تاثیر اسید هیومیک بر شاخص‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی لوبیا قرمز تحت تنش کم‌آبی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو کارشناسی ارشد اگروتکنولوژی-اکولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج

2 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

3 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.

4 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد اگروتکنولوژی-فیزیولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج،

چکیده

سابقه و هدف: لوبیا قرمز (Phaseolus vulgaris L.) به‌دلیل دارا بودن پروتئین، فیبر و ریزمغذی‌های ضروری، از حبوبات مهم در تغذیه جهانی محسوب می‌شود. این گیاه اگرچه در اقلیم‌های مختلف کشت می‌شود، اما به کم‌آبی بسیار حساس بوده و تنش خشکی با اختلال در فرآیندهای کلیدی، موجب کاهش عملکرد آن می‌گردد. در این راستا، استفاده از نهاده‌های پایدار همچون اسید هیومیک اهمیت یافته است. اسید هیومیک با بهبود ساختمان خاک، افزایش نگهداشت رطوبت و تسهیل جذب عناصر، مقاومت گیاه به خشکی را ارتقا می‌دهد. از این‌رو کاربرد آن می‌تواند راهکاری مؤثر و دوستدار محیط ‌زیست برای پایداری تولید لوبیا قرمز در شرایط تغییرات اقلیمی باشد. هدف این پژوهش، بررسی اثر محلول‌پاشی اسید هیومیک بر ویژگی‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی لوبیا قرمز رقم یاقوت تحت شرایط کم‌آبی بود.

مواد و روش‌ها: آزمایش در سال 1402 در شهرستان بویراحمد به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمار آبیاری به‌عنوان عامل اصلی در سه سطح (آبیاری کامل (%100 نیاز آبی)، کم‌آبی متوسط (%80 نیاز آبی) و کم‌آبی شدید (60% نیاز آبی)) بر اساس تبخیر از تشتک کلاس A در نظر گرفته شد. عامل فرعی شامل محلول‌پاشی اسید هیومیک در چهار سطح (۰، 5/2، ۵ و 5/7 لیتر در هکتار) بود. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها با نرم‌افزار SAS انجام گرفت و مقایسه میانگین‌ها با آزمون LSD در سطح %5 صورت پذیرفت.

یافته‌ها: تنش خشکی شدید موجب کاهش معنی‌دار محتوای نسبی آب برگ به میزان 87/%15 شد که بیانگر اختلال در تعادل آبی و توانایی گیاه در حفظ فشار تورژسانس بود. همزمان، نشت الکترولیت به میزان 65/%47 افزایش یافت که نشان‌دهنده آسیب قابل‌توجه به غشاهای سلولی تحت شرایط کم‌آبی بود. همچنین غلظت فسفر اندام هوایی 11/%11 کاهش یافت که احتمالاً ناشی از کاهش تحرک و جذب فسفر در خاک خشک بوده است. در مقابل، غلظت پتاسیم اندام هوایی 55/%45 افزایش نشان داد که بیانگر نقش حفاظتی پتاسیم در تحمل خشکی است. محلول‌پاشی 5/7 لیتر در هکتار اسید هیومیک، فعالیت پراکسیداز و محتوای کاروتنوئیدها را به ترتیب 04/%68 و 22/%55 افزایش داد که نشان‌دهنده فعال شدن سیستم دفاعی آنتی‌اکسیدانی و بهبود ظرفیت فتوسنتزی بود. اثر متقابل تیمارها نیز نشان داد در سطح %60 نیاز آبی، بالاترین سطح اسید هیومیک باعث افزایش 110% کلروفیل کل و 66/%20 عملکرد دانه شد. این یافته‌ها بیانگر نقش اسید هیومیک در کاهش آثار منفی تنش خشکی از طریق بهبود دسترسی عناصر غذایی، پایداری غشا و تقویت عملکردهای فیزیولوژیک حیاتی تحت کم‌آبی است.

نتیجه‌گیری: به‌طور کلی محلول‌پاشی 5/7 لیتر در هکتار اسید هیومیک می‌تواند اثرات منفی کم‌آبی بر ویژگی‌های فیزیولوژیک و عملکرد دانه لوبیا قرمز را کاهش دهد. بنابراین، کاربرد برگی اسید هیومیک در سطوح بهینه به‌عنوان راهکاری کارآمد و دوستدار محیط‌زیست برای ارتقای تحمل به خشکی، حفظ یکپارچگی فیزیولوژیک و پایداری عملکرد لوبیا قرمز در شرایط کم‌آبی توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Humic Acid on Physiological and Biochemical Traits of Red Bean under Water Deficit Stress

نویسندگان [English]

  • Reza Nikoeinejad 1
  • Hojatollah Latifmanesh 2
  • Ali Moradi 3
  • Hamid Alahdadi 4
1 M.Sc. Student in Agrotechnology – Crop Ecology, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
3 Associate Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
4 M.Sc. Graduated in Agrotechnology – Crop Physiology, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
چکیده [English]

Introduction:Red bean (Phaseolus vulgaris L.) is one of the key legumes in global nutrition due to its high content of proteins, fibers, and essential micronutrients. Although it is cultivated across various climates, this crop is highly sensitive to water deficit, and drought stress leads to yield reduction by disrupting key physiological processes. In this regard, the use of sustainable inputs, such as humic acid, has gained importance. Humic acid improves soil structure, enhances moisture retention, and facilitates nutrient uptake, thereby increasing plant resistance to drought. Therefore, its application can be considered an effective and eco-friendly approach to ensuring the sustainability of common bean production under climate change conditions. This study aimed to evaluate the effect of foliar application of humic acid on the physiological and biochemical traits of the red bean cultivar ‘Yaghout’ under water deficit conditions.

Materials and Methods: The experiment was conducted in 2023 in Boyer-Ahmad County as a split-plot arrangement within a randomized complete block design (RCBD) with three replications. The trial was arranged as a split-plot experiment based on a randomized complete block design with three replications. Irrigation treatments were assigned to the main plots at three levels, including full irrigation (100% of crop water requirement), moderate deficit irrigation (80% of crop water requirement), and severe deficit irrigation (60% of crop water requirement), determined using Class A pan evaporation. The subplots included foliar application of humic acid at four levels (0, 2.5, 5, and 7.5 L ha⁻¹). Data were statistically analyzed using SAS software, and mean comparisons were performed using the LSD test at the 5% significance level.

Results and Discussion: Severe drought stress significantly reduced leaf relative water content by 15.87%, indicating disturbance in water balance and the plant's ability to maintain turgor pressure. Simultaneously, electrolyte leakage increased by 47.65%, reflecting significant cellular membrane damage under drought conditions. Moreover, shoot phosphorus concentration decreased by 11.11%, likely due to reduced mobility and uptake of phosphorus in dry soil. In contrast, shoot potassium concentration increased by 45.55%, indicating its protective role in drought tolerance. Foliar application of 7.5 L ha⁻¹ humic acid enhanced peroxidase activity and carotenoid content by 68.04% and 55.22%, respectively, demonstrating activation of the antioxidant defense system and improved photosynthetic capacity. The interaction effects showed that under 60% irrigation, the highest humic acid level increased total chlorophyll content by 110% and grain yield by 20.66%. These findings suggest that humic acid ameliorates drought stress through enhanced nutrient availability, membrane stability, and improvement of vital physiological functions under water deficit conditions.

Conclusion: Overall, foliar application of 7.5 L ha⁻¹ humic acid can mitigate the adverse effects of water deficit on physiological traits and grain yield of common bean. Therefore, optimal foliar use of humic acid is recommended as an efficient and environmentally friendly strategy to enhance drought tolerance, maintain physiological integrity, and sustain yield of common bean under limited water conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Catalase Activity
  • Total Chlorophyll
  • Organic Fertilizer
  • Relative Water Content
  • Shoot Nitrogen