The effect of cytokinin hormone consumption on improving grain yield and some growth indices of cowpea (Vigna unguiculata L) genotypes in Khuzestan province

Subject Areas : Sustainable production technologies

Mohsen Pourfarokhi ¹ , tayeb sakinejad ² , شهرام لک ³ , ناصر ظریفی نیا ⁴ , Mani Mojadam ⁵

1 - Islamic Azad University of Ahvaz
2 - azad university of ahwaz
3 - Professor, Department of Agriculture, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
4 - Assistant Professor, Department of Seed and Plant Improvement Research Department, Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Dezful, Iran
5 - Assistant Prof, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

Received: 2024-04-14 Accepted : 2024-06-19 Published : 2024-06-20

Keywords: biological yield, grain protein, leaf area index, chlorophyll index, growth hormone,

Abstract :

In the sustainable agriculture system, the use of plant hormones has received more attention in recent years due to the potential for reducing the use of chemical fertilizers and increasing the quantity and quality of the produced crops. To investigate the effects of cytokinin foliar application on the physiological and yield characteristics of cowpea cultivars, a split-plot experiment was conducted in randomized complete block design with three replications in the two crop years of 2018 and 2019 in Dezful city. The main factors included Mashhad, local, and Arabic cultivars, and the secondary factor was foliar application of cytokinin hormone at 100 and 200 ppm. Hormonal foliar spraying was done at the beginning of the flowering stage. The results of combined variance analysis showed that there was a significant difference between cultivars for all traits, except for the harvest index. The correlation between seed yield and protein percentage, hundred seed weight, and biological yield was positive and significant, with the highest correlation related to seed protein percentage (0.958). The highest seed yield (with an average of 2281 kg/ha) belonged to the Mashhad variety, and the lowest yield (with an average of 1386 kg/ha) belonged to the Arab variety. The highest and lowest seed yields were obtained from the use of 200 ppm of cytokinin hormone and the control treatment (with an average of 2319 and 1327 kg/ha, respectively). Increasing the use of cytokinin improved quality traits such as chlorophyll index and seed protein. In general, it was found that the selection of high-yielding Mashhad variety and foliar spraying of 200 ppm of cytokinin hormone, in addition to increasing yield, could improve quality traits in cowpea.

References:

Aldesuquy, H.S., Baka, Z.A. and Mickky, B.M. 2013. Does exogenous application of kinetin and spermine mitigate the effect of seawater on yield attributes and biochemical aspects of grains, Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 9(2), PP. 21-34.
Anjum, S.A., Wang, L.C., Farooq, M., Hussain, M., Xue, L.L. and Zou, C.M. 2011. Brassinolide application improves the drought tolerance in maize through modulation of enzymatic antioxidants and leaf gas exchange. Journal of Agronomy and Crop Science, 197(3), PP. 177-185. https://doi.org/10.1111/j.1439-037X.2010.00459.x
Al-Amri, S. M. 2018. Functional activity of some growth regulators on yield components and endogenous hormones of cowpea plants (Vigna sinensis L.). Agricultural Sciences, 9(10), 1229.‏ https://doi.org/ 10.4236/as.2018.910086
Azarmi, F., Malakouti, M.J. and Khavazi, K. 2014. Effect of phosphate solubilizing microorganisms on increasing the efficiency and recovery percent of phosphate fertilizers in canola. Iranian Journal of Soil Research (formerly Soil and Water Science), 24 (4), PP. 499-507. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/IJSR.2014.126282
Baker, N. R. 2008. Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo. Annual Review of Plant Biology. 59, PP. 89-113.
https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092759
Bayat, N., Ghanbari, A.A. and Bayramzade,V. 2020. Nanopriming a method for improving crop plants performance: a case study of red beans. Journal of Plant Nutrition. 44, PP. 141-151. https://doi.org/10.1080/01904167.2020.1806304
Brault, M. and Maldiney, R. 1999. Mechanisms of cytokinin action. Plant Physiology and Biochemistry, 37, PP. 403-412. https://doi.org/10.1016/S0981-9428(99)80046-1
Davoodi, S. H., Rahemi-karizaki, A., Nakhzari-moghadam, A. and Gholamalipour Alamdari, E. 2018. The Effect of Deficit Irrigation on Yield and Physiological Traits of Bean Cultivars. Plant production technology, 10 (1), PP. 83-95.
https://doi.org/ 10.22084/PPT.2018.9633.1537
Jameson, P.E. and Song, J. 2016. Cytokinin: a key driver of seed yield. Journal of Experimental Botany, 67(3), PP. 593-606. https://doi.org/10.1093/jxb/erv461
Joshi, S., Choukimath, A., Isenegger, D., Panozzo, J., Spangenberg, G. and Kant, S. 2019. Improved wheat growth and yield by delayed leaf senescence using developmentally regulated expression of a cytokinin biosynthesis gene. Frontiers in Plant Science, 10, PP. 1-11. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01285
Ghatei, A., Bakhshandeh, A., Abdali Mashhadi, A., Siadat, S.A., Alami saeid, Kh. and Gharineh, M. 2015. Effect of different nitrogen levels and cytokinin foliar application on yield and yield components of wheat at terminal heat stress conditions in ahwaz. Journal of Crop Production and Processing, 5(16), PP. 97-107. (In Persian).
https://doi.org/10.18869/acadpub.jcpp.5.16.97
Gholami, M., Ghalavand, A. and Razmjoo, J. 2020. Exogenous application of cytokinins improves growth and yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.) under drought stress, Scientia Horticulturae, 264, 109-161. (In Persian).
Hasanuzzaman, M., Araújo, S., Gill, S.S. 2020. The Plant Family Fabaceae: Biology and Physiological Responses to Environmental Stresses. Springer Nature Singapore Pte Ltd. 482p.
Kang, N.Y., Cho, C., Kim, N.Y. and Kim, J. 2012. Cytokinin receptor-dependent and receptorindependent pathways in the dehydration response of Arabidopsis thaliana, Journal of Plant Physiology, 169(14), PP. 1382-1391. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2012.05.007

Mohtashami, M., Naderi, A., Ghanbari, A. A., Alavi fazel, M. and Lak., S. 2016. Effect of Seed Pre-treatment with growth regulators on seed yield and yield components of common beans, Turkish journal of field crops, 21(2), PP. 313-317. (In Persian).
sPramanik, K. and Mohapatra, P. P. 2017. Role of auxin on growth, yield and quality of tomato-A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6(11), PP. 1624-1636.‏ https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.611.195.
Peleg, Z., Reguera, M., Tumimbang, E., Walia, H. and Blumwald, E. 2011. Cytokinin‐mediated source/sink modifications improve drought tolerance and increase grain yield in rice under water‐stress. Plant Biotechnology Journal, 9(7), PP. 747-758. https://doi.org/10.1111/j.1467-7652.2010.00584.x
Syed, N. 2016. A comparative study between molecular and agro-morphological methods for describing genetic relationships in Tunisian faba bean populations, Journal of New Sciences: Agriculture and Biotechnology, 27(8), PP. 1513-1518.
Teimoori, N., Heidari, Gh. R., Hosseinpanahi, F., Siosehmarde, A. and Sohrabi, Y. 2019. Response of physiological characteristics of Sardary wheat Ecotypes to foliar application of humic acid before and after flowering in dryland conditions, Plant production technology, 19 (1), PP. 173-190. (In Persian).
Taiz, L. and Zeiger, E. 2006. Plant Physiology, 4th edition. Sinauer Associates Inc. Publishers, Massachusetts, USA. https://doi.org/ 10.4236/ajps.2017.86090
Wani, S.H., Kumar, V., Shriram, V. and Sah, S.K. 2016. Phytohormones and their metabolic engineering for abiotic stress tolerance in crop plants. The Crop Journal, 4(3), PP. 162-176. https://doi.org/10.1016/j.cj.2016.01.010
Zažímalová, E., Kamínek, M., Březinová, A. and Motyka, V. 1999. Control of cytokinin biosynthesis and metabolism. - In: Hooykaas, P.J.J., Hall, M.A., Libbenga, K.R., (ed.): Biochemistry and Molecular Biology of Plant Hormones, PP. 141-160. Elsevier, Amsterdam.
Zheng, C., Zhu, Y., Wang, C. and Guo, T. 2016. Wheat grain yield increase in response to pre-anthesis foliar application of 6-benzylaminopurine is dependent on floret development, PLOS ONE, 11(6), PP. 1-14. https://doi.org/10.22034/CSRAR.2022.306638.1138

Full-Text:



      پژوهش‏های علوم کشاورزی پایدار/ جلد 4/ شماره 1/ بهار 1403/ ص 85-71

https://www.sarj.iauk.ac.ir

 

اثر محلول پاشی مقادیر هورمون سیتوکینین بر عملکرد دانه و برخی شاخص های کیفی ارقام لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata L.) در شمال استان خوزستان

 

محسن پورفرخی1، طیب ساکی نژاد 2، شهرام لک*3، ناصر ظریفی نیا 4، مانی مجدم5

1-دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، ایران

2- استادیار، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، ایران

3- استاد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، ایران

4- استادیار گروه تحقیقات اصلاح بذر و گیاه، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد دزفول، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، دزفول، ایران

5- استادیار، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، ایران

* ایمیل نویسنده مسئول: [e-mail] 

(تاریخ دریافت: 26/1/1403- تاريخ پذيرش:31/3/1403)

 

چکیده

در كشــاورزي پايدار كاربرد هورمون هاي گياهي با توجه به امکان کاهش مصرف کودهای شیمیایی و افزایش کمی و کیفی محصولات، دارای اهمیت زیادی می باشد. به منظور بررسی اثرات محلول‌پاشی سیتوکینین بر خصوصیات عملکردی و شاخص های کیفی ارقام لوبیا چشم بلبلی، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دو سال زراعی 1398 و 1399 در شهرستان دزفول اجرا گردید. فاکتورهای اصلی (ارقام مشهد، محلی و عربی) و فاکتور فرعی محلول پاشی مقادیر هورمون سیتوکینین (عدم مصرف)، 100 و 200 پی پی ام بود. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که میان ارقام برای تمامی صفات و برای مقادیر محلول پاشی سیتوکینین به جز شاخص برداشت تفاوت معنی‌داری وجود داشت. عملکرد دانه با درصد پروتئین دانه، وزن صد دانه و عملکرد بیولوژیکی هبستگی مثبت و معنی دارای را نشان داد که بالاترین آن‏ها مربوط به درصد پروتئین دانه(958/0) مشاهده شد. بیشترین عملکرد دانه (با متوسط 2281 کیلوگرم در هکتار) به رقم مشهد و کمترین (با متوسط 1327 کیلوگرم در هکتار) به رقم عربی تعلق داشت. بیشترین و کمترین عملکرد دانه نیز به ترتیب پس از محلول‏پاشی 200 پی پی ام هورمون سیتوکینین و تیمار شاهد به ترتیب با متوسط 2319 و 1386 کیلوگرم در هکتار بود. بیشترین تاثیر پذیری صفات کیفی برای شاخص کلروفیل با غلظت%76/49 و پروتئین دانه %08/28 ملاحظه شد. به طور کلی رقم پر محصول مشهد و محلول پاشی 200 پی پی ام هورمون سیتوکینین علاوه بر افزایش عملکرد، توانسته موجب بهبود صفات کیفی در لوبیا چشم بلبلی نیز باشد.

 

واژگان کلیدی: هورمون رشد، عملکرد بیولوژیکی، پروتئین دانه، سطح برگ، شاخص کلروفیل

 

مقدمه

کشاورزی پایدار با رویکرد تولید پایدار در دراز مدت و سازگاری با محیط، بر کاهش و یا حذف نهاده‌های شیمیایی در جهت تولید محصولات کشاورزی متکی است. هدف اصلی کشاورزی پایدار افزایش کارآیی چرخه داخلی عناصر غذایی خاک و استفاده از کودهای زیستی و آلی به عنوان جایگزین برای کودهای شیمیایی در جهت بهبود و پایداری عملکرد دانه و کیفیت با حفظ بهره‌وری مناسب از منابع خاک و آب در بوم نظام‌های زراعی است (Azarmi et al., 2014).

از جمله ويژگي مهم حبوبات، تثبيت بيولوژيكي نيتروژن اتمسفر است كه باعث كاهش نياز به مصرف كودهاي شيميايي در هنگام كاشت محصولات می‌شود و در نهايت باعث كاهش توليد گازهاي گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن و اكسيد نيتروژن می‌شود. در چنین شرایطی محصولات دانه‌ای قادر به توليد مواد آلي باکیفیت بالا در خاك می‌شوند، گردش مواد مغذي درون خاك تسهيل شده، حفظ و نگهداري آب در خاک افزایش یافته و ورودي انرژي فسيلي در زنجيره توليد مواد غذايي كشاورزي به حداقل می‌رسد. به طور کلی کشت حبوباتی نظیر لوبیا چشم بلبلی می‌تواند سنگ بنايي براي اطمينان از امنيت غذايي و تغذیه‌ای در اين شرايط تغييرات مداوم اقليمي در جهان باشد  .(Hasanuzzaman et al., 2020)

 لوبیا چشم بلبلی ((Vigna unguiculata مهم‌ترین حبوبات دانه‌ای براي مصرف مستقيم انسان است كه توسط كشاورزان در مناطق حاشیه‌ای و با استفاده از حداقل نهاده‌ها كشت می‌گردد. منشأ اين گياه آمريكاي جنوبي و مركزي است و امروزه در تمام مناطق گرمسيري و معتدل كشت می‌گردد، بذرهاي لوبيا با حدود %22 پروتئين از نظر ارزش غذايي جايگزيني مناسبي براي پروتئين حيواني هستند (Bayat et al., 2020). 

تنظیم­کننده­های رشد به طور گسترده برای افزایش رشد و بهبود عملکرد گیاهان با افزایش تعداد میوه و اندازه میوه استفاده می­شوند (Pramanik & Mohapatra., 2017). هورمون‌های گياهي اثرات مطلوبي بر بقاء گياهان تحت شرايط تنش‌های غيرزنده داشته به طوری که امروزه استفاده از هورمون‌های گياهي به عنوان يك روش جهت بالا بردن تحمل گياهان به تنش‌ها کاربرد فراوان دارد (Wani et al., 2016). پژوهش‌ها نشان داده است که کاربرد خارجی برخی فیتوهورمون ها در شرایط مطلوب و تنش، سبب بهبود کیفیت و کمیت محصول می‌گردد(Jameson & Song, 2016 & Wani et al., 2016). 

سیتوکینین یکی از هورمون‌های گیاهی بوده که بر فرآیندهای مختلفی مانند رشد و نمو، تقسیم سلول، پیری برگ، انتقال و ذخیره ‌سازی مواد فتوسنتزی، غالبیت انتهایی، تشکیل و فعال‌سازی مریستم انتهایی، نمو گل، شکستن خواب جوانه، جوانه‌ زنی، تمایز کلروپلاست، تمایز سلول‌ها، کنترل چرخه سلولی و گسترش برگ تأثیرگذار است. هم چنین این هورمون در فرآيندهاي مختلف گياهی مانند تقسيم سلولي، رشد رويشي، پيري و ريزش برگ، متابوليسم نيتروژن و فـــسفر، رابطه مــنبع و مــخزن، كاهــش پراكسيداسيون چربی‌های غشاء ســلولي و ساخت كلــروفيل نقش دارد(kang et al., 2012). سیتوکینین‌ها یکی از گروه‌های هورمونی هستند که در رشد و تحول گیاهان نقش مهمی دارند. این هورمون‌ها به طور معمول در ساقه، برگ، ریشه و میوه‌ها تولید و تأثیر بسیار زیادی بر روی رشد و توسعه این اجزای گیاهی و روابط منبع - مخزن گیاه در زمان پر شدن دانه، گلدهی و نمو دارند. (Peleg et al., 2011) هورمون سیتوکینین یکی از هورمون‌های گیاهی است که در بسیاری از فرآیندهای رشدی و توسعه گیاهان نقش مهمی دارد و کاربرد خارجی هورمون سیتوکینین در گندم سبب افزایش طول خوشه و دوام سطح برگ گردید (Aldesuquy et al., 2013). مصرف خارجی سیتوکینین شاخص‌های رشد گیاه لوبیا را افزایش داده و از طریق افزایش تولید غلاف، عملکرد دانه را نیز بهبود بخشید .(Gholami et al., 2020) این آزمایش جهت بررسی تأثير محلول‌پاشی مقادیر سیتوکینین بر خصوصيات کمی و کیفی ارقام گیاه زراعی لوبيا چشم بلبلی با اهداف ذیل اجرا شد.

1-تاثیر مقادیر هورمون سیتوکینین بر روند رشد، عملکرد های کمی گیاه لوبیا چشم بلبلی

2-بررسی میزان مناسب تنظیم‌کنندة رشد سیتوکینین بر محتوی کلروفیل گیاه لوبیا چشم بلبلی

3-ارزیابی غلظت مناسب هورمون سیتوکینین بر بهبود سطح پروتئین دانه لوبیا چشم بلبلی

 

مواد و روش­ها

آزمایش در دو سال زراعی 1398 و 1399 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی صفی­آباد واقع در 15 کیلومتری جنوب غربی شهرستان دزفول در استان خوزستان انجام شد. این مرکز در عرض جغرافیایی 37 درجه 34 دقیقه و طول جغرافیایی 48 درجه و 23 دقیقه و در ارتفاع 87.82 متر از سطح دریا واقع می­باشد و متوسط بارندگی در این شهرستان 250 میلی­متر در سال و دارای اقلیم نیمه خشک می­باشد. شاخص های هواشناسی در دوره اجرای تحقیق در جدول (1) آمده است.

 

جدول 1- تغییرات آب و هوایی مکان آزمایش دو سال زراعی 1398 و1399

ماه	ساعات آفتابی	رطوبت نسبی مطلق (حداقل)	رطوبت نسبی مطلق (حداکثر)	میانگین	درجه حداقل	درجه حداکثر	حرارت میانگین
تیر 1398	369.4	3	64	29.5	25.1	47.5	36.3
تیر 1399	353.6	4	64	27.5	25.5	46.5	36
مرداد 1398	334.8	5	57	29.5	26.2	46.6	36.4
مرداد 1399	339.5	5	85	34.5	26.5	46.2	36.3
شهریور 1398	328.2	4	70	32	24.2	43.8	34
شهریور 1399	317	7	82	35	24.3	43.1	33.7
مهر 1398	242.9	7	76	41	21.1	38.6	29.9
مهر 1399	284.7	9	89	48	19.3	37.9	28.6

 

این آزمایش به‌ صورت آزمایش اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمارهـاي مورد بررسی شامل ارقـام مشهد، محلی و عربی و سه غلظت محلول پاشی هورمون سیتوکینین شـامل شاهد (عدم مصرف)، 100 و 200 پی پی ام بود. در ابتدای مرحله گلدهی تیمارهای شاهد با آب مقطر به وسیله سمپاش اتومایزر به نحوی که بوته ها خیس شوند محلول پاشی شد. عملیات تهیه بستر در ابتدای تیر ماه دو سـال زراعی 1398 و 1399 بـا انجـام شـخم توسـط گاوآهن قلمـی بـه منظـور زیـر خـاك کـردن بقایـاي محصول سال قبل (گندم) انجام گردید. قبل از کاشت، مزرعه دیسک زده شد. هر کرت شامل ده ردیف کاشت هر یک به طول ده متر بود. فاصله بـین ردیف ها 75 سانتی متر و فاصله بوته هـا روي ردیـف نیز 20 سانتی متر، با تراکم 75000 بوته در هکتار در نظر گرفته شد. تعداد کرت ها 54 و مساحت کل مزرعه 2660 مترمربع بود. عملیات کشت در سال اول و دوم در پانزدهم تیرماه در عمق 2-3 سانتیمتـري خاك با دست انجام شد. در ابتدای مرحله گلدهی محلول پاشـی هورمون سیتوکینین و برداشت محصـول در پایان مهرماه صورت پذیرفت.

 

 

جدول 2- زمان بندی اجرای مراحل کاشت، محلول پاشی و برداشت، دو سال زراعی 1399-1398

دو سال زراعی	تاریخ کاشت	تاریخ محلول پاشی	تاریخ برداشت
1398-2018	15 تیرماه	15 شهریور	30 مهرماه
1399-2019	15 تیرماه	15 شهریور	30 مهرماه

 

براي بررسی خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خـاك، در هر ســـال از 5 نقطه مزرعه و از عمق 30-0 سانتیمتري خاك یـک نمونه مرکب تهیه و جهت تجزیـه خـاك شناسـی بـه آزمایشـگاه ارسـال گردیـد. نتـایج پارامترهاي اندازه گیري شـده در (جـدول 3) نشـان داده شده است.

 

 

جدول 3- برخی خصوصیات شیمیایی خاک مزرعه مورد آزمایش در دو سال زراعی در عمق (30-0)

دو سال  زراعی	کربن آلی	کل نیتروژن	پتاسیم  قابل‌جذب	فسفر  قابل‌جذب	اسیدیته	هدایت الکتریکی	بافت خاک
1398	0.46	0.23	105	4.9	6.9	0.92	سیلتی لوم
1399	0.57	0.34	108	6.8	7.1	0.99	سیلتی لوم

 

در مرحله رسیدگی فیزیولوژیک عملیات برداشت نهایی ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻋﻤﻠﻜﺮد دانه، عملکرد بیولوژیکی، وزن صد دانه و شاخص برداشت انجام شد. در این مرحله پس از حذف حواشی تعداد 10 بوته از هر سه خط میانی هر کرت برداشت و پس از بسته بندی، اتیکت گذاری و جهت اندازه گیری های بعدی به آزمایشگاه منتقل شد. در آزمایشگاه پس از تفکیک اجزای مختلف گیاهی، نمونه ها جهت خشک شدن در آون با دمای 75 درجه به مدت 48 ساعت قرار داده شدند. سپس دانه­ها از غلاف­ها جدا و پس از محاسبه درصد رطوبت دانه‏ها، عملکرد نهایی بر حسب متر مربع برآورد گردید. جهت محاسبه وزن 100 دانه، دو نمونه 50 عددی از دانه های تولیدی هر کرت جدا و در صورتی که اختلاف وزن آن ها کمتر از 5 درصد بود، مجموع وزن آن ها به عنوان وزن صد دانه در نظر گرفته شد. شاخص برداشت از تقسیم عملكرد دانه بر عمــلكرد بيـولوژيكی محاسبه شد.(Syed, 2016)

جهت محاسبه شاخص سطح برگ در طول دوره رشد، هر 14 روز یک بار سطح برگ های 7 بوته توسط دستگاه دیجیتالی لیفریامتر مدل (CI-203-2.10-05049-CI,Inc. Area Meter-made in USA) اندازه­گیری و با استفاده از رابطه (1) شاخص سطح برگ محاسبه گردید (Mohtashami et al., 2016).

 

LAI = شاخص سطح برگ=LA سطح برگ=GA سطح زمين که توسط برگ اشغال شده  است.

 جهت اندازه­گيري شاخص كلروفيل از دستگاه کلروفیل متر (SPAD-502) ساخت كشور ژاپن استفاده شد. بدین منظور، در مرحله گلدهی از هر تیمار شش بوته به طور تصادفي انتخاب و عدد کلروفيل ­متر در برگ لوبیا در سه ناحيه نوک، وسط و قاعده در یک طرف رگبرگ اصلي قرائت و ميانگين این اعداد به‌عنوان ميزان کلروفيل برگ در هر ثبت گردید (.(Baker, 2008

  به منظور اطمینان از یکنواختی واریانس اشتباهات آزمایشی از آزمون بارتلت استفاده شد که اختلاف بین واریانس‌های خطا معنی‌دار نبود و پس از اینکه توزیع داده ها برای همه صفات نرمال بود، تجزیه واریانس مرکب دو سال و مقایسات میانگین آزمایش با استفاده از نرم‌افزار Mstatc از روش آزمون چند دامنه ای دانکن و ضرایب همبستگی صفات با نرم‌افزار SPSS با روش پیرسون (Pearson) محاسبه گردید.

 

نتایج و بحث

 تفاوت بین ارقام برای تمامی صفات مورد مطالعه در سطح 1% معنی‌دار شد که نشان می‌دهد حداقل یکی از رقم های مورد بررسی با بقیه ارقام تفاوت بسیار معنی‌دارتری دارد  (P < 0.05)و اثر هورمون سیتوکینین نیز برای تمام صفات به جز شاخص برداشت معنی‌دار گردید (جدول4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 4- تجزیه واریانس دو سالانه محلول پاشی هورمون سیتوکینین بر صفات فیزیولوژیکی و اجزای عملکردی ارقام لوبیا چشم بلبلی

میانگین مربعات (MS)   

پروتئین  دانه	شاخص کلروفیل	وزن صد دانه	شاخص برداشت	عملکرد  بیولوژیکی	عملکرد  دانه	درجه آزادی	منابع تغییرات
3.08ns	8.56ns	0.167ns	57247ns	2579829.796**	106400.167ns	1	سال
2.244	17.796	0.889	37.714	59663.741	56523.278	4	تکرار(سال)
118.212**	2194.214**	163.722**	568.469**	22463671.352**	**3610277.056	2	رقم
0.121ns	0.205ns	0.167ns	105.314*	1710454.130ns	22180.389ns	2	رقم × سال
0.663	16.822	0.333	13.910	109626.296	10.686750	8	خطای کرت های اصلی
3.584*	40.052**	4.167**	0.005ns	213000.296**	41445.67**	2	سیتوکینین
0.117ns	0.044ns	0.167ns	0.103ns	1285630ns	771.167ns	2	سیتوکینین × سال
0.428ns	11.096ns	0.222ns	0.470ns	4295.991ns	1800.556ns	4	رقم × سیتوکینین
0.124ns	0.002ns	0.000ns	0.164ns	9396.713ns	1643.556ns	4	سال × رقم × سیتوکینین
0.437	4.326	0.130	0.459	2724.778	1171.231	24	خطای کرت های فرعی
5.60	7.20	4.50	5.53	6.25	5.88	-	ضریب تغییرات

*، ** وns : به ترتیب تفاوت معنی‌دار در سطح احتمال پنج درصد، یک درصد و غیرمعنی‌دار هستند.

 

 

جدول 5- مقایسه میانگین دو سالانه اثرات یک جانبه ارقام لوبیا چشم بلبلی و مقادیر هورمون سیتوکینین بر روی صفات

تیمارها		عملکرد دانه (kg/ha)	عملکرد بیولوژیکی (kg/ha)	شاخص برداشت (%)	وزن صد دانه (gr)	شاخص کلروفیل (%)	پروتئین دانه (%)
ارقام	V1	2281.05a	4887.6a	47.2a	26.44a	49.76a	28.08a
	V2	1801.66b	4765.3b	37.85b	25.05b	41.09b	25.26b
	V3	1327.11c	2894.1c	47.92a	20.66c	27.83c	22.96c
سیتوکینین	C1	1770.05b	4046.3b	44.32a	23.77b	38.39b	24.93b
	C2	1833.6ab	4204.4a	44.34a	23.78b	39.05ab	25.60a
	C3	1864.6a	4278.6ab	44.31a	24.61b	41.24a	25.77a

ارقام مشهد (V1)، محلی (V2) و عربی (V3) و مقادیر (C1=0)، (C2= 100)و (C2=200) (پی پی ام) هورمون سیتوکینین

در هر ستون و برای هر عامل، میانگین‌های دارای حروف مشترک بر اساس آزمون چند دامنه‌ای دانکن اختلاف معنی‌داری باهم ندارند (P < 0.05).

 

 

 

 

 

 

 

شاخص سطح برگ

بیشترین شاخص سطح برگ به رقم مشهد (با میانگین37/2) و کمترین شاخص سطح برگ هم به رقم عربی (با متوسط79/1) تعلق داشت روند تغییرات شاخص سطح برگ برای سه رقم مورد آزمایش با افزایش تعداد روز دوره ی رشد افزایش یافت و این افزایش در تمامی ارقام تا زمان رسیدن به مرحله گلدهی ادامه پیدا کرده و پس از آن به دلیل رسیدگی فیزیولوژیک، شاخص سطح برگ کاهش یافته است که این کاهش در رقم مشهد(v1) با شدت بیشتری رخ داده است. علاوه بر این رابطه رگرسیونی تعداد روز دوره رشد و شاخص سطح برگ نیز در کنار هر نموداری آمده است که با توجه به میزان بالای ضریب تبیین(R2) محاسبه شده و این روابط توانسته است میزان بسیار بالایی از تغییرات را کنترل نماید(نمودار 1). بیشتر بودن شاخص سطح برگ در رقم مشهد را می توان به شاخص سطح برگ بیشتر و افزایش جذب نور توسط این رقم نسبت داد.

 

 

شکل 1: شاخص سطح برگ ارقام مشهد  (V1)، محلی (V2) و عربی (V3) لوبیا چشم ‌بلبلی

 

 

شاخص سطح برگ در تیمار محلول پاشی 200 پی پی ام هورمون سیتوکینین (با متوسط 2/09) به طور قابل ملاحظه ای نسبت به تیمار شاهد (با متوسط 1/9) بیشتر بود. روند نزولی در تیمار شاهد در سطح بیشتری اتفاق افتاده است ولی استفاده از تیمارهای سیتوکینین در هر دو غلظت تیماری توانسته شاخص سطح برگ را در سطح بالاتری نگه دارد که این بالا نگهداشتن شاخص شاخص سطح برگ می تواند باعث افزایش دوره رشد گیاه و در نهایت افزایش عملکرد بیولوژیکی و در نهایت عملکرد دانه گردد (نمودار 2(.

سيتوكينين‏ها با هماهنگي و يا تضاد با ساير هورمون هاي گياهي باعث افزایش تقسيم سلولي و بهبود فرآيندهاي مرتبط با رشد گياه نظیر شاخص سطح برگ مي شوند (Zazimalova et al., 1999).

 

 

 

شکل 2: شاخص سطح برگ ارقام لوبیا چشم بلبلی تحت‌تأثیر مقادیر هورمون سیتوکینین (C1=0)، (C2= 100)و (200C3=)

 

 

عملکرد دانه

بر اساس نتایج تجزیه واریانس، تفاوت میان ارقام و مقادیر محلول پاشی سیتوکینین از لحاظ عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود، اگر چه اثرات متقابل تیمارها از لحاظ این صفت معنی دار تشخیص داده نشد(جدول4).

 بیشترین عملکرد دانه (با متوسط 2281 کیلوگرم در هکتار) به رقم مشهد وکمترین عملکرد هم (با متوسط 1327 کیلوگرم در هکتار) به رقم عربی تعلق داشت(جدول 5). تفاوت های ژنتیکی بین ارقام علاوه بر ايجاد تفاوت در اجزای عملکرد نظیر وزن صد دانه موجب تفاوت در عملکرد دانه شد. بر این اساس، بیشتر بودن عملکرد دانه در رقم مشهد را می توان با تجمع بیشتر مواد فتوسنتزی در اندام‌های ذخیره‌ای و کارایی فتوسنتزی بالای این رقم مرتبط دانست. 

بیشترین و کمترین عملکرد دانه نیز به ترتیب از محلول پاشی 200 پی پی ام هورمون سیتوکینین و تیمار شاهد (به ترتیب با متوسط 2319 و 1386 کیلوگرم در هکتار) حاصل شد (جدول 5).

افزایش عملكرد دانه با كاربرد سيتوكينين را می‌توان به افزايش اجزاء عملكرد نسبت داد. محلول پاشی این هورمون از طريق بهبود صفاتي مانند سطح برگ، تأخير در پيري برگ، بهبود فتوسنتز، رنگیزه‌های كلروفيلي، افزايش قدرت منبع و مخزن موجب بهبود اجزای عملکرد و عملکرد دانه می‌شود. بر اساس گزارشات موجود، محلول پاشی سیتوکینین از طریق افزایش تقسیم  و تعداد سلول‌های اندوسپرم سبب طولانی شدن مدت و سرعت پر شدن دانه شده و عملكرد دانه را افزايش داد. محققین گزارش دادند کاربرد خارجی برخی از فیتوهورمون هایی نظیر سیتوکینین در شرایط مطلوب و تنش، سبب بهبود کیفیت و کمیت محصولات زراعی شدjameson & Song., 2016  & wani et al., 2016) ).

محلول پاشی سیتوکینین شاخص‌های رشد گیاه لوبیا را افزایش داده و از طریق افزایش تولید غلاف، عملکرد دانه را نیز بهبود بخشید (Gholami et al., 2020) که با نتایج حاصله از این پژوهش مطابقت داشت.

بررسی ضرایب همبستگی میان صفات در (جدول6) نشان داد که بین عملکرد دانه، پروتئین دانه و وزن صد دانه همبستگی مثبت و معنی‌داری وجود داشت(P < 0.05). 

عملکرد بیولوژیکی

نتایج تجزیه واریانس عملکرد بیولوژیکی در (جدول 4) نشان داده شده است. بر اساس نتایج، اثر سال، تفاوت میان ارقام و مقادیر سیتوکینین از نظر عملکرد بیولوژیکی در سطح احتمال 1% معنی­دار بود (P < 0.05). اثرات متقابل تیمارها بر عملکرد بیولوژیکی اثر معنی داری نداشت. در بین ارقام مورد بررسی، رقم مشهد با متوسط عملکرد بیولوژیکی 4887 کیلوگرم در هکتار نسبت به ارقام دیگر برتری داشت. کمترین عملکرد بیولوژیکی نیز (با متوسط 2894 کیلوگرم در هکتار) به رقم عربی تعلق داشت(جدول 5). تأثير مثبت سيتوكينين در بهبود سطح سبز فتوسنتزکننده از طریق تخصیص مواد فتوسنتزی بیشتری به برگ­ها و اندام هوایی، باعث افزایش رشد پیکره رویشی و عملکرد بیولوژیکی گردید. بیشترین و کمترین عملکرد بیولوژیکی نیز به ترتیب از تیمار شاهد و محلول پاشی 200 پی پی ام هورمون (به ترتیب با متوسط 4064 و 4278کیلوگرم در هکتار) حاصل شد(جدول 5). بر اساس نتایج ما، واریته مشهد به دلیل اینکه مواد فتوسنتزی بیشتری به برگ­ها و اندام هوایی اختصاص داد، نسبت به واریته­های دیگر عملکرد بیولوژیکی بیشتری را نشان داد. گزارشات نشان می­دهد که واریته فاکتور مهمی است که بر رشد و نمو گیاه تاثیرگذار است (Davoodi et al., 2013). که با نتایج حاصله از این پژوهش مطابقت داشت. نتایج همبستگی صفات (جدول6) نشان داد که همبستگی عملکرد بیولوژیکی با وزن صد دانه و درصد پروتئین دانه لوبیا چشم بلبلی مثبت و معنی دار بود(P < 0.05).

شاخص برداشت

بر اساس نتایج تجزیه واریانس، تفاوت میان ارقام از لحاظ شاخص برداشت در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود هرچند بین مقادیر محلول پاشی هورمون و اثرات متقابل تیمارها از لحاظ این صفت اختلاف معنی داری وجود نداشت(جدول 4). بیشترین شاخص برداشت (با متوسط 92%/47) به رقم مشهد و کمترین شاخص برداشت نیز به (با متوسط% 85/37) به رقم محلی تعلق داشت(جدول 5). عواملی که انتقال آسیمیلاسیون مقصد را کنترل می­کنند، روی توزیع مواد فتوسنتزی نیز کنترل دارند، و هورمون­ها از طریق اثر روی فعالیت آنزیمی و انعطاف­پذیری سلول­های مقصد تاثیر بسزایی روی توزیع مواد فتوسنتزی دارند (Al-Amri et al., 2018). این نتیجه بیانگر این است که در تیمارهای محلول­پاشی سیتوکینین و اکسین پتانسیل بالایی برای انتقال و تبدیل عملکرد بیولوژیکی به عملکرد اقتصادی وجود دارد (Anjum et al. 2011). نتایج تحقیقات انجام شده بر گیاه گندم نشان داد كه تفاوت ژنتیکی میان ارقام موجب تأثيرگذاري و بهبود اجزاء عملکرد و در نتیجه افزایش عملکرد شده است (Anjum et al., 2011). که با نتایج حاصله از این پژوهش مطابقت داشت.

 

 

وزن صد دانه

تفاوت میان ارقام و مقادیر محلول پاشی سیتوکینین از لحاظ وزن صد دانه در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود، اگرچه اثرات متقابل تیمارها از لحاظ این صفت معنی دار تشخیص داده نشد(جدول4). بیشترین وزن صد دانه (با متوسط 44/26 گرم) به رقم مشهد و کمترین وزن صد دانه هم (با متوسط 66/20 گرم) به رقم عربی تعلق داشت(جدول 5). بر اساس نتایج ما، بین ارقام از نظر وزن صد دانه تفاوت معنی دار وجود داشت و رقم مشهد با توجه به این که در مقایسه با دو ژنوتیپ دیگر داراي پتانسیل بیشتری از نظر این صفت بود، آسیمیلات بیشتري را جذب دانه نمود و در نتیجه وزن صد دانه آن نسبت به سایر ارقام بیشتر شد، که خصوصیت ژنتیکی گیاه در این شاخص دخیل بود.

بیشترین و کمترین وزن صد دانه نیز به ترتیب از تیمار شاهد و محلول پاشی 200 پی پی ام هورمون(به ترتیب با متوسط 23/77 و 61/24 گرم) حاصل شد(جدول 5). سیتوکینین‌ها نقش مهمی را در تنظیم جهت‌دهی و انتقال عناصر غذایی به سمت گل‌های گیاه بر عهده دارند و به این طریق می‌توانند بر وزن دانه تأثیر بگذارد(Ghatei et al., 2015). به بیان دیگر، سیتوکینین با افزایش تقسیم سلولی در سطح مخزن فیزیولوژیک، باعث افزایش تعداد سلول‌های اندوسپرم و اندازه مخزن فیزیولوژیک شود و با افزایش ظرفیت فتوسنتزی، میزان کلروفیل و افزایش دوره فعال رشد دانه، باعث افزایش وزن هزار دانه، تعداد غلاف در بوته و نهایتاً عملکرد در واحد سطح شود.(Zheng et al., 2016) که موید نتایج حاصله از این تحقیق بود. میان وزن صد دانه با درصد پروتئین دانه و شاخص سطح برگ لوبیا چشم بلبلی همبستگی مثبت و معنی داری وجود داشت که بیانگر نقش مهم و مثبت این جزء از عملکرد در افزایش عملکرد دانه نیز می باشد .

شاخص کلروفیل

 بر اساس تجزیه واریانس، تفاوت میان ارقام مختلف و مقادیر محلول پاشی سیتوکینین از لحاظ شاخص کلروفیل در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود، ولی بین اثرات متقابل تیمارها از لحاظ این صفت تفاوت معنی داری مشاهده نشد(جدول 4).

 بیشترین شاخص کلروفیل (با متوسط %76/49) به رقم مشهد و کمترین هم (با متوسط %83/27) به رقم عربی تعلق داشت(جدول5). احتمالاً دلیل برتری رقم مشهد از لحاظ شاخص کلروفیل را می توان با تاثیر ژنتیک گیاه در تغییرات این مولفه مرتبط دانست که با افزایش غلظت سیتوکینین شاخص کلروفیل افزایش و در غلظت200 پی پی ام به حداکثر مقدار خود رسید (جدول5).

بر اساس گزارشات موجود، محلول پاشی سيتوكينين باعث تبديل اتيوپلاست به كلروپلاست، تجمع كلروفيل و تأخير در پيري برگ مي‏شود (Brault & Maldinery, 1999).

 (Taiz & Zeiger, 2006)اظهار داشتند هورمون سيتوكينين نقش حياتي در جهت افزايش تقسيم سلولي، بيوسنتز كلروفيل و تعديل غالبيت انتهايي در گياهان دارد که با نتایج حاصله از این پژوهش مطابقت داشت. 

نتایج همبستگی صفات نشان داد شاخص کلروفیل با درصد پروتئین دانه و شاخص سطح برگ همبستگی مثبت و معنی داری بود (جدول 6).

 

پروتئین دانه لوبیا

بر اساس نتایج تجزیه واریانس، تفاوت میان ارقام و مقادیر سیتوکینین از لحاظ پروتئین دانه لوبیا در سطح احتمال یک درصد معنی­دار بود، ولی اثرات متقابل تیمارها از لحاظ این صفت معنی دار نشد(جدول 4). بیشترین پروتئین دانه لوبیا با متوسط %08/28 به رقم مشهد وکمترین با متوسط %96/22 به رقم عربی تعلق داشت) جدول5). به نظر می‌رسد با افزایش غلظت هورمون سیتوکینین از طریق بهبود عملکرد دانه و جذب بهتر عناصر و با فراهمی آنها برای گیاه، سبب افزایش توان ساخت پروتئین در گیاه و انتقال آن به دانه‌ها و بهبود کیفیت دانه می شود و میزان پروتئین دانه به طور معنی داري افزایش یافت. بیشترین و کمترین میزان پروتئین دانه لوبیا به ترتیب با متوسط% 24.93 و%77/25 درصد به تیمار شاهد و محلول پاشی 200 پی پی ام سیتوکینین تعلق داشت (جدول 5). کیفیت دانه لوبیا در تغذیه به عنوان یک منبع سرشار از ویتامین ها، مواد معدنی، پروتئین، فیبر غذایی و آهن جهت تقویت سیستم ایمنی بدن به شمار می رود. به نظر می رسد هورمون سیتوکینین از طریق افزایش قابلیت، رشد ریشه ها در جذب عناصر و مداخله در فعالیت های آنزیمی با فراهمی آنها برای گیاه، سبب افزایش توان ساخت، پروتئین در گیاه و انتقال آن به دانه ها و بهبود کیفیت دانه گردید، زیرا باعث افزایش رشد رویشی گیاه و در نتیجه افزایش ماده خشک و میزان پروتئین گردید(Teimoori et al., 2019). که با نتایج پژوهش حاضر مطابقت دارد. 

نتایج همبستگی صفات (جدول6) نشان داد که پروتئین دانه لوبیا تحت تأثیر عملکرد دانه و وزن صد دانه لوبیا چشم بلبلی قرار داشت(P < 0.05).

ضرایب همبستگی بین صفات

به منظور بررسی روابط علت و معلولی، بین صفات و اجزاء عملکرد محصول لوبیا چشم بلبلی ضرایب همبستگی مورد ارزیابی قرار گرفت(جدول 6). نتایج نشان داد بیشترین ضریب همبستگی مثبت با عملکرد دانه مربوط به درصد پروتئین دانه ارقام (** 0.958) در سطح یک درصد معنی‌دار بود. به ترتیب، پس از پروتئین دانه ارقام، بیشترین همبستگی با صفاتی چون عملکرد بیولوژیکی و وزن صد دانه مشاهده شد. این نتایج با گزارش‌های محققین بسیاری که در این زمینه فعالیت کرده‌اند همخوانی داشت (Teimoori et al., 2019).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 6- ضرایب همبستگی بین صفات مورد مطالعه

	درصد پروتئین	شاخص سطح  برگ	شاخص کلروفیل	وزن  صد دانه	شاخص  برداشت	عملکرد بیولوژیکی	عملکرد دانه
درصد پروتئین	1
شاخص سطح برگ	**0.455	1
شاخص کلروفیل	*0.346	*0.303	1
وزن صد دانه	*0.844	**0.507	*0.321	1
شاخص برداشت	0.016	0.306	0.197	*0.277-	1
عملکرد بیولوژیکی	**0.789	**0.357	0.208	**0.884	**0.555-	1
عملکرد دانه	**0.958	**0.468	**0.392	**0.888	0.007	**0.826	1

 

 

نتیجه‌گیری

نتایج نشان داد میان ارقام و مقادیر هورمون سیتوکینین از لحاظ کلیه صفات مورد بررسی به جز شاخص برداشت، تفاوت معنی داری وجود داشت. بیشتر بودن عملکرد دانه رقم مشهد را می توان به بهبود شاخص سطح برگ و نیز افزایش اجزای عملکرد نظیر وزن صد دانه نسبت داد. محلول پاشی هورمون سیتوکینین نیز تأثیر بسزایی در افزایش صفات کمی و کیفی گیاه لوبیا چشم بلبلی داشت که نسبت به تیمار عدم محلول پاشی(شاهد) منجر به افزایش سطح برگ در طی دوره رشد گردید. عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، وزن صد دانه، سطح برگ، شاخص کلروفیل و درصد پروتئین دانه در تیمار 200 پی پی ام هورمون به طور معنی داری نسبت به تیمار عدم کاربرد هورمون دارای اثر افزایشی بود. بنابر نتایج حاصله می توان با انتخاب رقم مناسب و کاربرد مقادیر مناسب هورمون سیتوکینین علاوه بر افزایش کمی محصول، کیفیت محصول تولیدی را نیز افزایش داد.

 

 

REFRENCES

 

Aldesuquy, H.S., Baka, Z.A. and Mickky, B.M. 2013. Does exogenous application of kinetin and spermine mitigate the effect of seawater on yield attributes and biochemical aspects of grains, Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 9(2), PP. 21-34.

Anjum, S.A., Wang, L.C., Farooq, M., Hussain, M., Xue, L.L. and Zou, C.M. 2011. Brassinolide application improves the drought tolerance in maize through modulation of enzymatic antioxidants and leaf gas exchange. Journal of Agronomy and Crop Science, 197(3), PP. 177-185. https://doi.org/10.1111/j.1439-037X.2010.00459.x

Al-Amri, S. M. 2018. Functional activity of some growth regulators on yield components and endogenous hormones of cowpea plants (Vigna sinensis L.). Agricultural Sciences, 9(10), 1229.‏ https://doi.org/ 10.4236/as.2018.910086

Azarmi, F., Malakouti, M.J. and Khavazi, K. 2014. Effect of phosphate solubilizing microorganisms on increasing the efficiency and recovery percent of phosphate fertilizers in canola. Iranian Journal of Soil Research (formerly Soil and Water Science), 24 (4), PP. 499-507. (In Farsi). https://doi.org/10.22092/IJSR.2014.126282

Baker, N. R. 2008. Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo. Annual Review of Plant Biology. 59, PP. 89-113.

 https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092759

Bayat, N., Ghanbari, A.A. and Bayramzade,V. 2020. Nanopriming a method for improving crop plants performance: a case study of red beans. Journal of Plant Nutrition. 44, PP. 141-151. https://doi.org/10.1080/01904167.2020.1806304

Brault, M. and Maldiney, R. 1999. Mechanisms of cytokinin action. Plant Physiology and Biochemistry, 37, PP. 403-412. https://doi.org/10.1016/S0981-9428(99)80046-1

 https://doi.org/ 10.22084/PPT.2018.9633.1537

Jameson, P.E. and Song, J. 2016. Cytokinin: a key driver of seed yield. Journal of Experimental Botany, 67(3), PP. 593-606. https://doi.org/10.1093/jxb/erv461

Ghatei, A., Bakhshandeh, A., Abdali Mashhadi, A., Siadat, S.A., Alami saeid, Kh. and Gharineh, M. 2015. Effect of different nitrogen levels and cytokinin foliar application on yield and yield components of wheat at terminal heat stress conditions in ahwaz. Journal of Crop Production and Processing, 5(16), PP. 97-107. (In Persian).

 https://doi.org/10.18869/acadpub.jcpp.5.16.97

Gholami, M., Ghalavand, A. and Razmjoo, J. 2020. Exogenous application of cytokinins improves growth and yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.) under drought stress, Scientia Horticulturae, 264, 109-161. (In Farsi).

Hasanuzzaman, M., Araújo, S., Gill, S.S. 2020. The Plant Family Fabaceae: Biology and Physiological Responses to Environmental Stresses. Springer Nature Singapore Pte Ltd. 482p.

Kang, N.Y., Cho, C., Kim, N.Y. and Kim, J. 2012. Cytokinin receptor-dependent and receptorindependent pathways in the dehydration response of Arabidopsis thaliana, Journal of Plant Physiology, 169(14), PP. 1382-1391. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2012.05.007

Mohtashami, M., Naderi, A., Ghanbari, A. A., Alavi fazel, M. and Lak., S. 2016. Effect of Seed Pre-treatment with growth regulators on seed yield and yield components of common beans, Turkish journal of field crops, 21(2), PP. 313-317. (In Farsi).

sPramanik, K. and Mohapatra, P. P. 2017. Role of auxin on growth, yield and quality of tomato-A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6(11), PP. 1624-1636.‏ https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.611.195.

Peleg, Z., Reguera, M., Tumimbang, E., Walia, H. and Blumwald, E. 2011. Cytokinin‐mediated source/sink modifications improve drought tolerance and increase grain yield in rice under water‐stress. Plant Biotechnology Journal, 9(7), PP. 747-758. https://doi.org/10.1111/j.1467-7652.2010.00584.x

Syed, N. 2016. A comparative study between molecular and agro-morphological methods for describing genetic relationships in Tunisian faba bean populations, Journal of New Sciences: Agriculture and Biotechnology, 27(8), PP. 1513-1518.

Teimoori, N., Heidari, Gh. R., Hosseinpanahi, F., Siosehmarde, A. and Sohrabi, Y. 2019. Response of physiological characteristics of Sardary wheat Ecotypes to foliar application of humic acid before and after flowering in dryland conditions, Plant production technology, 19 (1), PP. 173-190. (In Farsi).

Taiz, L. and Zeiger, E. 2006. Plant Physiology, 4th edition. Sinauer Associates Inc. Publishers, Massachusetts, USA. https://doi.org/ 10.4236/ajps.2017.86090

Wani, S.H., Kumar, V., Shriram, V. and Sah, S.K. 2016. Phytohormones and their metabolic engineering for abiotic stress tolerance in crop plants. The Crop Journal, 4(3), PP. 162-176. https://doi.org/10.1016/j.cj.2016.01.010

Zažímalová, E., Kamínek, M., Březinová, A. and Motyka, V. 1999. Control of cytokinin biosynthesis and metabolism. - In: Hooykaas, P.J.J., Hall, M.A., Libbenga, K.R., (ed.): Biochemistry and Molecular Biology of Plant Hormones, PP. 141-160. Elsevier, Amsterdam.

Zheng, C., Zhu, Y., Wang, C. and Guo, T. 2016. Wheat grain yield increase in response to pre-anthesis foliar application of 6-benzylaminopurine is dependent on floret development, PLOS ONE, 11(6), PP. 1-14.

https://doi.org/10.22034/CSRAR.2022.306638.1138. 

 

Effect of Foliar Application of Cytokinin Hormone Levels on Grain Yield and Some Qualitative Indices of Cowpea Cultivars (Vigna unguiculata L.) in the North of Khuzestan Province

 

Mohsen Pourfarkhi1, Tayeb Sakinejad2, Shahram Lak*3, Nasser Zarifinia4, Mani Mojdam5

 

1 Ph.D. candidate of Agriculture, Department of Agriculture, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

2 Assistant Professor, Department of Agriculture, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

3 Professor, Department of Agriculture, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

4 Assistant Professor, Department of Seed and Plant Improvement Research Department, Safiabad Agricultural Research and Education and Natural Resources Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Dezful, Iran. 

5 Assistant Professor, Department of Agriculture, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

* Corresponding Author’s Email: [e-mail]

(Received: April. 14, 2024– Accepted: June. 20, 2024)

 

 

ABSTRACT

 

In the sustainable agriculture system, the use of plant hormones has received more attention in recent years due to the potential for reducing the use of chemical fertilizers and increasing the quantity and quality of the produced crops. To investigate the effects of cytokinin foliar application on the physiological and yield characteristics of cowpea cultivars, a split-plot experiment was conducted in randomized complete block design with three replications in the two crop years of 2018 and 2019 in Dezful city. The main factors included Mashhad, local, and Arabic cultivars, and the secondary factor was foliar application of cytokinin hormone at 100 and 200 ppm. Hormonal foliar spraying was done at the beginning of the flowering stage. The results of combined variance analysis showed that there was a significant difference between cultivars for all traits, except for the harvest index. The correlation between seed yield and protein percentage, hundred seed weight, and biological yield was positive and significant, with the highest correlation related to seed protein percentage (0.958). The highest seed yield (with an average of 2281 kg/ha) belonged to the Mashhad variety, and the lowest yield (with an average of 1386 kg/ha) belonged to the Arab variety. The highest and lowest seed yields were obtained from the use of 200 ppm of cytokinin hormone and the control treatment (with an average of 2319 and 1327 kg/ha, respectively). Increasing the use of cytokinin improved quality traits such as chlorophyll index and seed protein. In general, it was found that the selection of high-yielding Mashhad variety and foliar spraying of 200 ppm of cytokinin hormone, in addition to increasing yield, could improve quality traits in cowpea.

Key words: growth hormone, biological yield, grain protein, leaf area, chlorophyll index