استفاده از کلروفیل سنج مینولتا SPAD-502 برای برآورد غلظت نیتروژن برگ و پروتئین دانه در سه رقم گندم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار پژوهش مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان غربی

چکیده

استفاده از روش­هائی که بدون نیاز به تخریب بافت، وضعیت تغذیه­ای نیتروژن (N) گیاه را به سرعت برآورد کنند
می­تواند در عملیات مدیریت کود نیتروژن سودمند باشد. هدف از انجام این تحقیق، برآورد غلظت نیتروژن برگ و پروتئین دانه با استفاده از کلروفیل سنج مینولتا مدلSPAD-502بدون نیاز به تخریب بافت گیاه در سه رقم گندم (Triticum aestivum L.) بود. آزمایش شامل سه رقم گندم (زرین، الوند و دوروم) و شش تیمار کودی نیتروژن (150-0 کیلوگرم در هکتار) بود که به صورت فاکتوریل در قالب بلوک­های کامل تصادفی به مدت سه سال زراعی (89-1387) به اجرا گذاشته شد. قرائت­های کلروفیل سنج در بخش میانی آخرین برگ توسعه یافته در مراحل رشد تولید اولین گره ساقه (زادوکس- GS 31) و قبل از ظهور خوشه (GS 41) به انجام رسید. کلروفیل سنج تفاوت­های عملکرد دانه مربوط به سطوح کودی نیتروژن را در مراحل GS 31 و GS 41 بطور کاملاً معنی­داری تشخیص داد. تفاوت­های معنی­داری نیز در قرائت­های کلروفیل سنج در بین ارقام گندم وجود داشت. کلروفیل سنج SPAD پیش­بینی ضعیفی از عملکرد دانه ارائه نمود ( 01/0R2>< 06/0)، ولی بطور موفقیت آمیزی غلظت نیتروژن کل را در برگ پیش­بینی نمود (**88/0R2><**63/0). معادلات رگرسیونی معنی­داری در بین قرائت­های SPAD با غلظت نیتروژن برگ و پروتئین دانه در تمامی ارقام مورد مطالعه بدست آمد. بهترین همبستگی در بین قرائت­های کلروفیل سنج با نیتروژن برگ و مقدار پروتئین دانه در مرحله GS 41 حاصل شد ( **79/0R2><**4/0).نتایج نشان داد که کلروفیل سنج SPAD-502 می­تواند وسیله مفیدی برای برآورد وضعیت تغذیه­ای نیتروژن برگ بدون نیاز به تخریب بافت جهت انجام توصیه­های کودی ازت و پروتئین دانه گندم باشد، ولی قرائت­های آن باید برای ارقام غالب کشت شده در منطقه آذربایجان­غربی واسنجی شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Use of Minolta SPAD-502 Chlorophyll Meter for Estimating Leaf N Concentration and Grain Protein Content in Three Varieties of Wheat

نویسنده [English]

  • A. Majidi
Assistant professor, Agricultural and Natural Resource Research Center of West Azerbaijan
چکیده [English]

Non-destructive approaches that can rapidly estimate the nitrogen (N) status of plant could be useful in N fertilizer management practices.  This study was conducted to assess leaf N concentration and grain protein content of three varieties of winter wheat (Triticum aestivum L., cv. Zarin, Alvand, Durum) using portable non-destructive Minolta SPAD-502 chlorophyll meter. Measurements were made on the midpoint of the last fully developed leaf at Zadoks growth stages GS 31 and GS 41 collected from an irrigated wheat N response trial in a factorial randomized complete block design with three varieties and six N treatments in three seasons (2008-2010). The chlorophyll meter distinguished grain yield differences between N fertilizer treatments at both growth stages GS 31 and GS 41. Significant differences in chlorophyll meter readings were found between winter wheat cultivars. Chlorophyll meter SPAD-502 readings gave a poor prediction of grain yield (R2, 0.01-0.06), but it predicted successfully the nitrogen status of total leaf N content (0.63**>R2>0.88**). Significant regression equations were established between grain protein content and SPAD value for all varieties studied in this experiment (0.40**>R2>0.79**). The best correlation between the SPAD meter readings with foliar N concentrations and grain protein contents were obtained at GS 41. The results indicate that SPAD meter can be a useful tool for nondestructively assessing foliar N status of winter wheat to make N recommendations and protein content in grain, but SPAD readings should be calibrated for wheat dominant varieties cultivated in west Azerbaijan regions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nitrogen
  • Chlorophyll index
  • Growth stages
  • Winter wheat

مراجع

  1. احیائی، م. 1376. شرح روش­های تجزیه شیمیائی خاک. جلد (2)، نشریه شماره 1024. موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
  2. امامی، ع. 1375. روش­های تجزیه گیاه. جلد اول. نشریه شماره 982. موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
  3. Abad, A., J. Lloveras, and A. Michelena. 2004. Nitrogen fertilization and foliar urea effects on durum wheat yield and quality and on residual soil nitrate in irrigated Mediterranean conditions. Field Crop. Res. 87:257-269.
  4. Archontoulis, S.V., J. Vos, X. Yin, L. Bastiaans, N.G. Danalatos, and P.C. Struik. 2011. Temporal dynamics of light and nitrogen vertical distributions in canopies of sunflower, kenaf and cynara. Field Crop. Res. 122:186-198.
  5. Arregui, L.M., B. Lasa, A. Lafarga, I. Iraieta, E. Baroja, and M. Quemada. 2006. Evaluation of chlorophyll meters as tools for N fertilization in winter wheat under humid Mediterranean conditions. European J. Agron. 24:140-148.
  6. Blackmer, T., and J.S. Schepers. 1995. Use of chlorophyll meter to monitor nitrogen status and schedule fertigation for corn. J. Prod. Agri. 8:56-60.
  7. Cartelat, A., Z.G. Cerovic, Y. Goulas, S. Meyer, C. Lelarge, J.L. Prioul, A. Barbottin, M.H. Jeuffroy, P. Gate, G. Agati, and I. Moya. 2005. Optically assessed contents of leaf polyphenolics and chlorophyll as indicators of nitrogen deficiency in wheat (Triticum aestivum L.). Field Crop. Res. 91:35-49.
  8. Delin, S., B.r. Lindأ©n, and K. Berglund. 2005. Yield and protein response to fertilizer nitrogen in different parts of a cereal field: potential of site-specific fertilization. European J. Agron. 22:325-336.
  9. Denuit, J.P., M. Olivier, M.J. Goffaux, J.L. Herman, J.P. Goffart, J.P. Destain, and M. Frankinet. 2002. Managment of nitrogen fertilization of winter wheat and potato crops using the chlorophyll meter for crop nitrogen status assessment. Agron. 22:847-853.
  10. Feibo, W., W. Lianghuan, and X. Fuhua. 1998. Chlorophyll meter to predict nitrogen sidedress requirements for short-season cotton (Gossypium hirsutum L). Field Crop. Res. 56:309-314.
  11. Follet, R.F. 1992. Use of a chlorophyll meter to evalute the nitrogen Status of dryland winter wheat. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 23:687-697.
  12. Hoel, B. O. 1998. Use of a hand-held chlorophyll meter in winter wheat: evaluation of diffirent measuring positions on the leaves. Acta Agri. Scand. Section B, Soil Plant Sci. 48:222-228.
  13. Hoel, B.O., and K.A. Solhaug. 1998. Effect of Irradiance on Chlorophyll Estimation with the Minolta SPAD-502 Leaf Chlorophyll Meter. Ann. Bot. 82:389-392.
  14. Houlis, V., M. Guierif, and B. Mary. 2007. Elaboration of a nitrogen nutrition indicator for winter wheat based on leaf area index and chlorophyll content for making nitrogen recommendations. European J. Agron. 27:1-11.
  15. Justes, E., J. M. Meynard, B. Mary, and D. Plenet. 1997. Managment of N nutrition: diagnosis using stem base extract: JUBIL method. p. 163-187. In: Lemaire, G. (Ed), Diagnosis of the Nitrogen Status in Crops. Spinger _ Verlag, Berlin.
  16. Justes, E., B. Mary, J.M. Meynard, J.M. Machet, and L. Thelier-Huche. 1994. Determination of a Critical Nitrogen Dilution Curve for Winter Wheat Crops. Ann. Bot.74:397-407.
  17. Le Bail, M., M. H. Jeuffroy, C. Bouchard, and A. Barbottin. 2005. Is it possible to forecast the grain quality and yield of different varieties of winter wheat from Minolta SPAD meter measurements? European J. Agron. 23:379-391.
  18. Lopez-Bellido, R. J., C. E. Shepherd, and P. B. Barraclough. 2004. Predicting post-anthesis N requirements of bread wheat with a Minolta SPAD meter. Eur. J. Agron. 20:313-320.
  19. Ma, B. L., M. J. Morrison, and H. D. Voldeng. 1995. Leaf greenness and photosynthetic rates in soybean. Crop Sci. 35:1411-1414.
  20. MacKown, C. T., and T. G. Sutton. 1998. Using early-season leaf traits to predict nitrogen sufficiency of burley tobacco. Agron. J. 90:21-27.
  21. Minotti, P., D. E. Halseth, and J. B. Sieczka. 1994. Field chlorophyll measurments to assess the nitrogen status of potato varieties. HortSci. 29:1497-1500.
  22. Peng. S., F. V. Garcia, R. C. Laza, and K. G. Gassman. 1993. Adjustment for specific leaf weight improves chlorophyll meter's estimate of rice leaf nitrogen concentration. Agron. J. 85:987-990.
  23. Piekielek, W. P., R. H. Fox, J. D. Toth, and K. E. Macneal. 1995. Use of a chlorophyll meter at the early dent stage of corn to evauate nitrogen sufficiency. Agron. J. 87:403-408.
  24. Poblaciones, M. A. J., L. Lopez-Bellido, and R. J. Lopez-Bellido. 2009a. Field estimation of technological bread-making quality in wheat. Field Crop. Res. 112:253-259.
  25. Poblaciones, M. J., L. Lopez-Bellido, and R. J. Lopez-Bellido. 2009b. Field estimation of technological bread-making quality in wheat. Field Crop. Res. 112:253-259.
  26. Schepers, J. S., T. M. Blackmer, W. W. Wilhelm, and M. Resende. 1996. Transmittance and reflectance measurments of corn leaves from plants with different nitrogen and water supply. J. plant Physiol. 148:523-529.
  27. Soil Survey Staff. 2010. Keys to Soil Taxonomy, 11th ed. USDA-Natural Resources Conservation Service, Washington, DC.
  28. Teller, G. L. 1932. Non-protien nitrogen compounds in cereals and thier relation to nitrogen factor for protein in cereals and bread. Cereal Chem. 9:261-274.
  29. Vidal, I., L. Longeri, and J. M. Hetier. 1999. Nitrogen uptake and Chlorophyll meter measurments in spring wheat. . Nutr. Cycl. Agroecosyst. 55:1-6.
  30. Zadoks, J. C., T. T. Chang, and C. F. Konzak. 1974. A decimal code for the growth stages of cereals. Weed Res. 14:415-421
پژوهش های خاک
دوره 28، شماره 2
شهریور 1393
صفحه 245-254

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار