تأثیر تراکم کشت و ژنوتیپ بر تولید نشاء پیاز تحت شرایط کشت هیدروپونیک

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

سابقه و هدف: تولید نشاء پیاز در شرایط آب و هوایی گرم اهواز در اواخر تابستان و اوایل پاییز با چالش‌هایی همراه است. لذا، بکارگیری روش‏های نوین تولید نشاء در سیستم هیدروپونیک یا آب کشت منجر به مطالعه‏هایی در رابطه با پرورش نشاء پیاز در این محیط کشت تحت تأثیر دو فاکتور زراعی ژنوتیپ و تراکم گردید. هدف از این مطالعه تعیین ژنوتیپ و تراکم مناسب برای پرورش نشاء زودرس و بازار پسند در زیر نور مصنوعی می باشد. جهت افزایش امنیت غذایی جامعه و پایداری تولید پیاز، یکی از راهکارهای مناسب تولید نشاء در شرایط کنترل شده با استفاده از لامپ‌های LED می‎باشد.

مواد و روش‎ها: به منظور بررسی تأثیر تراکم و ژنوتیپ پیاز بر روی نشاء تولیدی در کشت هیدروپونیک زیر نور لامپ‏های LED، آزمایشی در سال 1402 در اطاق پرورش گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. فاکتور اول شامل 1 ژنوتیپ پیاز ایرانی (رامهرمزی) و ارقام وارداتی (پریماورا و انزا) و فاکتور دوم 4 سطح تراکم {1، 2، 6 و 12 گیاه در یک سلول سینی کشت} بود. بلافاصله پس از سبز شدن بذرها، سینی‏های کشت 105 حفره‏ای به اطاقک پرورش (سطح کل آزمایش 4 متر مربع بود) با نور لامپ‏های ال ای دی (ترکیبی از لامپ آبی و قرمز با نسبت [۵۰ :۵۰] ) با شدت نور 300 میکرومول بر متر مربع در ثانیه، منتقل شدند. پس از 60 روز از نشاءها نمونه گیری شد و صفاتی نظیر ارتفاع بخش هوایی، طول ریشه، سطح برگ نشاء، قطر سوخ‏چه نشاء، وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه، کلروفیل a، b و کل، کارتنوئید و ویتامین ث پژوهشی در سال زراعی 1402 در دانشگاه شهید چمران اهواز مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده با نرم افزار SPSS نسخه 21 و آزمون چند دامنه‏ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد تجزیه و تحلیل شدند.

یافته‏ها: نتایج نشان داد اثر ژنوتیپ، تراکم و اثر متقابل آن‏ها بر تمامی صفات مورد بررسی معنی‌دار بود. بیش‎ترین قطر سوخ‏چه نشاء در تراکم 1 بوته در سلول و کم‎ترین آن در تراکم 12 بوته در سلول مشاهده شد. بیش‎ترین وزن بخش هوایی و وزن ریشه در رقم انزا مشاهده گردید. بیش‎ترین سطح برگ نشاء (16 سانتی‏متر مربع) در رقم انزا با تراکم 1 بوته در سلول و کم‎ترین آن (3/6 سانتی‏متر مربع) در ژنوتیپ رامهرمزی در تراکم 12 بوته در سلول ثبت شد. رقم انزا در تراکم 2 بوته در سلول (2/1 میلی‌گرم بر گرم) و رقم پریماورا در تراکم 2 بوته در سلول (22/0 میلی‌گرم بر گرم) به ترتیب بیش‏ترین و کم‏ترین میزان کلروفیل a را به خود اختصاص داده‏اند. بیش‏ترین و کم‏ترین آسکوربیک اسید به ترتیب از رقم پریماورا در تراکم 6 بوته در سلول (98/15 میلی‌گرم بر گرم) و کم‏ترین آن از رقم انزا در تراکم 6 بوته در سلول (94/15 میلی‌گرم بر گرم) به‏دست آمد.

نتیجه‏گیری: کلیه بذور سبز شده در تمام تیمارها تا انتهای رشد نشاء سالم بودند و قادر به تولید گیاه در مزرعه بودند. نتایج این آزمایش نشان داد امکان تولید نشاء پیاز با استفاده از لامپ‌های LED وجود دارد، اما کیفیت و کمیت نشاء تولیدی تحت تأثیر ژنوتیپ و تراکم کاشت قرار می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of planting density and genotype on onion seedling production under hydroponic cultivation conditions.

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Neda Mousavi 1
  • Nasser Alamzadeh Ansari 2
1 M.Sc. Student in Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 . Corresponding Author, Associate Prof., Dept. of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Abstract

Abstract

Background and objectives: The production of onion seedlings in the hot climatic conditions of Ahvaz during late summer and early autumn has faced challenges. To achieve the above goals, a study was conducted to examine onion seedling production. In this experiment, two important factors were investigated: genotype and planting density. One alternative strategy for seedling production in controlled conditions is the use of LED lamps. The aim of this study is to determine the suitable genotype and density for producing marketable seedlings under artificial lighting to enhance community food security and ensure sustainable onion production.

Materials and methods: To investigate the effects of density and onion genotype on seedling production in hydroponic cultivation under LED light, an experiment was conducted in 2023 in the growth chamber of the Horticultural Science and Engineering Department, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz. The experiment was carried out in a factorial arrangement within a randomized complete block design with three replications. The first factor included an Iranian onion genotype (Ramhormozi) and imported cultivars (Primavera, and Enza) and the second factor consisted of four density levels (1, 2, 6, and 12 plants per cell in a cultivation tray). Immediately after seed germination, the 105-cell cultivation trays (with a total experimental area of 4 square meters) were transferred to the growth chamber under LED light (a combination of blue and red lamps in a 50:50 ratio) with a light intensity of 300 µmol/m²/s. After 60 days, samples were taken from the seedlings, and traits such as shoot height, root length, leaf area, bulb diameter, fresh and dry weight of shoots and roots, chlorophyll a, b, and total chlorophyll, carotenoids, and vitamin C were calculated during the 2023 growing season at Shahid Chamran University of Ahvaz. The obtained results were analyzed using SPSS version 21 software and Duncan's multiple range test at a 5% probability level.

Results: The results indicated that the effects of genotype, planting density, and their interaction were significant for all examined traits. The highest seedling bulb diameter was observed at a density of 1 plant per cell, while the lowest was recorded at 12 plants per cell. The maximum shoot and root weights were found in the Enza Cultivar. The highest leaf area (16 cm²) was observed in the Enza Cultivar at 1 plant per cell, and the lowest (6.3 cm²) in the Ramhormozi genotype at 12 plants per cell. The Enza Cultivar at 2 plants per cell (2.1 mg/g) and the Primavera Cultivar at 2 plants per cell (0.22 mg/g) showed the highest and lowest chlorophyll a content, respectively. The highest ascorbic acid level was obtained from the Primavera Cultivar at 6 plants per cell (15.98 mg/g), and the lowest from the Enza Cultivar at 6 plants per cell (15.94 mg/g).

Conclusion: All germinated seeds across treatments remained healthy until the end of seedling growth and were capable of producing field-ready plants. The results demonstrate that onion seedling production using LED lamps is feasible, but the quality and quantity of seedlings are influenced by genotype and planting density.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Density
  • Quality
  • LED Light
  • Hydroponic Seedling

مراجع

1.Zhao, X. X., Lin, F. J., Li, H. Li, H. B., Wu, D. T., Geng, F., & Gan, R. Y. (2021). Recent advances in bioactive compounds, health functions, and safety concerns of onion (Allium cepa L.). Frontiers in Nutrition, 8, 669805.
2.Foukaraa, M., Najjari, A., & Mars, M. (2003). Effect of temperature on bulb dormancy release and sprouting in onion (Allium cepa L.). Scientia Horticulturae, 100(1-4), 13-23.
3.Rouphael, Y., Kyriacou, M. C., Di Gioia, F., Pannico, A., & Colla, G. (2022). Vegetable seedlings production: from traditional propagation techniques to innovative systems. Frontiers in Plant Science, 13, 844406.
4.Brewster, J. (2008). Onions and Other Vegetable Alliums. CABI. 413. ISBN: 978-1-84593-399-9.
5.Hassanzadeh Khankadani, H., Khodadadi, M., & Shahriari, A. (2019). First edition, Guide to Edible Onions. Agricultural Education Publication, 216 p. [In Persian]
6.Gallegos‐Cedillo, V. M., Nájera, C., Signore, A., Ochoa, J., Gallegos, J., Egea‐Gilabert, C., & Fernández, J. A. (2024). Analysis of global research on vegetable seedlings and transplants and their impacts on product quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 104(9), 4950-4965.
7.Rouphael, Y., Kyriacou, M. C., Di Gioia, F., Pannico, A., & Colla, G. (2022). Vegetable seedlings production: from traditional propagation techniques to innovative systems. Frontiers in Plant Science, 13, 844406.
8.Gao, S., Liu, X., Liu, Y., Cao, B., Chen, Z., & Xu, K. (2021). Response of growth, photosynthetic electron transfer, and chloroplast ultrastructure to different LED light combination in green onion (Allium fistulosum L.). Physiologia Plantarum, 172(3), 1662-1672.
9.Hassan, S. A., Maharik, Z. Y., Mohammed, M. H., Sadek, I. I., & Heggi, M. A. M. (2024). Assessing the response of green onion to nitrogen rate and plant density on yield and quality. Agriculture Extension in Developing Countries, 2(1), 33-40.
14.Arancon, N. Q., Edwards, C. A., Bierman, P., Metzger, J. D., & Lucht, C. (2003). Effects of vermicomposts produced from cattle manure, food waste and paper waste on the growth and yield of peppers in the field. Pedobiologia, 47(5-6), 731-744
15.Spadaro, D., & Gullino, M. L. (2005). Improving the efficacy of biocontrol agents against soilborne pathogens. Crop Protection, 24(7), 601-613.
16.Akshay, K., Janga, K. K., Kumar, S., Choudhary, M., Bhatt, B. P., & Patra, S. S. (2021). Influence of planting density on growth, bulb yield, and quality of onion (Allium cepa L.). Biological Forum, 13(2), 329-335.
17.Ahmad, S., Hussain, S., Akbar, F., Kousar, R., Hussain, Z., Ahmad, N., & Fahad, S. (2020). Onion (Allium cepa L.) germination, growth, and yield influenced by different plant spacing under arid climate. Agronomy, 10(9), 1297.
18.Wassie, W. A., Assegahegn, G. F., Tsegaye, B. A., & Mekonnen, A. B. (2022). Evaluation of Intrarow Spacing on Growth and Yield Performance of Four Onion (Allium cepa L.) Varieties in Beyeda District, North Gondar, Ethiopia. Advances in Agriculture, 2022(1), 9408607.
19.Lochab, S., & Yadav, C. N. (2022). LED lighting for urban agriculture: a review. Environmental Science and Pollution Research, 29(17), 24932-24951.
20.Kasim, R., & Kasim, M. U. (2014). Biochemical and colour changes of fresh-cut treated with UV-C. Journal of the Science of Food and Technology, 34, 547-551.
21.Hoagland, D. R., & Arnon, D. I. )1950(. The water-culture method for growing plants without soil. Circular. California agricultural experiment station, 347 (2nd edit).
22.Arnon, A. N. (1967). Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23, 112-121.
23.Bor, J. Y., Chen, H. Y., & Yen, G. C. (2006). Evaluation of antioxidant activity and inhibitory effect on nitric oxide production of some common vegetables. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54 (5), 1680-1686.
24.LL Ntsoane, M. E., Manhivi, V., Shoko, T., Seke, F. M., Maboko, M., & Sivakumar, D. (2023). The phytonutrient content and yield of Brassica microgreens grown in soilless media with different seed densities. Horticulturae, 9(11), 1218.
25.Antony Samy, E. R. (2023). Assessing the effect of planting density on romaine lettuce growth and quality in a controlled hydroponic environment. A thesis submitted to McGill University in partial fulfillment of the requirements of the degree of Master of Science, 110.
26.Badakhshan, F., Sedighi Dehkordi, M., & Seyyed Mohammad H. (2018). The effect of planting density and cultivar on morphological characteristics, yield and quality traits of basil (Ocimum basilicum L.) in hydroponic cultivation. Horticultural Sciences, 32(2), 263-272.‎
27.Jones, J. B.) 2016(. Hydroponics: A Practical Guide for the Soilless Grower. 2nd ed, 29-61. Boca Raton, FL, USA: CRC Press.
28.Brewster, J. (2008). Onions and Other Vegetable Alliums. CABI. 413. ISBN: 978-1-84593-399-9.
29.Resh, H. M. (2022). Hydroponic food production: a definitive guidebook for the advanced home gardener and the commercial hydroponic grower. CRC press.‏
30.Li YuXiang, L. Y., He ZhiZhou, H. Z., Ding YanFeng, D. Y., Wang ShaoHua, W. S., Liu ZhengHui, L. Z., Tang She, T. S., & Li GangHua, L. G. (2018). Effects of sowing densities on quality and yield formation of hydroponically grown long-mat rice seedlings under mechanical transplanting. Chinese Journal of Rice Science. 32 (3), 247-256 ref 36.
31.Yan, Z., He, D., Niu, G., & Zhai, H. (2019). Evaluation of growth and quality of hydroponic lettuce at harvest as affected by the light intensity, photoperiod and light quality at seedling stage. Scientia Horticulturae, 248, 138-144.
32.Van Quy, N., Sinsiri, W., Chitchamnong, S., Boontiang, K., & Kaewduangta, W. (2016). Effect of plant densities and supporting materials of the vertical hydroponic system on the growth and yields of lettuce. Khon Kaen Agricuture Journal, 44, 723-730.
33.Levine, L. H., & Paré, P. W. (2009). Antioxidant capacity reduced in scallions grown under elevated CO2 independent of assayed light intensity. Advances in Space Research, 44(8), 887-894.
34.Drew, M.C., Saker, L. R., & Ashley, T. W. (1973). Nutrient supply and the Growth of the seminal root system in barley. I. The effect of Nitrate concentration on the growth of axes and laterals. Journal of Expmental Botany, 24, 1189-1202.
35.Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2017). Fisiologia e desenvolvimento vegetal. Artmed Editora. 345p.
36.Brewster, J. (2008). Onions and Other Vegetable Alliums. CABI. 413. ISBN: 978-1-84593-399-9.
37.Van Quy, N., Sinsiri, W., Chitchamnong, S., Boontiang, K., & Kaewduangta, W. (2016). Effect of plant densities and supporting materials of the vertical hydroponic system on the growth and yields of lettuce. Khon Kaen Agriculture Journal, 44, 723-730.
38.Badakhshan, F., Sedighi Dehkordi, M., & Seyyed Mohammad H. (2018). The effect of planting density and cultivar on morphological characteristics, yield
and quality traits of basil (Ocimum basilicum L.) in hydroponic cultivation. Horticultural Sciences, 32(2), 263-272.‎
39.Niu, F., Zhang, D., Li, Z., Van Iersel, M. W., & Alem, P. (2015). Morphological response of eucalypts seedlings to phosphorus supply through hydroponic system. Scientia Horticulturae, 194, 295-303.
40.Yan, Z., He, D., Niu, G., & Zhai, H. (2019). Evaluation of growth and quality of hydroponic lettuce at harvest as affected by the light intensity, photoperiod and light quality at seedling stage. Scientia horticulturae, 248, 138-144.
41.Romano, D., Paratore, A., & Rosi, A. L. (2002). Plant density and container cell volume on solanaceous seedling growth. In VI International Symposium on Protected Cultivation in Mild Winter Climate: Product and Process Innovation, 614, 247-253.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 32، شماره 4
دی 1404
صفحه 127-146

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار