اثر سطوح سوپرجاذب رطوبت، مدیریت تغذیه و اسید سالیسیلیک بر خصوصیات خاک، کارآیی مصرف آب و خصوصیات مورفولوژیکی و عملکرد لوبیا قرمز (Phaseolous Vulgaris L.) در شرایط تنش خشکی

سابقه و هدف: امروزه بیش از یک سوم اراضی دنیا در مناطق خشک و نیمه‎خشک قرار گرفته که دچار محدودیت آب هستند. تنش خشکی سبب بروز تغییرات مختلف فیزیولوژیکی در گیاه می‎گردد که از آن جمله می‎توان به افزایش دمای سایه‎انداز گیاهی گیاه، افزایش غلظت اسید آمینه پرولین، کاهش رطوبت نسبی برگ، افزایش غلظت قندهای محلول، افزایش مقاومت روزنه‎ای و افزایش غلظت ترکیبات آنتی‎اکسیدانی اشاره کرد. با توجه به اثرات مخرب تنش خشکی، در سال‎های اخیر تلاش‌های فراوانی به منظور افزایش کارایی مصرف آب صورت گرفته است، که در این مسیر، بهره‌گیری از سوپرجاذب‌ها و محلول‎پاشی با اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک به عنوان راهکارهای اساسی جهت صرفه‌جویی و استفاده‌ی بهینه‌ی آب مدنظر قرار گرفته‌اند. مواد و روش‎ها: به‎منظور بررسی شاخص‎های تحمل به تنش و بررسی برخی خصوصیات کمی لوبیا (رقم درخشان) تحت‎تاثیر کاربرد نهاده‎های مختلف در شرایط تنش خشکی، آزمایشی در سال زراعی 95 1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد به‎صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح پایه‎ی بلوک‎های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. سطوح آبیاری (50 و 100 درصد نیاز آبی) در کرت‎های اصلی و تیمارهای تغذیه‎ای (1 کاربرد 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص بعلاوه 80 کیلوگرم سوپرجاذب رطوبت، 2 کاربرد 80 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت بعلاوه کاربرد توام 6 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و یک میلی‎مولار اسید سالیسیلیک و ، 3 کاربرد توام 6 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و یک میلی‎مولار اسید سالیسیلیک بعلاوه کاربرد 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص، 4 کاربرد توام 6 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و یک میلی‎مولار اسید سالیسیلیک بعلاوه 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص بعلاوه 80 کیلوگرم سوپرجاذب رطوبت و 5 شاهد) در کرت‎های فرعی قرار گرفتند. یافته‎ها: نتایج آزمایش نشان داد اگر چه اعمال تیمارهای تغذیه‎ای در بهبود کارآیی مصرف آب موثر بود، ولی در هر دو شرایط 50 و 100 درصد نیاز آبی بیشترین کارآیی مصرف آب در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک بدست آمد، به‎طوری‎که این تیمار به‎ترتیب منجر به افزایش 63 و 55 درصدی کارآیی مصرف آب در شرایط 50 و 100 درصد نیاز آبی نسبت به تیمار شاهد شد. کلیه‎ی تیمارهای تغذیه‎ای مورد مطالعه منجر به کاهش خسارات ناشی از تنش خشکی شدند، ولی در این شرایط بیشترین شاخص سطح برگ (24/7))، سرعت رشد محصول (47/6 گرم در مترمربع در روز)، نیتروژن (32/0 درصد) و فسفر (0183/0 درصد) در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک مشاهده شد. کاربرد همزمان نیتروژن و سوپرجاذب، کاربرد همزمان سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک، کاربرد همزمان نیتروژن، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک و کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک میانگین بهره‎وری را به‎ترتیب 19، 54، 47 و 59 درصد، میانگین هندسی بهره‎وری را به‎ترتیب 18، 55، 48 و 59 درصد و میانگین هارمونیک را به‎ترتیب 17، 55، 48 و 60 درصد نسبت به شاهد بهبود بخشیدند. اثر تیمارهای تغذیه‎ای بر شاخص حساسیت به تنش و شاخص تحمل تنش معنی‎دار بود و کمترین میزان شاخص حساسیت گیاه به تنش (59/0) و بیشترین شاخص تحمل تنش (51/1) در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک بدست آمد. نتیجه‎گیری: به‎طور کلی نتایج نشان داد که اگر چه کلیه‎ی تیمارهای تغذیه‎ای در کاهش خسارات ناشی از تنش خشکی (تامین تنها 50 درصد نیاز آبی) موثر بودند، ولی بیشترین عملکرد دانه، عملکرد ماده خشک، شاخص برداشت، وزن دانه در بوته، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، نیتروژن خاک و کارآیی مصرف آب در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک بدست آمد.

Effect of water superabsorbent levels, nutrition management and salicylic acid on soil characteristics, water use efficiency and morphological characteristics and yield of bean (Phaseolous vulgaris L.) in drought stress

Abstract Background and objectives: Today, more than a third of the worlds land is located in arid and semiarid areas that are subject to water constrains. Drought stress causes different physiological changes in the plant, such as increasing shading temperature, increasing concentration of proline amino acid, decreasing leaf relative humidity, increasing soluble sugars concentration, increasing stomatal resistance and increasing concentration of antioxidant compounds of plant. Considering the destructive effects of drought stress, in recent years, many efforts have been made to increase water use efficiency. The use of superabsorbents and spraying of humic acid and salicylic acid are considered as essential solutions for saving and optimizing water use. Regarding insufficient water availability in the country and the importance of using ecofriendly inputs in increasing water productivity and conducting few studies on the use of statistical techniques to identify the factors affecting water use efficiency, this research in order to investigate the effect of water superabsorbent, humic acid and salicylic acid on water use efficiency and some morphological characteristics and yield and tolerance indicators of bean (Phaseolous vulgaris L.) under drought stress was done. Materials and methods: In order to determine factors affecting water use efficiencis of common bean (Derakhshan cultivar) affected by different inputs in conditions of drought stress, a split plot experiment based on RCBD design with three replications was used during 201516 growing season, at Research Farm of Ferdowsi University of Mashhad, Iran. Irrigation levels (50 and 100% of water requirement) and nutritional treatments (75 kg.ha1 Nitrogen+80 kg.ha1 Superabsorbent, 80 kg.ha1 Superabsorbent+6 kg.ha1 Humic acid+1 Mm Salicylic acid, 6 kg.ha1 Humic acid+1 Mm Salicylic acid+75 kg.ha1 Nitrogen, 6 kg.ha1 Humic acid+1 Mm Salicylic acid+75 kg.ha1 Nitrogen+80 kg.ha1 Superabsorbent and Control) assigned to the main and sub plots, respectively. In this research, traits shuch as seed yield, dry matter yield, harvest index, weight seed per plant, height plant, LAI, CGR, soil nitrogen, phosphorous, EC and pH was estimated. Results: The result showed that all of the nutritional treatments had significantly effects on water use efficiency, but in both conditions of 50 and 100% of water requirement, the highest water use efficiency were obtained in Humic acid+Salicylic acid+Nitrogen+Superabsorbent, so that this treatment increased water use efficiency 63 and 55% compared to control in 50 and 100% of water requirement, respectively. All of the nutritional treatments decreased damages caused by drought stress, but in this conditions (50% of water requirement), the highest LAI (7.24), CGR (6.47 g.m2.day1), soil nitrogen (0.32%) and phosphorous (0.0183%) observed in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid. Application of nitrogen+superabsorbent, superabsorbent+humic acid+salicylic acid, nitrogen+humic acid+salicylic acid and nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid increased mean productivity (MP) 19, 54 and 47 and 59%, geometric mean productivity (GMP) 18, 55 and 48 and 59% and harmonic mean (HM) 17, 55 and 48 and 60% compared to control, respectively. Effect of nutritional treatments on stress susceptibility (SSI) and stress tolerance index (STI) was significant and the lowest SSI (0.59) and the highest STI (1.51) obtained in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid. Conclusion: In general, the results showed that although all nutritional treatments were effective in reducing drought stress damages, but the highest seed yield, dry matter yield, harvest index, weight seed per plant, leaf area index, crop growth rate, soil nitrogen and water use efficiency observed in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid. MP, GMP and HM in all nutritional treatments was more than control, significantly. Application of superabsorbent+humic acid and salicylic acid, nitrogen+humic acid+salicylic acid, nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid decrease SSI compared to control and the highest STI obtained in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid.