Physiological and Nutritional Responses of Satsuma Mandarin on Smooth Flat Seville Rootstock in Some Calcareous Soils

Document Type : Research Paper

Authors

1 Associate Professor of Soil and Water Research Department, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sari, Iran

2 Assistant Professor of Agronomy and Horticultural Science Department, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sari, Iran

10.22092/ijsr.2023.360671.686

Abstract

The Smooth Flat Seville (Citrus spp. hybrid of uncertain origin) has been reported as one of the rootstocks tolerant to soil lime and Tristeza disease. Therefore, the present study aimed to evaluate the growth trend and tolerance of this rootstock to the calcareous soils of east Mazandaran Province, Iran. An experiment was conducted for two years in a randomized complete block design in seven soils with calcium carbonate equivalent ranging from 2% to 45%. Measurements included vegetative growth trend, dry weight, chlorosis rate, fluorescence index (Fv/Fm), chlorophyll and nutrient concentration in leaves and roots. The results showed that the highest average dry weight of aerial parts was obtained from soils with total lime of 9%. There was no significant difference in the chlorosis rate of the leaves of seedlings on this rootstock in different soils. The average of Fe concentration in the roots was 11.1 times the average concentration in the leaves, indicating accumulation and deposition of iron in the roots. In most soils, the amount of manganese available for citrus trees was excessive, but the mean concentration of leaf was less than adequate. The overall mean Mn concentration in the roots was about 4.6 times more than its mean concentration in the leaf. From macroelements, magnesium and sulfur had the highest and lowest transfer efficiency and, from microelements, active Fe and total Fe had the highest and lowest transfer efficiency, respectively. According to the results of this research, chlorosis rate of the seedlings in different soils did not differ significantly, which shows this rootstock is tolerant to soil lime. Therefore, Smooth Flat Seville can be a good substitute for orange rootstock in calcareous soils (especially with medium and high lime).

Keywords

Main Subjects

References

  1. اخلاقی امیری، ن. 1399. شاخص­های عملکردی و کیفی نارنگی انشو میاگاوا روی شش پایه در شرق مازندران. مجله علوم و فنون باغبانی ایران، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
  2. اسدی کنگرشاهی، ع. و ن. اخلاقی امیری. 1401. بررسی ویژگی­های رویشی، فیزیولوژی و زردبرگی نارنگی انشو با پایه کاریزوسیترنج در برخی خاک‌های آهکی. مجله پژوهش‌های خاک، جلد 36، شماره 1، موسسه تحقیقات خاک و آب. کرج. ایران.
  3. اسدی کنگرشاهی، ع. 1398. مدیریت کوددهی درختان بارده مرکبات. انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی. تهران، ایران.
  4. اسدی کنگرشاهی، ع. 1398. بررسی وضعیت مدیریت منگنز متناسب با مراحل رشد و تاثیر آن بر عملکرد و کیفیت مرکبات شرق مازندران. مجله پژوهش‌های خاک، جلد 9 شماره 5، موسسه تحقیقات خاک و آب. کرج. ایران.
  5. اسدی کنگرشاهی، ع. 1397. روند رشد، واکنش تغذیه‌ای و تحمل ترویرسیترنج به خاک‌های آهکی. نشریه علمی ترویجی مدیریت اراضی، جلد 9 شماره 2، موسسه تحقیقات خاک و آب. کرج. ایران.
  6. اسدی کنگرشاهی، ع. و ن. اخلاقی امیری. 1399. بررسی مقدار رشد و ویژگی‌های رویشی و فیزیولوژیکی نارنگی انشو با پایه سی-35 در چند خاک آهکی . مجله پژوهش‌های خاک، جلد 32، شماره 2، موسسه تحقیقات خاک و آب. کرج. ایران.
  7. اسدی کنگرشاهی، ع. و ن. اخلاقی امیری. 1397. مدیریت احداث باغ پایدار مرکبات. انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی. تهران، ایران.
  8. اسدی کنگرشاهی، ع.، ن. اخلاقی امیری و علیرضا فلاح. 1397. راهنمای نمونه­برداری و تفسیر نتایج تجزیه خاک و برگ برای درختان مرکبات. نشریه فنی 561، موسسه تحقیقات خاک و آب، کرج، ایران.
  9. اسدی کنگرشاهی، ع. و ن اخلاقی امیری. 1396. روند رشد، واکنش تغذیه­ای و درجه زرد برگی نارنگی انشو به پایه سوینگل سیتروملو در در برخی خاک­های آهکی مازندران. مجله پژوهش‌های خاک، جلد 31، شماره 2، موسسه تحقیقات خاک و آب. کرج. ایران.
  10. اسدی کنگرشاهی، ع. و ن. اخلاقی امیری. 1394. بررسی شاخص درجه زردی پایه‌های مختلف مرکبات در خاک‌های آهکی شرق مازندران. چهاردهمین کنگره علوم خاک ایران. دانشگاه ولی‌عصر رفسنجان، کرمان، ایران.
  11. اسدی کنگرشاهی، ع. و ن. اخلاقی امیری. 1393. تغذیه پیشرفته و کاربردی مرکبات. جلد اول، انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی. تهران، ایران.
  12. اسدی کنگرشاهی، ع.، ن. اخلاقی امیری و م. ج. ملکوتی. 1390. تاثیر مصرف چهار ساله روی بر عملکرد و کیفیت پرتقال سانگین. مجله علوم خاک و آب. جلد 42، شماره 1، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
  13. اسدی کنگرشاهی، ع. و م. محمودی. 1379. ضرورت مصرف عناصر روی و منگنز در باغ‌های مرکبات شرق مازندران. مجله علمی پژوهش خاک و آب (ویژه نامه باغبانی)، موسسه تحقیقات خاک و آب. جلد 12 شماره 8، تهران، ایران.
  14. اسدی کنگرشاهی، ع، ن. اخلاقی امیری، م. محمودی و م. جعفر ملکوتی. 1381. شناخت ناهنجاری‌های تغذیه‌ای در مرکبات مازندران (محدودیت‌ها و توصیه‌ها): قسمت دوم ـ عناصر ریزمغذی. نشریه فنی شماره 269. نشر آموزش کشاورزی، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، وزارت کشاورزی، کرج، ایران.
  15. اسدی کنگرشاهی، علی، ن. اخلاقی امیری و م. سمر . 1394. شاخص درجه زردی و آهن فعال برای ارزیابی تحمل برخی پایه‌های مرکبات به آهک خاک. مجله پژوهش‌های خاک (علوم خاک و آب)، موسسه تحقیقات خاک و آب کشور، کرج، ایران.
  16. بی نام. 1353. گزارش های پژوهشی اداره حاصلخیزی و خاکشناسی مازندران. موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
  17. خویی، س. 1360. بررسی وضعیت تغذیه گیاهی مرکبات شرق مازندران. نشریه شماره 648، موسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
  18. طهرانی، م. م.، م. پسندیده و م. ح. داودی. 1390. تعیین پراکنش و توصیه عناصر کم مصرف در اراضی تحت کشت آبی استان های گیلان، مازندران، همدان، کرمانشاه، آذربایجان غربی و اصفهان. وزارت جهاد کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی. نشریه شماره 1618. 30 صفحه. ایران.
  19. Abadia, J. and A. Abadia. 1993. Iron and plant pigments. In: Barton, L.L. & Hemming, B.C., eds. Iron chelation in plants and soil microorganisms. New York, Academic Press, 327-343.
  20. Alcantara, E., I. Montilla, P. Ramirez, P. Garcia-Molina and F.J. Romera. 2012. Evaluation of quince clones for tolerance to iron chlorosis on calcareous soil under field conditions. Scientia Horti. 138: 50 – 54.
  21. Basar, H. 2003. Analytical methods for evaluating chlorosis in peach trees. Communication in Soil Science and Plant Analysis. 34: 327-341.
  22. Bashour, I. and A.A. Sayegh. 2007. Methods of Analysis for Soils of Arid and Semi-Arid Regions. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. P. 49-53.
  23. Barrett, H.C. and A.M. Rhodes. 1976. A numerical taxonomic study of affinity relationships in cultivated citrus and its close relatives. System. Bot. 1(2): 105-136.
  24. Belkhodja, R., F. Morales, A. Abadia, J. Gomes and J. Abadia. 1994. Chlorophyll fluorescence as a possible tool for salinity tolerance screening in Barley (Hordeum vulgare L.). Plant Physiol. 104: 667-673.
  25. Bevington, K.B. and B.R. Cullis. 1990. Evaluation of rootstocks for Marsh and Davis grapefruit in the Murray Region of New South Wales. Aust. J. Expt. Agr. 30: 405-411.
  26. Boman, B.J., T.A. Obreza and K.T. Morgan. 2008. Citrus Best Management practices: Fertilizer rate recommendation and precision application in Florida. Proceeding of The 11th International Society of Citriculture. pp. 573 – 578.
  27. Bremmer, J.M. 1996. Total Nitrogen. P.1085-1122. In: D. L. Sparks et al. (eds.) Methods of soil analysis. American Society of Agronomy, Madison, WI.
  28. Byrne, D.H., R.E. Rouse and J. Sudahono. 1995. Tolerance to citrus rootstocks to lime-induced iron chlorosis. Subtrop. Plant Science. 47: 7 – 11.
  29. Castle, W.S. 1987. Citrus rootstocks. P. 361-399. In: R.C. Rom and R. F. Carlson (eds.). Rootstocks for fruit crops. J.Wiley and Sons, NY.
  30. Castle, W.S, R.R. Pelos, C.O. Youtsey, F.G. Gmitter, R.F. Lee, C.A. Pwell and X. Hu. 1992. Rootstocks similar to Sour orange for Florida citrus trees. Proc. Fla. State Hort. Soc. 105: 56-60.
  31. Castle, W.S. and J. Nunnallee. 2009. Screening citrus rootstocks and related selections in soil and solution culture for tolerance to low-iron stress. HortScience. 44: 638-645.
  32. Castle, W.S., J.C. Baldwin and R.P. Muraro. 2010. Rootstocks and the performance and economic returns of' 'Hamlin' sweet orange trees. HortScience. 45: 875-881.
  33. Fadl, A., M. El-Otmani, M.C. Benismail, A. Abouatallah and E. Jaouhari. 2008. Optimizing irrigation water supply in a young citrus orchard. Proceeding of The 11th International Society of Citriculture. pp. 573 – 578.
  34. Gee, G.W. and J.W. Bauder. 1986. Particle size analysis. P. 383 – 411. In: A. Klute, (ed.) Methods of Soil Analysis. Part1. SSSA, Madison, WI.
  35. Grimm, G.R. and S.M. Garnsey. 1968. Foot rot and tristeza tolerance of Smooth Seville orange from two sources. Proc. Fla. State Hort. Soc. 81: 84-90.
  36. Hodgson, R.W. 1967. Horticultural varieties of citrus. P. 431-591. In: W. Reuther, H.J. Webber, and L. D. Batchelor (eds.). The citrus industry, vol. I. University of California Press, Berkeley.
  37. Hutchison, D.J. and F.W. Bistline. 1981. Preliminary performance of 7-yr-old "Valencia" orange trees on 21 rootstocks. Proc. Fla. State Hort. Soc. 94: 31-33
  38. Jones, J.B., B. Wolf and H.A. Mills. 1991. Plant Analysis Handbook: A Practical Sampling, Preparation, Analysis and Interpretation Guide. Macro-Micro Pub. Inc., Athens, GA.
  39. Kitson, R.E. and M.G. Mellon. 1944. Colorimetric determination of P as a molybdovanadate phosphoric acid. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 16: 379-383.
  40. Larbi, A., A. Abadia, J. Abadia and M. Morales. 2006. Down co-regulation of light absorption, photochemistry and carboxylation in Fe-deficient plants growing in different environment. Photosynth. Res. 89: 113-126.
  41. Lindsay, W.L. and W.A. Norvel. 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Science Society of America Journal. 42: 421-428.
  42. Loeppert, R.H., L.C. Wei and W.R. Ocumpaugh. 1994. Soil factors influencing the mobilization of iron in calcareous soils. In: Manthey, J.A., Crowley, D.A., Luster, D.G. (Eds.), Biochemistry of Metal Micronutrients in the Rhizosphere. Lewis Publishers. Boca Raton. PP. 343 – 360.
  43. Louzada, E.S., H.S. Rio, M. Setamou, J.W. Watson and D.M. Swietlik. 2008. Evaluation of citrus rootstocks for the high pH, calcareous soils of South Texas. Euhytica. 164: 13 – 18.
  44. Martinez-Cuenca, M.R., M.A. Forner-Giner, D.J. Iglesias, E. Primo-Millo and F. Legaz. 2013. StrategyI responses to Fe-deficiency of two citrus rootstocks differing in their tolerance to ironchlorosis. Scientia Horticulturae 153:56–63.
  45. Martinez-Guenca, M.R., A. Primo-Capella, A. Quinones, A. Bermejo and M.A. Froner-Giner. 2017. Rootstock influence on iron uptake responses in citrus leaves and their regulation under the Fe paradox effect. Peer J. 5:e3553 https://doi.org/10.7717/peerj.3553
  46. Mclean, E.O. 1982. Soil pH and lime requirement. P. 199- 224. In: A.L. Page et al. (ed.), Methods of Soil Analysis. Part 2. SSSA. Madison, WI.
  47. Mengel, K. and E. Kirkby. 2001. Principles of plant nutrition. 5th edition, Kluwer Academic Publisher, Dordrecht, The Netherlands.
  48. Mengel, K. 1995. Iron availability in plant tissues-iron chlorosis in calcareous soils, In: J. Abadia (Ed.), Iron Nutrition in Soils and Plant. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands. 389-397.
  49. Mishra, A., K.B. Mishra, H. Hoermiller, A.G. Heyer and L. Nedbal. 2011. Chlorophyll fluorescence emission as a reporter on cold tolerance in Arabidopis thaliana accession. Plant Signaling and Behavior. 6: 301-310.
  50. Molassiotis, A., G. Tanoa, G. Diamantidis, A. Patakas and I. Therios. 2006. Effect of 4-month Fe deficiency exposure on Fe reduction mechanism, photosynthetic gas exchange, chlorophyll fluorescence and antioxidant defense in two peach rootstocks differing in Fe deficiency tolerance. J. Plant Physiol. 163: 176-186.
  51. Morales, F., R. Grasa, A. Abadia and J. Abadia. 1998. Iron chlorosis paradox in fruit trees, Journal of Plant Nutrition. 24: 815-825.
  52. Neaman, A. and L. Aguirre. 2007. Comparison of different methods for diagnosis of iron deficiency in avocado. Journal of Plant Nutrition. 30: 1098 – 1108.
  53. Nelson, D.W. and L.E. Sommers. 1982. Total cabon, organic carbon, and organic matter.P. 539 – 579. In: A.L. Page et al. (eds.), Methods of Soil Analysis. Part II. 2th ed. ASA, SSSA, Madison, WI.
  54. Olsen, S.R. and L.E. Sommers. 1982. In: A.L. Page et al., (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 2. Monograph no 9.  (pp. 403-430). Amrican Agronomy, Madison, WI.
  55. Pestana, M., P.J. Correia, M. David, A. Abadia, J. Abadia and A. Varennes. 2011. Response of five citrus rootstocks to iron deficiency. Journal of Plant Nutrition.and Soil Science. 174: 837 – 846.
  56. Pestana, M., M. David, A. de Varennes, J. Abadia and E. A. Faria. 2001. Responses of Newhall orange trees to iron deficiency in hydroponics: effects on leaf chlorophyll, photosynthetic efficiency and root ferric chelate reductase activity. Jounal of Plant Nutrition. 24: 1609-1620.
  57. Pestana, M., A. de Varrnnes, J. Abadia and E. Araujo Faria. 2005. Differential tolerance to iron deficiency of citrus rootstocks grown in nutrient solution. Scientia Horticulturae. 104: 25 – 36.
  58. Qrtiz, P.R., B.J.C. Meza, F.R. Garza Requena, G.M. Flores and J.D. Etchevers Barra. 2007. Evaluation of different iron compound in chlorotic Italian lemon. Plant Physiology and Biochemistry. 45: 330-334.
  59. Romheld, V. 2000. The chlorosis paradox: Fe inactivation in leaves as a secondary eventin Fe deficiency chlorosis. Journal of Plant Nutrition. 23:1629–1643.
  60. Salisbury, F.B. and C.W Ross. 1992. Plant Physiology. Wadsworth Publishing Company, Belmont, California. 682 pp.
  61. Sallato, B., T. DuPont and D. Granatstein. 2018. Tree fruit soil fertility and plant nutrition in cropping orchards in central Washington. WSU Extension.
  62. Schneider, A.1997. Release and fixation of potassium by a loamy soil as affected by initial water content and potassium status of soil samoles. European Journal of Soil Science. 48: 263 – 271.
  63. A., S. Naqvi and S. Singh. 2002. Citrus Germplasm Cultivar and Rootstocks. Natural Research Centre for Citrus, Kalyani publishers. New Delhi, India.
  64. Srivastava, A.K. and S. Singh. 2003. Citrus nutrition. International Book Distributing Co. (IBDC). India.
  65. Tagliavini, M. and A.D. Rombola. 2001. Iron deficiency and chlorosis in orchard and vineyard ecosystems. Eur. J. Agron. 15: 71– 92.
  66. Wutscher, H.K. 1977. The influence of rootstocks on yield and quality of red grapefruit in Texas. Proc. Intern. Soc. Citriculture. 2: 526-529.
  67. Wright, R.J. and T.I. Stuczynski. 1996. Atomic absorption and flame emission spectroscopy. In: Methods of Soil Analysis. Sparks, D.L. (Ed.), Part III, Chemical Methods, SSSA Book Series No.5, SSSA, Madison, WI. P. 65–91.
  68. Yang, L., G. Li, Q. Lin and X. Zhao. 2010. Active carbonate of chestnut soils in different lands. Ecology Environmental Science. 19: 428 – 432.
Iranian Journal of Soil Research
Volume 36, Issue 4
March 2023
Pages 369-388

Files

Share

How to cite

Statistics