عامریان. 1386. بررسی اثر تنش خشکی و مقادیر مختلف نیتروژن بر فنولوژی و رشد و نمو ذرت. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. شماره 5 صفحات: 11 - 1.

دستفال، م.، و. براتی.، ف. نوابی. و ح. حقیقت­ نیا. 1388. اثر تنش خشکی انتهایی بر عملکرد دانه و اجزاء آن در ژنوتیپ­های گندم نان در شرایط گرم وخشک جنوب استان فارس. نهال و بذر. جلد دوم (3): 346-331.

رحیمی­زاده، م.، ع. کاشانی. و ا. زارع فیض­آبادی. 1389. اثر زراعت پیش کاشت، کود نیتروژنه و برگشت بقایای محصول بر رشد و عملکرد گندم. نشریه پژوهش های زراعی ایران. 8(1): 98-110.

رئیس زاده، ث.، ع. ا. مقصودی مود. و و. ر. صفاری. 1390. تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام جو، یازدهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر کرمان، بهمن 1390.

خزاعی، ح. ر. 1389. اثر تنش خشکی بر خصوصیات فیزیولوژیکی ارقام مقاوم و حساس گندم و معرفی مناسبترین شاخصهای مقاومت به خشکی. رساله دکتری زراعت. دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد. 221 صفحه

فروغی، ل. و ع. عبادی. 1391. تاثیر نیتروژن و گوگرد بر عملکرد، اجزای عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک گلرنگ بهاره. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی، 5(2): 37-56.

کوچکی، ع. و غ. سرمدنیا.1385. فیزیولوژی گیاهان زراعی (ترجمه). چاپ دوازدهم، مشهد: 400 صفحه.

لک. ش.، ا. نادری، س. ع. سیادت.، ا. آینه بند، و ق. نورمحمدی. 1385. اثرات تنش کمبود آب بر عملکرد دانه و کارآیی نیتروژن ذرت دانه‌ای هیبرید سینگل کراس 704 در مقادیر متفاوت نیتروژن و تراکم بوته. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. شماره (2): 14-1

فتحی، ق. 1384. اثر خشکی و نیتروژن بر انتقال مجدد نیتروژن در شش رقم گندم. مجله علوم کشاورزی ایران. شماره (5): 101-93.

Abril, A., D. Baleani, N. Casado-Murillo and L. Noe. 2007. Effect of wheat crop fertilization on nitrogen dynamics and balance in the Humid Pampas, Argentina. Agriculture Ecosystems and Environment, 119: 171-176.

Aldesuquy, H.S. 2014. Glycine betaine and salicylic acid induced modification in water relations and productivity of drought wheat plants. Journal of Stress Physiology & Biochemistry. 10(1) 111-119.

Alghabari F., MZ. Ihsan., S. Hussain, G. Aishia and I. Daur. 2015. Effect of Rht alleles on wheat grain yield and quality under high temperature and drought stress during booting and anthesis. Environmental Science and Pollution Research, 1-10.138-148

Arnon, A. N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 112: 23-121.

Badaruddin, M and D.W Meyer. 1990. Green manure legume effect on soil nitrogen, grain yield and nitrogen nutrition of wheat. Crop Science, 30: 819-825.

Bilal M., RM. Rashid., SU. Rehman., F. Iqbal., J. Ahmed., MA. Abid,. Z. Ahmed and A. Hayat. 2015. Evaluation of wheat genotypes for drought tolerance. Journal of green physiology, genetics and genomics 1: 11–21.

Chen, C. J., L. I. Hsu., C. H. Tseng., Y. M. Hsueh and H. Y Chiou. 1999. Emergent epidemics of arseniasis in Asia. In: Chappell WR, Abernathy CO, Calderon RL, editors. Arsenic: exposure and health effects. Amsterdam: Elsevier; pp. 113-121.

French, R. J. and N. C. Turner. 1991. Water deficit change dry matter partitioning and seed yield in narrow leafed lupines. Australian Journal of Agricultural Research, 42, 471- 484.

Hussain, T., A.A. Sheikh., M. A. Abbas., G. Jilani and M. Yaseen. 1992. Efficiency of various green manures for N fertilizer substitution and residual effect on the following wheat crop. Pakistan Journal of Agriculture Science, 29: 263-267.

Javid, A. and M.B.M. Shah. 2010. Growth and yield response of wheat to EM (effective microorganisms) and parthenium green manure. African Journal of Biotechnology, 9 (23): 3373-3381.

Mohammadkhani, N. and R. Heidari. 2007. Effects of water stress on respiration, photosynthetic pigments and water content in tow Maize cultivar. Pakistan Journal of Biological Science, 10(22): 4022-4028.

Miller, P.R., E. J. Lighthiser., C.A. Jones., J. A. Holmes., T. L. Rick and J.M.Wraith, 2011. Pea green manure management affects organic winter wheat yield and quality in semiarid Montana. Canadian Journal Plant Science, 91: 497 508.

Munns, R. 1993. Physiological process limiting plant growth in saline soil: some dogmass and hypotheses. Plant Cell and Environment, 16: 15-24.

Nezhadahmadi. A., Z. Prodhan and G. Faruq. 2013. Drought Tolerance in Wheat. The Scientific World Journal 13: 1-12.

Nazarli, H and F. Faraji. 2011. Response of Proline, Soluble Sugars and Antioxidant Enzymes in Wheat to Different Irrigation Regimes in Greenhouse Condition. Cercetari Agronomice in Moldova., 4(148): 27-33.

Patil, S.K., U. V. Singh., P. Singh., V. N. Mishra., R.O. Das and J. Henao. 2001. Nitrogen dynamics and crop growth on an Alfisol and a Vertisol under a direct-seeded rain fed lowland rice-based system. Field Crop Research, 70: 185-199.

Rana. R. M., S. Rehman., J Ahmed and M Bilal. 2013. A comprehensive overview of recent advances in drought stress tolerance research in wheat (Triticum aestivumL.). Asian Journal of Agriculture and Biology 1: 29–37.

Rios-Gonzalez, K., L. Erdei and S.H Lips. 2002. The activity of antioxidant enzymes in maize and sunflower seedlings as affected by salinity and different nitrogen sources. Plant Sci. 162: 923-930.

Roberts, T. L. 2008. Improving nutrient use efficiency. Turkish Journal of Agriculture, 32: 177-182.

Sakala, W.D., J.D.T. Kumwenda and A.R. Saka. 2004. The potential of green manures to increase soil fertility and maize yields in Malawi. In: A. Bationo (ed.). Managing Nutrient Cycles to Sustain Soil Fertility in Sub Saharan Africa. Academy Science Publishers, Nairobi, Kenya, 86: 373-383.

Schonfeld, M. A., R. C. Johnson., B. Carver and D. W. Morhinweg. 1988. Water relation in winter wheat as drought resistance indicator. Crop Science 28: 526-531.

Simno-Sarkadi, L., G. Kocsy, A. Varhegyi, G. Galiba and J.A. Deronde. 2006. Effect of drought stress at supraoptimal temperature on polyamine concentrations in transgenic coriander with increased praline levels. Indian Journal of Medicinal Research, 61 (11): 833-839.

Schutz, H and E. Fangmier. 2001. Growth and yield responses of spring Wheat (Triticum aestivum L.) to elevated Co2 and water limitation. Environmental Pollution, 114: 187-194

Shamsi, K., M. Petrosyan., G. Noor-mohammadi, A. Haghparast., S. Kobraee and B. Rasekhi. 2011.

Differential agronomic responses of bread wheat cultivars to drought stress in the west of Iran. Afri Journal Biotechnology. 10(14): 2708-2715

Talgre. L., E. Lauringson., H. Roostalu and A. Astover. 2009. The effects of green manures on yields and yield quality of spring wheat. Agronomy Research, 7(1): 125-132.

Varvel G. E., J. S. Schepers., and D. D. Francis. 1997. Ability for in season correction of nitrogen deficiency in corn using chlorophyll meter. Soil Science Society of America Journal, 61: 1233-1239.

Yadvinder. S., , B.S., Ladha., J.K. Khink., C. S. Gupta and O. P. Pasuquin. 2004. Long-term effects of organic inputs on yield and soil fertility in rice-wheat rotation. Soil Science Society of America Journal 68: 845 -853.