The effect of drought stress and plant density on yield and yield components of irrigated wheat cultivars in the temperate region of Lorestan province

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

Ezatollah  Nabati ¹ (PhD of Agronomy, Department of plant breeding, Borujerd Branch, Islamic Azad University, Borujerd, Iran)
Amin  Farnia ² (Department of Agronomy, Borujerd Branch, Islamic Azad University, Borujerd, Iran)
Mojtaba  Jafarzadeh Kenarsari ³ (Department of Agronomy, Borujerd Branch, Islamic Azad University, Borujerd, Iran)
Shahram  Nakhjavan ⁴ (Department of Agronomy, Borujerd Branch, Islamic Azad University, Borujerd, Iran)

Received: 2021-11-25 Accepted : 2023-02-09 Published : 2022-04-21

Keywords: Grain yield, Irrigation, leaf area, Wheat and plant distance,

Abstract :

This study was conducted to investigate the effect of drought stress and plant density on yield and some yield components of wheat cultivars in Boroujerd Agricultural Research Station in 2019-2020. The experiment was performed as a split factorial in a randomized complete block design. The main plots belonged to drought stress treatments (at three levels of control, irrigation to flowering, and irrigation to grain filling). The sub-plots consisted of plant density treatments (300, 400, 500, and 600 plants m−2) and cultivars (Mihan and Baharan). The results showed that drought stress, density, and cultivar treatments influenced grain yield components, and the interaction of stress ×plant density significantly affected plant height and spike length. The interaction of cultivar × stress significantly influenced plant height, 1000-seed weight, grain yield, and flag leaf area index. The interaction of cultivar × density was also significant on plant height, spike length, and internode diameter. The highest plant height (87 cm) was obtained in the treatment of 600 plants/m2 without applying drought stress. The highest plant height among all treatments belonged to the Baharan cultivar cultivated at a density of 600 plants/m2. The spike length was higher in full irrigation treatment and at the level of 500 plants/m2 than in the other experimental treatments. The dry weights of flag leaves were 2.8 and 3 g in Mihan and Baharan cultivars, respectively. The highest 1000-seed weight (43.7 g) in the Mihan cultivar at the level of complete irrigation treatment increased by about 12% compared to that in irrigation....

References:

اردکانی، م.، ب. عباس زاده، ا. شریفی عاشور آبادی، م. لباسچی و ف. پاک نژاد. 1386. بررسی اثر کمبود آب بر کیفیت و کمیت گیاه بادرشبویه (Melissa officinalis L..) فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 23(2): 2512-261.

امام ی. 1390. زراعت غلات. انتشارات دانشگاه شیراز. 321 صفحه.

امام، ی. 1392. به زراعی غلات. مرکز نشر دانشگاهی. 192 ص.

امیدی نسب، د.، م .ح. قرینه، ع. بخشنده، م. شرفی زاده، ع. شافعی نیا و ع. سقلی. 1394. اثر میزان بذر و کود نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم در بقایای گیاهی ذرت. نشریه پژوهش‏های زراعی ایران. 13(3): 598-610.

بهروزی، م.، ی. امام و ه. پیرسته انوشه. 1395. اثر برگزدایی بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم تحت شرایط تنش خشکی. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی- دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. 8(30): 39-52.

پیرسته انوشه، ه. و ی. امام. 1395. واکنش عملکرد و اجزای عملکرد دانه گندم نان و ماکارونی به تنظیم کننده‏های رشد در شرایط تنش خشکی. مجله تنشهای محیطی در علوم زراعی. 5: 1-17.

ترابیان ع و ک. مقصودی. 1393. بررسی روابط بین عملکرد و اجزای آن در گندم در شرایط آبیاری نرمال و تنش خشکی با استفاده از روش تجزیه مسیر. نشریه زراعت. 104: 47-53.

توکلی، ع. ر. 1391. اثر تاریخ کاشت و آبیاری محدود بر عملکرد و اجزای عملکرد پنج رقم گندم در مراغه. مجله تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 2(6): 87-96.

چگنی، ه. 1393. بررسی اثر تراکم بوته بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم. نشریه زراعت. 104: 9-16.

حلیم، ق.، ا. یحیی و ا. شاکری. 1396. ارزیابی عملکرد، اجزای عملکرد و شاخصهای تحمل به تنش در ارقام گندم نان در شرایط قطع آبیاری پس از گلدهی. مجله تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی. 7(4): 121-134.

رضایی مراداعلی، م.، ع .ر. عیوضی، س. محمدی و ش. شیرعلیزاده . 1392. اثر تنش خشکی بر انتقال مجدد ماده خشک و عملکرد دانه ژنوتیـپ هـای گنـدم نـان زمستانه. مجله علوم زراعی ایران. 15(3): 262-276.

زاهد، م.، س. گالشی، ن. لطیفی، ا. سلطانی و م. کلاته عربی. 1390. اثر تراکم بر عملکرد و اجزای عملکرد در ارقام جدید و قدیم گندم. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی. 4(1): 201-215.

سالک زرمانی، ع. و ع. توکلی. 1385. اثر مقادیر مختلف بذر بر عملکرد و اجزای عملکرد سه واریته و لاین جدید گندم دیم. مجله علوم زراعی ایران. 6(3): 213-224.

شهراسبی، ص.، ی. امام، ع. رونقی و ه. پیرسته انوشه. 1394. اثر تنش خشکی و کود نیتروژن بر عملکرد دانه و کارایی مصرف نیتروژن گندم رقم سیروان در شرایط استان فارس. مجله علوم زراعی ایران. 14(4): 349-363.

عنایت قلی زاده، م .ر.، ق. فتحی و م. رزاز. 1390. واکنش ارقام گندم به تنش خشکی و سطوح مختلف نیتروژن در شرایط آب و هوایی خوزستان. مجله علمی ـ پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی و علف‌های هرز. 5(17): 1-14.

فرمهینی فراهانی م.، م. میرزاخانی و ن. ع. ساجدی. 1392. اثر تنش کم‏آبی و کاربرد مواد جاذب رطوبت بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم پاییزه در اراک. نشریه یافته‏های نوین کشاورزی. 7(3): 263-274.

فرنیا، ا.، ش. نخجوان، ف. خدایی و م. شاهوردی. 1393. تأثیر تراکم کاشت بر خصوصیات فیزیولوژیکی رشد و عملکرد گندم دیم در بروجرد. یافته های نوین کشاورزی. 8(4): 291-302.

قلی پور، س.، ع. عبادی و ق. پرمون. 1395. بررسی اثر تنش خشکی بر انتقال مجدد مواد، عملکرد و اجزای عملکرد دانه ژنوتیپهای مختلف گندم نان. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی- دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. 8(31): 111-128.

لک، ش.، ا. نادری، ع. سیادت، ا. آینه بند، ق. نورمحمدی و ه. موسوی. 1385. تاثیر سطوح مختلف آبیاری، نیتروژن و تراکم بوته بر عملکرد، اجزای عملکرد و انتقال مجدد مواد فتوسنتزی ذرت دانهای در شرایط آب و هوایی خوزستان. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 11: 1-14.

محمدی، م.، ع. رضایی و ع. م. میرمحمدی. 1388. بررسی برخی صفات فیزیولوژیک و عملکرد ده رقم گندم نان در دو رژیم آبیاری، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 13(48): 107-120.

معاونی، پ.، د. حبیبی و ب، عباسزاده. 1388. اثر تنش خشکی بر عملکرد و اجزای عملکرد چهار رقم گندم در شهر قدس. مجله زراعت و اصلاح نباتات. 5(1): 69-88.

مکاری، م.، م. عابدین پور و ه. دهقان. 1399. تأثیر تنش خشکی و تاریخ کاشت بر عملکرد دانه و کارایی مصرف آب در گندم پائیزه در منطقه کاشمر. نشریه پژوهش آب در کشاورزی. 34(2): 167/187.

موری، س.، ی، امام و ه. کریمزاده سورشجانی. 1398. ارزیابی مقاومت به خشکی انتهای فصل در ارقام گندم با استفاده از عملکرد، اجزای عملکرد و شاخصهای کمی مقاومت به خشکی. مجله تنشهای محیطی در علوم زراعی. 5(1): 19-32.

میرزایی عبدالیوسفی، ع.ا.، ب. جعفری و ی. امام. 1390. اثر تراکم کاشت و سایکوسل بر رشد و عملکرد دانه گندم رقم کراس آزادی. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. 3(2): 1-15.

هادی، م.، س، جلیلی و ا. مجنونی هریس. 1396. ارزیابی عملکرد گندم در شرایط دیم و آبی و بررسی امکان آبیاری تکمیلی گندم دیم با استفاده از آب ذخیره شده در کم آبیاری گندم آبی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 11(3): 403-411.

Abdoli, A., M. Saeidi, S. Jalali-Honarmand, S. Mansourifar and M. E. Ghobadi. 2013. Effect of post-anthesis water deficiency on storage capacity and contribution of stem reserves to the growing grains of wheat cultivars. Plant Knowledge J. 2: 99-107.

Ahmadi, A. and D. A. Beyker. 2000. The limited stomatal characteristics of photosynthesis in wheat under drought stress. Iranian J. Agric. Sci. 31(4): 16-31.

Albacete, A. A., M. A. Cristina and P. A. Francisco. 2014. Hormonal and metabolic regulation of source–sink relations under salinity and drought: From plant survival to crop yield stability. Biotechnol. Advances. 32: 12-30.

Apricio N. D., J .L. Villegas Araus and C. Royo. 2000. Spectral vegetation indices as nondestructive tools for determining Durum Wheat Yield. Agron. J. 92: 83-91.

Arduini, I., A. Masoni, L. Ercoli and M. Mariotti. 2006. Grain yield, and dry matter and nitrogen accumulation and remobilization in durum wheat affected by variety and seeding rate. Europ. J. Agron. 25: 309-318.

Bavar, M. 2008. Effects of planting date density on growth indices and yield component of hull-less barley. The Thesis of M.Sc. degree. University of Agriculture Sciences and Natural Resources of Gorgan, 62p.

Bhatt, R. M. and N. K. Roa. 2005. Influence of pod load on response of okra to water stress. Indian J. Plant Physiol. 10: 54- 59.

Chen, R., W. Cheng, J. Cui, J. Liano, H. Fan, Z. Zheng and F. Ma. 2015. Lateral spacing in dripirrigated wheat: The effect on soil moisture, yield and water use efficiency. Field Crop Res. 179: 52-69.

Donaldson, E., F. W. Schillinger and S. M. Dofing. 2001. Strav production and grain yield in relationships winter wheat. Crop Sci. 41: 100-106.

Donmez, E., R. G. Sears, J. P. Shroyer and G. M. Paulsen. 2001. Genetic gain in yield attributes of winter wheat in the Great Plains. Crop Sci. 41: 1412-1419.

Ehsanzadeh, P. 1999. Agronomic and growth characteristics of spring spelt compared to common wgeat. Ph.D. Thesis U of Sask SasKatoon SK Canada.

Elhani, S., V. Martos, Y. Rharrabi, C. Royo and L. F. Garcia del moral. 2007. Contribution of main stem and tillers to durum wheat (Triticum aestivum L. var. durum) grain yield andits components grown in Mediterranean environments. Field Crops Res. 103: 25-35.

Farooq, M., M. Hussain and K. H. Siddique. 2014. Drought stress in wheat during flowering and grain-filling periods. Critical Rev. Plant Sci. 33: 331-349.

Fischer, R. A. 1973. The effect of water at various stages of development on yield processes in wheat. Pp. 233-241. In: Proceedings of Plant Responses to Climate Factors Symposium. UNESCO, Paris.

Guttieri, M. J., J. C. Stark, K. Brien and E. Souza. 2006. Relative sensitivity of spring wheat grain yield and quality parameters to moisture deficit. Crop Sci. 41: 327-335.

Hiltbrunner, J., B. Streit and M. Lidgens. 2007. Are seeding densities an opportunity to increase grain yield of winter wheat in a living mulch of white clover? Field Crops. Res. 102: 163-171.

Hucl, P. 2015. Growth response of four hard red spring wheat cultivars to date of seeding. Can. J. Plant Sci. 75: 75-80.

Li, Q., C. Bian, X. Liu, C. Ma and Q. Liu. 2015. Winter wheat grain yield and water use efficiency in wide-precision planting pattern under deficit irrigation in North China Plain. Agri. Water Management. 152: 71-76.

Mazaheri, D., and N. Majnonhoseyni. 2008. General agriculture. Sixth edition. Tehran University Press. Page1-80.

Murdock, L., J. Herbek, J. Martin and J. James. 2001. Yield potential and long term effects of no – tillage on wheat production. Small grain. University of Kenuky. Pp: 34-43.

Naserian, B., A. A. Asadi, M. Rahimi and M. R. Ardakani. 2007. Evaluation of wheat cultivars and mutants for morphological and yield traits and comparing of yield components under irrigated and rain fed conditions. Plant Sci. 6(2): 214-224.

Ohe, M., M. Rapolu, T. Mieda, Y. Miyagawa, Y. Yabuta, K. Yoshimura and S. Shigeoka. 2005. Decline in leaf photooxiadtive-stress tolerance with age in tobacco. Plant Sci. 168: 1487- 1493

Rahnama, A., A. Bakhshandeh and Gh. Normohammadi. 2000. Investigation determination the part of the tiller in plant in the different density on seed yield component in wheat in Khuzestan. J. Iran Agric. Sci. 2: 3. 12-24

Richard, A. R. 2006. Physiological traits used in the breeding of new cultivars for waterscarce environments. Agricultural Water Management. 80(1-3): 197-211.

Ruuska, S. A., G. J. Rebetzke, A. F. Van Herwaarden, R. A. Richards, N. A. Fettel, L. Tabe and L. D. Jenkins. 2006. Genotypic variation in water soluble carbohydrate accumulation in wheat. Functional Plant Biol. 33: 799-809.

Sabaghpour, S. H., A. A. Mahmodi, A. Saeed, K. Masood and R. S. Malhotra. 2006. Study on chickpea drought tolerance lines under dry land condition of Iran. Indian J. Crop Sci. 1: 70-73.

Sankar, B., C. Abdul Jaleel, P. Manivannan, A. Kishore Kumar, R. Somasundaram and R. Panneerselvam. 2008. Relative efficiency of water use in five varieties of (Abelmoschus esculentus L.) Moench. Under water limited conditions. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 62: 125- 129

Wang, X., M. Vignjevic, D. Jiang, S. Jacobsen and B. Wollenweber. 2014. Improved tolerance to drought stress after anthesis due to priming before anthesis in wheat (Triticum aestivum L.) var. Vinjett. J. Exp. Bot. 362: 1-16.

Xu, Z. Z., Z. W. Yu and D. Wang. 2006. Nitrogen translocation in wheat plants under soil water deficit. Plant Soil. 280: 291-303.

Zhang, B., F. M. Li, G. Huang, Z. Y. Cheng and Y. Zhang. 2006. Yield performance of spring wheat improved by regulated deficit irrigation in an arid area. Agri. Water Management. 79(1): 28-42.