اثر دُز و زمان مصرف مداکس‌تاپ بر اجزای عملکرد دانه دو رقم سورگوم علوفه‌ای [Sorghum bicolor (L.) Moench]

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

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 دانه کم در رقم‌های آزادگرده‌افشان آن، توسعه کشت این محصول در کشور را محدود کرده است. رقم‌های آزادگرده‌افشان نسبت به هیبریدها مزیت‌هایی از قبیل تنوع ژنتیکی بیش‌تر، سازگاری با خاک‌های نامرغوب و هزینه کم‌تر تولید بذر دارند، اما نیازمند افزایش پتانسیل تولید دانه هستند. تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی مانند مپی‌کوات کلراید و پروهگزادیون کلسیم (مداکس‌تاپ) در غلات مختلف نظیر گندم، برنج و ذرت، سبب افزایش تعداد دانه، وزن هزار دانه و عملکرد دانه شده‌اند، اما اطلاعات بسیار محدودی در مورد تأثیر کاربرد این ترکیبات بر پتاسیل تولید دانه سورگوم علوفه‌ای وجود دارد. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر دُز و زمان مصرف تنظیم‌کننده رشد مداکس‌تاپ بر اجزای عملکرد دانه دو رقم آزادگرده‌افشان سورگوم علوفه‌ای و شناسایی ترکیب بهینه دُز و زمان مصرف انجام شد.

مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت فاکتوریل- کرت‌های خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با شانزده تیمار و سه تکرار در مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج طی دو سال زراعی 1402 و 1403 اجرا شد. دُز و زمان مصرف تنظیم‌کننده رشد مداکس‌تاپ به‌صورت فاکتوریل در کرت‌های اصلی و رقم در کرت‌های فرعی ارزیابی شد. دُز مداکس‌تاپ 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 رقم‌های آزادگرده‌افشان سورگوم علوفه‌ای نیز در دو سطح شامل منصور و بهشت بودند. صفات ارزیابی‌شده در این مطالعه 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، تجزیه واریانس مرکب داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS 9.1 انجام شد. همنین برای مقایسه میانگین‌ها نیز از روش حداقل تفاوت معنی‌دار (LSD) در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد. 

یافته‌های تحقیق: نتایج نشان داد کاربرد مداکس‌تاپ به‌عنوان تنظیم‌کننده رشد، اجزای عملکرد دانه سورگوم علوفه‌ای را به‌طور معنی‌داری بهبود بخشید، به‌نحوی‌که با افزایش دُز مصرف مداکس‌تاپ، تعداد دانه در بوته، تعداد دانه در متر مربع و وزن هزار دانه افزایش یافت. بیشینه تراکم خوشه (40.9 خوشه در متر مربع) با کاربرد یک لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در مرحله 4-3 برگی حاصل شد. بیش‌ترین تعداد دانه در خوشه (721دانه) با مصرف دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در رقم منصور در سال اول ثبت شد، درحالی‌که بیش‌ترین تعداد دانه در بوته (1134 دانه) و دانه در متر مربع (18970دانه) با مصرف دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در رقم بهشت در سال دوم به‌دست آمد. بیشینه وزن هزار دانه (25.3 گرم) نیز با کاربرد یک و دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در رقم منصور در سال دوم مشاهده شد. با کاربرد نیم، یک و دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ، نسبت وزن خوشه به بوته به‌ترتیب 71، 109 و 180 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت. بیش‌ترین محتوای پروتئین دانه (9.66 درصد) نیز با کاربرد دو لیتر در هکتار مداکس‌تاپ در مرحله 8-6 برگی حاصل شد. در مجموع، نتایج این آزمایش نشان داد که کاربرد مداکس‌تاپ در مرحله 4-3 برگی اثر مثبت بیش‌تری بر تمامی اجزای عملکرد دانه سورگوم علوفه‌ای 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 تنظیم‌کننده رشد مداکس‌تاپ، روشی موثر و عملی برای بهبود اجزای عملکرد و کیفیت دانه رقم‌های آزادگرده‌افشان 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، دُز یک لیتر در هکتار مداکس‌تاپ کفایت می‌کند، در حالی‌که رقم بهشت بهترین پاسخ را به دُز دو لیتر در هکتار نشان داد. کاربرد زودهنگام مداکس‌تاپ در مرحله 4-3 برگی، تخصیص مواد فتوسنتزی به اندام‌های زایشی را تقویت و بیشینه عملکرد و اجزای عملکرد دانه را تولید کرد، در حالی‌که اگر هدف افزایش محتوای پروتئین دانه باشد، کاربرد مداکس‌تاپ در مرحله 8-6 برگی اولویت دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of dose and application timing of Medax Top on grain yield components of 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 Agronomy, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Agronomy, 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 of Iran, 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 of the appropriate solutions for managing limited water resources is the cultivation of drought‑tolerant crops with high water‑use efficiency such as sorghum. Forage sorghum is a promising option due to its high tolerance to drought and heat, efficient water use, and considerable dry‑matter production; however, the low grain yield of open‑pollinated 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 they require increased grain‑production potential. Plant growth regulators like mepiquat chloride + prohexadione calcium (Medax Top 35% SC) have been shown to increase grain number, thousand‑grain weight, and grain yield in various cereals such as wheat, rice, and maize; nonetheless, very limited information exists on their effects on grain‑production potential in forage sorghum. The present study aimed to evaluate the effect of dose and application timing of the growth regulator Medax Top on grain yield components of two open‑pollinated forage sorghum cultivars and to identify the optimal combination of dose and application timing.

Materials and methods
This research was carried out as a factorial split‑plot experiment in a 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. The factorial combination of Medax Top dose and application timing was assigned to main plots, and the sorghum cultivars to sub‑plots. Medax Top dose was evaluated at four levels: zero (control), 0.5, 1, and 2 L.ha-1; foliar‑spray timing was at two levels: the 3-4 leaf stage and the 6-8 leaf stage; and cultivars included two open‑pollinated forage sorghum cultivars, Mansour and Behesht. The evaluated traits were panicle density, grains per panicle, grains per plant, grains per square meter, thousand‑grain weight, plant height, panicle‑to‑plant weight ratio, grain yield, and grain protein content. Given homogeneity of experimental error variances across both years, data were subjected to combined analysis of variance using SAS 9.1, and mean comparisons were performed by LSD at the 5 % significance 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 1000‑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 1000‑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 ratio of panicle to plant weight 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. Overall, the results of this experiment showed that Medax Top application at 3-4 leaf stage had a greater positive effect on all grain yield components of forage sorghum, while for grain protein content, application of Medax Top at 6-8 leaf stage was more effective.

Conclusion
The results of this study indicated that foliar application of the growth regulator Medax Top is an effective and practical method for improving yield components and grain quality of open-pollinated forage sorghum cultivars. 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.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grain number
  • Open-pollinated cultivar
  • Plant growth regulator
  • Protein content
  • Thousand-grain weight