Effect of Zinc and Iron Foliar Application on Corn Yield and Redistribution of Photosynthetic Materials in Water Stress Conditions

Document Type : Research Paper

Authors

1 Islamic Azad University

2 Member of Khouzestan Research Organization, Agricultural Extension and Education

10.22092/ijsr.2023.360699.689

Abstract

In order to evaluate the effect of iron and zinc on maize grain yield and the contribution of current photosynthesis and photosynthate redistribution under water stress conditions, this study was conducted in two seasons (2018-2020) in research farm at northwest of Ahvaz. The experiment was conducted in split split-plot design with randomized complete block design with three replications. Main plots consisted of water stress at three levels including complete irrigation, cut-off irrigation at vegetative growth stage (CI-VGS), and cut-off irrigation at early seed stage (CI-ESS). Sub-plots consisted of foliar application of zinc sulfate with three concentrations (0, 0.5 %, and 1 %) and sub sub-plots received foliar application of iron sulfate at three concentrations (0, 0.3 % and 0.6 %). The results showed that cut-off irrigation at CI-ESS decreased grain yield, biological yield, current photosynthesis rate, and current photosynthetic contribution, significantly (p<1%). But the redistribution of storage materials was the highest in this treatment. Also, 1000-grain weight in the CI-ESS was 26.9% lower than that of complete irrigation. The highest biological yield and current photosynthesis contribution were obtained by leaf foliar application of iron sulfate. Foliar application of zinc sulfate with 1% concentrations in CI-VGS resulted in significant increase in grain yield of 33.7%, a 7.6% share of current photosynthesis and a decrease in the redistribution of storage materials. The highest grain yields (7062 and 6735 kg.­ha-1) and current photosynthesis rate (536.6 g.m-2) were obtained in the foliar application of 1% ZnSO4 and 0.6% iron sulfate. In general, water stress reduced the contribution of current photosynthesis and, consequently, decreased grain yield of maize cv.704 hybrid, which could be compensated by foliar application of 1% zinc sulfate and 0.6% iron sulfate.

Keywords

Main Subjects

References

  1. پیرزاد، ع.، طوسی، پ، و ر. درویش زاده. 1392. اثر محلول‌پاشی عناصر آهن و روی بر صفات گیاهی و میزان اسانس آنیسون . مجله علوم زراعی ایران. جلد 15، شماره 1، صفحه 23-12.
  2. توکلی اوجانی، خ.، رشیدی، و.، یارنیا، م.، تاری نژاد، ع.، و ب.، میرشکاری. 1398. بررسی برخی صفات فیزیولوژیک، عملکرد دانه و اجزای آن در ارقام ذرت تحت شرایط تنش خشکی و کاربرد مایکوریزا، تنش‌های محیطی در علوم زراعی، جلد 12، شماره 4، صفحه 1178-1165.
  3. ثابت قدم حقیقی، م. مطالعات آمایش استان خوزستان گزارش منابع طبیعی بررسی توان طبیعی استان، مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری ایران، جلد 8، صفحه 199-1.
  4. جرفی، ا. 1392. اثر کاربرد تلفیقی کودهای زیستی و شیمیایی نیتروژن بر عملکرد و اجزای عملکرد هیبریدهای ذرت دانه‌ای در شوشتر. پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات خوزستان.
  5. دهقانپور، ز. 1393. دستورالعمل کاشت، داشت و برداشت ذرت، انتشارات وزارت جهاد کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر. 110 صفحه.
  6. عبادی، ع.، ساجد، ک. و ا.، سنجری،1390. تأثیر قطع آبیاری بر انتقال مجدد ماده خشک و برخی صفات زراعی در جو بهاره، مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی.جلد 4، شماره 4، صفحه 37-19.
  7. علوی فاضل، م. 1394. ارزیابی میزان انتقال مجدد به دانه ژنوتیپ های گندم نان و دوروم در واکنش به مقادیر نیتروژن. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. جلد 7، شماره 28، صفحه 18-5.
  8. علوی فاضل، م. 1389. تأثیر عدم آبیاری در برخی مراحل رشد بر صفات آگروفیزیولوژیکی وابسته به عملکرد ذرت دانه­ای هیبرید سینگل گراس 704 در الگوها و تراکم­های مختلف کاشت در شرایط آب و هوایی اهواز. پایان‌نامه دوره دکتری تخصصی، فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات خوزستان.
  9. فنایی، ح. ر.، پیری، ع.، و م.ر.، نارویی راد. 1392. بررسی اثر مقادیر مختلف کود فسفر بر عملکرد دانه، روغن و برخی صفات زراعی خردل هندی تحت تنش خشکی. مجله تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد 6، شماره 2، صفحه 157-147.
  10. قبادی، ر.، قبادی، م.، جلالی هنرمند، س.، مندنی، ف. و ب.، فرهادی. 1396. تحلیل اقتصادی اثر سطوح آب آبیاری و کود نیتروژن بر عملکرد دانه و اجزای عملکرد ذرت (.Zea mays L) رقم سینگل کراس 704. مجله علوم زراعی ایران، جلد 19، شماره 3، صفحه 238-220.
  11. کوچک زاده، ا.، ابدالی مشهدی، ع.، و و.، بدوی. 1397. واکنش عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گلرنگ به تراکم‌های مختلف بوته، مجله علمی فیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد 10، شماره 38، صفحه 21-5.
  12. لک، ش. 1385. اثرات تنش کمبود آب بر خصوصیات اگروفیزیولوژیکی و عملکرد ذرت دانه­ای هیبرید سینگل کراس 704 در مقادیر متفاوت نیتروژن و تراکم بوته در شرایط آب و هوایی خوزستان. پایان‌نامه دوره دکتری تخصصی فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات خوزستان.
  13. مادح خاکسار، آ.، نادری، ا.، آینه­بند، ا. و ش.، لک،. 1393. برهمکنش کم‌آبیاری و قطع آب بر توزیع مجدد مواد ذخیره­ای، فتوسنتز جاری و رابطه آن با عملکرد ذرت دانه­ای. فیزیولوژی گیاهان زراعی. جلد 6، شماره 22، صفحه 68-53.
  14. مجدم، م. 1388. اثرات تنش کمبود آب و مدیریت مصرف نیتروژن بر توزیع ماده خشک و برخی ویژگی­های مورفولوژیکی ذرت هیبرید سینگل کراس 704. مجله تنش­های محیطی در علوم گیاهی. جلد 1، شماره 2، صفحه 136-123.
  15. معیری، م. 1399. آبیاری مزارع ذرت تابستانه در استان خوزستان. تهیه‌شده در مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، دفتر شبکه دانش و رسانه‌های ترویجی. نشر آموزش کشاورزی.
  16. نصراله زاده اصل، و.، شیری، م. ر.، محرم نژاد، س.، یوسفی، م. و ف.، باغبانی. 1395. اثر تنش خشکی بر خصوصیات زراعی و بیوشیمیایی سه هیبرید ذرت (.Zea mays L). فیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد 8، شماره 32، صفحه 60-45.
  17. Adiloglu, A., D. D. Talian, S. Abin, D. Davison J. and L. Petersen. 2012. The Effect of boron (B) application on the growth and nutrient contents of maize in zinc (Zn) deficient soils. J. agric. biol. sci. 2:1-4.
  18. Alavi Fazel, M. and S. H. Lack. 2011. The effects of irrigation-off at different growth stages, planting patterns and plant population on grain yield and dry matter remobilization of grain corn (Zea mays ). World Appl. Sci. J. 15 (4): 463-473.
  19. Alavi Fazel, M., Lack, S. H. and M., Sheykhi Nasab. 2013. The effect of irrigation-off at some growth stages on remobilization of dry Matter and yield of corn hybrids. Int. j. agric. crop sci. 5 (20): 2372-2378.
  20. Bojovic, D. D., Dukic, M., Maksimovic, V. and L., Shočić. 2012. The effects of Iron deficiency on lead accumulation in ailanthus altissima (Mill.) Swingle Seedlings. J. Environ. Qual. 41:1-8
  21. Farnia, A. and A. Khodaivandi. 2015. Effect of integrated foliar application of Zn and Fe on yield and yield components of maize under water stress condition. Int. j. biol. pharm. allied sci. 4 (10): 691-705.
  22. Ge, T., Sui, F., Bai, L., Tong, C. and N. Sun. 2012. Effects of water stress on growth, biomass partitioning, and water use efficiency in summer maize (Zea mays ) throughout the growth cycle. Acta Physiol. Plant. 34: 1043-1053.
  23. George, M.J., Teixeira, E. L., Herreman, T. F., and H. E. Brown. 2013. Understanding nitrogen and water stress mechanisms on maiz crops. Agronomy Society of New Zealand. 43: 27-32.
  24. Ghassemi-Golezani, K., Hydari, Sh., and B., Dalil. 2018. Field performance of maize (Zea mays ) cultivars under drought stress. Acta Agric. Slov. 11 (1): 25-32.
  25. Jorfi A, Alavifazel, M., Gilani A., Ardakani, M. R., and Sh. Lak. 2022 a. Yield and morpho-physiological performance of quinoa (Chenopodium quinoa) genotypes as affected by phosphorus and zinc. J Plant Nutr. 46 (16): 2432- 2446.
  26. Jorfi A, Alavifazel, M., Gilani A., Ardakani, M. R., and Sh. Lak. 2022 b. Quinoa (Chenopodium quinoa) root system development as affected by phosphorus and zinc sulfate application in an alkaline soil. Gesunde Pflanzen. https://doi.org/10.1007/s10343-022-00740-0.
  27. Marschner, H. 2012. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press Limited Harcourt Brace and Company. Publishers. London. 347–364.
  28. Parvaiz, A. 2016. Water Stress and Crop Plants (A Sustainable Approach) Foliar application of trace elements in alleviating drought stress. 669–681.
  29. Raker, J., Bressan, R. A., Zhu, J. K. and H. J., Bohnert. 2013. Physiological bases for yield difference in selected maize cultivars. Centeral America field Crop Research. 42:69-80.
  30. Sanders, O. T. R. and M. Shaw. 2014. Temperature and soil water effects on maize growth development yield and forage quality. Crop sci. 36: 341-348.
  31. Saberi M., Modarres Sanavy M. A., Zare, R., and H. Ghomi. 2019. Improvement of photosynthesis and photosynthetic productivity of winter wheat by cold plasma treatment under haze condition. J. Agric. Sci. Technol. 21 (7) :1889-1904.
  32. Sabouri, F., Sirousmehr, A., and H. Gorgini shabankareh. 2018. Effect of irrigation regimes and application of humic acid on some morphological and physiological characteristics of Savory (Satureja hortensis). Iran. J. Plant Biol. 9 (4): pp. 13-24.
  33. Dos Santos, T.B., Ribas, A.F., de Souza, S.G.H., Budzinski, I.G.F., and D.S. Domingues. 2022. Physiological responses to drought, salinity, and heat stress in plants: A Review. Stresses. 2, 113-135.
  34. Souza, T.C., Castro, E.M., Magalhaes, P.C., Lino, L. D. O., Alves, E.T. and P. E. P. Albuquerque. 2013. Morphophysiology, morphoanatomy and grain yield under field conditions for two maize hybrids with contrasting response to drought stress. Acta Physiol. Plant. 35: 3201-3211.
  35. Warren, J. M., Norby, R. J. and S. D. Wullschleger. 2011. Elevated CO2 enhances leaf senescence during extreme drought in a temperate forest. Tree Physiol. J. 31: 117-130.
  36. Zhao, Y., Li, H., Sun, M., Liang, Z., Yu, F., Li, F., and S. Liu. 2021. Effects of soil aeration and fertilization practices on alleviating iron deficiency chlorosis in “Huangguan” pears grafted onto quince A in calcareous soils. Hortic. 7, 172.

 

Iranian Journal of Soil Research
Volume 37, Issue 2
September 2023
Pages 117-131

Files

Share

How to cite

Statistics