اثر نانو دی اکسید سیلیسیم (SiO2-NP) بر عملکرد کمی و کیفی و اجزای عملکرد رقم‌های گندم (Triticum aestivum L.) تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران

10.22124/cr.2025.29834.1854

چکیده

مقدمه: افزایش گرما و کمبود آب در اواخر بهار و اوایل تابستان، چالش بسیار مهمی در پایان فصل رشد ارقام گندم پاییزه مناطق معتدله و سردسیری است. با توجه به اهمیت اقتصادی گندم، استفاده از راهکارهای مناسب برای بهینه کردن سیستم تولید گندم در شرایط تنش خشکی آخر فصل، ضروری به‌نظر می‌رسد. در این خصوص کشت ارقام پر محصول و مقاوم به خشکی انتهایی در تلفیق با تنظیم کننده های رشد می تواند موثر‌ واقع شود. مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر نانوسیلیسیم بر عملکرد و اجزای عملکرد دو رقم گندم در تنش کمبود آب انتهای فصل رشد انجام شد.

مواد و روش‌ها: آزمایش با سه رقم گندم پاییزه به صورت طرح کرت‌های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. کرت‌های اصلی شامل چهار سطح بدون تنش آب با مصرف نانوسیلیسیم، بدون تنش آب و عدم مصرف نانوسیلیسیم، تنش کم‌آبی با مصرف نانو سیلیسیم، تنش کم‌آبی و عدم مصرف نانوسیلیسیم و کرت‌های فرعی شامل سه رقم گندم الوند، پیشگام و پیشتاز بودند. تنش کمبود آب در انتهای فصل رشد با قطع آبیاری در پایان گلدهی (مرحله 69 مقیاس BBCH ) اعمال شد. محلول‌پاشی نانو سیلیسیم طی دو مرحله قبل از گلدهی، ظهور سنبله (مرحله 51 مقیاس BBCH ) و شروع گلدهی (مرحله 61 مقیاس BBCH) با غلظت 30 میلی گرم در لیتر انجام شد. صفات اندازه گیری شده شامل تعداد سنبله در واحد سطح، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد زیستی، عملکرد دانه، شاخص برداشت، شاخص سبزینگی برگ (SPAD) و درصد پروتئین دانه بود. تجزیه آماری با استفاده از نرم افزار SAS و رسم نمودار با نرم افزار Excel انجام شد.

یافته‌های تحقیق: اثر رقم بر تعداد سنبله در واحد سطح معنی‌دارشد. همچنین تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد دانه در سنبله، عملکرد زیستی، شاخص برداشت، شاخص اسپاد و پروتئین دانه تحت تاثیر تنش و نانوسیلیسیم قرار گرفت. برهمکنش تنش و نانوسیلیسیم در رقم روی صفات وزن هزار دانه و عملکرد دانه معنی‌دار شد. تعداد سنبله در واحد سطح در رقم الوند به‌طور معنی‌داری بیشتر از رقم پیشگام و پیشتاز بود. صفاتی که تحت تاثیر تنش خشکی و نانوسیلیسیم قرار گرفتند، طی تنش بدون مصرف نانوسیلیسیم کاهش نشان دادند. در هر دو شرایط تنش رطوبتی و عدم تنش، کاربرد نانوسیلیسیم نسبت به عدم کاربرد آن عملکرد دانه و اجزای عملکرد را در هر سه رقم افزایش داد، ولی تاثیر نانوسیلیسیم در تنش رطوبتی بیشتر بود.

نتیجه‌گیری: تنش رطوبتی در مرحله دانه بندی عملکرد دانه همه ارقام را کاهش داد ولی میزان کاهش در رقم الوند بیشتر بود، علت کاهش عمدتا مربوط به کاهش تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه تحت تنش رطوبتی بود. محلول‌پاشی نانوسیلیسیم توانست تا حدود زیادی کاهش عملکرد ناشی از تنش آخر فصل را در ارقام مورد بررسی به خصوص در رقم الوند جبران نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of SiO2 nanoparticles on quantitative and qualitative yield and yield components of wheat (Triticum aestivum L.) cultivars under terminal drought stress conditions

نویسندگان [English]

  • Ali Sepehri 1
  • Nesa Gharehbaghli 2
1 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Crop and Horticultural Sciences Research, Hamedan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Hamedan, Iran
چکیده [English]

Introduction
Increasing temperatures and water deficit at the end of spring and early summer are very important challenges at the late-season growing season of winter wheat varieties in temperate and cold regions. Considering the economic importance of wheat, it seems necessary to use appropriate strategies to optimize the wheat production system under terminal drought stress. In this regard, cultivating high-yielding and terminal drought-resistant varieties in combination with growth regulators can be effective. The present study was conducted to investigate the effect of Nano silicon (SiO2-NP) on the yield and yield components of two wheat varieties under late-season deficit stress.

Materials and methods
The experiment with three winter wheat cultivars was conducted in a split-plot design in a randomized complete block design with three replications. The main plots included four levels: non-water deficit stress with Nano silicon application, non-water deficit stress and non-Nano silicon application, water deficit stress with Nano silicon application, water deficit stress and non-Nano silicon application, and the subplots included three wheat cultivars, Alvand, Pishgam and Pishtaz. Water deficit stress was applied at the end of the growing season by stopping irrigation at the end of flowering (stage 69 of the BBCH scale). Nano silicon solution-spraying was carried out during two stages before flowering, spike emergence (stage 51 of the BBCH scale) and flowering initiation (stage 61 of the BBCH scale) at a concentration of 30 mg/L. The measured traits included the number of spikes per unit area, the number of spikelets per spike, the number of grains per spike, the weight of 1,000 grains, biological yield, grain yield, harvest index, leaf greenness index (SPAD), and grain protein percentage. Statistical analysis was performed using SAS software and graphs were drawn using Excel software.

Research findings
The effect of cultivar on the number of spikes per unit area was significant. Also, the number of spikelets per spike, the number of grains per spike, biological yield, harvest index, SPAD index, and grain protein percentage were affected by water deficit stress and Nano silicon. The interaction of stress and Nano silicon with cultivars was significant on the traits of 1000-grains weight and grain yield. The number of spikes per unit area in Alvand cultivar was significantly higher than Pishgam and Pishtaz cultivars. The traits that were affected by drought stress and Nano silicon showed a decrease during stress without Nano silicon application. In both water deficit stress and non-stress conditions, the application of Nano silicon increased the yield and yield components in all cultivars, but the effect of Nano silicon was greater in water deficit stress.

Conclusion
Water deficit stress at the grain filling period reduced grain yield of both wheat cultivars, but the reduction was greater in Alvand cultivar. The reason for the reduction was mainly related to the reduction in the number of grains per spike and 1000-grains weight under water deficit stress. Nano silicon foliar application was able to largely compensate for the reduction in yield accrued in terminal drought stress in all the studied cultivars, especially in Alvand cultivar.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grain protein
  • Growth regulator
  • Leaf greenness
  • Nanosilicon
  • Water deficit