تأثیر آمینوکلات سیلیس - پتاسیم بر ویژگی‌های فیزیولوژیک و عملکرد دانة برنج تحت شرایط کم‌آبیاری در روش خشکه‌کاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

10.22124/cr.2026.34444.1923

چکیده

مقدمه: تنش خشکی یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکنندة تولید برنج در روش های خشکه‌کاری است و استفاده از ترکیبات تغذیه‌ای مؤثر می‌تواند نقش مهمی در افزایش تحمل این گیاه به کمبود آب داشته باشد. محلول‌پاشی آمینوکلات سیلیس-پتاسیم با بهبود کارایی فیزیولوژیک و وضعیت آبی گیاه، می‌تواند خسارت‌های ناشی از تنش خشکی را کاهش دهد. ازاین‌رو، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر محلول‌پاشی آمینوکلات سیلیس-پتاسیم بر صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانة ژنوتیپ‌های برنج در شرایط کم آبیاری انجام شد.

مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت اسپلیت -فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار، در مزرعة تحقیقاتی ایستگاه شاوور، استان خوزستان، ایران، در فصل زراعی ۱۴۰۴ اجرا شد. تیمارها شامل سه رژیم آبیاری (هر ۲، ۴ و ۶ روز یک‌بار) به‌عنوان عامل اصلی و ترکیبی فاکتوریل از سه سطح محلول‌پاشی آمینوکلات سیلیس و پتاسیم (صفر، ۲ و ۴ لیتر در هکتار) و سه ژنوتیپ برنج شامل عنبربوی پاکوتاه، عنبربوی پابلند و یک لاین امیدبخش برنج هوازی به‌عنوان عوامل فرعی بودند. صفات اندازه‌گیری‌شده شامل محتوای نسبی آب برگ، شاخص کلروفیل، سرعت فتوسنتز، هدایت روزنه‌ای، سرعت تعرق و غلظت دی‌اکسیدکربن بین‌سلولی، صفات مورفولوژیک (ارتفاع بوته و درصد دانه‌های پوک)، عملکرد دانه و اجزای عملکرد (تعداد دانه در خوشه و وزن هزار دانه)، و عملکرد زیست‌توده کل بود که در مرحلة رسیدگی کامل اندازه‌گیری شدند. به‌منظور گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها و صفات مورد مطالعه، از روش تجزیه خوشه‌ای استفاده شد و دندروگرام حاصل به‌صورت نقشه حرارتی با استفاده از نرم‌افزار RStudio نسخة ۲۰۲۳ ترسیم گردید. تجزیه واریانس داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS نسخة 1/9 انجام شد و مقایسه میانگین‌ها با آزمون چنددامنه‌ای دانکن صورت گرفت.

نتایج و بحث: نتایج این پژوهش نشان داد که دور آبیاری ۶ روز، هدایت روزنه‌ای را حدود 50 تا 55 درصد، محتوای نسبی آب برگ را 11 درصد، تعداد دانه در خوشه را 12 درصد، وزن هزار دانه را 15 درصد، عملکرد دانه را 12 درصد و عملکرد زیست‌تودة کل را 21 درصد در مقایسه با آبیاری 2 روز کاهش داد. در مقابل، محلول‌پاشی آمینوکلات سیلیس و پتاسیم، به‌ویژه در غلظت ۴ لیتر در هکتار، هدایت روزنه‌ای را بسته به ژنوتیپ و شدت تنش 10 تا 35 درصد و محتوای نسبی آب برگ را 6 درصد افزایش داد و همچنین باعث افزایش 17 درصدی تعداد دانه در خوشه، 8 درصدی وزن هزار دانه، 13 درصدی عملکرد دانه و 10 درصدی عملکرد زیست‌تودة کل نسبت به شاهد بدون محلول پاشی شد. این تیمار با حفظ هدایت روزنه‌ای، افزایش سرعت فتوسنتز و تعرق، حفظ شاخص کلروفیل، و بهبود روابط آبی گیاه موجب بهبود عملکرد دانه در تمامی ژنوتیپ‌ها در مقایسه با شاهد شد. در میان ژنوتیپ‌های مورد بررسی، لاین امیدبخش برنج هوازی در اغلب صفات فیزیولوژیک و عملکردی برتری معنی‌داری نسبت به دو ژنوتیپ پاکوتاه و پابلند عنبربو نشان داد. این ژنوتیپ حتی تحت کم آبیاری شدید نیز مقادیر بالاتری از هدایت روزنه‌ای، سرعت فتوسنتز، سرعت تعرق و شاخص کلروفیل را حفظ کرد که در نهایت به حفظ بهتر اجزای عملکرد و عملکرد دانه منجر شد. برتری این ژنوتیپ احتمالاً ناشی از توانایی بیشتر در حفظ وضعیت آبی گیاه، پایداری دستگاه فتوسنتزی و استفاده کارآمدتر از عناصر سیلیس و پتاسیم در شرایط تنش بوده است.

نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که محلول‌پاشی آمینوکلات سیلیس و پتاسیم، به‌ویژه در غلظت ۴ لیتر در هکتار، راهکاری مؤثر برای کاهش اثرات منفی تنش کم آبیاری، پایداری ویژگی‌های فیزیولوژیک، و افزایش عملکرد دانه برنج در روش‌های خشکه‌کاری است. همچنین، لاین امیدبخش برنج هوازی به دلیل تحمل بیشتر به شرایط کمبود آب و واکنش مطلوب‌تر به محلول‌پاشی، می‌تواند به‌عنوان ژنوتیپی مناسب برای کشت در شرایط محدودیت آب و برنامه‌های به نژادی مرتبط با توسعة ارقام متحمل به خشکی مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of silicon–potassium aminochelate on physiological traits, and grain yield of rice under deficit irrigation conditions in dry-seeded rice

نویسندگان [English]

  • Ahmad Berimi Abdolkhani 1
  • Habibolah Roshanfekr 1
  • Afrasyab Rahnama 1
  • Abdolali Gilani 2
1 Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Field and Horticultural Crops Science Research Department, Agricultural and Natural Resources Research and Education Center of Khuzestan Province, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Introduction: Drought stress is one of the most important factors limiting rice production in dry-seeded cultivation systems, and the application of effective nutritional compounds can play a significant role in enhancing plant tolerance to water deficit. Foliar application of silicon–potassium aminochelate may alleviate drought damage by improving physiological performance and plant water status. Therefore, this study evaluated its effects on physiological traits, and grain yield of rice genotypes under water deficit stress.

Materials and Methods: The experiment was conducted using a split-factorial arrangement based on a randomized complete block design with three replications at the research field of Shavoor Station,, Khuzestan Province, Iran, during the 2025 growing season. The treatments included three irrigation regimes (2, 4, and 6 days) as the main factor, and a factorial combination of three levels of silicon–potassium aminochelate foliar application (0, 2, and 4 L ha⁻¹) and three rice genotypes, namely short-statured Anbarboo, tall -statured Anbarboo, and a promising aerobic rice line, as subplot factors. The measured traits included relative water content, photosynthetic properties such as chlorophyll index, photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate, and intracellular CO₂ concent,ration as well as morphological characteristics (plant height and the percentage of unfilled grains), grain yield and yield components (number of grains per panicle and 1000-grain weight), biological yield, and harvest index, which were evaluated at full maturity. To group the studied genotypes and traits, cluster analysis method was used and the respective dendrogram was drawn as a heat map using R-studio ver. 2023 software. Data analysis of variance was conducted using SAS ver. 9.1 software and mean comparisons was performed using Duncan’s multiple range test at 5% probability level.

Results and Discussion: Increasing the irrigation interval from 2 to 6 days reduced stomatal conductance by approximately 50–55%, relative leaf water content by 11%, grain number per panicle by 12%, 1000-grain weight by 15%, grain yield by 12%, and total biological yield by 21%. In contrast, foliar application of silicon–potassium aminochelate, particularly at 4 L ha⁻¹, increased stomatal conductance by 10–35% (depending on genotype and drought severity) and relative leaf water content by 6%. It also increased grain number per panicle by 17%, 1000-grain weight by 8%, grain yield by 13%, and total biological yield by 10% compared with the control. This treatment mitigated the adverse effects of drought by maintaining stomatal conductance, enhancing photosynthetic and transpiration rates, preserving chlorophyll content, and improving plant water status, ultimately leading to improved grain yield across all genotypes. Among the genotypes, the promising aerobic rice line exhibited significantly superior physiological and agronomic performance compared with both other cultivars. Even under severe drought stress, this genotype maintained higher stomatal conductance, photosynthetic rate, transpiration rate, and chlorophyll index, resulting in better preservation of grain yield. Its superior performance is likely attributable to a greater capacity to maintain plant water status, preserve photosynthetic activity, and utilize silicon and potassium more efficiently under drought stress.

Conclusion: Overall, the results of this study demonstrated that foliar application of silicon–potassium aminochelate, particularly at the rate of 4 L ha⁻¹, is an effective approach for mitigating the adverse effects of drought stress, improving physiological traits, maintaining yield components, and increasing rice grain yield under dry-seeded rice cultivation systems. Furthermore, the promising aerobic rice line, due to its greater tolerance to water deficit and more favorable response to foliar application, can be considered a suitable genotype for cultivation under water-limited conditions and for breeding programs aimed at developing drought tolerant rice genotypes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aerobic rice
  • Chlorophyll index
  • Foliar nutrition
  • Photosynthesis rate
  • Water productivity