Effect of foliar application of some amino acids on growth and yield of chickpea (Cicer arientinum L.) under different irrigation regimes

مقدمه

نخود (Cicer arientinum L.) یکی از مهم‌ترین محصولات خانواده حبوبات است که غذای بخشی از جمعیت در حال رشد جهان فراهم را می­کند. سطح زیر کشت این محصول در جهان بیش از 11 میلیون هکتار است و ایران با سطح زیر کشت 700 هزار هکتار پس از هند، پاکستان و ترکیه رتبه چهارم را دارد (Naseri et al., 2020). اگرچه نخود می­تواند تنش آبی را تحمل کند، اما اثرات منفی قابل ‌توجهی بر بهره­وری نخود به دلیل تنش آبی گزارش شده است (Maleki et al., 2011; Rani et al., 2020;
Shah et al., 2020)؛ بنابراین داشتن رقم مقاوم ضروری است، ارقامی که بتوانند دوره تنش آبی را تحمل کنند (Massawe et al., 2015). تنش آبی به‌عنوان عامل محیطی اصلی که می­تواند به­طور قابل ‌توجهی
بر بهره­وری گیاه و کیفیت بسیاری از محصولات زراعی تأثیر بگذارد گزارش شده است
 (et al., 2021 El Haddad)، به‌طوری‌که تاثیر آن بر حبوبات بیشتر است (et al., 2017 Awasthi). تنش کم‌آبی با برهم‌زدن فرآیندهای فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی رشد گیاه را مختل می‌کند. در نتیجه مجموعه‌ای از فرآیندها از جمله رشد، تعداد گل، کربوهیدرات‌ها، محتوای پروتئین و غلظت ریزمغذی‌ها (روی و آهن) را تحت تأثیر قرار می‌دهد که در نهایت بر عملکرد دانه و کیفیت تغذیه تأثیر می‌گذارد
(et al., 2020: Johansson et al., 2020 Maqbool). مراحل زایشی گیاهان زراعی نسبت به مراحل رویشی در برابر تنش کم‌آبی آسیب‌پذیرتر هستند
(et al., 2020; Sehgal et al., 2017 Choukri). بیشتر مناطق کشت نخود در ایران دارای آب و هوای سرد و نیمه‌خشک با تنش کم‌آبی نهایی هستند
(Ghassemi-Golezani et al., 2008). نخود در این مناطق به­طور سنتی در بهار (اسفند تا فروردین) کاشته می‌شود که تقریباً با پایان فصل بارندگی در این مناطق مطابقت دارد. در نتیجه، تنش کم‌آبی در اواخر مراحل رویشی و زایشی یک عامل محدود­کننده در عملکرد رایج در این منطقه است (Soltani et al., 2001). تنش کم‌آبی انتهای فصل معمولاً با افزایش دما در طول زمان رسیدگی همراه است و اغلب به دمای بیش از 30 درجه سانتی­گراد می­رسد که ممکن است بر پر شدن غلاف تأثیر بگذارد (Khamssi et al., 2011). کمبود رطوبت خاک در مناطق دیم ایران اغلب در حساس­ترین مراحل رشد نخود، یعنی گلدهی و پر­شدن دانه ایجاد می‌شود
(Shamsi et al., 2010). اگرچه نخود به‌خوبی با شرایط نیمه‌خشک سازگار است و باتوجه‌به چرخه زمستانی آن معمولاً نیازی به آبیاری ندارد، گاهی اوقات حداکثر به دو یا سه آبیاری تکمیلی نیاز است (Pasandi et al., 2014). استفاده از محرک­های زیستی می­تواند به دلیل تحریک و بهبود فرایندهای فیزیولوژیکی و متابولیکی گیاهان باعث افزایش قابل‌توجه عملکرد محصول شود
(Naseri et al., 2020). در چند سال اخیر، مقدار زیادی از آمینواسیدها به محصولات محرک زیستی اضافه شده است. اگرچه تأثیر مثبت کاربرد اسیدآمینه به‌خوبی شناخته شده است، اطلاعات کمی در مورد نقش هر اسیدآمینه در فرایندهای فیزیولوژیکی و متابولیکی وجود دارد. همچنین اطلاعات کافی در مورد استفاده صحیح از آن­ها وجود ندارد، زیرا اثرات اسیدهای آمینه به ترکیبی از عوامل مانند نوع گیاه، مقدار تعیین­شده مصرفی، آب و هوا، نحوه و زمان استفاده و ... بستگی دارد
(Paradikovi et al., 2019 ; Colla et al., 2015).
 Rafi et al. (2020) گزارش کردند که بیشترین عملکرد دانه (48/7565 کیلوگرم در هکتار) از تیمار کاربرد اسید­آمینه حاصل شد. این پژوهش با­هدف بررسی تأثیر محلول­پاشی مخلوط اسیدآمینه‌های پرولین+آلانین، پرولین+والین و اسیدآمینه‌های ترکیب تجاری بر عملکرد، اجزای عملکرد، سطح برگ و میزان کلروفیلa  و b در شرایط تنش کم­‌آبی انجام شد.

مواد و روش­ها

این مطالعه به‌صورت کرت­های خرد­شده بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت ‌مدرس تهران واقع در کیلومتر 17 اتوبان تهران - کرج با موقعیت جغرافیایی 51 درجه و 8 دقیقه شمالی، عرض جغرافیایی 35 درجه و 43 دقیقه شرقی و ارتفاع 1215 متر از سطح دریا، با آب‌وهوایی نیمه­خشک با میانگین بارندگی سالانه 171 میلی­متر در دو سال زراعی 1398-1397 و 1398-1399 اجرا شد. شکل یک میانگین حداقل و حداکثر دمای ماهانه و میزان نزولات آسمانی را در طی دو دوره رشد و نمو نخود نشان می‌دهد.

شکل 1- میانگین دماهای کمینه و بیشینه ماهانه و بارندگی در طی دو دوره رشد و نمو نخود.

Figure 1. Average minimum and maximum monthly temperatures and rainfall during the two periods of growth and development of chickpea.

تیمارها شامل رژیم­های آبیاری در سه سطح آبیاری مطلوب (35 درصد تخلیه رطوبتی، I1)، تنش آبی متوسط (55 درصد تخلیه رطوبتی، I2) و تنش آبی شدید (75 درصد تخلیه رطوبتی، I3) قابل دسترس خاک در منطقه توسعه ریشه و سپس آبیاری تا حد ظرفیت زراعی از زمان استقرار گیاهچه تا برداشت گیاه در کرت‌های اصلی و محلول‌پاشی اسیدهای آمینه مختلف در دو مرحله (در مرحله رویشی BBCH11 و شروع مرحله زایشی یعنی ۱۰ درصد گلدهی61  BBCH) شامل پرولین+والین (S1)، پرولین+آلانین (S2)، آلانین+والین (S3) به میزان 5/0 گرم بر لیتر از هر اسیدآمینه (از شرکت مرک آلمان)، اسیدآمینه تجاری از شرکت آگراس (Agrares) اسپانیا (S4) به میزان یک گرم بر لیتر از شرکت کاوش گستر تهیه شد و به همراه دو شاهد آب مقطر (S5) و عدم کاربرد محلول‌پاشی (S6) در کرت‌های فرعی به‌صورت تصادفی قرار گرفتند. عملیات آماده­سازی زمین به­وسیله­ی شخم، دیسک و برای تسطیح زمین از ماله استفاده شد. قبل از کاشت دو نمونه خاک از عمق 30–0 و 60–30 سانتی‌متری تهیه و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تعیین شد و بر اساس آن میزان نیتروژن موجود در خاک (درصد ماده آلی خاک) و میزان نیتروژن موردنیاز گیاه نخود رقم منصوری (بر اساس کود اوره) تعیین شد (جدول 1). هنگام کاشت بذر نخود رقم منصوری هر کرت آزمایشی به‌صورت پنج ردیف کشت به فاصله 50 سانتی‌متر از یکدیگر به طول سه متر و فاصله بین بوته‌ها روی ردیف 8 سانتی‌متر و عمق 4 سانتی‌متر در نظر گرفته شد. عملیات وجین به‌صورت دستی برای کنترل علف­های هرز انجام شد. آبیاری به‌صورت قطره‌ای و با استفاده از نوارهای آبیاری انجام شد. اولین آبیاری بلافاصله پس از کشت، و آبیاری‌های بعدی به‌صورت نرمال تا استقرار گیاهچه انجام شد. حجم آبیاری برای هر تیمار با کنتور کنترل شد. برای تعیین سطوح مختلف آبیاری از روابط ارائه­شده توسطBehera & Panda  (2009) استفاده شد در این روش، برنامه زمان­بندی آبیاری بر اساس درصد تخلیه آب خاک در منطقه ریشه و یا بیشینه تخلیه مجاز MAD (Maximum Allowable Depletion) بود. درصد MAD با رابطه 1 برآورد شد:

رابطه (1)                         

FC رطوبت حجمی ظرفیت زراعی،θ  رطوبت حجمی خاک و PWP رطوبت حجمی خاک در نقطه پژمردگی دائمی است. حجم آب مورد نیاز با رابطه‏های 2 و 3 محاسبه شد:

رابطه (2)                           ASW=FC-PWP

رابطه (3)                 V=ASW*MAD*Rz*10

که در آن ASW (Available Soil Water) آب قابل دسترس خاک، V (Volume of irrigation water) حجم آب آبیاری (بر حسب میلی‎متر)، R_z عمق مؤثر توسعه ریشه (۵0 سانتی‏متر) و 10 ثابت تبدیل سانتی‏متر به میلی‌متر است.

برای کنترل رطوبت خاک در عمق توسعه ریشه از لوله‌های دستگاه (Time-Domain Reflectometry) TDR مدل TRIME-FM کشور انگلستان در عمق صفر تا ۵۰ سانتی‌متری کرت‌ها استفاده شد. برای این منظور، قبل از اجرای آزمایش با نمونه‌گیری از اعماق مختلف خاک در زمان‌های متفاوت، از طریق روش وزنی، درصد حجمی رطوبت خاک تعیین شد و سپس درصد حجمی رطوبت خاک در همین نقاط به وسیله دستگاه TDR اندازه‌گیری شد و سپس یک معادله رگرسیونی بین دو سری از داده‌ها محاسبه شد که برای کالیبره­کردن دستگاه TDR مورد استفاده قرار گرفت.

هم‌زمان با اعمال تیمار تنش (بعد از استقرار گیاهچه تا زمان برداشت) دو بار محلول‌پاشی (یکی در مرحله رویشی و دیگری در مرحله زایشی یعنی حدود ۱۰ درصد گلدهی) انجام شد. در پایان دوره رشد و از هر کرت 10 بوته به­طور تصادفی از سطح خاک برداشت و جهت تعیین صفات مورفولوژی و اجزای عملکرد از قبیل ارتفاع، سطح برگ و وزن هزار دانه به آزمایشگاه منتقل شد. با استفاده از دستگاه اندازه­گیری سطح برگ مدل
DELTA- T DEVICES (ساخت کشور انگلستان)، میزان سطح برگ اندازه­گیری شد. وزن هزار دانه پس از انتخاب یک نمونه تصادفی از دانه­های به‌دست‌آمده از هر تیمار با دستگاه بذرشمار شمارش و توزین شد. جهت تعیین عملکرد دانه در هنگام برداشت، از دو ردیف وسط هر کرت آزمایشی، یک متر مربع نمونه برداشت شد و داخل کیسه­های مقوایی قرار گرفت. این نمونه­ها پس از انتقال به آزمایشگاه و جدا­کردن دانه‌های آن و خشکاندن در داخل آون (48 ساعت تحت دمای 72 درجه سانتی‌گراد) با ترازوی مدل  ANDساخت کشور ژاپن بادقت 1/0 گرم توزین شدند. بدین ترتیب عملکرد دانه در یک متر مربع حاصل شد که بعد از آن به واحد کیلوگرم در هکتار تبدیل شد. برای سنجش غلظت کلروفیل 2/0 گرم نمونه­ی برگی (در مرحله 10 درصد گلدهی) در استون 80% عصاره­گیری شد. جذب نوری کلروفیل a و b به­ترتیب در طول موج­های 645 و 663 نانومتر خوانده شد و با استفاده از فرمول مربوطه غلظت کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل بر حسب میلی­گرم بر گرم برگ تازه به­دست آمد. غلظت کلروفیل­هایa  وb  از فرمول­های زیر به­دست می­آید ((Arnon, 1949:

 = [12.7 (D₆₆₃) - 2.69 (D₆₄₅)]کلروفیل a

کلروفیل b= [22.9 (D₆₄₅) - 4.68 (D₆₆₃)] ´

کلروفیل a +کلروفیل b = کلروفیل کل

W: وزن تر برگ (گرم)، V: حجم استون (میلی‎لیتر) و D: طول موج (نانومتر).

اثرات اصلی و برهم‌کنش عوامل مورد بررسی از تجزیه واریانس (ANOVA) با استفاده از روش مدل خطی عمومی (GLM) در نرم‌افزار SAS نسخه 4/9 تعیین شد (SAS Institute Inc, 2019). فرضیه‏های تجزیه واریانس با اطمینان از این که باقی‌مانده‌ها تصادفی، همگن و با توزیع نرمال هستند، مورد آزمایش قرار گرفت. از آن­جایی­که آزمون Brown-Forsythe’s F-star برای صفات اندازه‏گیری­شده معنی­‏دار نبود، برداشت­‏ها در یک آزمون مرکب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت که سال به‌صورت فاکتور تصادفی در نظر گرفته شد. برای مقایسه اثرات اصلی آزمون LSD (کمینه تفاوت معنی‌دار) بکار رفت. برای مقایسه اثرات متقابل از میانگین کمینه مربعات
(LS Means) با گزینه‌ی Lines استفاده شد. برای انجام آنالیز همبستگی از روش Corr و روش Pearson استفاده شد. در مواقعی که اثر متقابل دوگانه معنی‌دار شد، تنها از اثرات متقابل برای تفسیر بهتر نتایج استفاده شد و در غیر این صورت اثرات اصلی (در صورت معنی‌دار­بودن) برای تفسیر نتایج بکار رفت. برای ترسیم نمودارها از نرم‌افزار Excel و برای رسم جداول از نرم‌افزار Microsoft Office 2013 استفاده شد.

جدول 1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده

Table 1. Physicochemical characteristics of the experimental soil

نتایج و بحث

ارتفاع بوته

رژیم آبیاری و برهم­کنش آن با محلول‌پاشی در سطح پنج درصد و محلول‌پاشی در سطح یک درصد بر ارتفاع گیاه اثر معنی‌دار داشت (جدول 2). همچنین بیشترین ارتفاع بوته از تیمار ترکیبی آبیاری مطلوب با محلول‌پاشی پرولین+آلانین با 63/58 سانتی­متر و کمترین مقدار هم از تیمار کم آبیاری شدید با 97/34 سانتی­متر به­دست آمد (جدول 3). ارتفاع گیاه صفتی است که به میزان قابل ‌توجهی به شرایط محیطی بستگی دارد. به‌طورکلی، دامنه تغییر ارتفاع گیاه نخود بین 20 الی 100 سانتی‌متر است. تنش خشکی باعث کاهش طول دوره رویشی لوبیا (Phaseolus vulgaris) می‌شود (et al., 2010 Bayat). با کاهش طول این دوره و عبور سریع­تر گیاه از این مرحله، تعداد گره و طول میان­‌گره در گیاه کاهش‌­یافته و به دنبال آن ارتفاع گیاه سویا (Glycine max) کم می‌شود .(Daneshian, 2000)  دلیل کاهش ارتفاع گیاه در اثر تنش کمبود آب را می‌توان به علت کاهش فشار تورژسانس و کاهش رشد طولی سلول دانست
(Upadhyaya & Panda, 2004). کاهش ارتفاع گیاه و تعداد گره در ساقه دلیلی است بر اینکه تنش کم‌آبی باعث کاهش تقسیمات سلولی شده و رشد رویشی گیاه را کاهش داده؛ لذا عملکرد زیستی گیاه کاهش یافته است
(Zabat & Hosseinzadeh, 2011). اسیدهای آمینه می­توانند فرآیندهای بیوشیمیایی اصلی و سوخت وساز را در گیاهان بهبود دهند Golzadeh et al., 2011)). همچنین باتوجه‌به نیتروژن موجود در اسیدآمینه افزایش ارتفاع بوته قابل توجیه است. در پژوهشی دیگر محلول­پاشی اسیدآمینه فسنوترن سبب افزایش ارتفاع بوته بابونه شد (Haj Seyed Hadi et al., 2011).

سطح برگ بوته

سطح برگ بوته تحت‌ تأثیر اثرات اصلی رژیم آبیاری و محلول‌پاشی و اثرات متقابل آنها در سطح احتمال یک درصد قرار گرفت (جدول 2). بیشترین میزان سطح برگ بوته با میانگین 62/975 سانتی‌متر مربع به تیمار آبیاری مطلوب، محلول‌پاشی تعلق داشت و کمترین میزان سطح برگ با میانگین 08/173 سانتی­متر مربع از تیمار تنش آبی شدید و بدون محلول‌پاشی به­دست آمد (جدول 3). تنش آبی اغلب موجب ایجاد برگ­های کوچکتر شده و عمر برگ­ها را نیز کاهش می­یابد (Webber et al., 2018). تنش آبی در طول دوره رشد رویشی منجر به کوچک‌تر­شدن برگ‌ها شده و شاخص سطح برگ و میزان جذب نور توسط گیاه را کاهش می­دهد (Bouazzama et al., 2012). تنش آبی سطح برگ، فتوسنتز و مصرف مواد فتوسنتزی را در برگ‌ها کاهش می‌دهد، زیرا انتقال شیره پرورده از آوند آبکش وابسته به پتانسیل فشاری است. اگر در طی تنش، پتانسیل آب در آوند آبکش کاهش یابد، کاهش در پتانسیل آماس نیز از انتقال مواد فتوسنتزی جلوگیری می‌کند (Imam & Zavareh, 2005). اسیدهای آمینه به‌عنوان منبع تأمین نیتروژن، در تولید پروتئین گیاهی و سبزینه (کلروفیل) و در­نتیجه افزایش سطح برگ و نورساخت گیاه مؤثرند (Ghazi Manas et al., 2013)؛ در نتیجه افزایش رشد و عملکرد از محلول‌پاشی اسیدهای آمینه قابل انتظار است. بالاترین شاخص سطح برگ از تیمارهای محلول‌پاشی با سطوح 3 و 6 هزار اسیدآمینه با میانگین 36/3 و 04/3 به­دست آمد
(Entezari et al., 2008).

وزن هزار دانه

وزن هزار دانه تحت‌تأثیر معنی‌دار رژیم آبیاری، محلول‌پاشی در سطح احتمال یک درصد و همچنین اثر متقابل آنها در سطح احتمال پنج درصد قرار گرفت (جدول 2). مقایسه میانگین برهم‌کنش دوگانه نشان می­دهد که بیشترین وزن هزار دانه به میزان 64/408 گرم از تیمار ترکیبی آبیاری مطلوب و محلول‌پاشی پرولین+والین و کمترین میزان وزن هزار دانه به میزان 08/172 گرم متعلق به تیمار تنش آبی شدید و بدون محلول‌پاشی بود (جدول 3). نتایج(2008) Shoa Hosseini et al.  که بیان کردند وزن هزار دانه بر اثر تنش آبی کاهش می­یابد، موید نتایج این تحقیق است.

اظهارات(2015) Yoder et al.  مبنی بر اینکه کمبود آب در دوره پر­شدن دانه موجب کاهش وزن دانه می­شود، تاییدی دیگر بر نتایج این تحقیق است. تأثیر مثبت اسیدهای آمینه بر وزن هزار دانه به اثر اسیدهای آمینه بر ساخت مواد نیتروژن غیر پروتئینی نسبت داده می­شود (El-Said & Mahdy, 2016). نتایج مشابهی توسط Manal et al. (2018) گزارش شده است.
et al.  Entezari (2008) نیز ‌گزارش‌ کردند ‌گیاهانی ‌که ‌بالاترین ‌سطح‌ محلول‌پاشی ‌اسید­آمینه‌ را ‌دریافت ‌کردند ‌بیشترین ‌و ‌گیاهانی ‌که‌‌ توسط‌ اسید­آمینه ‌محلول‌پاشی ‌نشدند ‌کمترین ‌وزن ‌هزار ‌دانه‌ را ‌داشتند. ‌نتایج ‌آزمایشی ‌نشان ‌داد ‌که ‌محلول‌پاشی ‌اسید­‌آمینه ‌روی‌ گیاه ‌تریتیکاله ‌تأثیر ‌معنی‌داری ‌بر ‌وزن ‌هزار ‌دانه آن ‌داشت
(et al., 2012 Zakipour). در آزمایشی دیگر مشاهده شد که اسیدآمینه نیز بر صفات رویشی و زایشی تأثیرگذار بود. سطوح مختلف اسید فولویک و اسیدآمینه تأثیر معنی‌داری بر صفات عملکرد دانه، عملکرد بوته، تعداد بذر در بوته و وزن هزار دانه داشتند؛ به‌طوری‌که بیشترین میزان عملکرد دانه (به ترتیب با 985 کیلوگرم در هکتار) از تیمار پنج کیلوگرم اسید­فولویک و سه در هزار اسیدآمینه به­دست آمدند. آنها عنوان کردند که بر اساس این نتایج، می‌توان تیمار پنج کیلوگرم در هکتار اسید فولویک و سه در هزار اسیدآمینه را در افزایش ویژگی‌های عملکردی و رشدی گشنیز مؤثر دانست (Aminifard et al., 2020).

عملکرد دانه

اثرات رژیم آبیاری، محلول‌پاشی و اثرات متقابل آنها بر عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین عملکرد دانه به میزان 05/3924 کیلوگرم در هکتار از تیمار ترکیبی آبیاری مطلوب و محلول­پاشی پرولین+آلانین به­دست آمد و کمترین عملکرد دانه به میزان 27/687 کیلوگرم در هکتار به تیمار تنش آبی شدید و بدون محلول­پاشی تعلق داشت (جدول 3). در مطالعه­ای مشخص شد کاهش عملکرد دانه ارقام لوبیا چیتی در شرایط تنش رطوبتی در مرحله زایشی می‌تواند با کاهش تجمع ماده خشک در واحد سطح، سرعت رشد گیاه زراعی و سرعت رشد نسبی مرتبط باشد
(Zafarani-Moattar et al., 2012). اسیدهای آمینه به عنوان منبع تأمین نیتروژن، در افزایش نورساخت و بهبود سرعت رشد پر­شدن دانه­ها نقش مؤثری دارند که این موضوع نقش مؤثری در افزایش عملکرد دانه دارد
Seyed Hadi & Rezaee Ghale, 2016) Haj). همچنین محلول­پاشی اسیدهای آمینه باعث افزایش جذب نیتروژن، فسفر، پتاسیم ، عناصر کم­مصرف و همچنین افزایش رشد و عملکرد در کدو شد (Faten et al., 2010). محلول‌پاشی اسیدآمینه، جذب سریع مواد غذایی در فتوسنتز را آسان کرده و فرایند متابولیسم گیاهی را ارتقا می‌بخشد و به‌خاطر اثرات تغذیه‌ای مثبت آنها بر رشد و نمو بهتر گیاه باعث افزایش عملکرد دانه ذرت شده است
(Puryousef Miandoab & Citizens, 2014). نتایج پژوهشی نشان داد که محلول­پاشی اسید آمینه در شرایط کم­آبیاری باعث افزایش 18 درصدی عملکرد دانه در گندم  شده است (Entezari et al., 2008).

کلروفیل a

اثر رژیم‌های آبیاری در سطح احتمال پنج درصد و محلول‌پاشی در سطح احتمال یک درصد و برهم­کنش آنها و همچنین اثر متقابل آبیاری×سال بر محتوای کلروفیل a معنی‌دار بود (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین محتوای کلروفیل a به میزان 29/5 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ از تیمار آبیاری مطلوب و با محلول‌پاشی پرولین+آلانین به­دست آمد و کمترین محتوای کلروفیل a به میزان 17/2 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ به تیمار تنش آبی شدید بدون محلول‌پاشی تعلق داشت (جدول 3). بیشترین محتوای کلروفیل در سال دوم و با آبیاری مطلوب مشاهده شد که با سایر تیمارهای اثر متقابل آبیاری×سال تفاوت معنی­‌داری داشت. کمترین محتوای کلروفیل a به تیمار کم­آبیاری شدید در سال دوم تعلق داشت که با تیمار مذکور در سال اول از نظر آماری اختلافی نداشت (جدول 4). مطالعات نشان داده‌اند که اسیدهای آمینه به‌صورت مستقیم و غیر مستقیم بر فعالیت‌های فیزیولوژیکی و رشد و نمو گیاه مؤثر واقع می‌شوند (Faten et al., 2010). این ترکیب‌ها در بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه و هورمونی نقش مهمی داشته (Gawronska, 2008) و با تأثیر بر افزایش مقاومت به تنش‌های محیطی، افزایش غلظت کلروفیل و در نتیجه تأثیر بر فتوسنتز، بر رشد و عملکرد گیاهان مؤثر واقع می‌شوند.

کلروفیل b

تنها رژیم­‌های محلول­‌پاشی و برهم­کنش آن با رژیم‌های آبیاری بر کلروفیل b در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد (جدول 2). مقایسه میانگین اثرات متقابل نشان داد که بیشترین محتوای کلروفیل  bبه میزان 860/0 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ از تیمار آبیاری مطلوب و محلول­پاشی پرولین+آلانین به­دست آمد و کمترین محتوای کلروفیل b به میزان 246/0 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ به تیمار تنش کم­‌آبی شدید و بدون محلول­‌پاشی تعلق داشت (جدول 3). سرعت فتوسنتزی و فعالیت آنزیم رابیسکو در گیاه نخود همبستگی مثبتی با عملکرد دارد و لذا پایداری کلروفیل به‌عنوان یک معیار تحمل به خشکی برای انتخاب ارقام پیشنهاد شده است. در بررسی روی نخود مشاهده شد که تنش خشکی در مراحل رشد رویشی و گرده­‌افشانی به طور معنی­‌داری میزان کلروفیل a و b را کاهش داد (Mafakheri et al., 2010).

کلروفیل کل

طبق جدول تجزیه واریانس (جدول 2) اثر رژیم‌های محلول‌­پاشی در سطح احتمال یک درصد و آبیاری و برهم­کنش آنها و همچنین آبیاری×سال بر محتوای کلروفیل کل در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار بود. بیشترین محتوای کلروفیل کل به میزان 15/6 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ از تیمار آبیاری مطلوب و محلول­‌پاشی اسیدآمینه به­دست آمد و کمترین محتوای کلروفیل کل به میزان 42/2 میلی­گرم بر گرم وزن تر برگ از تیمار تنش آبی شدید و بدون محلول‌­پاشی مشاهده شد (جدول 3). بیشینه محتوای کلروفیل کل در تیمار آبیاری مطلوب در سال دوم به­دست آمد (جدول 4). به نظر می‌رسد کاهش کلروفیل تحت شرایط تنش رطوبتی به‌­واسطه اثر کلروفیلاز و در نتیجه اثر کلروفیل می‌باشد.

بارزترین اثر تنش اکسیداتیو در شرایط تنش خشکی بر کلروفیل کل، کاهش محتوای کلروفیل a+b است. در نتیجه اکسیداسیون نوری رنگ­دانه‌ها و کلروفیل تخریب می‌شود، بنابراین علت اصلی کاهش میزان فتوسنتز در شرایط تنش خشکی کاهش محتوای کلروفیل در برگ است (Sedeghipour & Aghaei, 2012). میزان کلروفیل در گیاهان زنده یکی از فاکتورهای مهم حفظ ظرفیت فتوسنتزی است .(Gusegnova et al., 2006)

به نظر می­رسد کاهش میزان کلروفیل تحت تنش کم‌آبی به علت افزایش تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژن باشد که این رادیکال‌های آزاد باعث پراکسیداسیون و در نتیجه تجزیه این رنگیزه می­شود (Sharifa & Muriefah, 2015). سرعت فتوسنتزی و فعالیت آنزیم رابیسکو در گیاه نخود همبستگی مثبتی با عملکرد دارد و لذا پایداری کلروفیل به­‌عنوان یک معیار تحمل به کم­آبی برای انتخاب ارقام پیشنهاد شده است. در بررسی روی نخود مشاهده شد که تنش کم­آبی در مراحل رشد رویشی و گرده افشانی به طور معنی‌داری میزان کلروفیل a و b را کاهش داد .(Mafakheri et al., 2010) طی تنش رطوبتی، کلروفیل‌ها در کلروپلاست تجزیه و ساختارهای تیلاکوئید ناپدید شده و باعث تولید اکسیژن فعال، همراه با کاهش و تجزیه کلروفیل می‌شوند. تنش کم­آبی باعث از هم­گسیختگی ساختار سلول و اخلال در آنزیم‌های سلول می‌­شود و از جمله کلروفیل که عامل اصلی در فرایند فتوسنتز و در نتیجه کاهش آسیمیلات­سازی شده و در نتیجه کاهش عملکرد را به دنبال خواهد داشت
(et al., 2011 Ghorbani).  Zare Mehrjardi et al. (2012) بیان کردند در گیاه نخود میزان کلروفیل کل طی تنش کم‌­آبی کاهش معنی‌­داری نشان می‌دهد.

جدول 3- مقایسه میانگین اثر متقابل رژیم‌های آبیاری×محلول‌­پاشی برگی بر صفات ارزیابی­شده نخود، رقم منصوری در دو سال آزمایش.

Table 3. Mean comparison of interaction of irrigation regimes×foliar application on evaluated traits of chickpea, Mansouri cultivar, in two years of the experiment

میانگین­هایی که در هر ستون، دارای حرف مشترک هستند، بر اساس آزمون LSD، در سطح احتمال پنج درصد اختلاف معنی­داری ندارند. S1، S2، S3، S4، S5 و S6 به ترتیب نشان‌دهنده اثر تیمار‌های محلول‌پاشی شامل: پرولین+والین (هرکدام g l^-15/0)، پرولین+آلانین (هرکدام g l^-15/0)، آلانین+والین (هرکدام  g l^-15/0)، اسیدآمینه تجاری (g l^-1 1)، آب مقطر و بدون محلول‌پاشی است. I1، I2 و I3 به ترتیب نشان‌دهنده تیمارهای آبیاری شامل آبیاری مطلوب، کم آبیاری متوسط و کم آبیاری شدید.

Means in each column, followed by similar letters are not significantly different at the %5 probability level-LSD Test. S1, S2, S3, S4, S5 and S6 indicate the foliar spraying treatments, respectively: Proline+valine (0.5 g l^-1 for each one), proline+alanine (0.5 g l^-1 for each one), alanine+valine (0.5 g l^-1 for each one), commercial amino acid (1 g l^-1), distilled water and without spraying. I1, I2 and I3 indicate irrigation treatments including optimal irrigation, moderate and severe water deficit stress, respectively.

جدول 4- مقایسه میانگین صفات مختلف نخود، رقم منصوری، تحت تأثیر رژیم‌های آبیاری در دو سال متوالی

Table 4. Mean comparison of different traits of chickpea, Mansouri cultivar, under irrigation regimes in two consecutive years

میانگین­هایی که در هر ستون، دارای حرف مشترک هستند، بر اساس آزمونLSD، در سطح احتمال پنج درصد اختلاف معنی­داری ندارند. I1، I2 و I3 به­ترتیب نشان‌دهنده تیمارهای آبیاری شامل آبیاری مطلوب، کم آبیاری متوسط و کم آبیاری شدید.

Means in each column, followed by similar letters are not significantly different at the %5 probability level- LSD Test. I1, I2 and I3 indicate irrigation treatments including optimal irrigation, moderate and severe water deficit stress, respectively.

نتیجه‌گیری کلی

تنش کم‌آبی موجب کاهش ارتفاع، سطح برگ، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، کلروفیل a و b و کلروفیل کل شد. محلول­‌پاشی اسیدهای آمینه در شرایط آبیاری مطلوب، کم­آبیاری متوسط و شدید در اغلب صفات ذکر­شده اثر مثبت داشت؛ بنابراین در شرایط تنش کم­آبی استفاده از اسیدآمینه‌ها به­ویژه پرولین+آلانین (هرکدام  g.l^-15/0) برای کاهش اثرات سوء تنش کم­آبی در گیاه نخود رقم منصوری پیشنهاد می‌­شود.

REFERENCES

1. Aminifard, M.H., Gholami, M., Bayat, H., & Moradinejad, F. (2020). The effect of folic acid and amino acid fertilizers on physiological, growth and yield characteristics (Coriandrum sativum). Journal of Agricultural Ecology, 3, 388-373.
2. Arnon, D.I. (1949). Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphennoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24(1),1-150.
3. Awasthi, R., Gaur, P., Turner, N., Vadez, V., Siddique, K., & Nayyar, H. (2017). Effects of individual and combined heat and drought stress during seed filling on the oxidative metabolism and yield of chickpea
   (Cicer arietinum) genotypes differing in heat and drought tolerance. Crop & Pasture Science, 68, 823–841.
4. Bayat, A.A., Sepehri, A., Ahmadvand, G., & Dorri, H.R. (2010). Effect of water deficit stress on yield and yield components of pinto bean (Phaseolus vulgaris ) genotypes. Journal of Crop Science,12(1), 42-51.
5. Behera S.K. and Panda R.K. (2009). Effect of fertilization and irrigation schedule on water and fertilizer solute transport for wheat crop in a sub-humid sub-tropical region. Agriculture, Ecosystems and Environment, 130,141-155. https://doi.org/10.1016/j.agee.2008.12.009
6. Bouazzama, B., Xanthoulis, D., Bouaziz, A., Ruelle, P., & Mailhol, J.C. (2012). Effect of water stress on growth, water consumption and yield of silage maize under flood irrigation in a semiarid climate of Tadla (Morocco). Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, 16(4), 468-477.
7. Choukri, H., Hejjaoui, K., El-Baouchi, A., El Haddad, N., Smouni, A., Maalouf, F., Thavarajah, D., & Kumar, S. (2020). Heat and drought stress impact on phenology, grain yield, and nutritional quality of lentil
   (Lens culinaris Medikus). Frontiers in Nutrition, 7, 1-14.
8. Colla, G., Nardi, S., Cardarelli, M., Ertani, A., Lucini, L., Canaguier, R. & Rouphael, Y. (2015). Protein hydrolysates as biostimulants in horticulture. Scientia Horticulturae.196, 28–38.
9. Daneshian, J. (2000). Ecophysiological study of water deficit on soybean. Ph. D. Thesis, Azad Uni, Science and Research branch.
10. El Haddad, N., Sanchez-Garcia, M., Visioni, A., Jilal, A., El Amil, R., Sall, A.T., Lagesse, W., Kumar, S., & Bassi, F.M. (2021). Crop wild relatives crosses: Multi-location assessment in durum wheat, barley, and lentil. Agronomy, 11, 1-23.
11. El-Said, M.A.A. & Mahdy, A.Y. (2016). Response of two wheat cultivars to foliar application with amino acids under low levels of nitrogen fertilization. Middle East Journal of Agriculture Research. 5, 462-472.
12. Entezari, S., Khalatbari, M., Nasri, M. & Zakeri Mohammadabadi, A. (2008). The effect of amino acid spraying on water deficit in wheat in varamin condition. Plant and Ecosystem, 14, 64-76.
13. Faten, S.A., Shaheen, A.M., Ahmad, A.A. & Mahmoud, A.R., (2010). Effect of foliar application of amino acids as antioxidants on growth, yield and characteristics of squash. Research Journal of Agriculture and Biological Science, 5, 583-588.
14. Ghassemi Golezani, K., Muhammadi Nasab, A.D. & Zehtab, S. (2008). The Response of chickpea cultivars to field water deficit. In Notulae Botanicae Horti AgrobotaniciCluj-Napoca, 36, 25‒28.
15. Gawronska, H. (2008). Bio stimulators in modern agriculture (General aspects). Plant Press Ryko. University of Life Sciences (WULS), 14, 23-89.
16. Ghazi Manas, M., Banj Shafiee, S., Haj Seyed Hadi, M. R. & Darzi, M. T. (2013). Effects of
    vermicompost and nitrogen on quantitative and qualitative yeild of chamomile
    (Matricaria chamomilla). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 2, 269-280.
17. Ghorbani, T., Galshi, S., Soltani, A. & Zeinali, A. (2011). The effect of drought stress on growth parameters, chlorophyll content and carotenoids in the vegetative stage of chickpea. First National Conference and Strategies for Achieving Sustainable Agriculture. 143-138.
18. Golzadeh, H., Mehrafarin, A., Naghdi Badi, H., Fazeli, F., Ghaderi, A. & Zarincheh, N. (2011). Effects of bio-stimulants on quantitative and qualitative yield of German chamomile. Journal of Medicinal Plants, 11(41), 195-207.
19. Gusegnova, I.M., Suleymanov, S.Y., & Aliyev, J.A. (2006). Protein composition and native state of pigments of thylakoid membrane of wheat genotypes differently tolerant to water stress. Journal of Biochemistry Research, 71, 223-228.
20. Haj Seyed Hadi, M.R., Darzi, M.T., Ghandehari, Z. & Riazi, G. (2011). Effects of vermicompost and amino acids on the flower yield and essential oil production from Matricaria chamomile Journal of Medicinal Plants Research, 5(23), 5611-5617.
21. Haj Seyed Hadi, M. R. & Rezaee Ghale, H. (2016). Effects of vermicompost and foliar application of amino acids and urea on quantitative and qualitative yield of chamomile (Matricaria chamomilla). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 31(6), 1057-1070.
22. Imam, Y. & Zavareh, M. (2005). Drought tolerance in higher plants: Genetic, physiological and molecular biological analyzes. Translation. University Publishing Center. 196 pages.
23. Johansson, E., Branlard, G., Cuniberti, M., Flagella, Z., Hüsken, A., Nurit, E., Peña, R.J., Sissons, M., &Vazquez, D. (2020). Genotypic and environmental effects on wheat technological and nutritional quality. In wheat quality for improving processing and human health; Igrejas, G., Ikeda, T.M., Guzmán, C., Eds.; Springer International Publishing: Cham, Germeny, 171–204.
24. Khamssi, N.N., Ghassemi Golezani, K., Najaphy, A., & Zehtab, S. (2011). Evaluation of grain filling rate, effective grain filling period and resistance indices under acclimation to gradual water deficit stress in chickpea cultivars. In Australian Journal of Crop Sciences, 5, 1044‒1049. http://eprints. icrisat.ac.in/id/eprint/3740.
25. Mafakheri, A., Siosemardeh, A., Bahramnejad, P.C., and Sohrabi, E. (2010). Effect of drought stress on yield, proline and chlorophyll contents in three chickpea cultivars. Australian Journal of Crop Science, 8, 580-585.
26. Maleki, A., Heidari, A., Siadat, A., Tahmasebi, A. & Fathi, A. (2011). Effect of supplementary irrigation on yield, yield components and protein percentages of chickpea cultivars in Ilam, Iran. Journal of Crop Ecophysiology, 5(19), 65-78.‏
27. Manal, F.M., Thalooth, A.T., Essa, R.E.Y. & Mirvat, E.G. (2018). The stimulatory effects of tryptophan and yeast on yield and nutrient status of wheat plants (Triticum aestivum ) grown in newly reclaimed soil. Middle East Journal of Agriculture Research, 7, 27-33.
28. Massawe, F.J., Mayes, S., Cheng, , Chai, H.H., Cleasby, P., Symonds, R., Ho, W.K., Siise, A., Wong, Q.N., Kendabie, P., Yanusa, Y., Jamalluddin, N., Singh, A., Azman R. & Azam-Ali, S.N. (2015). The potential for underutilised crops to improve food security in the face of climate change. Procedia Environmental Sciences, 29, 140-141. http://dx.doi.org/10.1016/j.proenv.2015.07.228.
29. Maqbool, A., Abrar, M., Bakhsh, A., Çalı¸skan, S., Khan, H.Z., Aslam, M., & Aksoy, E. (2020). Biofortification under climate change: The fight between quality and quantity. In Environment, Climate, Plant and Vegetation Growth; Springer: Cham, Switzerland, 173–227.
30. Naseri, R., Soleymani Fard, A., Mirzaei, A., Darabi, F. & Fathi, A. (2020). The effect of plant growth promoting rhizohacteria on activities of antioxidative enzymes, physiological characteristics and root growth of four chickpea (Cicer arietinum) cultivars under dry land conditions of Ilam privince. Iranian Journal Pulses Research, 10(2), 62-76.‏
31. Paradikovic, N., Teklic, T., Zeljkovic, S., Lisjak, M., & Špoljarevic, M. (2019). Biostimulants research in some horticultural plant species-A review. Food and Energy Security, 2,1-17. doi:10.1002/fes3.162.
32. Pasandi, M., Jahmohammadi, M. & Karimizadeh, R. (2014). Evaluation of genotypic response of of Kabuli chickpea (Cicer arietinum) cultivars to irrigation regimes in Northwest of Iran. Agriculture (Poľnohospodárstvo), 60 (1), 22–30.
33. Puryousef Miandoab, M., & Citizens, N. (2014). The effect of foliar application of amino acids at different times on yield and yield components of maize. Journal of Crop Physiology, 23, 32-21.
34. Rafi, M.R., Solhi, M. & Javadzadeh, M. (2020). Investigation of the effect of application of amino acid, folic acid and seaweed extract under normal conditions and drought stress on quantitative and qualitative characteristics of wheat in Behbahan region. Environmental Stresses in Agricultural Sciences, 1, 131-141.
35. Rani, A., Devi, P., Jha, U.C., Sharma, K.D., Siddique, K.H., & Nayyar, H. (2020). Developing climate-resilient chickpea involving physiological and molecular approaches with a focus on temperature and drought stresses. Frontiers in Plant Science, 10, 1-29.
36. Sadeghipour, O. & Aghaei, P. (2012). Impact of exogenous salicylic acid application on some traits of common bean (Phaseolus vulgaris) under water stress conditions. International Journal of Agriculture and Crop Science, 4: 685-690.
37. Sehgal, A., Sita, K., Kumar, J., Kumar, S., Singh, S., Siddique, K.H.M., & Nayyar, H. (2017). Effects of drought, heat and their interaction on the growth, yield and photosynthetic function of lentil (Lens culinaris Medikus) genotypes varying in heat and drought sensitivity. Frontiers in Plant Science, 8, 1-22.
38. Shah, T.M., Imran, M., Atta, B.M., Ashraf, M.Y., Hameed, A., Waqar, I., Shafiq, M., Hussain, K., Naveed, M. Aslam, M. & Maqbool, M.A. (2020). Selection and screening of drought tolerant high yielding chickpea genotypes based on physio-biochemical indices and multi-environmental yield trials. BMC Plant Biology, 171: 1-16. Available from https://doi.org/10.1186/s12870-020-02381-9.
39. Shamsi, K., Kobraee, S., & Hagpararst, R. (2010). Drought stress mitigation using supplemental irrigation in rainfed chickpea (Cicer arietinum) varieties in Kermanshah, Iran. In African Journal of Biotechnology, 9, 4197‒4203. DOI: 10.5897/ AJB09.1843.
40. Sharifa, S. & Muriefah. (2015). Effects of paclobutrazol on growth and physiological attributes of soybean (Glycine max) plants grown under water stress conditions. International Journal of Advanced Research in Biological Sciences, 2: 81-93.
41. Shoa Hosseini M., Farsi M., & Khavari K.S. (2008). Investigation of water deficit stress effects on yield and yield components using path analysis in some corn hybrids. Sustainable Agriculture and Production Science, 92: 71-85.
42. Soltani, A., Khooie, F.R., Ghassemi Golezani, K. & Moghadam, M. (2001). A simulation study of chickpea crop response to limited irrigation in a semiarid environment. In Agricultural Water Management, 49, 225‒237. http://dx.doi.org/10.1016/ S0378-3774(00)00143-8.
43. Upadhyaya H. & Panda, S.K. (2004). Antioxidant effeciency and biochemical variations in five clones of Camelia sinensis Physiology and Molecular Biology of Plants, 1, 115-120.
44. Webber, H., Ewert, F., Olesen, J.E., & Wallach, D. (2018). Diverging importance of drought stress for maize and winter wheat in Europe. Nature Communications. 9, 42-49.
45. Yoder A., Beyer R., & Jones C. (2015). The effects of drought-affected grain and carbohydrase inclusion in starter diets on broiler chick performance. The Journal of Applied Poultry Research, 24, 177-185.
46. Zabat, M. & Hosseinzadeh, A. (2011). Determining the most important traits affecting mung bean yield using multivariate statistical methods under drought stress and non-stress conditions. Iranian Journal of Cereals Research, 1, 98-87.
47. Zafarani-Moattar, P., Raey, Y., Ghassemi-Golezani, K. & Mohammadi, S.A. (2012). Effect of limited irrigation on growth and yield of bean cultivars. Journal of Sustainable Agriculture and Production Science, 4, 85-94.
48. Zakipour, A., Daneshian, J.J. & Rabiy, M. (2012). Effect of solution spraying on and amine acid on growth and yield plant triticale in the form of cultivation second in paddy field. Twelfth Congress of Science, Agriculture, and Plant Reform, Iran. Karaj. 1-4.
49. Zare Mehrjardi, M., Bagheri, A., Bahrami, A., Nabati, J. & Masoumi, A. (2012). The effect of drought stress on photosynthetic properties. Phenolic compounds and the ability to inhibit the active radicals of different genotypes of chickpea (Cicer arietinum) in the culture medium. Science and Techniques of Greenhouse Cultivation, 3 (4), 77-59.