بررسی ویژگی های رشدی و فتوسنتزی بوته های دختری توت فرنگی تحت تأثیر کوددهی نیتروژن گیاهان مادری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 . نویسنده مسئول، دانشجوی دکتری فیزیولوژی تولید و پس از برداشت گیاهان باغبانی، گروه علوم باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: توت فرنگی گیاهی علفی و چند ساله است که جهت تکثیر آن، عمدتا از بوتههای دختری حاصل از روندک به صورت ریشه لخت در ماههای آذر تا دی از خزانه یا محل تکثیر استفاده میشود. معمولا نشاهایی که طوقه با قطر بیشتری دارند، تعداد بیشتری گل تولید نموده و در نتیجه عملکرد بالاتری دارند. تغذیه مناسب یکی از عوامل موثر بر قطر طوقه است. تغذیه در دوره القای گلدهی برای بهبود گلدهی بسیار مهم است. سطوح بالای نیتروژن در طول تابستان ممکن است تشکیل طوقه را افزایش داده و به طور کلی تولید را افزایش دهد. در این پژوهش نیز کاربرد مقادیر مختلف کود نیتروژن بر گیاهان مادری طی فصل های بهار و پاییز انجام شده تا تاثیر آن روی صفات کمی و کیفی نشاهای تولیدی مشخص شود.
مواد و روش ها: این تحقیق در شرایط مزرعه ای در بسترهای خاکی انجام شد. بوته های رقم کاماروسا از یک نهالستان معتبر تهیه و در اسفند ماه 1396 با فاصله بین بوته ها 40 سانتی متر در دو ردیف بر روی پشته های قائمشهر کاشته شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با کوددهی بهاره در سه سطح (0، 150 و 300 کیلوگرم در هکتار نیتروژن) و کوددهی پاییزه نیز در سه سطح (0، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار نیتروژن) با سه تکرار (هر تکرار شامل 4 گیاه) انجام شد. کود بهاره (S) در سه تقسیم در طی ماه های فروردین تا اردیبهشت (10 فروردین تا 7 اردیبهشت) هر هفته و کود پاییزه (F) نیز از اواخر شهریور تا اوایل مهر (16 شهریور تا 6 مهر) در سال 1396 بر روی گیاهان مادر به صورت هفتگی اعمال شد. سپس در اواخر آبان ماه، بوته های دختری جدا شده و بر اساس هر تیمار به طور جداگانه کاشته شدند. پس از کاشت نشاها، هیچ کوددهی بر گیاهچه های تولید شده اعمال نشد. پس از آن، میوه ها از اوایل اردیبهشت برداشت و به آزمایشگاه منتقل شدند. سپس صفات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی میوه ها و همچنین صفات فتوسنتزی گیاهان مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته ها: نتایج نشان داد که مصرف نیتروژن بهاره 150 و پاییزه 100 کیلوگرم در هکتار، بیشترین طول میوه به میزان 91/3 سانتی متر را به همراه داشت. استفاده از کود پاییزه 100 کیلوگرم در هکتار موجب شده بیشترین وزن میوه به میزان 24/15 گرم مشاهده گردد. اگرچه این مقدار با سایر سطوح بالای نیتروژن تفاوت معنی داری نداشت. کاربرد کود پاییزه و بهاره موجب کاهش مواد جامد محلول و آنتوسیانین گردید، به طوریکه بیشترین مقدار مواد جامد محلول(47/8) در زمان کاربرد کود پاییزه و زمان کاربرد کود بهاره به مقدار 150 کیلوگرم در هکتار به میزان 66/9 مشاهده گردید. مقدار آنتوسیانین نیز از تیمار شاهد تا کاربرد همزمان کود بهاره 150 و پاییزه 50 کیلوگرم در هکتار در بالاترین سطح بوده و پس از آن مشابه با مواد جامد محلول با کاهش همراه بود. مصرف زیاد کود نیتروژن تعادل ترکیبات مفید میوه را به هم می زند و میزان نیترات میوه را افزایش می دهد. افزایش مصرف بیش از حد کود نیتروژن منجر به اختلال در تعادل ترکیبات میوه مانند ویتامین C، آنتوسیانین و سایر متابولیت های ثانویه شده است. کاربرد نیتروژن پاییزه تأثیر بیشتری بر افزایش پارامترهای فتوسنتزی و فلورسانس کلروفیل از جمله فتوسنتز خالص و حداکثر بازده کوانتومی فتوسیستم II داشت.
نتیجه‌گیری: در مجموع نتایج نشان داد که کوددهی نیتروژن تأثیر بسیار زیادی بر تولید گیاهچه‌های قوی دارد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، مصرف ۱۰۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار در پاییز را می‌توان برای تولید بوته‌های توت فرنگی سالم با تعداد بالا توصیه نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Growth and Photosynthetic Characteristics of Strawberry Daughter Plantlets Influenced by nitrogen fertilization of maternal plants

نویسندگان [English]

  • Amirali mohammadi 1
  • Mehdi Hadadinejad 2
  • Kamran Ghasemi 2
1 Corresponding Author, Ph.D. Student in the Physiology of Production and Post-Harvest of Horticultural Plants, Dept. of Horticultural Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Dept. of Horticultural Sciences, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: Strawberry is a herbaceous perennial plant that is mainly propagated using daughter plants obtained from runners in the form of bare roots from December to February from the nursery or propagation center. Typically, runners with larger crown diameters produce a higher number of flowers and consequently have higher yields. Proper nutrition is one of the factors affecting crown diameter. Nutrition during the induction of flowering period is very important for improving flowering. High nitrogen levels during summer may increase crown formation and generally increase production. In this research, application of different amounts of nitrogen fertilizer on mother plants during spring and fall seasons was carried out to determine its effect on the quantitative and qualitative traits of the produced runners.
Materials and methods: The research was conducted under field conditions in soil beds. Camarosa cultivar plantlets were obtained from a reputable nursery and planted in March 2017 with 40 cm spacing between plants in two rows on ridges in Ghaemshahr. The experiment was carried out as a factorial based on a completely randomized block design with spring fertilization at three levels (0, 150 and 300 kg/ha nitrogen) and fall fertilization also at three levels (0, 50 and 100 kg/ha nitrogen) with three replications (each replication containing 4 plants). Spring fertilization (S) was applied in three splits during March to April (March 30 to April 26) every week and fall fertilization (F) was also applied from Early to late September (September 7th to September 28th) in 2017 on mother plants every week. Then in late November, daughter plantlets were separated and planted separately based on each treatment. After planting the seedlings, no fertilization was applied in order to determine the effect of fertilization of mother plants on the growth and yield of produced plantlets. Subsequently, the fruits were harvested from early May and transferred to the laboratory. Then morphological, biochemical traits of the fruits as well as photosynthetic traits of the plants were evaluated.
Results: The results showed that nitrogen consumption of 150 kg/ha in spring and 100 kg/ha in fall resulted in the maximum fruit length of 3.91 cm. The use of fall fertilizer of 100 kg/ha has resulted in the highest fruit weight of 15.24 gr. Although this value was not significantly different from other high levels of nitrogen. The use of fall and spring fertilizer decreased the soluble solids and anthocyanin, so that the highest amount of soluble solids (8.47) was observed during the application of fall fertilizer and the time of application of spring fertilizer in the amount of 150 kg/ha, at the rate of 9.66. The amount of anthocyanin was at the highest level from the control treatment to the simultaneous application of 150 kg/ha in spring and 50 kg/ha in fall, and after that it was similar to soluble solids with a decrease. Excessive consumption of nitrogen fertilizer disrupts the balance of beneficial fruit compounds and increases fruit nitrate content. Increased over-consumption of nitrogen fertilizer leads to disruption of fruit compound balance such as vitamin C, anthocyanin, and other secondary metabolites. Fall nitrogen application had a more significant effect on increasing photosynthetic parameters and chlorophyll fluorescence including net photosynthesis and maximum quantum yield of photosystem II.
Conclusion: Overall, the results showed that nitrogen fertilization has a very great impact on the production of strong plantlets. According to the obtained results, application of 100 kg/ha of nitrogen in fall can be recommended for production of healthy strawberry plantlets with high numbers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bare root transplant
  • spring nutrition
  • anthocyanin
  • fall nutrition
1.Wang, H., Zhang, H., Yang, Y., Li, M., Zhang, Y., Liu, J., Dong, J., Li, J., Butelli, E., Xue, Zh., Wang, A., Wang, G., Martin, C., & Jin, W. (2020). The control of red colour by a family of MYB transcription factors in octoploid strawberry (Fragaria × ananassa) fruits. Plant Biotechnology Journal, 18 (5), 1169-1184.
2.Rostami, M., Shokouhian, A.A., Mohebodini, M., & Goli Kalanpa, E. (2016). Effecte of humic acid application methods and rates of nitrogen on vegetative, reproductive and post-harvest characteristics of strawberry fruit (Fragaria ananassa Duch.) cv. Paros. M.Sc. Thesis. University of Mohaghegh Ardabili, Iran, 115p. [In Persian]
3.Tehranifar, A., & Vahdati, N. (2012). Hydroponic Strawberry Production: A Technical Guide to the Hydroponic Production of Strawberries, Jihad-e-Daneshgahi of Mashhad University Publications. Mashhad, Iran. 215p. [In Persian]
4.Rantanen, M., Pohjola, M., & Karhu, S. (2021). Development of strawberry flower initials: timing and response to nitrogen application and temperature conditions at northern latitudes. In IX International Strawberry Symposium 1309 (pp. 439-446).
5.Sharma, R. M., Yamdagni, R., Dubey, A. K., & Pandey, V. (Eds.). (2019). Strawberries: production, postharvest management and protection. CRC Press.
6.Mohamed, M. H., Petropoulos, S. A., & Ali, M. M. E. (2021). The application of nitrogen fertilization and foliar spraying with calcium and boron affects growth aspects, chemical composition, productivity and fruit quality of strawberry plants. Horticulturae, 7 (8), 257.
7.Akbari Nodehi, D. (2014). The effect of different levels of drought stress and nitrogen fertilizer on some characteristics of strawberry plants (Fragaria ananassa Duch. cv. selva). Journal of Water and Irrigation Management, 4 (1), 59-72.
8.Agehara, S. (2021). Characterizing early-season nitrogen fertilization rate effects on growth, yield, and quality of strawberry. Agronomy, 11 (5), 905.
9.Sønsteby, A., Opstad, N., Myrheim, U., & Heide, O. M. (2009). Interaction of short day and timing of nitrogen fertilization on growth and flowering of ‘Korona’ strawberry (Fragaria× ananassa Duch.). Scientia Horticulture, 123 (2), 204-209.
10.Ghaderi, N., & Talaii, A. R. (2009). Influence of Manure and Urea on Yield and Some other Fruit Characteristics in Strawberry cv. Kurdistan. Iranian Journal of Horticultural Science, 29 (1), 99-107. [In Persian]
11.Mohammadi, A. A., Hadadinejad, M., & Ghasemi, K. (2023). Effect of spring and fall nitrogen fertilization on quantitative and qualitative traits of strawberry cv. Camarosa. Pomology Research Science Journal, 7 (2), 57-68. [In Persian]
12.Rana, G. S., & Singh, K. (1992). Storage life of sweet orange fruits as influenced by Fungicides, oil emulsion and packages practices. Crop Research, 5 (2), 150-155.
13.Wrolstad, R. E. (1976). Color and pigment analysis in fruit products. Oregon Agriculture Experiment Station Corvallis, Oregon. Bulletin, 624.
14.Ebrahimzadeh, M. A., Nabavi, S. F., Nabavi, S. M., & Eslami, B. (2010). Antihemolytic and antioxidant activities of Allium paradoxum. Central European Journal of Biology, 5, 338-345.
15.Baker, N. R., & Rosenqvist, E. (2004). Applications of chlorophyll fluorescence can improve crop production strategies: an examination of future possibilities. Journal of Experimental Botany, 55 (403), 1607-1621.
16.Kirschbaum, D. S., Larson, K. D., Weinbaum, S. A., & DeJong, T. M. (2010). Relationships of carbohydrate and nitrogen content with strawberry transplant vigor and fruiting pattern in annual production systems. The Americas Journal of Plant Science and Biotechnology, 4, 98-103.
17.Bilenski, M., Santos, J., & Craig, K. (2009). Influence of nitrogen fertilization rates on the performance of strawberry cultivars Chandler. Journal of Fruit Science, 9 (2), 126-135.
18.Bidaki, S., Chalavi, V., & Pirdashti, H. (2014). Using vermicompost and fall fertilization for improving quality characteristics of strawberry cv. Camarosa (Fragaria × ananassa Duch. cv. Camarosa) in soilless culture. Iranian Journal of Horticultural Science, 45 (3), 235-244. [In Persian]
19.Ghaderi, N., Kosheshsaba, M., & Shokri, B. (2016). Interaction of white mulch and nitrogen fertilization timing in the late season on flowering and yield components of strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) in the following spring. Iranian Journal of Horticultural Science, 47 (2), 351-360.
20.Lieten, F. (2002). The effect of nutrition prior to and during flower differentiation on phyllody and plant performance of short day strawberry elsanta. Acta Horticulture, 567, 345-348.
21.Aali, J., & Salehi, R. (2013). Investigating the effect of nitrogen fertilizer and its foliar application and foliar nutrition on vegetative growth indicators and yield of cucumber in fall cultivation of Superdamnius variety. First National Conference on Sustainable Agricultural Development and Healthy Environment. Iran, Hamedan. [In Persian]
22.Ganjehi, B., & Golchin, A. (2012). The effect of different levels of N, K and Mg on yield and growth indices of strawberry in hydroponic culture. Journal of Soil and Plant Interactions, 2 (4), 71-81. [In Persian]
23.Mashayekhi, P., & Tatari, M. (2016). Effect of different concentrations of nitrogen, phosphorus and potassium on some quantitative and qualitative characteristics of strawberry in hydroponic culture. Soil Science Journal, 30 (4), 391-402. [In Persian]
24.Opstad, N., & Sonsteby, A. (2008). Flowering and fruit development in strawberry in a field experiment with two fertilizer strategies. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil & Plant Science, 58 (4), 297-304.
25.Pešaković, M., Milenković, S., Đukić, D., Mandić, L., Karaklajić-Stajić, Ž., Tomić, J., & Miletić, N. (2016). Phenolic composition and antioxidant capacity of integrated and conventionally grown strawberry (Fragaria × ananassa Duch.). Horticultural Science, 43 (1), 17-24.
26.Pirlak, L., & Köse, M. (2010). Runner plant yield and quality of strawberry (Fragaria× ananassa Duch.) inoculated with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). Philippine Agricultural Scientist, 3 (1), 42-46.
27.Tucker, D. E., Allen, D. J., & Ort, D. R. (2004). Control of nitrate reductase by circadian and diurnal rhythms in tomato. Planta, 219, 277-285.
28.Hakimi, L., Jamnejad, M., & Misbah al huda, N. (2011). Investigating the effect of using fertilizer with nitrogen fertilizer on quality and marketable traits of cantaloupe, Islamic Azad University, Saveh branch. [In Persian]
29.Afshari, H., Pourali, M., Sajedi, S., & Hokmabadi, H. (2015). Investigating the effect of different types of humic acid on quantitative and qualitative characteristics of Abbas Ali pistachio variety. Plant Ecophysiology Research, 10 (37), 72-83. [In Persian]
30.Mohammadi, A. A., Hadadinejad, M., Sadeghi, H., & Ghasemi, K. (2018). Investigation of different ratios of nitrogen, phosphorus and potassium on biochemical and morphological traits of different blackberry varieties in greenhouse. M.Sc. Thesis. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Iran, 106p. [In Persian]
31.Aliniaeifard, S., & Seifi Kalhor, M. (2017). Effects of blue light on photosynthesis of Tradescantia virginiana plants grown in different VPDs. Journal of Plant Research, 30 (2), 420-428. [In Persian]
32.Mauromicale, G., Ierna, A., & Marchese, M. (2006). Chlorophyll fluorescence and chlorophyll content in field-grown potato as affected by nitrogen supply, genotype, and plant age. Photosynthetica, 44, 76-82.
33.Snayei, S., Ebadie, A., Parmoon, Gh., & Gholizadeh, L. (2014). Effect of mineral nitrogen on fluorescence changes of photosynthetic pigments of alfalfa under drought tension conditions. Crop Physiology, 23 (6), 5-23. [In Persian]
34.Lu, C., & Zhang, J. (2000). Photosynthetic CO2 assimilation, chlorophyll fluorescence and photoinhibition as affected by nitrogen deficiency in maize plants. Plant Science, 151 (2), 135-143.
35.Memon, S. A., Baloch, A. R., Baloch, M. A., & Keerio, M. I. (2013). Pre-soaking treatment and foliar application of KNO3 on growth and flower production of gladiolus (Gladiolus hortulanus). Journal of Agricultural Technology, 9 (5), 1347-1366.