نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1
دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2
استاد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3
استادیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
4
دانشیار پژوهش، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
10.22124/cr.2025.31214.1874
چکیده
مقدمه: افزایش جمعیت جهانی همراه با کاهش منابع آب شیرین و تغییرات اقلیمی، فشار مضاعفی بر کشاورزی مناطق خشک و نیمه‌خشک وارد کرده است. یکی از راه‌کارهای مناسب برای مدیریت منابع محدود آب، کشت گیاهان متحمل به خشکی با بهره‌وری زیاد آب مانند سورگوم است. سورگوم علوفه‌ای به‌دلیل تحمل زیاد در برابر کم‌آبی و گرما، کارایی مصرف آب مناسب و تولید ماده خشک قابل‌توجه، گزینه‌ای امیدبخش است، اما عملکرد کم دانه در رقم‌های آزادگرده‌افشان سورگوم علوفه‌ای، توسعه کشت این محصول در کشور را محدود کرده است. رقم‌های آزادگرده‌افشان نسبت به هیبریدها مزیت‌هایی چون تنوع ژنتیکی بیش‌تر، سازگاری با خاک‌های نامرغوب و هزینه کم‌تر تولید بذر دارند، اما نیازمند ارتقای پتانسیل تولید دانه هستند. تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی مانند مپی‌کوات کلراید و پروهگزادیون کلسیم (مداکس‌تاپ) در غلات مختلف همچون گندم، برنج و ذرت سبب افزایش تعداد دانه، وزن هزار دانه و عملکرد دانه شده‌اند، با این‌حال اطلاعات بسیار محدودی در باره تأثیر کاربرد این ترکیبات بر پتاسیل تولید دانه سورگوم علوفه‌ای وجود دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی واکنش اجزای عملکرد دانه رقم‌های آزادگرده‌افشان سورگوم علوفه‌ای به مقادیر و زمان‌های مختلف مصرف مداکس‌تاپ و شناسایی ترکیب بهینه میزان و زمان مصرف انجام شد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت فاکتوریل- کرت‌های خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 16 تیمار و سه تکرار در مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر واقع در کرج طی سال‌های زراعی 1402 و 1403 اجرا شد. میزان و زمان مصرف تنظیم‌کننده رشد مداکس‌تاپ به‌صورت فاکتوریل در کرت‌های اصلی و رقم در کرت‌های فرعی ارزیابی شدند. میزان تنظیم‌کننده رشد در چهار سطح شامل صفر (شاهد)، نیم، یک و دو لیتر در هکتار، زمان محلول‌پاشی در دو سطح شامل مراحل 4-3 برگی و 8-6 برگی و رقم نیز در دو سطح شامل رقم‌های آزاد گرده‌افشان سورگوم علوفه‌ای منصور و بهشت بودند. صفات اندازه‌گیری شده در این آزمایش، شامل تراکم خوشه، تعداد دانه در خوشه، تعداد دانه در بوته، تعداد دانه در متر مربع، وزن هزار دانه، ارتفاع بوته، نسبت وزن خوشه به بوته، عملکرد دانه و محتوای پروتئین دانه بودند. با توجه به همگن بودن وارﻳﺎﻧﺲ خطاهای آزمایشی طی دو سال، با استفاده از نرم‌افزار آماری SAS 9.1 تجزیه واریانس مرکب روی داده‌ها انجام شد. همچنین برای مقایسه میانگین‌ها از روش LSD در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد.
یافته‌های تحقیق: نتایج نشان داد که کاربرد مداکس‌تاپ به‌عنوان تنظیم‌کننده رشد، اجزای عملکرد دانه سورگوم علوفه‌ای را به‌طور معنی‌داری بهبود بخشید، به‌نحوی که با افزایش میزان مصرف مداکس‌تاپ، تعداد دانه در بوته، تعداد دانه در مترمربع و وزن هزار دانه افزایش یافت. بیشینه تراکم خوشه (40.9 خوشه در مترمربع) با کاربرد یک لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در مرحله 4-3 برگی حاصل شد. بیش‌ترین تعداد دانه در خوشه (۷۲۱ عدد) در رقم منصور با مصرف دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در سال اول ثبت شد، در حالی‌که بیش‌ترین تعداد دانه در بوته (۱۱۳۴ عدد) و دانه در متر مربع (۱۸۹۷۰ عدد) در رقم بهشت با مصرف دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در سال دوم به‌دست آمد. بیشینه وزن هزار دانه (25.3 گرم) در رقم منصور در سال دوم با کاربرد یک و دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ حاصل شد. با کاربرد نیم، یک و دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ، نسبت وزن خوشه به بوته نسبت به شاهد به‌ترتیب 71، 109 و 180 درصد افزایش یافت. بیش‌ترین محتوای پروتئین دانه (9.66 درصد) با کاربرد دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در مرحله 8-6 برگی به‌دست آمد. کاربرد مداکس‌تاپ در مرحله 4-3 برگی اثر مثبت بیش‌تری بر تمامی اجزای عملکرد دانه داشت، در حالی‌که در مورد محتوای پروتئین دانه، کاربرد مداکس‌تاپ در مرحله 8-6 برگی مؤثرتر بود.
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که محلول‌پاشی مداکس‌تاپ به‌عنوان تنظیم‌کننده رشد، روشی موثر و عملی برای بهبود اجزای عملکرد و کیفیت دانه سورگوم علوفه‌ای است. کاربرد یک تا دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ، به‌ویژه در مرحله 4-3 برگی، موجب افزایش تراکم خوشه، تعداد دانه و وزن هزار دانه شد و در نهایت عملکرد دانه را به‌طور معنی‌داری افزایش داد. برای تولید دانه در رقم منصور، میزان یک لیتر در هکتار مداکس‌تاپ مناسب بود، در حالی‌که در رقم بهشت بهترین پاسخ از میزان دو لیتر در هکتار به‌دست آمد. به‌نظر می‌رسد که کاربرد زودهنگام مداکس‌تاپ در مرحله 4-3 برگی، تخصیص مواد فتوسنتزی به اندام‌های زایشی را تقویت می‌کند و بیشینه عملکرد و اجزای عملکرد دانه را رقم می‌زند، در حالی‌که اگر هدف افزایش محتوای پروتئین دانه باشد، کاربرد مداکس‌تاپ در مرحله ۶-۸ برگی اولویت دارد. به‌طور کلی، کاربرد مداکس‌تاپ در مزارع تولید بذر رقم‌های آزاد گرده‌افشان سورگوم علوفه‌ای، می‌تواند اجزای عملکرد و کیفیت دانه را بهبود بخشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Effects of dose and application time of combined mepiquat chloride and prohexadione calcium (Medax Top) on grain-yield components in two forage sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] cultivars
نویسندگان [English]
-
Hassan Alishahi
1
-
Majid AghaAlikhani
2
-
Farid Golzardi
3
-
Foad Moradi
4
1
Ph.D. Student, Department of Cultivation, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2
Professor, Department of Cultivation, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3
Research Assistant Professor, Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
4
Research Associate Professor, Agricultural Biotechnology Research Institute (ABRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]
Introduction
The growing global population,diminishing freshwater resources,and climate change have imposed additional pressure on agriculture in arid and semi‑arid regions.One suitable strategy for managing limited water resources is cultivating drought‑tolerant, high water‑use‑efficiency crops such as sorghum. Forage sorghum, due to its high tolerance to drought and heat, efficient water use, and considerable dry‑matter production, is a promising option; however, the low grain yield of open‑pollinated forage sorghum cultivars has limited the expansion of this crop in the country.Open‑pollinated cultivars offer advantages over hybrids—such as greater genetic diversity, adaptability to poor soils, and lower seed‑production costs—but require enhancement of grain‑production potential. Plant growth regulators like mepiquat chloride+prohexadione calcium(Medax Top)have increased grain number, thousand‑grain weight, and grain yield in various cereals including wheat, rice, and maize;nonetheless, very limited information exists on their effects on grain‑production potential in forage sorghum.The present study was conducted to evaluate the response of grain‑yield components in open‑pollinated forage sorghum cultivars to different doses and timings of Medax Top application and to identify the optimal dose–timing combination
Materials and methods
This study was carried out as a factorial split‑plot experiment based on randomized complete block design with sixteen treatments and three replications at the Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran, during the 2023 and 2024 growing seasons. Dose and application tim of Medax Top was assigned as factorial in main plots, and cultivars to sub‑plots. MedaxTop doses were four levels, including zero (control), 0.5, 1, and 2 L.ha-1; foliar‑spray timings were two levels, including 3–4 and 6–8 leaf stages, and cultivars included two open‑pollinated forage sorghum cultivars, Mansour and Behesht. Evaluated traits were panicle density, No. of grains per panicle, No. of grains per plant, No. of grains per m2, 1000‑grain weight, plant height, panicle‑to‑plant weight ratio, grain yield, and grain protein content. Given homogeneity of the experimental error variances across both years, data were subjected to combined analysis of variance using SAS 9.1, and comparison of means were performed by LSD at 5% probability level.
Research findings
The results showed that application of Medax Top as a growth regulator significantly improved grain‑yield components of forage sorghum.Increasing dose enhanced grains per plant, grains per square meter, and thousand‑grain weight. The maximum panicle density(40.9 panicles m-2) was achieved with 1 L.ha-1 of Medax Top applied at the 3–4‑leaf stage. The highest grains per panicle (721) were recorded in cultivar Mansour with 2 L.ha-1 during the first year, whereas the greatest grains per plant (1,134) and per square meter (18,970) occurred in cultivar Beheshte with 2 L ha-1 during the second year. The highest thousand‑grain weight (25.3 g) was obtained in Mansour with 1–2 L ha-1 in the second year. Application of 0.5, 1, and 2 L ha-1 of Medax Top increased the panicle‑to‑plant weight ratio by 71 %, 109 %, and 180 %, respectively. The maximum grain protein content (9.66 %) resulted from 2 L ha-1 applied at the 6–8‑leaf stage. For all yield components, Medax Top application at the 3–4‑leaf stage was more effective, whereas for grain protein content, application at the 6–8‑leaf stage was superior.
Conclusion
This study demonstrated that using Medax Top as a plant growth regulator is an effective and practical method for improving grain‑yield components and quality in forage sorghum. Application of 1–2 L.ha-1 of Medax Top, especially at the 3–4‑leaf stage, enhanced panicle density, grain number, and thousand‑grain weight, thereby significantly boosting grain yield. For grain production of the Mansour cultivar, 1 L.ha-1 is sufficient, whereas cultivar Beheshte responds best to 2 L.ha-1. Early application at the 3–4‑leaf stage strengthens photosynthate allocation to reproductive organs, maximizing yield components, conversely, for elevating grain protein content, application at the 6–8‑leaf stage is preferred. Overall, the application of Medax Top in seed‑production fields of open‑pollinated forage sorghum cultivars can improve yield components and grain quality.
کلیدواژه‌ها [English]
-
Grain number
-
Open-pollinated cultivar
-
Plant growth regulator
-
Protein content
-
Thousand-grain weight
)