تاثیر باکتری تیوباسیلوس و گوگرد بنتونیت‌دار بر عملکرد دانه و خصوصیات فیزیولوژیک گلرنگ (carthamus tinctorius l.) تحت رژیم‌های مختلف آبیاری

گلرنگ، گیاهی چندمنظوره با کاربردهای دارویی و روغنی است که عمدتاً برای تولید روغن خوراکی و رنگ‌های صنعتی کشت می‌شود. سازگاری این گیاه با آب‌وهوای خشک و نیمه‌خشک، آن را به یک محصول ارزشمند برای مناطق مواجه با کم‌آبی تبدیل کرده است. محدودیت منابع آب در ایران و تنش خشکی بر رشد و عملکرد این گیاه تاثیر منفی دارد. گوگرد به عنوان چهارمین عنصر پرمصرف گیاهی، در فتوسنتز و ساختارهای غشای سلولی نقش حیاتی دارد. استفاده بیش از حد کودهای شیمیایی گوگردی می‌تواند به شوری خاک منجر شود. بنابراین، کودهای زیستی به عنوان جایگزینی مناسب مطرح شده‌اند. کودهای زیستی، مانند باکتری‌های تیوباسیلوس، نه تنها مواد مغذی ضروری را تامین می‌کنند، بلکه سلامت خاک را بهبود بخشیده و آلودگی محیطی را کاهش می‌دهند. باکتری‌های تیوباسیلوس (thiobacillus spp.) با تامین سولفات و بهبود ویژگی‌های خاک، به رشد بهتر گیاه کمک می‌کنند. این مطالعه جهت ارزیابی اثر منابع شیمیایی و زیستی گوگردی شامل گوگرد بنتونیت‌دار و باکتری تیوباسیلوس بر محتوای عناصر اندام هوایی، برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک و عملکرد دانه گلرنگ تحت شرایط تنش کم‌آبی در تابستان 1401 در مزرعۀ تحقیقاتی دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه یاسوج واقع در دشت‌روم اجرا گردید. آزمایش به‌صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. رژیم‌های آبیاری در سه سطح (آبیاری کامل، قطع آبیاری از شروع گلدهی تا رسیدگی به عنوان تنش خشکی شدید و از پر شدن دانه تا رسیدگی  به عنوان تنش خشکی متوسط) به عنوان عامل اصلی و ترکیب کود گوگرد بنتونیت‌دار در سه سطح (0، 150 و 300 کیلوگرم در هکتار) و باکتری تیوباسیلوس در دو سطح (کاربرد و عدم کاربرد) به عنوان عامل فرعی مورد بررسی قرارگرفتند. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که با افزایش سطوح کود گوگرد بنتونیت‌دار و کاربرد باکتری تیوباسیلوس، محتوای عناصر اندام هوایی، صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانه تحت شرایط تنش خشکی به طور معنی‌داری بهبود یافت. کاربرد ترکیبی گوگرد و باکتری تیوباسیلوس توانایی گیاه را برای تحمل کم‌آبی با بهبود دسترسی به مواد مغذی و فعالیت آنزیم‌های مرتبط با تنش افزایش داد. تحت شرایط تنش شدید کم آبی (قطع آبیاری از گلدهی تا رسیدگی) بیشترین محتوای عناصر اندام هوایی شامل نیتروژن (2/33 درصد)، گوگرد (0/149 درصد)، آهن (44 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و روی (25/66 میلی‌گرم بر کیلوگرم) از تیمارکاربرد همزمان 300 کیلوگرم گوگرد بنتونیت‌دار + باکتری تیوباسیلوس حاصل شد. همچنین  برهم‌کنش سه‌گانه رژیم آبیاری × گوگرد بنتونیت‌دار × تیوباسیلوس بر محتوای کلروفیل کل و کاروتنوئید، محتوای قندهای محلول و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی کاتالاز و پراکسیداز معنی‌دار شد.  بیشترین مقدار صفات مذکور در هر یک از رژیم‌های آبیاری با کاربرد همزمان 300 کیلوگرم گوگرد بنتونیت‌دار + باکتری تیوباسیلوس مشاهده شد. این نتایج نشان‌دهنده پتانسیل تیمارهای مبتنی بر گوگرد برای بهبود سازوکارهای تحمل تنش در گلرنگ است. محتوای مالون دی‌آلدهید نیز با قطع آبیاری از مراحل گلدهی و پر شدن دانه افزایش یافت ولی با کاربرد گوگرد بنتونیت دار و باکتری تیوباسیلوس کاهش یافت. عملکرد دانه نیز متاثر از کاربرد 300 کیلوگرم در هکتار گوگرد بنتونیت‌دار + تیوباسیلوس در سطوح آبیاری کامل و تنش متوسط به ترتیب با افزایش 25/28 و 45/54 درصدی همراه شد. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که قطع آبیاری به ویژه از مرحلۀ گلدهی تا رسیدگی با کاهش صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانۀ گلرنگ همراه بوده و کاربرد 150 کیلوگرم در هکتار گوگرد بنتونیت‌دار به همراه باکتری تیوباسیلوس علاوه بر کاهش مصرف کود شیمیایی و در نتیجه پیامدهای نامطلوب ناشی از آن، منجر به افزایش جذب عناصر غذایی، ارتقای کارایی کود زیستی و بهبود عملکرد دانه در شرایط تنش کم‌آبی شده است. این مطالعه بینش‌های ارزشمندی در مورد نقش گوگرد و کودهای زیستی در بهبود مقاومت گلرنگ به کم‌آبی ارائه می‌دهد و به توسعۀ روش‌های کشاورزی پایدار در مناطق خشک کمک می‌کند.

the effect of thiobacillus spp. and bentonite sulfur application on the seed yield and physiological characteristics of safflower (carthamus tinctorius l.) under different irrigation regimes

introductionsafflower (carthamus tinctorius l.) is a multipurpose crop with medicinal and oil-producing applications, primarily cultivated for edible oil and industrial dyes. its adaptability to arid and semi-arid climates makes it a valuable crop for regions facing water scarcity. water scarcity and drought stress significantly impact its growth and yield, particularly in arid regions such as iran. sulfur, the fourth most consumed nutrient by plants, plays a crucial role in photosynthesis and cell membrane integrity. however, excessive application of chemical sulfur fertilizers can lead to soil salinity, making biofertilizers a sustainable alternative. biofertilizers, such as thiobacillus spp., not only provide essential nutrients but also improve soil health and reduce environmental pollution. thiobacillus spp. bacteria enhance plant growth by supplying sulfate and improving soil properties.materials and methodsthis study investigated the effects of chemical and biological sulfur sources, including bentonite sulfur and thiobacillus bacteria, on the shoot nutrient content (n, p, k, s, fe, and zn), physiological characteristics, and seed yield of safflower under water stress. the experiment was conducted in the summer of 2023 at the research farm of yasouj university, faculty of agriculture, located in dashtrom. a split-factorial design based on a randomized complete block design (rcbd) with three replications was used. irrigation regimes at three levels (full irrigation, irrigation cutoff from flowering to maturity as severe drought stress, and irrigation cutoff from seed filling to maturity as moderate drought stress) were the main factor, while bentonite sulfur application at three levels (0, 150, and 300 kg ha-1) and thiobacillus bacteria application (with and without) were the secondary factors.results and discussionstatistical analysis showed that bentonite sulfur fertilizer and thiobacillus bacteria significantly improved nutrient content in shoot, physiological traits, and grain yield under drought stress. the combined application of sulfur and thiobacillus bacteria enhanced the plant’s ability to withstand water deficit conditions by improving nutrient availability and stress-related enzymatic activities. under severe drought stress (irrigation cutoff from flowering to maturity), the highest nitrogen (2.33%), sulfur (0.149%), iron (44 mg kg-1), and zinc (25.66 mg kg-1) levels were observed with the combined application of 300 kg ha-1 of bentonite sulfur and thiobacillus bacteria. the interaction between irrigation regime, bentonite sulfur, and thiobacillus bacteria significantly influenced total chlorophyll content, carotenoid content, total soluble carbohydrates, and antioxidant enzyme activities (catalase and peroxidase). the highest values for these traits in each irrigation regime were obtained with the application of 300 kg ha-1 of bentonite sulfur and thiobacillus bacteria. this demonstrates the potential of sulfur-based treatments to enhance stress tolerance mechanisms in safflower. malondialdehyde (mda) content increased under water deficit conditions (flowering and seed-filling stages), but decreased with bentonite sulfur and thiobacillus bacteria. seed yield was significantly enhanced by the application of 300 kg ha-1 of bentonite sulfur and thiobacillus bacteria, with increases of 25.28% under full irrigation, and 45.54% under moderate drought stress.  conclusionthe findings suggest that drought stress, particularly irrigation cutoff from flowering to maturity, reduces physiological traits and seed yield in safflower. however, the application of 150 kg ha-1 of sulfur-bentonite combined with thiobacillus bacteria not only mitigates the adverse effects of water stress but also enhances nutrient uptake, biofertilizer efficiency, and seed yield while reducing the need for chemical fertilizers. this study provides valuable insights into the role of sulfur and biofertilizers in improving safflower resilience under water-limited conditions, contributing to sustainable agricultural practices in arid regions.