بررسی گلخانه ای توزیع ریشه گیاه ذرت در خاک های همگن و ناهمگن و رابطه آن با عملکرد محصول

اهداف: این مطالعه به منظور بررسی تاثیر خاک‌های همگن و ناهمگن بر توزیع ریشه و عملکرد گیاه ذرت تحت آبیاری بدون تنش و با تنش رطوبتی در شرایط گلخانه‌ای انجام گرفت.مواد و روش‌ها: در این مطالعه از دو نوع خاک با بافت‌های رسی (خاک a) و لوم سیلتی (خاک b) برای تهیه بسترهای همگن بصورت تک‌لایه (aa و bb) و ناهمگن بصورت دولایه (ab و ba) در داخل لوله‌هایی از جنس پی وی سی به طول 80 سانتیمتر در شرایط گلخانه‌ای استفاده گردید. این تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. به طوری که نوع خاک گلدان با 4 سطح (aa، bb، ab و ba) و شرایط آبیاری با 2 سطح (بدون تنش رطوبتی و با تنش رطوبتی) فاکتورهای این آزمایش را تشکیل می‌دادند. در پایان دوره رشد ذرت، به منظور بررسی تراکم پیکسلی ریشه‌ها از آن‌ها عکس‌برداری به عمل آمد.یافته‌ها: در شرایط تنش آبی وزن کل ریشه ذرت در خاک همگن لوم سیلتی (bb) نسبت به خاک همگن رسی (aa) کمتر بوده (به ترتیب 15/0 گرم و 27/6 گرم) اما در آبیاری بدون تنش رشد آن در گلدان bb به طور قابل توجهی بهبود یافت (28/7 گرم). همچنین در گلدان‌های ba و ab به ترتیب در آبیاری با تنش و بدون تنش، بستر مناسب‌تری برای رشد ریشه فراهم گردید. در مورد تمام گلدان‌ها بین وزن بلال و وزن خشک ریشه نیمه پایین در سطح احتمال 5 درصد همبستگی معنی‌دار وجود داشت.بر اساس تجزیه تصاویر باینری ریشه ها، گلدان های bb و ab تحت تنش آبی که اختلاف تراکم پیکسلی در ریشه های نیمه پایینی و بالایی آنها بیشتر بود، محصولات ضعیف تری از نظر وزن (به ترتیب 71/3 گرم و 85/3 گرم) داشتند.نتیجهگیری: به طور کلی تنش رطوبتی تاثیر منفی بر روی وزن بلال تمام بسترهای کشت داشت. در شرایط تنش رطوبتی،توزیع ریشه در لایه زیرین بستر رشد از اهمیت بیشتری برخوردار بود. با توجه به اینکه بستر همگن رسی و بستر دولایه با خاک زیرین رسی بهترین رشد ریشه و محصول ذرت را در شرایط تنش آبی داشتند، می توانند برای کاشت ذرت در مناطق کم آب در نظر گرفته شوند. استفاده از روش تحلیل پیکسل های تصویر ریشه می تواند در کنار سایر روش های متداول بررسی توزیع ریشه سودمند واقع شود.

greenhouse study of maize root distribution in homogeneous and heterogeneous soils and its relationship with crop yield

background and objective: the current study was conducted to investigate the effect of homogeneous and heterogeneous soils on root distribution and yield of maize under irrigation without stress and with moisture stress under greenhouse conditions.materials and methods: in this study, two soil types of clay (soil a) and silt loam (soil b) were used to prepare homogeneous substrates as single-layer (aa and bb) and heterogeneous substrates as double-layer (ab and ba) inside pvc pipes with a length of 80 cm in the greenhouse. this experiment was performed as a factorial experiment in a completely randomized design (crd) with three replications. so that the type of soil in the pots with 4 levels (aa, bb, ab and ba) and irrigation conditions with 2 levels (without moisture stress and with moisture stress) were the factors of this experiment. at the end of the growth period, the roots were photographed to evaluate the pixel density of the roots.results: the results of the present study showed that in drought stress, maize root in homogeneous silt loam soil (bb) was less dense than that in clay homogeneous soil (aa) (15.0 g and 27.6 g, respectively), but in conditions without water stress, its growth was significantly improved (28.7 g). also, in ba and ab pots, a better substrate for root growth was provided in irrigation conditions with stress and without stress, respectively. for all pots, there was a significant correlation between corn weight and lower half of the root dry weight at the 5% probability level. based on the analysis of root binary images, pots bb and ab under water stress, with a higher difference between the lower and upper roots pixel density had a lighter corn yields (71.3 g and 85.3 g, respectively).conclusion: in general, moisture stress had a negative effect on corn weight in all cultivation pots. under moisture stress condition, root distribution in the lower substrate was more important. since the homogeneous clay bed and the two-layer bed with clay soil at the bottom had the best root growth and corn weight under water stress conditions, they can be considered for planting maize in water-scarce areas. the root pixel analysis method can be useful along with other common methods of the root distribution assessment.