فهرست مطالب

تنشهای محیطی در علوم زراعی - سال دهم شماره 1 (بهار 1396)

مجله تنشهای محیطی در علوم زراعی
سال دهم شماره 1 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/02/19
  • تعداد عناوین: 15
|
  • مریم کریمیان، فیاض آقایاری، فرزاد پاکنژاد صفحات 1-11
    مقدمه (و هدف): مدل های گیاهان زراعی در بسیاری از کشورها برای شبیه سازی پاسخ گیاهان زراعی به تنش های محیطی و روش های مدیریتی متفاوت در دهه های مختلف استفاده شده اند (Mehraban، 2013). یکی از اهداف مدل های شبیه سازی گیاهی، استفاده از آنها برای پیش بینی عملکرد محصول می باشد. مد های مختلفی برای این منظور توسعه داده شده و توسط محققین مختلف بکار رفته اند .مدل هایی چونCERES (Jones and Kiniry، 1986) ، WOFOST (Van Keulen and Wolf، 1986) ، CropSyst (Stockle et al.، 1984) و غیره که البته مستلزم مهارت زیاد کاربر در واسنجی می باشد و متغیرهای ورودی آنها زیاد و اندازه گیری آنها سخت است. بر اساس روابط ارائه شده برای شبیه سازی مراحل رشد و اثر آب در این مراحل، کردری و گراهام (Cordery and Graham، 1989) مدلی را بنا نهادند. این مدل برای گندم زمستانه رقم عدل در شرایط آب و هوایی منطقه باجگاه پس از بازسازی و واسنجی، MEDIWY نامگذاری شد (Ziaei and Sepaskhah، 2003). به طور کلی مدل با استفاده از داده های متداول که تقریبا در تمامی ایستگاه های هواشناسی اندازه گیری می شود قادر به برآورد مناسب شاخص های رشد و در نهایت برآورد مطلوب مقدار عملکرد دانه گندم دیم و آبی می باشد. کاربرد گسترده تر آن نیاز به آزمون در شرایط متفاوت آب و هوایی دارد. بنابراین با توجه به کاربردی بودن مدل MEDIWY و نیاز به حداقل داده های ورودی در آن، هدف از این تحقیق ارزیابی مدل MEDIWY برای شبیه سازی عملکرد گندم رقم مرودشت در شرایط رژیم های متفاوت آبیاری در منطقه کرج می باشد.
    مواد و روش ها
    آنچه در این تحقیق مورد بحث و بررسی قرار گرفت، ارزیابی مدل MEDIWY برای شبیه سازی عملکرد گندم (رقم مرودشت)در شرایط آب و هوایی منطقه کرج می باشد. برای این منظور از اطلاعات 9 تیمار آبیاری که در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج در سال زراعی (83-1382) اجرا شده بود، استفاده شد (Paknejad، 2005). در ضمن، سایر اطلاعات مورد نیازدیگر مانند اطلاعات هواشناسی (مقادیر روزانه تبخیر از تشت و بارندگی) از ایستگاه هواشناسی ماهدشت کرج تهیه شد. در مدل مورد نظر مقادیر مربوط به داده های هواشناسی (بارندگی و تبخیر از تشت) و آبیاری بعنوان عوامل ورودی، وارد مدل می گردد. با توجه به اینکه تیمارهای آبیاری بکار رفته در این تحقیق هر کدام به صورت یک رژیم آبیاری بخصوصی می باشد و در مراحل مختلف رشد نیز اعمال شده است برای واسنجی دقیق تر مدل MEDIWY تیمارهای آبیاری بر اساس شدت تنش خشکی به سه گروه طبقه بندی شد و واسنجی مدل برای هر گروه به طور جداگانه انجام گردید. برای ارزیابی کارایی مدل از چندین آماره ارزیابی شامل برازش رگرسیون خطی بین مشاهدات و داده های شبیه سازی شده و مقایسه آن با خط یک به یک، ضریب تعیین، مجذور میانگین مربعات خطا، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده و کارایی مدل استفاده شد.
    یافته ها
    بعد از واسنجی مدل MEDIWY برای شبیه سازی عملکرد گندم (رقم مرودشت) در منطقه کرج، مقادیر مجذور میانگین مربعات خطا، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده و کارایی مدل به ترتیب برابر 265 کیلوگرم بر هکتار، 5.7 درصد و 0.99 به دست آمد که نشان دهنده شاخص های آماری مناسب در قسمت واسنجی مدل می باشد. برای اعتبار سنجی مدل از اطلاعات مستقل محصول دانه رقم گاسپارد که در سال زراعی 83-1382 در منطقه کرج اجرا شده بود استفاده شد(Paknejad، 2005). نتایج اعتبار سنجی مدل نشان داد شاخص های آماری مجذور میانگین مربعات خطا، مجذورمیانگین مربعات خطای نرمال شده و کارایی مدل به ترتیب برابر 412 کیلوگرم بر هکتار، 8.5 درصد و 0.99 به دست می آید که نشان می دهد مدل MEDIWY واسنجی شده به خوبی می تواند مقادیر عملکرد گندم را در منطقه کرج شبیه سازی نماید.
    نتیجه گیری
    نتایج این تحقیق نشان داد که اگرچه مدل MEDIWY نسبت به سایر مدل های گیاهی نیاز به داده های ورودی کمتری دارد با این وجود از دقت و توانمندی بالایی برای شبیه سازی عملکرد محصول برخوردار است.
    کلیدواژگان: مدل سازی گیاهی، تنش خشکی، اعتبارسنجی
  • زهره امامی بیستگانی، سید عطاءالله سیادت، عبدالمهدی بخشنده، عبدالله قاسمی پیربلوطی صفحات 12-19
    مقدمه
    آویشن دنایی (Thymus daenensis) گیاهی دارویی از خانواده نعناعیان می باشد که به صورت خودرو بیشتر در بخش های غربی و مرکزی ایران به ویژه رشته کوه های زاگرس می روید و دارای تنوع وسیعی ازنظر ترکیبات اسانس می باشد (Ghasemi Pirbalouti et al.، 2014). تنش خشکی عموما باعث تخریب و شکسته شدن کلروپلاست ها و کاهش میزان کلروفیل شده و مقدار فعالیت آنزیم ها را در چرخه کالوین در طی فرآیند فتوسنتز کاهش می دهد و در نهایت رشد سبزینه ای و عملکرد محصول کاهش می یابد (Monakhova and Chernyadev، 2002). کیتوزان به عنوان یک الیسیتور زیستی برای بهبود بخشیدن بیوسنتز متابولیت های ثانویه با بیان ژن در گیاهان دارویی تایید شده است، همچنین جهت افزایش تولید گیاه، تحریک ایمنی گیاه، محافظت گیاه در مقابل میکروارگانیسم ها، تحریک جوانه زنی و رشد گیاه عمل می کند (Yin et al.، 2011).
    تحقیق حاضر با هدف ارزیابی برخی پاسخ های فیزیولوژیکی شامل رنگیزه های فتوسنتزی، پرولین، قندهای محلول و پراکسیداسیون لیپید غشا گیاه آویشن دنایی نسبت به تنش خشکی و سطوح الیسیتور کیتوزان در شرایط آب و هوایی شهرکرد صورت گرفت.
    مواد و روش ها
    این آزمایش در سال زراعی 1393 به منظور بررسی اثر سطوح مختلف تنش خشکی و کیتوزان بر رنگیزه های فتوسنتزی، پرولین، قندهای محلول، میزان پراکسیداسیون لیپیدی غشا و تراوایی غشای سلول در گیاه آویشن دنایی (Thymus deanensis Celak.) در شرایط آب وهوایی شهرکرد گردید. آزمایش با سه سطح S1 (شاهد تامین نیاز صد درصد آبی) S2 (تامین نیاز 50 درصد آبی) S3 (تامین نیاز 25 درصد آبی) و کیتوزان در 3 سطح (0، 0.2 ، 0.4 گرم بر لیتر) و اسید استیک به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا شد.
    نخست بذرهای موردنظربرای تهیه نشای موردنیازدراوایل بهار درگلخانه کشت شدند و سپس به بیرون گلخانه منتقل شدند. اعمال تیمارهای کیتوزان در دوره قبل از گلدهی، 50 درصد گلدهی و گلدهی کامل اعمال شد.
    سنجش رنگیزه های فتوسنتزی: میزان کلروفیل a، b و کاروتنوئید با روش آرنون (Arnon، 1967)با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج های 663 و 645 نانومتر اندازه گیری شد.
    اندازه گیری پرولین: مقدارپرولین براساس روش بیتس ((Bates et al.، 1973در طول موج 520 نانومتر اندازه گیری شد.
    اندازه گیری قند های محلول: کربوهیدرات های محلول با استفاده ازمعرف آنترون با دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج 625 نانومتر بر اساس روش (Fsles، 1951) اندازه گیری شد.
    مالون دی آلدئید (پراکسیداسیون لیپیدی غشا): اندازه گیری این شاخص بر اساس روش رابرت و همکاران (Robbert et al.، 1980) با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج های 532 و 600 نانومتر قرائت شد.
    تراوایی غشای سلولی: با استفاده از دستگاه EC متر به روش لاتس et al.، 1998)Lutts) محاسبه گردید.
    تجزیه های آماری و مقایسه میانگین ها به روش آزمون حداقل تفاوت معنی دار با استفاده از نرم افزار SASو MSTATC در سطح احتمال پنج درصد صورت گرفت.
    نتایج و بحث: رنگیزه های فتوسنتزی: اثر تنش خشکی بر کلروفیل a در سطح یک درصد معنی دار بوده است. با افزایش تنش خشکی از میزان کلروفیل a مقداری کاسته شد. به نظر می رسد با افزایش تنش و فعالیت انواع گونه های اکسیژن واکنش گر، فعالیت آنزیم کلروفیلاز می شود. کیتوزان تغییر قابل توجهی در رنگیزه های فتوسنتزی نداشت.
    پرولین: اثر سطوح مختلف تنش خشکی، الیسیتور کیتوزان و اثر برهمکنش آن ها در سطح یک درصد بر محتوای پرولین برگ گیاه آویشن دنایی معنی دار بود. درواقع مقدار پرولین تحت شرایط تنش کم آبی شدید و متوسط افزایش می یابد، به این ترتیب که بیشترین میزان پرولین (3.85) میکرو مول بر گرم از تنش خشکی شدید و کیتوزان 0.4 گرم بر لیتر به دست آمد. با کاهش پتانسیل آب، میزان سنتز پرولین از گلوتامیک اسید افزایش می یابد(Liang et al.، 2013).
    محتوای قندهای محلول برگ: اثر بر هم کنش تنش خشکی و کیتوزان، بر قندهای محلول برگ معنی دار نبود، اما با افزایش تنش خشکی، مقدار قند محلول در اندام هوایی به طور معنی داری نسبت به گیاه شاهد افزایش یافت.
    پراکسیداسیون لیپیدی غشا: اثر تنش خشکی، الیسیتور کیتوزان و اثر برهمکنش آن ها بر پراکسیداسیون لیپیدی غشا گیاه آویشن دنایی در سطح یک درصد معنی دار شد. در مطالعه اثر تنش خشکی بر گیاهچه های سیب تولید فزاینده مالون دی آلدئید در برگ ناشی از تنش خشکی مشاهده شد ((Yang et al.، 2009. در این بررسی نشان داده شد که محلول پاشی با کیتوزان 0.4 گرم بر لیتر توانست خسارت وارد شده را بر اثر تنش خشکی جبران کند.
    تراوایی غشای سلولی: اثر تنش خشکی، کیتوزان در سطح یک درصد بر تراوایی غشای سلول معنی دار بود،
    نتیجه گیری
    تنش خشکی باعث ایجاد تنش اکسیداتیو در گیاه آویشن شد، که محلول پاشی کیتوزان توانست خسارت ناشی از تنش خشکی را با افزایش تنظیم کننده های اسمزی مانند پرولین و کاهش پراکسیداسیون لیپیدی غشا را جبران نماید و تراوایی غشای سلول را کاهش دهد. در واقع کیتوزان با نقش حفاظتی خود می تواند باعث پایداری بیشتر غشاها گردد.
    کلیدواژگان: اکسیداتیو، تنش آب، کلروفیل، گیاه دارویی، مالون دی آلدئید
  • سمانه سبزی، زهره طهماسبی، مهرشاد براری صفحات 21-30
    مقدمه
    پس از غلات، دومین منبع غذایی انسان حبوبات است. لوبیا هفتمین محصول غذایی عمده در جهان است که به طور گسترده توسط شرایط محیطی مانند خشکسالی تحت تاثیر قرار می گیرد. علی رغم اهمیت اقتصادی لوبیا، مطالعات کمی بر روی ژنتیک و ارزیابی منابع ژنتیکی آن انجام شده است.
    مواد و روش ها
    با توجه به اهمیت این تنش، در این مطالعه به منظور بررسی مقاومت ژنوتیپ های لوبیا به سطوح مختلف تنش خشکی، آزمایشی به منظور بررسی تاثیر تنش خشکی بر عملکرد لوبیا و اجزای آن انجام شد، به طوری که یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه در دانشگاه ایلام اجرا شد. در این آزمایش، مقاومت چهار ژنوتیپ لوبیا (ناز، اختر، Ks41128 و G11867) به سطوح مختلف تنش خشکی شامل 70، 50 و 30 درصد از ظرفیت زراعی مورد ارزیابی قرار گرفت. تنش خشکی 10 روز پس از کاشت بر گیاهان اعمال شد. صفات اندازه گیری شامل وزن خشک، ارتفاع بوته، عملکرد دانه در بوته، طول غلاف، تعداد غلاف در بوته و تعداد دانه در بوته بودند.
    نتایج و بحث: نتایج نشان داد که بین صفات مورد مطالعه در بین ژنوتیپ ها تفاوت معنی دار وجود دارد که نشان دهنده تنوع ژنتیکی ژنوتیپ ها است. همچنین تفاوت معنی داری بین سطوح تنش خشکی برای تمام صفات وجود داشت و کمبود آب توانست تمام صفات مورد مطالعه را کاهش دهد. هر چند تفاوتی بین تنش ملایم و شدید وجود نداشت. نتایج ارزیابی واکنش ژنوتیپ ها به تنش خشکی نشان داد که ژنوتیپ KS41128 بیشترین تغییرات درصد عملکرد و اجزای عملکرد را داشت. دو ژنوتیپ (اختر و Ks41128) در شرایط بدون تنش متوسط عملکرد بالاتری داشتند، ولی عملکرد Ks41128 نسبتا به شدت تحت تاثیر تنش قرار گرفت اما ژنوتیپ دیگر کمتر تحت تاثیر تنش قرار گرفت.
    نتیجه گیری کلی: با توجه به درصد تغییرات اغلب صفات، اختر (ژنوتیپ با رنگ دانه قرمز، فرم ایستاده، و به علاوه بازاریابی و کیفیت مطلوب) حداقل درصد تغییرات را داشت و بنابراین می تواند در برنامه های اصلاحی جهت انتشار ارقام متحمل به تنش آبی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تنش خشکی، ظرفیت زراعی، درصد تغییرات
  • حجت عطایی سماق، حسن حبیبی، محمدحسین فتوکیان صفحات 31-44
    مقدمه (و هدف): تنش خشکی ازمهم ترین عامل کاهش عملکرد گیاهان زراعی ازجمله نخود بوده و باعث تغییر در میزان برخی ترکیبات درونی گیاه می شود. از طرفی تحقیقات نشان داده که گیاه نخود واکنش خوبی نسبت به آبیاری از خود نشان می دهد. مویان ها نیز از جمله فاکتورهای زراعی می باشند که در سیستم آب آبیاری جهت تعدیل مقدار مصرف آب آبیاری مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین آزمایش حاضر با هدف بررسی اثر دور آبیاری با کاربرد محلول مویان بر برخی صفات مورفولوژیک و عملکردی ارقام نخوددر سال زراعی 92-1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شاهد اجرا شد.
    مواد و روش ها
    آزمایشبه صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل سه سطح آبیاری پس از 100، 200، 300 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A، دو سطح محلول مویان (کاربرد و بدون کاربرد) و چهار رقم نخود آرمان، آزاد، بیونیج و گریت بودند. بذور ژنوتیپ های مورد آزمایش از مرکز تحقیقات دیم سرارود کرمانشاه تهیه شدند . کاشت بذرها بعد از ضدعفونی با قارچ کش بنومیل (2 در هزار) در عمق کاشت حدود 5 سانتی متر انجام گردید. محلول مویان مورد استفاده برای این آزمایش از نوع غیرآنیونیک non- Ionic surfactant با نام تجاری Irrigaid Gold بود که مقدار آن برای همه تیمارها ثابت و بعد از استقرار کامل گیاهچه ها به صورت محلول در آب مورد استفاده قرار گرفت.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که بیشترین طول دوره رویشی، تعداد انشعاب در بوته، تعداد غلاف در بوته، تعداد غلاف بارور و وزن صد دانه در آبیاری پس از 100 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر و کاربرد مویان حاصل شد. رقم های آزاد و آرمان بیشترین و رقم بیونیج کمترین ارتفاع بوته را داشتند. بالاترین عملکرد دانه (1541.9 کیلوگرم در هکتار) در آبیاری پس از 100 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر با کاربرد مویان در رقم گریت به دست آمد. بیشترین میانگین عملکرد ماده خشک (1189.90 کیلوگرم در هکتار) نیز در آبیاری پس از 100 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر با کاربرد مویان برای رقم آزاد حاصل شد.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج آزمایش می توان بیان داشت که آبیاری پس از 100 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر و کاربرد مویان می تواند سبب افزایش چشمگیر عملکرد دانه رقم گریت در شرایط مشابه آزمایشی شود.
    کلیدواژگان: تشتک تبخیر، رقم، غلاف بارور، نخود، مویان
  • شهربانو وکیلی بسطام، سیده ساناز رمضانپور، حسن سلطانلو، خلیل زینلی نژاد، اعظم برزویی صفحات 45-53
    مقدمه
    پیش بینی افزایش جمعیت جهان به حدود 8 میلیارد تا سال 2030، چالش های عمده ای را برای بخش کشاورزی در تامین امنیت غذایی ایجاد می نماید (Smol، 2012). گندم یکی از غلات اصلی محسوب می شود که برای تغذیه بخش عظیمی از جوامع انسانی استفاده می شود. آرد گندم مهم ترین آرد مورد مصرف برای تولید نان در ایران است (Nour-Mohamadi et al.، 2009). امروزه کمبود آب یکی از چالش های مهم برای رشد گیاه در کل جهان محسوب می شود. استراتژی های زیادی برای اصلاح گیاهان به تنش خشکی به کار گرفته می شود، در این میان پرتوتابی رهیافت مناسبی برای بهبود سطح تنوع ژنتیکی در کوتاه مدت به نظر می رسد. این مطالعه برای تعیین پاسخ لاین جهش یافته ی T65588 (حاصل پرتوتابی گاما روی رقم طبسی) به تنش خشکی پی ریزی شده است.
    مواد و روش ها
    تعدادی از صفات در دو مرحله جوانه زنی و گیاه بالغ در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار موردبررسی قرار گرفتند.
    یافته ها
    نتایج تجزیه واریانس در آزمایش جوانه زنی نشان داد که اثرتنشخشکی برای کلیه صفات و اثر ژنوتیپ برای نرخ جوانه زنی و طول ساقه چه و طولریشه چه با احتمال یک درصد معنی دار بود. همچنین معنی دار شدن اثر متقابل تنش در ژنوتیپ در صفات نرخ جوانه زنی و طول ساقه چه و طولریشه چه و وزن خشک ساقه چه نشانمی دهدکه عکس العمل ژنوتیپ ها نسبت به تغییرات پلی اتیلن گلیکول یکسان نبوده است. نتایج تجزیه واریانس صفات مربوط به نگهداری آب تفاوت بسیار معنی داری (1 درصد) بین ژنوتیپ ها در کل صفات موردبررسی را نشان داد. اثرتنشخشکی برای صفات مقدار احتباس آب در برگ (ELWR) و محتوای نسبی آب (RWC) و همچنین اثر متقابل ژنوتیپ × تنش خشکی به غیراز محتوای نسبی آب (RWC) برای سایر صفات معنی دار بود. مقایسه میانگین در سطح آماری 5 درصد نشان داد لاین جهش یافته T65588 در خصوصیات مربوط به جوانه زنی و همچنین صفات مربوط به نگهداری آب در گیاه بالغ نسبت به ژنوتیپ والدی طبسی در شرایط تنش خشکی برتری دارد.
    نتیجه گیری
    به طور کل نتایج نشان داد که لاین جهش یافته ی T65588 نسبت به واریته والدی خود (طبسی) در مورد تمام صفات موردبررسی در مرحله جوانه زنی شامل نرخ جوانه زنی، طول ریشه چه و طول ساقه چه و وزن خشک ریشه چه و وزن خشک ساقه چه خصوصیات تحمل بیشتری به خشکی از خود نشان داده است. RWC ارتباط نزدیکی با حجم سلول دارد، لذا این پارامتر می تواند توازن بین آب فراهم شده ی برگ و میزان تعرق را منعکس نماید (Farquhar et al.، 1989). اسکانفلد و همکاران(1988) در شرایط تنش خشکی روند کاهشی در مقدار RWC در گندم را گزارش نمودند، لیکن در مطالعات آن ها بالاترین مقدار RWC در ژنوتیپ متحمل مشاهده شد. تنش خشکی منجر به کاهش حدود 40% در RWL در لاین جهش یافته T65588 گردید (p < 0.05)که می تواند نشان دهنده مکانیسم های بازدارنده ی اتلاف آب تحت شرایط خشکی باشد. تحقیقات زیادی نشان داده اند که میزان پایین اتلاف آب (RWL) از برگ های جداشده به مقاومت به خشکی مرتبط است و می تواند به عنوان یکی از شاخصه های غربال در برنامه های اصلاحی کاربرد داشته باشد (Winter et al.، 1988). نتایج این تحقیق با یافته های Goleatani Araghi and Asad، 1998 مطابقت دارد که کاهش در میزان RWL را در گندم در تنش خشکی گزارش نمودند. کاهش شدید در مقدار RWL در لاین جهش یافته و تفاوت معنی دار آن با رقم طبسی می تواند موید کارایی بیشتر مصرف آب در ژنوتیپ جهش یافته ی T65588 باشد.طبق نتایج تنش خشکی منجر به افزایش ELWR گردید که این پدیده می تواند توسط مکانیسم های نگهداری آب تحت شرایط خشکی با پیچیدن برگ یا کاهش سطح برگ رخ داده باشد (Lonbani and Arzani، 2011). بر اساس پیشنهاد Lonbani and Arzaniدر بین پارامترهای مرتبط به آب در گیاه ELWR می تواند بهترین مشخصه برای انتخاب غیرمستقیم عملکرد در گیاه باشد. این صفت وراثت پذیر است (Clarke and Townley-Smith، 1986) و در جمعیت های بزرگ به آسانی می توان آن را برآورد نمود (Dhanda and Sethi، 1998). مقدار افزایش در ELWR در لاین جهش یافته T65588 در مقایسه با واریته والدی آن (طبسی) بیشتر و معنی دار بود که می تواند مصداق دیگری برای ادعای برتری لاین جهش یافته در شرایط تنش خشکی باشد.
    کلیدواژگان: پلی اتیلن گلیکول، خشکی، خصوصیات جوانه زنی، مقدار احتباس آب در برگ
  • امید نوروزی، الهه توکل، سید عبدالرضا کاظمینی صفحات 55-66
    تنش خشکی انتهای فصل از مهم ترین عوامل محدودکننده تولید محصولات کشاورزی است. به منظور شناسایی ارقام متحمل به خشکی جو از بین 79 رقم خارجی و یک رقم شاهد ایرانی و نیز تعیین ارتباط بین اجزای عملکرد با شاخص های تحمل به تنش، آزمایشی تحت شرایط آبیاری نرمال و تنش آبی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز انجام شد. از بین شاخص های مختلف تحمل به خشکی،MP، HMP، GMPو STIبیشترین همبستگی مثبت و معنی دار را با عملکرد در هردو شرایط آبیاری نرمال و تنش آبی نشان دادند و به عنوان بهترین معیارهای تعیین ارقام متحمل تعیین گردیدند. بعلاوه، عملکرد بیولوژیک، تعداد سنبله و وزن صد دانه در هر دو شرایط همبستگی مثبت و معنی داری را با شاخص های تحمل نشان دادند. با توجه به نتایج تجزیه به مولفه های اصلی، دو مولفه اول توانستند درمجموع 97 درصد از تغییرات را توجیه نمایند که مولفه اول به عنوان مولفه مقاومت و پایداری عملکرد و مولفه دوم به عنوان مولفه حساسیت معرفی شدند. با توجه به آنالیزهای آماری مختلف انجام شده ارقام 88 و 145 به عنوان متحمل ترین ارقام شناسایی شدند. تجزیه خوشه ایبر اساس شاخص های تحمل تنش و عملکرد در هر دو شرایط تنش و بدون تنش 80 رقم موردبررسی را در چهار گروه مجزا قرارداد. نتایج این تحقیق منبع مناسبی برای استفاده در برنامه های اصلاحی ارقام جو پاییزه برای افزایش تنوع ژنتیکی ژرم پلاسم ایرانی و نیز تولید ارقام متحمل به خشکی فراهم می آورد.
    کلیدواژگان: تنش آبی، تجزیه به مولفه های اصلی، تجزیه خوشه ای، جو
  • امید انصاری، جاوید قرخلو، فرشید قادری فر، بهنام کامکار صفحات 67-77
    مقدمه
    جوانه زنی بذر یکی از فرآیندهای زیستی مهم است که تحت تاثیر عوامل ژنتیکی و محیطی قرارا می گیرد. دما و پتانسیل آب دو عامل اولیه مهم کنترل کننده جوانه زنی می باشند. پنیرک (Malva sylvestris L.) یکی از مهمترین علف های هرز مهاجم در جنوب غربی ایران بوده و همچنین به عنوان یک گیاه دارویی مهم شناخته شده است. پنیرک بومی اروپا، شمال آفریقا و جنوب غربی آسیا می باشد. این گیاه به فراوانی در باغ ها؛ مزرعه ها، حاشیه جاده ها، حاشیه مزرعه ها، شهرها و مکان های جمع آوری زباله ها مشاهده می شود و ارتفاع آن از 60 تا 120 سانتی متر متغیر است. با استفاده از مدل هیدروتایم می توان پاسخ جوانه زنی بذر به پتانسیل آب را کمی سازی کرد. در این پژوهش با استفاده از مدل هیدروتایم پاسخ جوانه زنی بذر پنیرک (Malva sylvestris L.) به سطوح مختلف پتانسیل آب در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت.
    مواد و روش ها
    این آزمایش در سال 1394 در آزمایشگاه بذر دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شد. میوه های پنیرک در سال 1393 از استان خوزستان، شهرستان شوشتر (32 درجه و 2 دقیقه و 47 ثانیه شرقی) جمع آوری شد. در ادامه بذرها از میوه ها خارج شدند و در تا زمان آزمایش در شرایط آزمایشگاه نگهداری شد. دمای محیط نگهداری در طی روز 30 درجه سانتی گراد و در طی شب 20 درجه سانتی گراد بود. تیمارهای آزمایشی شامل سطوح مختلف خشکی (0، 0.2-، 0.4-، 0.6-، 0.8-، 1-، 1.2-، 1.4- و 1.6- مگاپاسکال) در دماهای 15، 20 و 30 درجه سانتی گراد بود. در ابتدا، پاسخ جوانه زنی تجمعی بذرها به سطوح مختلف پتانسیل آب در دماهای مختلف با استفاده از مدل ویبول کمی سازی شد، سپس جهت محاسبه ضرایب هیدروتایم برای هر دما از مدل هیدروتایم با توزیع نرمال استفاده شد. تمامی اطلاعات با استفاده از نرم افزار SAS ver 9.2. آنالیز شدند. مدل هیدروتایم به داده های درصد جوانه زنی تجمعی برازش داده شد. برازش مناسب مدل هیدروتایم برای تمای داده ها توسط ضریب تبیین مدل (R2)، ارتباط بین درصد جوانه زنی واقعی و پیش بینی شده و پتانسیل پایه آب واقعی و پیش بینی شده بررسی شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که دما و پتانسیل اسمزی علاوه بر درصد جوانه زنی بر سرعت جوانه زنی نیز اثر گذار بود. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دما، درصد و سرعت جوانه زنی افزایش یافت و با افزایش پتانسیل آب، درصد جوانه زنی و سرعت جوانه زنی کاهش یافت. همچنین نتایج نشان داد که مدل هیدروتایم برازش داده شده به داده ها دارای ضریب تبیین (R2) بالایی بود. بر طبق نتایج مدل هیدروتایم، ضریب هیدروتایم (θH) با افزایش درجه حرارت به طور معنی داری کاهش یافت به طوری که کمترین ضریب هیدروتایم (10.01 مگاپاسپال ساعت) مربوط به دمای 30 درجه سانتی گراد بود. پتانسیل پایه با افزایش درجه حرارت به طور معنی داری کاهش یافت و بیشترین پتانسیل پایه با میانگین 1.13- و 1.11- مگاپاسکال مربوط به دماهای 15 و 20 درجه سانتی گراد و کمترین میزان پتانسیل پایه (Ψb(50)) با میانگین 0.6 مگاپاسکال مربوط به دمای 30 درجه سانتی گراد بود. کمترین ضریب انحراف توزیع پتانسیل پایه در جمعیت (σ Ψb(50)) (0.31) مربوط به دمای 30 درجه سانتی گراد بود.
    نتیجه گیری
    استفاده از مدل هیدروتایم جهت کمی سازی پاسخ جوانه زنی بذر پنیرک به سطوح مختلف پتانسیل آب در دماهای مختلف دارای نتایج قابل قبولی بود. با استفاده از خروجی مدل هیدروتایم در دماهای مختلف می توان درصد جوانه زنی را در پتانسیل های مختلف پیش بینی نمود.
    کلیدواژگان: سرعت جوانه زنی، توزیع نرمال، مدل ویبول، دما
  • پروین بیات، مختار قبادی، محمد اقبال قبادی، غلامرضا محمدی صفحات 79-89
    مقدمه
    نخود (Cicer arietinum L.) مهمترین حبوبات در سیستم‏های زراعی دیم محسوب می‏شود که در تناوب با گندم و جو در غرب ایران کشت می‏شود. از آنجایی که بذر مهمترین نهاده کشاورزی است و روی افزایش یا کاهش عملکرد گیاه زراعی بیشترین تاثیر را دارد، بنابراین استفاده از بذرهای با کیفیت بالا از اهمیت زیادی برخوردار است. بذرهای قوی می‏توانند بهتر جوانه بزنند و در مواجهه با تنش ‏های محیطی از درصد جوانه‏ زنی و سبز شدن بیشتری برخوردار باشند که متعاقبا گیاهچه ‏های قوی‏تری هم تشکیل می‏دهند (Salehian، 1996). سرعت و درصد ظهور گیاهچه مهمترین عواملی هستند که روی تراکم بوته، سرعت رشد گیاه و نهایتا عملکرد گیاه زراعی در مزرعه اثر می‏گذارند (Hussain et al.، 2006; Begnamy and Cortelazz، 1996). آزمون‏ های آزمایشگاهی مختلفی برای تعیین قدرت بذر پیشنهاد شده است از قبیل آزمون پیری تسریع شده (Hampton et al.، 2004)، آزمون هدایت الکتریکی (Khavari et al.، 2009)، آزمون سرما (Noli et al.، 2008)، آزمون تنش اسمزی (Hampton and TeKrony، 1995) و غیره. در آزمون تنش اسمزی، بذر در معرض پتانسیل‏های اسمزی فراهم شده با پلی اتیلن گلیکول (PEG) یا مانیتول جوانه می‏زند (Hampton and TeKrony، 1995). PEG یک پلیمر خنثی است که دارای جرم ‏های مولکولی متنوع، حلالیت بالا در آب و سمیت پایین می‏باشد (Slama et al.، 2007). به همین دلیل، PEG با کاهش پتانسیل آب، توسط محققین متعددی برای بوجود آوردن تنش آبی در گیاهان مورد استفاده قرار گرفته است. در این آزمایش، قابلیت آزمون تنش اسمزی فراهم شده با PEG ، به عنوان یک آزمون آزمایشگاهی قدرت بذر، برای پیش بینی ظهور و استقرار گیاهچه های نخود در مزرعه مطالعه گردید.
    مواد و روش‏ها: آزمایش در پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران و در سال 1391 انجام شد. تحقیق در دو شرایط آزمایشگاهی و مزرعه اجرا گردید. در تحقیق آزمایشگاهی، 13 توده بذر در معرض پتانسیل اسمزی 6- بار فراهم شده با PEG-6000 جوانه زدند. ویژگی های متفاوت مربوط به جوانه زنی شامل درصد جوانه زنی نهایی، سرعت جوانه زنی، شاخص جوانه زنی، طول ریشه‏چه و ساقه‏چه، وزن خشک ریشه‏ چه و ساقه‏ چه، و شاخص بنیه گیاهچه اندازه ‏گیری شدند. در آزمایش مزرعه‏ ای، این 13 توده بذر کشت شدند و ویژگی های گیاهچه مثل درصد سبز شدن نهایی گیاهچه، میانگین سبز شدن روزانه، سرعت سبز شدن گیاهچه و شاخص سبز شدن گیاهچه مورد اندازه‏گیری قرار گرفتند. همبستگی بین ویژگی های جوانه زنی در آزمون آزمایشگاهی با درصد و سرعت سبز شدن گیاهچه در مزرعه محاسبه گردید.
    نتایج و بحث: نتایج نشان داد که در هر دو شرایط آزمایشگاه و مزرعه، از نظر ویژگی های جوانه زنی بذر و سبز شدن گیاهچه، توده‏ های بذر نخود دارای اختلاف بودند. تجزیه اورتوگونال مشخص نمود که در هر دو شرایط، توده ‏های بذر جدید نسبت به توده ‏های بذر قدیمی از خصوصیات جوانه زنی و سبز شدن برتری برخوردار بودند. همچنین، توده‏ های بذر متعلق به تیپ دسی نسبت به کابلی دارای خصوصیات جوانه زنی و سبز شدن بالاتری بودند. تجزیه همبستگی حاکی از آن بود که درصد سبز شدن گیاهچه در مزرعه با صفت‏های طول ریشه ‏چه و وزن خشک ساقه‏ چه در آزمون آزمایشگاهی واجد بالاترین همبستگی مثبت بود. همچنین، همبستگی مثبت و معنی‏ داری بین سرعت سبز شدن گیاهچه در مزرعه با صفت‏های طول ساقه‏ چه و ریشه‏ چه، وزن خشک ساقه ‏چه و شاخص بنیه گیاهچه در آزمون آزمایشگاهی مشاهده گردید.
    نتیجه گیری
    همبستگی بین برخی صفت‏ها در آزمون آزمایشگاهی با مزرعه نشان می دهد که آزمون تنش اسمزی قابلیت پیش بینی درصد و سرعت سبز‏شدن گیاهچه در مزرعه را تا حداکثر 30 درصد دارد.
    کلیدواژگان: بنیه بذر، پتانسیل اسمزی، جوانه زنی، نخود
  • طیبه رئیسی، عاطفه صبوری، حسین صبوری صفحات 91-104
    مقدمه
    یکی از مهم ترین متغیرهای موثر در استقرار مناسب گیاهچه برنج در محیط های تحت تنش، قدرت جوانه زنی بالا می باشد. در این راستا پژوهشی با هدف بررسی تنوع بین ژنوتیپ های برنج های هوازی و ایرانی از نظر تحمل به تنش اسمزی، انجام شد.
    مواد و روش ها
    آزمون استاندارد جوانه زنی بذور در سه سطح از تنش اسمزی در (آب مقطر به عنوان شاهد، 8- و 16- بار حاصل از مانیتول) بر روی 52 ژنوتیپ برنج به صورت اسپلیت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. ژنوتیپ های مورد استفاده شامل 31 ژنوتیپ از برنج های هوازی و خارجی و 21 رقم از برنج های ایرانی بودند.
    یافته ها
    نتایج حاصل نشان داد اختلاف معنی داری بین سطوح اسمزی، ژنوتیپ ها و اثر متقابل بین سطوح اسمزی و ژنوتیپ ها از نظر کلیه صفات مختلف جوانه زنی وجود دارد. با در نظر گرفتن کلیه شرایط، بالاترین رتبه در مقایسه میانگین کلی به روش آروناچالام، به ژنوتیپ های هوازی AE8، AE6، AE18، AE16 و AE29 و همچنین کمترین رتبه به ارقام ایرانی قصرالدشتی، رشتی سرد، عنبربو، علی کاظمی، چمپا بودار، هاشمی و دم سیاه اختصاص یافت.
    نتیجه گیری
    بر اساس نتایج، ارقام خارجی و ژنوتیپ های هوازی برتری نسبی بیشتری را نسبت به ارقام ایرانی از لحاظ خصوصیات و شاخص های مختلف جوانه زنی نشان دادند و با افزایش سطح تنش اسمزی ژنوتیپ های هوازی تحمل بیشتری را نشان دادند.
    کلیدواژگان: آروناچالام، آزمون جوانه زنی، مانیتول
  • داوود دوانی، مجید نبی پور، حبیب الله روشنفکر دزفولی صفحات 105-118
    مقدمه
    ذرت (.Zea mays L) گیاهی از خانواده غلات است و در سطح جهانی از نظر میزان تولید در دنیا در رتبه اول قرار دارد (FAO، 2013). شوری یک فاکتور مهم محدود کننده رشد و باروری گیاه است. ذرت یک گیاه زراعی نیمه حساس به شوری است (Turan et al.، 2009). الگوی کاشت بوته ها یک فاتور مهم در بهبود عملکرد گیاهان می باشد. روش های کاشت در شرایط شور با روش های متداول کاشت در شرایط غیر شور متفاوت می باشد. سیتوکینین (Rajala and Peltonen-saninio، 2001) و اکسین (Jung and Park، 2011) نقش مهمی در تحمل گیاهان به شوری دارند و باعث بهبود رشد و نمو گیاهان در شرایط شوری می شوند. ولی اطلاعات کمی در خصوص رابطه بین تحمل شوری و سطوح و سیتوکینین اکسین در گیاهان وجود دارد. لذا هدف از اجرای این تحقیق بررسی تاثیر هورمون های سیتوکینین و اکسین بر عملکرد و انتقال مجدد ماده خشک به دانه های ذرت در الگوهای مختلف کاشت در شرایط شور بود.
    مواد و روش ها
    این آزمایش در سال 1392 در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی بوشهر واقع در شهرستان دشتستان با عرض جغرافیایی 29 درجه و 16 دقیقه شرقی و طول جغرافیایی 51 درجه و 31 دقیقه شمالی واقع شده و ارتفاع از سطح دریا برابر با 70 متر اجرا شد. آماده سازی زمین با انجام عملیات شخم در اردیبهشت و دو دیسک عمود برهم و ایجاد جوی پشته هایی به فاصله 75 سانتی متر با فاروئر در مرداد انجام شد. هرکرت شامل 5 ردیف کاشت با فاصله 75 سانتی متر بود. طرح آزمایشی مورد استفاده طرح اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار بود. الگوی کاشت (یک ردیف روی پشته، دو ردیف طرفین پشته به صورت زیگزاگ و یک ردیف کف فارو) به عنوان فاکتور اصلی و مصرف یا عدم مصرف تنظیم کننده (عدم مصرف، مصرف سیتوکینین در مرحله V8-V10 و مصرف اکسین در زمان ظهور ابریشم) در کرت های فرعی بررسی گردید. هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک برابر با 5.2 و آب مزرعه برابر با 4 دسی زیمنس بر متر بود. سیتوکینین (بنزیل آدنین، مرک) و اکسین ( ایندول بوتریک اسید، مرک) به ترتیب با غلظت 50 و 10 میلی گرم در لیتر در هنگام غروب آفتاب محلول پاشی شدند. برای اندازه گیری صفات ارتفاع بوته، طول بلال، قطر بلال، تعداد دانه در ردیف، تعداد ردیف بلال و وزن هزار دانه 10 بوته به طور تصادفی در هر کرت انتخاب شد. برداشت نهایی بعد از حذف حاشیه ها، از 3 ردیف وسط و سطح 9 مترمربع در هر کرت انجام شد و پس از جدا کردن دانه از بلال به وسیله دستگاه شیلر، عملکرد دانه بر اساس رطوبت 14 درصد محاسبه گردید. برای انجام محاسبات آماری از نرم افزار SAS Ver. 9.1 و برای رسم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد. مقایسه میانگین تیمارها به روش چند دامنه ای دانکن اجام شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که الگو های مختلف کاشت از نظر میزان، کارایی و سهم انتقال مجدد و فتوسنتز جاری، عملکرد بیولوژیک، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و شاخص برداشت تفاوت معنی داری داشتند. از نظر زمان مصرف سیتوکینین بیشترین میزان و سهم انتقال مجدد مربوط به تیمار عدم مصرف سیتوکینین بود و بیشترین کارایی و سهم فتوسنتز جاری به زمان مصرف 8 تا 10 برگی اختصاص داشت. همچنین بیشترین میزان و سهم انتقال مجدد، میزان فتوسنتز جاری، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و شاخص برداشت با مصرف اکسین در زمان ظهور ابریشم بدست آمد و بیشترین سهم فتوسنتز جاری و عملکرد بیولوژیک به تیمار عدم مصرف سیتوکینین اختصاص داشت. اثبات شده است که سیتوکینین و اکسین در تقسیم سلولی آندوسپرم در مرحله پر شدن دانه نقش دارند. از این رو این هورمون ها می توانند در تعیین ظرفیت دانه (اندازه مقصد) برای تجمع کربوهیدرات ها تاثیر گذار باشند (Koocheki and Sarmadnia، 2012). مشخص شده است که اکسین در انقال و تجمع کربوهیدرات ها در دانه ها نقش دارد (Darussalam Cole and Patrick، 1998). اعتقاد بر این است که اکسین و سیتوکینین در تنظیم قدرت مقصد از طریق افزایش تقسیم و بزرگ شدن سلول های آندوسپرم و یا کنترل انتقال آسیمیلات ها به مقصد موثر هستند (Kaya et al.، 2010).
    نتیجه گیری
    به طور کلی نتیجه گیری شد که با الگوی کاشت کف فارو و مصرف سیتوکینین در زمان 8 تا 10 برگی (50 میلی گرم در لیتر) و مصرف اکسین در زمان ظهور ابریشم (10 میلی گرم در لیتر) اثرات شوری بر گیاه کاهش یافته و بیشترین عملکرد دانه حاصل شد. به دلیل کاهش تجمع نمک در الگوی کاشت کف فارو در مقایسه با الگوی کاشت یک ردیفه، الگوی کاشت کف فارو می تواند در مناطق شور و نیمه شور جهت کاشت گیاه مورد استفاده قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: ظهور ابریشم، کارایی انتقال مجدد، کف فارو، مرحله رشد
  • رئوف سید شریفی، حسین کمری، قاسم نجفی صفحات 119-137
    مقدمه
    شوری یکی از تنش های مهم غیرزنده ی محیطی است که تقریبا هر جنبه ای از زندگی گیاه را متاثر می سازد و به طور معنی داری عملکرد را کاهش می دهد. از این رو یک تهدید جدی برای تولیدات کشاورزی به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک است. واکنش گیاهان به تنش شوری به فاکتورهای متعددی مانند مرحله نموی، شدت و مدت تنش و خصوصیات زنتیکی رقم بستگی دارد. راه کارهای متعددی به منظور کاهش اثرات سمی ایجاد شده بوسیله شوری بالا روی رشد گیاه توسعه داده شده اند. در میان انها استفاده از میکرالمنت هایی همچون روی (Zn) یک نقش خیلی مهمی را در بهبود عملکرد ایفا می کند. روی یک عنصر ضروری برای انسان، دام و گیاه است، عنصری که به عنوان جز فلزی یا ساختار اساسی انزیم ها عمل می کند. تعدادی از محققان نقش اساس عنصر روی را در رشد و عملکرد گیاه گزارش کرده اند. روی در تولید کلروفیل، گرده افشانی، باروری و جوانه زنی گیاهان نقش مهمی را ایفا می کند. از این رو بررسی های اخیر نشان داده اند که مقدار کمی از عناصر ریز مغذی به خصوص روی به کار برده شده به صورت محلول پاشی، می تواند توانایی گیاهان را به تنش متاثر نماید. روی به عنوان یک عنصر ریز مغذی مهم شناخته می شود و کمبود ان به عنوان یک مشکل اساسی در گیاهان به خصوص در گیاهان رشد کرده در شرایط شوری با مقادیر بالای pH شناخته شده است.
    مواد و روش ها
    به منظور بررسی اثرات محلول پاشی با نانو اکسید روی بر میزان مشارکت ذخایر ساقه در عملکرد دانه، سرعت ظهور برگ و برخی شاخص های رشدی جو در سطوح مختلف شوری خاک، آزمایشی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سال 1392 اجرا گردید. فاکتورهای موردبررسی شامل چهار سطح شوری (عدم اعمال شوری به عنوان شاهد و اعمال شوری 25، 50 و 75 میلی مولار در خاک با استفاده از نمک NaCl) و تغذیه برگی با نانو اکسید روی (صفر، 0.25، 0.5 و 0.75 گرم در لیتر) بودند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد با افزایش شوری خاک عملکرد، سرعت ظهور برگ و برخی شاخص های رشدی جو کاهش یافت و عکس این حالت در تغذیه برگی با نانو اکسید روی به دست آمد. بیش ترین انتقال ماده خشک از ساقه و اندام هوایی به دانه در شوری 75 میلی مولار و عدم تغذیه برگی با نانو اکسید روی به دست آمد. مقایسه میانگین ها نشان داد بالاترین عملکرد (1.22 گرم در بوته)، سرعت ظهور برگ (0.466 برگ در روز) و شاخص های رشدی در سطح شاهد به همراه تغذیه برگی 0.75 گرم در لیتر نانو اکسید روی و کم ترین آن ها در عدم تغذیه برگی × شوری75 میلی مولار در خاک به دست آمد. به نظر می رسد به منظور افزایش عملکرد و برخی شاخص های رشدی جو از قبیل ماده خشک کل، سرعت رشد محصول و سرعت رشد نسبی در شرایط شوری خاک می توان پیشنهاد کرد که تغذیه برگی با 0.75 گرم در لیتر نانو اکسید روی به کاربرده شود.
    کلیدواژگان: انتقال ماده خشک، جو، شوری، فیلوکرون
  • مجید رجایی، منوچهر دستفال صفحات 139-150
    مقدمه
    شوری یکی از عوامل عمده کاهش رشد و تولید گیاهان زراعی به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا است. اصلاح خاک‏های شور و بهبود تکنیک‏های آبیاری ازجمله روش‏های مدیریتی در خاک‏های شور می‏باشند که به علت گرانی در هر شرایطی قابل توصیه نیستند. به‏ گزینی ارقام متحمل به شوری بر اساس عملکرد، اجزای عملکرد و شاخص‏های تحمل به شوری ازجمله راه های مقابله با شوری می‏باشد وکه در برنامه های اصلاح‏ نژاد آینده نیز اهمیت دارد. بنابراین این آزمایش به منظور بررسی ارقام و لاین‏های گندم تحت شرایط شور منطقه زرین‏ دشت و معرفی بهترین ژنوتیپ متحمل به شوری انجام شد.
    مواد و روش‏ها: آزمایشی مزرعه‏ ای در دو سال پیاپی در شهرستان زرین‏ دشت در استان فارس انجام گردید تا پاسخ 14 رقم و لاین گندم را در شرایط شور مقایسه کند. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی و با چهار تکرار بود. ارقام موردمطالعه شامل چمران (به عنوان رقم شاهد)، سیستان، پارسی، حاجی آباد، یاواروس و بهرنگ بود. لاین‏ های مورد‏بررسی شامل لاین 73 و 34 بودند که به همراه ارقام سیستان و پارسی از مرکز ملی تحقیقات شوری تهیه شدند. همچنین لاین‏ های 4 و 5 خشکی نیز بر اساس آزمایش های انجام گرفته در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی فارس نسبت به خشکی متحمل بودند. سایر لاین‏ ها همچون دوروم دی- 81- 18، یوجی 520، لاین A و اس- 83- 3 در آزمایش های مقایسه ارقام جزء ارقام پر‏محصول در منطقه داراب به‏شمار می‏رفتند. متوسط شوری خاک و آب محل آزمایش به ترتیب حدود 6 و 9 دسی زیمنس بر متر بود. در هر دو سال آزمایش نمونه‏گیری برگ قبل از گلدهی انجام و نمونه ها برای اندازه‏گیری غلظت سدیم، پتاسیم و کلر به آزمایشگاه ارسال شدند. در طول دوره رشد تعداد روز تا سنبله رفتن و تعداد روز تا رسیدگی در ارقام و لاین‏های مورد‏بررسی یادداشت برداری شد. در زمان برداشت ارتفاع گیاه، عملکرد دانه و وزن هزار دانه نیز اندازه‏گیری شد. در نهایت داده های حاصل از آزمایش مورد تجزیه واریانس قرار گرفت و میانگین‏ها با آزمون دانکن مقایسه شدند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که در هر دو سال آزمایش بیشترین عملکرد دانه از یوجی 520 به دست آمد (به ترتیب 2660 و 3170 کیلوگرم در هکتار برای سال اول و دوم آزمایش). نتایج مقایسه میانگین دو ساله نشان داد که یوجی 520 دارای افزایش عملکردی حدود 39 نسبت به تیمار شاهد (رقم چمران با عملکرد 2095 کیلو‏گرم در هکتار) بود. میانگین دوساله عملکرد نشان داد که پس از یوجی 520، لاین 5، لاین 73، لاین 4، سیستان، دی-81-18، لاین 34 و پارسی عملکردی بیشتر از شاهد تولید کردند. همانطور که انتظار می‏رفت ارقام و لاین‏های دورم وزن هزار‏دانه بیشتری نسبت به سایر ژنوتیپ‏ها داشتند. کوتاه‏ترین و طولانی‏ترین زمان برای ظهور سنبله به‏ترتیب متعلق به رقم بهرنگ و یوجی 520 بود. نتایج مشابهی نیز برای زمان تا رسیدگی فیزیولوژیک مشاهده شد. در رابطه با تجزیه برگ نتایج نشان داد که کمترین غلظت پتاسیم برگ در رقم بهرنگ مشاهده شد، در حالی‏که بیشترین غلظت مربوط به یوجی 520 بود. تقریبا روند معکوسی برای غلظت سدیم برگ مشاهده شد. به‏طوری‏که یوجی 520 دارای کمترین غلظت و رقم دورم یاواروس دارای بیشترین غلظت بود. عملکرد دانه ارقام و لاین‏های موردبررسی با غلظت سدیم برگ و نسبت سدیم به پتاسیم همبستگی منفی و با غلظت پتاسیم همبستگی مثبتی نشان داد.
    نتیجه‏ گیری: نتایج آزمایش نشان داد که ارقام و لاین‏های زودرس که پتاسیم بیشتر و سدیم کمتری جذب می‏کردند تحمل بیشتری نسبت به شوری داشتند و قادر به تولید عملکرد بیشتری بودند. در بین ژنوتیپ‏های موردبررسی یوجی 520 با بالاترین عملکرد، زودرسی و مناسب بودن شاخص‏های شیمیایی به عنوان رقم مناسب برای کاشت در منطقه زرین دشت توصیه می شود.
    کلیدواژگان: سدیم، پتاسیم، زودرسی، ژنوتیپ، گندم
  • صفیه پذیره، احمد نظامی، محمد کافی، مرتضی گلدانی صفحات 151-162
    مقدمه
    سیر گیاهی با تحمل نسبتا بالا به سرمای زمستانه است اما سرمای شدید پاییز و زمستان در مناطق سرد از جمله عواملی است که رشد و بقای گیاهان را تحت تاثیر قرار می دهد. از اینرو به نظر می‏رسد که یکی از عوامل مهم موفقیت کاشت پاییزه، شناسایی گیاهان متحمل به سرما در این مناطق می‏باشد. برای ارزیابی و شناسایی گیاهان متحمل به تنش سرما و برای پرهیز از بعضی محدودیت‏های اجتناب ناپذیردر ارزیابی های مزرعه‏ای، انواع مختلف آزمون‏های یخبندان مصنوعی ابداع شده است. آزمون نشت الکترولیت‏ها یکی از این روش‏ها است که ساده، قابل تکرار، ارزان و نسبتا سریع می‏باشد که درجه آسیب غشای سلولی ناشی از تنش را تعیین می‏کند. هنگامی که بافت های گیاه توسط سرما آسیب می بینند فعالیت غشاء کاهش یافته و الکترولیت های داخل سلول به خارج آن نشت می کنند. این توسط محققان زیادی گزارش شده است که تنش سرما نشت الکترولیت ها را افزایش می‏دهد و این صفت می‏‏تواند به عنوان یک ملاک ارزیابی تحمل به یخ‏زدگی استفاده شود. همچنین دمایی که سبب 50 درصد نشت الکترولیت ها از سلول های گیاهی می شود به عنوان دمای 50 درصد کشندگی و آستانه خسارت مورد استفاده قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    به منظور بررسی تحمل به یخ ‏زدگی سیر آزمایشی در سال 1391 در دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل با چهار تکرار اجراشد. فاکتورهای آزمایشی شامل دو تاریخ کاشت (28 شهریور و 30 مهر) و چهار اکوتیپ سیر (بجنورد، تربت حیدریه، خواف و نیشابور) بودند. گیاهان پس از رشد و خوسرمایی در شرایط طبیعی در معرض هشت دمای یخ ‏زدگی (دمای صفر (شاهد)، 3-، 6-، 9-، 12-، 15-، 18- و 21- درجه سانتی‏ گراد) قرار گرفتند. پس از یخ ‏زدگی درصد نشت الکترولیت‏ ها و سپس دمای کشنده 50 درصد نمونه ها براساس درصد نشت الکترولیت‏ ها تعیین شد.درصد بقای آنها نیز پس از 21 روز رشد در گلخانه ارزیابی شد.
    نتایج
    درصد نشت الکترولیت‏ ها در هر چهار اکوتیپ سیر در کاشت دوم نسبت به کاشت اول کاهش یافت، ولی بیشترین کاهش در اکوتیپ خواف (11.3درصد) مشاهده شد، در صورتی که در اکوتیپ تربت حیدریه این کاهش 1.1درصد بود. در هر دو تاریخ کاشت نشت الکترولیت‏ها تا دمای 15- درجه سانتی‏گراد تقریبا ثابت بود و در دماهای کمتر از آن روندی افزایشی داشت، اما این افزایش در گیاهان کاشت اول نسبت به گیاهان کاشت دوم بیشتر بود، به طوری که با کاهش دما از 15- درجه سانتی‏گراد به 21- درجه سانتی‏گراد درصد نشت الکترولیت‏ها در گیاهان کاشت اول و دوم به ترتیب حدود 34 و 24 درصد افزایش داشت. در زمان اعمال تنش یخ ‏زدگی غالب گیاهان کاشته شده در شهریور ماه، در مرحله چهار برگی و گیاهان کشت شده در مهرماه در مرحله دو برگی بودند و هر چند که گیاهان کاشت اول مدت بیشتری تحت شرایط طبیعی و در نتیجه خوسرمایی قرار داشتند اما درصد نشت الکترولیت‏ها در آنها بیشتر بود. این موضوع ممکن است به دلیل ذخیره غذایی بیشتر گیاهان کاشت دوم باشد. درصد نشت الکترولیت‏ها در اکوتیپ‏های تربت حیدریه و بجنورد در هر دو تاریخ کاشت تا دمای 15- درجه سانتی‏گراد ثابت بود و بعد از آن با کاهش دما افزایش داشت، در حالی که در اکوتیپ‏های خواف و نیشابور در کاشت اول کاهش دما به ترتیب از دمای 6- و 12- درجه سانتی‏گراد سبب افزایش درصد نشت الکترولیت‏ها شد. با وجود این در دو اکوتیپ اخیر (خواف و نیشابور) در کاشت دوم تا دمای 15- درجه درصد نشت الکترولیت‏ها نسبتا ثابت بود و در دماهای پایینتر درصد نشت الکترولیت‏ها افزایش داشت. بنظر می‏رسد رشد بیشتر گیاه و پیشرفت به سمت مراحل رویشی بالاتر منجر به تحمل کمتر گیاهان کاشت اول شده باشد. مقادیر کمتر دمای 50 درصد کشندگی نشان‏دهنده تحمل بیشتر به سرما می‏باشد و میزان این شاخص در کاشت مهرماه کمتر بود لذا می‏توان اظهار داشت که کاشت زودتر سیر (28 شهریور ماه) احتمالا سبب افزایش حساسیت گیاه به سرما شده است. بین درصد نشت الکترولیت‏ها و درصد بقاء همبستگی منفی و معنی‏داری (*0.70-r=) وجود داشت. به عبارتی با افزایش درصد نشت الکترولیت ها از درصد بقاء گیاهان کاسته شد.
    نتیجه‏ گیری: در کاشت اول درصد نشت الکترولیت‏ها از اکوتیپ‏های خواف و نیشابور با قرار گرفتن در معرض دماهای 6- و 9- درجه سانتی‏گراد روند افزایشی پیدا کرد، در صورتی که در دو اکوتیپ دیگر این وضعیت از دمای 15- درجه سانتی‏گراد شروع شد. این در حالی بود که در کاشت دوم در هر چهار اکوتیپ این روند از دمای 15- درجه سانتی‏گراد اغاز شد. عکس العمل متفاوت اکوتیپ‏ها به تنش یخ‏زدگی به ویژه در کاشت اول احتمالا به دلیل خصوصیات ژنتیکی و منشا جغرافیایی آنها می‏باشد. مرحله رشدی نیز در تحمل به سرمای گیاهان موثر بود، به طوریکه اکوتیپ‏های خواف و نیشابور در مراحل رشدی پایین‏تر (گیاهان کاشت دوم) تحمل به یخ‏‏زدگی بالاتری نسبت به مراحل رویشی پیشرفته از خود نشان دادند و لذا به نظر می‏رسد که دو اکوتیپ مذکور در کاشت دیرتر تحمل به سرمای بیشتری نسبت به کاشت اول دارند. اکوتیپ‏ های تربت حیدریه و بجنورد از نظر پایداری غشا تحت تنش سرما در هر دو کاشت پاییزه واکنش مناسبتری نشان دادند، با وجود این تداوم این مطالعات در شرایط کنترل شده و مزرعه اطلاعات بیشتری را در خصوص مکانیزم تحمل به سرمای این گیاه در شرایط زمستان واقعی فراهم خواهد ساخت.
    کلیدواژگان: تنش سرما، خوسرمایی، دمای 50 درصد کشندگی، درصد بقاء، نشت الکترولیت ها
  • حسین بشارتی، اسماعیل معمار کوچه باغ صفحات 163-171
    مقدمه
    نیتروژن یکی از عناصرپرمصرف مورد نیاز یونجه است، پس از تشکیل گره بر روی ریشه، گیاه قادر به تامین بخش بزرگی از نیتروژن مورد نیاز خود را از هوا می باشد. میزان تثبیت نیتروژن در یونجه حدود 60 تا 500 کیلوگرم در هکتار در سال برآورد شده است. همزیستی بین ریزوبیوم و گیاهان لگوم با تبادل سیگنال های مولکولی بین باکتری ها و ریشه گیاه آغاز می شود. گونه های گیاهی، باکتری و شرایط خاک (فلزات سنگین، دما، آب، هوادهی، مواد مغذی، شوری، نیترات، pH و غیره) عواملی هستند که در همزیستی تاثیر می گذارمی باشند.. سرب یکی از عناصر سنگین آلاینده محیط زیست به ویژه خاک های کشاورزی می باشد. در اراضی زیر کشت لگوم ها آلودگی سرب می تواند در همزیستی بین گیاهان میزبان و باکتری های ریزوبیوم، تثبیت زیستی نیتروژن و درنهایت رشد و عملکرد گیا هان لگوم اثر سوء داشته باشد. استخراج سرب و روی و فعالیتهای مرتبط در استان زنجان باعث انتشار فلزات سنگین از جمله سرب در اطراف زمین های کشاورزی شده است، هدف از این مطالعه بود بررسی اثرات آلودگی سرب بر روی یونجه همزیستی ریزوبیوم بومی استان زنجان و تثبیت نیتروژن در گیاه یونجه بود.
    مواد و روش ها
    در تحقیق حاضر ریشه یونجه حاوی گره از یونجه زارهای چندساله اطراف کارخانه های سرب و روی جمع آوری و سپس باکتری های ریزوبیوم خالص سازی شدند. مقاومت جدایه ها به آلودگی سرب در محیط کشت حاوی مقادیر مختلف کلرور سرب بررسی گردید. حداکثر غلظت سرب که در آن غلظت رشد جدایه ها قابل مشاهده بود، برای هر یک از جدایه ها محاسبه و به عنوان شاخص MRL منظور گردید. بر اساس نتایج اندازه گیری مقاومت آن ها به سرب و نیز میزان کارایی آن ها، توان جدایه ها در تثبیت نیتروژن در خاک آلوده به سرب تعیین و پنج جدایه انتخاب و در آزمون گلخانه ای کشت یونجه (رقم همدانی) مورداستفاده قرار گرفتند. تیمارها شامل تلقیح با جدایه های سینوریزوبیوم در پنج سطح (N6، N12، N17، N41، N51 و شاهد) و غلظت سرب در پنج سطح (صفر، 5، 25، 50 و 100 میلی گرم سرب در کیلوگرم از منبع کلرور سرب) بودند. آزمایش گلخانه ای کشت یونجه به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار با هدف ارزیابی اثر سرب بر گره زایی و قدرت تثبیت نیتروژن باکتری های همزیست، انجام شد. بذور یونجه پس از ضدعفونی سطحی (محلول هیپوکلریت سدیم 1٪)، در انکوباتور جوانه زده شدند و سپس در گلدان کاشته شد. هر بذر با یک میلی لیتر از یک میلی لیتر سوسپانسیون باکتری های انتخاب شده (CFU 107 در میلی لیتر) تلقیح شد. 90 روز پس از کاشت، گیاهان برداشت شده و وزن خشک بخش هوایی تعیین شد. گره ریشه مورد بررسی قرار گرفت و به عنوان طبقه بندی شده توسط وینسنت توصیف شد. محتوای نیتروژن ساقه با استفاده از روش Kjeltec و جذب نیتروژن در بخش هوایی اندازه گیری شد.
    نتایج و بحث: همه باکتری ها مورد بررسی توانستند در سیستم های ریشه یونجه گره ایجاد کنید. ارزیابی رشد جدا یه ها نسبت به شاهد در محیط حاوی غلظت های مختلف سرب نشان داد که، تعداد کمی از آنها در حداکثر غلظت سرب (500 میلی گرم سرب در لیتر) رشد کردند. شاخص MRL (حداکثر غلظت سرب که در آن جدا شده قابل مشاهده رشد داشته)، برای هر یک از جدایه ها تعیین ، سپس درصد نمونه های رشد یافته در غلظت های مختلف سرب، محاسبه شد. مقایسه میانگین اثرات متقابل جدا یه ها و سطوح سرب بر غلظت نیتروژن بخش هوایی نشان داد که با افزایش سطح سرب، در تمام جدایه ها، غلظت نیتروژن بخش هوایی کاهش یافت و این کاهش در اکثر موارد معنی داربود. بالاترین غلظت نیتروژن بخش هوایی (3.3) به شاهد (0 میلی گرم سرب در کیلوگرم و 70 میلی گرم) تعلق داشت و کمترین غلظت نیز (2.4٪) متعلق به تیمار100 میلی گرم سرب کیلوگرم و تلقیح با جدایه N6 بود. مقایسه میانگین ها نشان داد که با افزایش سطح سرب، وزن خشک بوته کاهش یافت، اما این کاهش در جدایه های مختلف متفاوت بود، بالاترین وزن خشک بخش هوایی (0.81 گرم در گلدان) به گیاهان تلقیح شده با سویه N51 در سطح 25 میلی گرم سرب کیلوگرم تعلق داشت، در حالی که کمترین آن (0.15 گرم در گلدان) به شاهد بدون تلقیح و 100 میلی گرم سرب کیلوگرم تعلق داشت.
    نتیجه گیری
    تحمل میکروارگانیسم همزیستی در برابر تنش های محیطی بیش از گیاهان میزبان آنها است. سمیت ناشی از غلظت بالای فلزات سنگین در خاک، مانع رشد و توسعه ریشه شده و مراحل اولیه همزیستی لگوم- ریزوبیوم و تبادل سیگنال های بیوشیمیایی بین آنها را مختل می کند. در مجموع 6.7 درصد از جدایه ها، بسیار مقاوم به سرب بوده و رشد آنها در محیط حاوی بالاترین غلظت سرب، هیچ تفاوتی با شاهد نداشت. در حالی که، برخی از جدایه ها قادر به رشد در محیط کشت حاوی بیش از 75 میلی گرم سرب نبودند. حدود 64 درصد از جدایه ها غلظت 25 تا 150 میلی گرم در لیتر سرب را تحمل نمودند. حدود 30 درصد از جدایه ها در محیط حاوی بیش از 300 میلی گرم سرب در لیتر، زنده ماندند. به طور کلی کاربرد سطوح مختلف سرب باعث کاهش نیتروژن گیاهان گردید و این کاهش در گیاهان تلقیح شده کمتر از شاهد بدون تلقیح بود. اگر چه تحمل یونجه در برابر تنشهای محیطی در مقایسه با باکتری های همزیستی کمتر است، با این حال، با تلقیح گیاهان میزبان توسط ریزوبیوم ها، می تواند تا حدودی آسیب ناشی از فلزات سنگین را کاهش دهد.
    کلیدواژگان: گره زایی، تثبیت زیستی نیتروژن، عناصر سنگین، خاک های آلوده، لگوم، گره ریشه ای
  • یوسف احمدی خاندانقلی، غلامعلی اکبری، علی ایزدی دربندی، ایرج الله دادی صفحات 173-182
    به منظور بررسی تغییرات عملکرد اکوتیپ های مختلف گیاه دارویی رازیانه تحت تاثیر تنش خشکی، آزمایشی مزرعه ای در سال 1392 به صورت کرت های خردشده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران واقع در پاکدشت اجرا گردید. عامل اصلی (کرت های اصلی) شامل 3 سطح آبیاری 80، 140 و 180 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A، به ترتیب به عنوان شاهد (آبیاری نرمال)، تنش متعادل و تنش شدید بود. عامل فرعی (کرت های فرعی) را 51 اکوتیپ رازیانه تشکیل داد. در این بررسی نتایج نشان داد که تنش متعادل باعث افزایش مقدار اسانس در دانه می شود. همچنین نتایج بیانگر معنی دار بودن اثر سطوح مختلف آبیاری بر وزن خشک کل اندام هوایی (در سطح احتمال 5 درصد)، عملکرد دانه، وزن هزار دانه و مقدار اسانس (در سطح احتمال یک درصد) گردید. مقایسه میانگین ها نشان داد که بیشترین عملکرد دانه در تیمار آبیاری نرمال به دست آمد. مقایسه میانگین اکوتیپ ها نشان داد که بیشترین عملکرد دانه مربوط به اکوتیپ الموت و کمترین مقدار مربوط به اکوتیپ های تفرش و یزد بود. مقایسه میانگین اثرات آبیاری بر صفت مقدار اسانس نیز نشان داد که بیشترین مقدار اسانس در دانه مربوط به تیمار تنش متعادل است. اثرات متقابل آبیاری در اکوتیپ برای صفت وزن خشک کل اندام هوایی در سطح پنج درصد و برای صفت مقدار اسانس در سطح یک درصد معنی دار بود. همچنین مقایسه میانگین اثرات متقابل نشان داد که بیشترین مقدار اسانس مربوط به اکوتیپ مشکین شهر در تنش متعادل بود.
    کلیدواژگان: رازیانه، اکوتیپ های مختلف، تنش خشکی، عملکرد دانه، مقدار اسانس
|
  • Maryam Karimiyan, Fayaz Aghayari, Farzad Paknejad Pages 1-11
    Introduction
    Many countries have used crop growth models to simulate crop response to environmental stress and various management methods in different decades (Mehraban, 2013). One of the goals of crop simulation models is to be used for crop yield prediction. Researchers have proposed and used various models so far, including: Crop Environment REsource Synthesis (CERES) (Jones and Kiniry, 1986), WOrldFOodSTudies (WOFOST) (Van Keulen and Wolf, 1986), Cropping Systems Simulation Model (CropSyst) (Stockle et al., 1984), etc. However, it should be noted that proposing such models requires the user to be highly skilled at calibration since there are lots of input variables measuring of which is a difficult task. Using some underlying functions, Cordery and Graham (1989) developed a model to simulate crop growth and water value in this process. The model, which in known as MEDIWY, was then calibrated for winter wheat under Bajgah field condition (Ziaei and Sepaskhah, 2003). Generally, using common data, the model which is measured in nearly all weather stations has the potential to properly estimate both growth indices and wheat grain yield under dry and irrigated farming. Its broader application requires doing more experiments in different weather conditions. Therefore, with regard to applicability of MEDIWY model, with at least input data, the present study is to evaluate this model by simulating wheat yield (Marvdasht cultivar) under different irrigation treatments in Karaj region.
    Materials And Methods
    The current research is conducted to study MEDIWY model in simulating wheat yield (Marvdasht Cultivar) under Karaj weather condition. In doing so, we used nine irrigation treatment data carried out in research farm of Islamic Azad University of Karaj during 2003-2004 crop year (Paknejad, 2005). Also, additional required information, such as meteorological data (amount of daily pan evaporation and rainfall) are obtained from Mahdasht weather station in Karaj region. Values concerning meteorological data (rainfall and pan evaporation) and irrigation are entered to this model as input variables. Considering that each of the irrigation treatments used in this study have a special irrigation regime and applied in different stages of growth, for more accurate calibration of MEDIWY model, irrigation treatments are divided to three groups based on level of drought stress so as to be able to calibrate each group separately.
    For the purpose of evaluating the model, several statistics evaluation methods are employed including: linear regression analysis of observed and simulated data and its comparison with 1:1 line method, Coefficient of Determination (R2), Root Mean Square Error (RMSE), Normalized Root Mean Square Error (NRMSE), and Model Efficiency (ME).
    Results And Discussion
    Results showed that after calibrating MEDIWY model for simulating wheat yield (Marvdasht cultivar) in Karaj region, the obtained values for RMSE, NRMSE, and ME were 265 Kg.ha-1, 5.7%, and 0.99, respectively, which represent appropriateness of statistical indices of calibrated part of the model. According to validation results, statistical indices of RMSE, NRMSE, and ME were 412 Kg.ha-1, 8.5%, and 0.99, respectively, which indicate that the calibrated MEDIWY model can simulate wheat yield values in Karaj region very well. According to findings of the current research, although MEDIWY requires less input data compared to other crop growth models, it has great potential and accuracy for simulating crop yield.
    Conclusions
    According to findings of the current research, although MEDIWY requires less input data compared to other crop growth models, it has great potential and accuracy for simulating crop yield.
    Keywords: Crop Modeling, drought stress, Validation
  • Zohreh Emami Bistgani, S.A. Siadat, A. Bakhshandeh, A. Ghasemi Pirbalouti Pages 12-19
    Introduction
    Thymus daenensis as a medicinal plant dispersed in high altitudes in Zagros Mountains range, western and south western Iran and has an extensive diversity of chemical composition of essential oil (Ghasemi Pirbalouti et al., 2014). Water stress has been considered as one of the limit factors for plant production (Passioura, 2007). Drought condition frequently leads to oxidative stress primarily due to chloroplast damaging and injury, leading to over-reduction of the chlorophyll content and enzyme activity in calvin cycle and finally it can reduce grow and yield of plant (Monakhova and Chernyadev, 2002).
    Chitosan categorized as a biotic elicitor in plants which activates gene expression for secondary metabolites, increasing of plant production, conservation of plant against microorganisms, seed germination and for growing in plants (Yin et al., 2011).
    The objective of this experiment was to investigate the effect of drought stress and chitosan application on physiological traits including photosynthetic pigments, proline, soluble sugars, and lipid peroxidation in T.deanensis in Shahrekord climate condition.
    Materials And Methods
    In order to determine, the effect of drought stress and foliar application of chitosan on photosynthetic pigments, proline, soluble sugar, lipid peroxidation and cell membrane permeability of T. daenensis an experiment was conducted in Shahrekord climate in 2014. The experiment was laid out as factorial arrangement in complete randomized with three replications. Drought stress levels included well-watered (field capacity), irrigated daily to 50% field capacity (mild stress), and irrigated daily to 25% field capacity (severe stress), combined with three chitosan levels 0, 0.2, 0.4 g L-1 and acetic acid. At first seeds were planted in spring of 2014 in greenhouse conditions and then transferred in climate conditions. Chitosan was sprayed three times, just prior to flowering stage, at 50% flowering and at full flowering.
    Photosynthetic Pigments. Chlorophyll and carotenoid content was determined by Arnon method (1967).
    Proline. Proline concentration was measured by Bates et al., (1973). Leaf soluble sugars content. Soluble sugars content was determined by Fsles, (1951). Lipid peroxide (MDA). The lipid peroxidation level in plant tissues was determined in terms of MDA concentration (Robbert et al., 1980). Cell membrane permeability. Membrane permeability was determined by measuring (Lutts et al.,1998).
    Statistical analysis. SAS software and MSTATC were used for data analysis and means were compared using least significant difference.
    Results And Discussion
    Photosynthetic pigments: The effect of drought stress had significantly (p≤0.01) on chlorophyll a. It seems that, when water stress intensified, activity of reactive oxidative species and chlorophylls’ enzyme increased. In general, foliar application of chitosan did not change on photosynthetic pigments.
    Proline: The effect of drought stress, chitosan and interaction between drought stress and chitosan had significantly (p≤0.01) on proline. When water stress intensified, proline increased. The highest proline content was obtained (3.85) µmol g-1 from severe stress and 0.4 g L-1 chitosan. By decreasing of water potential, the synthesis of proline from glutamic acid increased (Liang et al., 2013).
    Soluble Sugars: The interaction between drought stress and chitosan did not significant on soluble sugars but when water stress intensified, soluble sugars increased.
    Lipid peroxide (MDA content): The effect of drought stress, chitosan and interaction between drought stress and chitosan had significantly (p≤0.01) on lipid peroxide. In the study the effect of water stress on apple seedling, MDA content increased (Yang et al., 2009). In this study, spraying with 4 g L-1 chitosan could compensated damage caused by drought stress.
    Membrane permeability: The effect of drought stress and chitosan had significantly (p≤0.01) on membrane permeability.
    Conclusion
    Drought stress provokes ROS production in thyme plant, the compensatory effect of chitosan on reducing the negative impact of stressful conditions on plant was mainly due to stimulation of osmotic adjustment through proline accumulation, and reduction of lipid peroxidase level and therefore improvement of the integrity of cell membranes.
    Keywords: chlorophyll, lipid peroxidation, oxidative, thyme, Water stress
  • S. Sabzi, Z. Tahmasebi, M. Barari Pages 21-30
    Introduction
    After cereals, the second most important source of human food is legumes. Common bean is seventh major world food crop that has been widely affected by environmental conditions such as drought. Despite of the economic importance of common bean; few studies have been done on genetics and genetic resource evaluation.
    Materials And Methods
    Given the importance of stress in this study to evaluate the resistance of bean genotypes to different levels of drought stress, an experiment was performed to evaluate the influence of drought stress on common bean yield and its components, so a factorial experiment was conducted in a completely randomized design at greenhouse in Ilam University. In this experiment, four Common bean genotypes (Naz, Akhtar, Ks41128 and G11867) were evaluated for resistance to different levels of drought stress included of 70, 50 and 30% of field capacity. Drought was imposed 10 d after planting. The measured parameters include dry weight, plant height, grain yield per plant, pod length, number of pods per plant, number of seeds per plant.
    Results And Discussion
    The results showed that there were significant differences between studied traits of genotypes studied, suggesting genetic variation of genotypes. Also there were significant difference between the drought levels for all traits and water deficient can decrease all studied traits although there were not any difference between mild and strong stress levels. The results of the reaction of genotypes to drought stress showed that KS41128 genotype highest yield percentage changes and yield components showed in drought stress condition. Two genotypes (Akhtar and Ks41128) had a higher than average yield under unstressed conditions but yield of Ks41128 is fairly strongly affected by stress, and another but is less affected by stress.
    Conclusions
    Regards to change percent of most traits, Akhtar (a genotype with light red seed, standing form, and addition to suitable marketing and quality) had the least change percent so could use for breeding programs to release water stress tolerance varieties.
    Keywords: drought stress, Field Capacity, Percentage of variation
  • H. Ataei Somagh, H. Habibi, M.H. Fotokian Pages 31-44
    Introduction
    Drought stress is the most important factor of yield reduction of crops such as chickpea and a change in the amount of some internal components in plant. However, research has shown that chickpea has well respond to irrigation. Surfactants, as agronomical factors, are used in the water system to adjust the amount of irrigation. So, the aim of present experiment was evaluated the effect of irrigation concomitant with surfactants solution on yield and morphological characteristics of four chickpea genotypes, at Shahed University research farm in 2012-13.
    Materials And Methods
    an experiment was conducted as a randomized complete block design with factorial treatment structure with three replications, Treatments included of three irrigation levels (100, 200, 300 mm) evaporation of class A pan, two levels of surfactant solution (with and without application) and four chickpea genotypes Arman, Azad, Bionij and the Greet. Seeds genotypes tested were prepared from Kermanshah Sararood Dryland Research Center. The seeds after disinfection with fungicides Benomyl (2 per thousand), was done at a depth of approximately five centimeter. Surfactantsolution used for the testing of non- Ionic surfactant brand was Irrigaid Gold that it amount was fixed for all treatments and after the establishment of the plantlets, as water-soluble, were used.
    Results And Discussion
    The results showed that the highest growth period, the number of branches per plant, number of pods per plant, number of fertile pods and seed obtained weight at 100 mm evaporation of class A with the use of surfactant. Azad and Arman had the highest and Bionij genotype had the lowest plant height and the highest grain yield (kg ha 9/1541) with irrigation at 100 mm evaporation achieved by the use of surfactant on Greet genotype. The highest average of dry matter (1189 kg per hectare) was obtained by irrigation at 100 mm evaporation with the use of surfactant for Azad genotypes.
    Keywords: Evaporation pan, Fertile pods, Genotype, Pea, Surfactant solution
  • Sh. Vakili Bastam, S.S. Ramezanpour, H. Soltanloo, Kh. Zeinalinezhad, A. Borzouei Pages 45-53
    Introduction
    The world population is predicted to increase beyond 8 billion by 2030 implying major challenges for agricultural sector to secure food availability (Smol JP , 2012).Wheat is one of the main cereal crops, cultivated to meet great demands of the population for human feeding. It is the most important staple for bread flour in Iran (Nour- mohamadi et al., 2009). A key challenge for plant growth is global water shortage (Flexas et al., 2013; Foley et al., 2011). A variety of strategies has been used to improve the drought tolerance of crops, including traditional selection methods and genetic engineering (Fleury et al., 2010). In this case, irradiation is an appropriate approach for improving the level of genetic variation a short time.
    Materials And Methods
    This study was carried out to determine the response of mutant line# 'T65588' derived from 'Tabasi' radiated with Gamma rays to drought stress. Germination traits were investigated in osmotic stress induced by PEG and water related traits studied in drought stress at adult wheat stage both under completely randomized design with three replications.
    Results And Discussion
    The results of analysis of variance indicated that germination features were intensely affected by the PEG treatment. Also genotypes differed significantly for germination rate, plumule length and radicle length. Significant drought stress × genotype effect in germination rate, plumule length, radicle length and plumule dry weight indicated that reaction of genotypes to polyethilenglycol was not simmilar. Drought significantly influenced water-related variables- RWC, RWL and ELWR- traits and caused depletion in RWL and increasing in RWC and ELWR.
    Conclusions
    Mutant line# 'T65588' in germination features had superiority on its wild genotype ('Tabasi') in drought stress conditions. Persistence in RWC content of cultivars in water stress conditions may serve as good indicator of drought tolerance. As mentioned above, the rate of increasing in RWC for mutant line#'T65588' was more than 'Tabasi'. RWC is closely related to cell volume, therefore it may more closely reflect the balance between water supply to the leaf and transpiration rate (Farquhar et al., 1989). Schonfeld et al (1988) observed a decline in the amount of RWC in wheat due to drought stress and reported the highest RWC in the tolerant genotype. Several researchers have shown that low rate of water loss (RWL) from excised leaves are related to drought resistance, and may be used as screening criteria in breeding programs (Winter et al., 1988). Our result is consistent with Golestani Araghi and Asad (1998) findings, who observed decrease in the RWL under stress condition in wheat. Big reduction in RWL in mutant line may indicate the more efficient use of water by 'T65588' mutant genotype. Based on Lonbani and Arzani (2011) suggestion, among the plant water relation parameters, ELWR could be a superior indirect selection criterion for grain yield. This trait is moderately heritable (Clarke and Townley-Smith, 1986) and can be easily estimated in a large population (Dhanda and Sethi, 1998). The rate of increasing in ELWR in mutant line#'T65588' in comparison to its wild variety ('Tabasi') was more, which is an another validation for assertion of Mutant line# 'T65588' in germination features and also water-related variables in adult plant had superiority on its wild genotype in drought stress conditions.
  • O. Nowruzi, E. Tavakol, S.A.R. Kazemeini Pages 55-66
    Introduction
    Barley is the fourth most important cereal worldwide and it is well adapted to some of abiotic stresses.Late season drought stress is the most important limiting factor in production of barley. The existence of variations in response to drought stress, promotes breeders to look for the new genetic variations among barley genotypes in order to improve yield under water stress conditions (Jallel et al., 2004). Drought tolerance indices based on grain yield in both normal and water stress conditions enable breeders to identify drought tolerant genotypes (Zare et al., 2012).
    Materials And Methods
    In order to identify barley drought tolerant genotypes and correlation between yield components and drought tolerance indices, 79 foreign genotypes and an Iranian control variety were evaluated under normal irrigation and water stress conditions in an experimental field at college of agriculture, Shiraz University, during growing season 2012-13. The experiment was conducted as split plot based on randomized complete block design in three replicates. Each barley genotype was grown on 4 rows of 2 meters length. In normal irrigation treatment, plants were irrigated every week to field capacity level, while irrigation was completely stopped after 3-leaf stage in water stress treatment. Yield and yield components including number of spikes, number of seeds per spike, thousand grain weight and biological yield were measured in both normal irrigation and water stress conditions. The following drought tolerance indices were calculated using grain yield under normal irrigation and water stress conditions: Stress susceptibility index (SSI) (Fisher et al., 1978), Mean Productivity (MP) and Tolerance index (TOL) (Rosielle et al., 1981), yield index (YI) (Lin et al., 1986), Harmonic Mean Productivity (HMP), Stress Tolerant Index (STI) and Geometric Mean Productivity (GMP) (Fernandez, 1992).
    Results And Discussion
    Biological yield, spikes number and thousand grain weight exhibited a significantly positive correlation with the stress tolerance indices. The high correlation between drought tolerance indices and thousand grain weight (Shahmoradi et al., 2011), number of spikes and biological yield (Dolatpanah et al., 2011) have been also reported in previous researches. Among various drought tolerance indices, MP, GMP, HMP and STI demonstrated highest positive and significant correlation with yield under both normal irrigation and water stress conditions and they were introduced as the best indices for identification of drought tolerant genotypes. These results are in consistence with the reports in a similar research carried out by Khokhar et al. (2012). In addition, according to results of principal component analysis, the first two components named as tolerant and yield stability component and susceptibility component, respectively, were able to explain 97% of the total variation. Based on different statistical analyses, the genotypes number 88 and 145 were identified as the most drought tolerant genotypes. Cluster analysis based on tolerance indices and yield under both normal and water stress conditions classified 80 varieties into four separate groups related to their response to water stress conditions.
    Conclusion
    The yield components of thousand grain weight and number of spikes as well as biological yield can effectively contribute to selection of barley drought tolerant genotypes as it was demonstrated by their high correlation with drought tolerance indices. The results of this research on identification and clustering of tolerant and susceptible barley genotypes can be used in barley breeding programs and to increase the diversity of Iranian barley germplasm towards production of new drought tolerant cultivars.
    Keywords: Barley, Cluster analysis, Principal component analysis, Water stress
  • O. Ansari, J. Gherekhloo, F. Ghaderi-Far, B. Kamkar Pages 67-77
    Introduction
    Seed germination is a complex biological process that is influenced by various environmental and genetic factors. Temperature and water potential are two primary environmental regulators of seed germination. Tall mallow (Malva sylvestris)is an important invasive weed in southwest Iran and also a medicinal plant. ). Tall mallow is native home in Western Europe, North Africa and Asia. This plant frequently found in cultivated fields, orchards, gardens, farmyards near manure piles, along roadsides, in towns, and in waste places and, can grow anywhere from 60 to 120 cm in length.Quantification of germination response to water potential is possible using hydro time model. In this study, application of hydro time model for Malva sylvestris L.
    Material and
    Methods
    Experiments were conducted in 2015 at the seed laboratory of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran. Fruits of M. sylvestris were collected in April 2014 from Shushtar, Khuzestan (32°2'47"N, 48°50'18"E), located in southwest Iran. Seeds were separated manually from the fruits and stored in room conditions until their use. The laboratory temperature fluctuated between 30°C during day and 20°C during night. Germination response to water potential in different temperature were studied. Treatments included drought levels (0, -0.2, -0.4, -0.6, -0.8, -1, -1.2, -1.4 and -1.6 MPa) in temperatures of 15, 20 and 30 °C. The response of cumulative germination seeds to different potentials at different temperature was quantified using weibull function. All data were analysed by SAS ver 9.2. The hydro time model was fitted to cumulative germination. Goodness of fit of the hydro time models to all data was checked by constructing plots of the coefficient of determination (R2), the relationship between the observed and the predicted germination percentage and base water potential.
    Results
    Results indicated that temperature in addition to germination percentage also on germination rate was effective. Also results showed that germination percentage and germination rate increased with increasing temperature, while germination percentage and germination rate reduced as a result of water potential increment. Also, results showed that the hydrot time model fit to data of tall mallow had high R2 values. According to the hydro time, the hydro time constant (θH) declined significantly with increasing temperatures, so that the minimum hydro time constant (10.01 MPa h) was attained at 30 °C. The increment of temperature resulted in significant reduction of base water potential, and the highest base water potential (-1.13 and -1.11 MPa) was obtained at 15 and 20 °C, and the minimum base water potential (-0.6 MPa) was attained at 30 °C. The minimum standard deviation of base water potential in population (0.31) was obtained at 30 °C. Using hydro time model for quantitation of M. sylvestris L.
    Conclusion
    Germination response to water potential at different temperatures, led to acceptable results. Utilizing the output of hydro time model at different temperatures can be useful in prediction of germination percentage in different water potential.
    Keywords: Germination rate, Normal function, Temperature, Weibull function
  • P. Bayat, M. Ghobadi, M.E. Ghobadi, Gh. Mohammadi Pages 79-89
    Introduction
    Chickpea (Cicer arietinum L.) is the most important pulse crop of rainfed systems, traditionally grown in rotation with wheat and barley in the west of Iran. Since the seed is the most important inputs in agriculture, it has the largest effect on increase or decreases the crop yield, so using of high quality seeds is very important. The vigorous seeds can germinate better and have higher germination and emergence percentage in exposure to environmental stresses and eventually produce more powerful seedlings (Salehian, 1996). The rate and percentage of seedling emergence are important factors that affect on plant density, plant growth rate, and finally crop yield in farm (Hussain et al., 2006; Begnamy and Cortelazz, 1996). Different laboratory tests has been proposed to determine the seed vigor such as accelerated aging test (Hampton et al., 2004), the electrical conductivity test (Khavari et al., 2009), cold test (Noli et al., 2008), osmotic stress test (Hampton and TeKrony, 1995), and etc. In osmotic stress test, seed is germinated in exposure to osmotic potentials prepared using poly-ethylene-glycol (PEG) or mannitol (Hampton and TeKrony, 1995). PEG is a neutral polymer available in a range of molecular weights, highly soluble in water and with low toxicity (Slama et al., 2007). Because of these properties, it has been used by several investigators to impose water stress in plants by decreasing the water potential. In this experiment, ability of osmotic stress test using PEG, as a laboratory seed vigor test, was studied to predict emergence and establishment of chickpea seedling in field.
    Materials And Methods
    The experiment was done at Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, Iran, during 2012. The experiment was conducted under two conditions including laboratory and field. In laboratory experiment, 13 chickpea seed lots were germinated under osmotic potential -6 bar using PEG-6000. Different germination characteristics such as final germination percentage, germination rate, germination index, root and shoot length, root and shoot dry weight, and seedling vigor index were measured. In field experiment, these 13 chickpea seed lots were planted and seedling characteristics such as final seedling emergence percentage mean daily emergence, seedling emergence rate, and seedling emergence index were measured. The correlation coefficients of germination characteristics in laboratory test with the percentage and rate of seedling emergence in field experiment were evaluated.
    Results And Discussion
    The results showed that, under both laboratory and field conditions, seed lots were different in seed germination and seedling emergence characteristics. Orthogonal analysis showed that the new seed lots had higher germination and emergence characteristics than the old seed lots under both laboratory and field conditions. The seed lots belonged to Desi type had higher germination and emergence characteristics than the Kabuli type, too. The correlation analysis showed that there was positive and significant correlations among seedling emergence percentage in field with shoot length and shoot dry weight in laboratory test. There was, also, positive and significant correlations among seedling emergence rate in field with shoot and root length, shoot weight and seedling vigor index in laboratory experiment.
    Conclusions
    Correlation between some traits in laboratory test and field experiment shows that the osmotic stress test has ability to predict percentage and rate of seedling emergence in the field up to 30%.
    Keywords: Chickpea, Germination, Osmotic potential, Seed vigor
  • T. Raiesi, A. Sabouri, H. Sabouri Pages 91-104
    Introduction
    One of the most important variables for establishment of the appropriate rice seedling under stress environments is high power of the germination and emergence. In this regard was conducted a research to study of genetic variation in aerobic rice and Iranian genotypes on the base of tolerance to drought stress.
    Material and
    Methods
    Seed germination test was conducted in three levels of osmotic stress (distilled water, -8 and -16 bar of manitol) and 52 rice genotypes as a split plot in a randomized complete block design with three replications. Genotypes consisted of 31 genotypes of the aerobic rice and foreign as well as 21 Iranian varieties of rice.
    Results
    The results showed that there were significant difference between osmotic stress levels, genotype and interaction between the levels of osmotic stress and genotypes for whole germination components. Considering all of above condition, the highest ranks in the overall comparison to Arunachalam method were belonged to genotypes aerobic and foreign named AE8, AE6, AE18, AE16 and AE29 and lowest ranks were for Iranian genotypes named Ghasroldashty, RashtiSard, Anbarbou, AliKazemi, Champabodar, Hashemi and DomSiah.
    Conclusions
    According to these results, foreign and aerobic genotypes showed relative superiority more than Iranian rice on the base of the characteristics of germination and with increasing levels of drought stress; foreign and aerobic genotypes were more tolerant.
    Keywords: Arunachalam, Germination test, Manitol
  • D. Davani, M. Nabipour, H. Roshanfekr Dezfouli Pages 105-118
    Introduction
    Maize (Zea mays L.) belongs to the family Poaceae and it is the first important cereal crop of the World (FAO, 2013). Salinity is one of the major environmental factors limiting plant growth and productivity. Maize is sensitive to salinity (Turan et al., 2009). Planting method is one of a crucial factor for improving crop yield. Planting methods in saline and non-saline conditions are different. Cytokinin (Rajala and Peltonen-saninio, 2001) and Auxin (Jung and Park, 2011) are known to play a significant role in plant tolerance to salt stress and to significantly improve the growth of crop plants grown under salinity. However, little information appears to be available on the relationship between salinity tolerance and auxin or cytokinins levels in plants. In this respect, the objective of this study was to study the effects of foliar applications of cytokinin and auxin hormones on yield and dry matter remobilization of grain Maize (Zea mays L.) under different planting patterns in saline conditions.
    Materials And Methods
    The experiment carried out at Bushehr Agricultural and Natural Resources Research Center, Dashtestan station with 29° 16´ E latitude and 51° 31´ N longitude and 70 m above see surface during 2013 growing season. The field plowed by April at 2013 and then prepared and sowed by August at 2013. There were five rows with 75 cm distance. A split factorial design based on complete randomized blocks with three replications was conducted. Planting pattern (ridge planting, double rows of planting on ridge in zigzag form and furrow planting) as the main factor and time of cytokinin (0 as control, V5- V6 stage and V8- V10 stage) and auxin (0 as control, silking stage, two weeks after silking stage) foliar-applied was considered in a factorial. Cytokinin (Benzyl Adenine, Merck) and Auxin (Indole-3-Butiric Acid, Merck) were sprayed on the entire plant in the evening with concentration of 50 and 10 g. l-1, respectively. All morphological and yield component traits measured on 10 randomly selected plants of each plot. Yield was measured in 9 m2 for each treatment. Data analyzed using the SAS (Ver.9.1) and Significance of differences between means was conducted using Duncan’s multiple range test.
    Results
    The results showed that different planting patterns in terms of amount, efficiency and contribution of dry matter remobilization (DMT), amount, efficiency and contribution of current photosynthesis (CP), 1000 kernel weight, grain yield and harvest index were significant. Generally, results of this research indicate improved yield and yield components of maize due to the change pattern from one row to the furrow planting in salinity conditions. At the times of BA application, the maximum amount of amount and contribution of DMT Was dedicated to non-use. While the maximum amount of efficiency and contribution of CP Was dedicated to time consumed V8- V10 stage. The maximum amount of amount and contribution of DMT, amount of CP, 1000 kernel weight, grain yield and harvest index produced by time of auxin foliar-applied in silking stage and the most CP and biological yield was assigned to the non-use. It has been found that both auxin and cytokinin may have a role in mediating cell division in the endosperm during the grain-filling stage. Therefore, these hormones might regulate the grain capacity (sink size) for the accumulation of carbohydrates (Koocheki and Sarmadnia, 2012). It has been found that IAA actively participated in the mobilization and accumulation of carbohydrates in seeds (Darussalam Cole and Patrick, 1998). Auxin and cytokinins hormones are also thought to be involved in regulating sink strength either by mediating the division and enlargement of endosperm cells or by controlling the import of assimilates to the sink (Kaya et al., 2010).
    Conclusions
    It is concluded that furrow planting with CK application in V8- V10 stage (50 g. l-1) and IBA in silking stage (10 g. l-1) reduced effects of salinity on plant and produced the highest grain yield. Due to its effect on diminishing salt aggregation in relation to ridge planting, furrow planting prepare semi saline and saline areas for growing crops.
    Keywords: furrow planting, growth stage, remobilization efficiency, silking
  • R. Seyed Sharifi, H. Kamari, Gh. Nagafi Pages 119-137
    Introduction
    Salinity is one of the major abiotic environmental stresses, which affect almost every aspect of plant life and significantly reduces crop yield. Thus it is a serious threat to agricultural productivity especially in arid and semi-arid regions. The response of plants to salinity depends on several factors such as developmental stage, severity, duration of stress, and cultivar genetics. Several strategies have been developed in order to decrease the toxic effects caused by high salinity on plant growth. Among them use of microelements such as zinc plays a very important role in yield improvement. Zinc is an essential micronutrient for humans, animals and plants, which act as the metal component of enzymes or as a functional structural. A number of researchers have reported the essentiality role of zinc for plant growth and yield. Zinc is required for chlorophyll production, pollen function, fertilization and germination plays an important role. So, recent researches have shown that a small amount of nutrients, particularly Zn applied by foliar spraying can affect the susceptibility of plants to stress. Zinc (Zn) is known as an important micronutrient and its deficiency is recognized as a critical problem in plants, especially grown on saline conditions with high pH values.
    Materials And Methods
    In order to study of effects of foliar application with Nano zinc oxide on contribution of stem reserves in grain yield, leaf appearance rate and some growth indices of barley (Hordeum vulgaris L.) in various levels of soil salinity, a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted at research greenhouse of faculty of Agriculture, University of Mohaghegh Ardabili in 2012. Experimental factors were included soil salinity in four levels (no salinity, salinity of 25, 50 and 75 Mm) with NaCl and foliar application of Nano-Zinc oxide at four levels (0 as control,0.25, 0.5, 0.75 and 1 g/lit).
    Results
    The results showed that increasing of soil salinity decreased yield, leaf appearance rate and growth indices of barley. It was vise versa in foliar application of Nano-Zinc oxide. Maximum of dry matter remobilization from stem and aerial vegetative organs was obtained in salinity of 75 Mm× no foliar application of Nano-Zinc. Means comparison showed that maximum of yield (1.22 g per plant), leaf appearance rate (0.466 leaf/ day) and growth indices were obtained in 0.75 g/lit of Nano-Zinc oxide× without of salinity application and minimum of they were obtained in no foliar application× soil salinity of 75 Mm. It seems that in order to increasing of yield and some growth indices such as total dry matter, crop growth rate and relative growth rate under salinity condition, can be suggested that be applied 0.75 g/lit of Nano-Zinc oxide.
    Keywords: Barley, Dry matter remobilization, Phyllochron, Salinity
  • M. Rajaie, M. Dastfal Pages 139-150
    Introduction
    Salinity is one of the major environmental factors affecting the crop production of wheat (Triticum aestivum L.), specially, in arid and semi arid regions of the world. Remediation of saline soils and improvement of irrigation techniques are considered as alleviating methods in salt affected soils, but due to considerable costs, these methods are not feasible in every condition. Screening of varieties with tolerance to salt stress on the basis of yield, yield components and salinity tolerance indices is a suitable approach to deal with salinity and is important for future breeding programs (Houshmand et al. 2005; Poustini and Siosemardeh 2004; Saqib et al. 2005). Current study was carried done to evaluate different wheat lines and cultivars under saline condition of Zarindasht region; and to introduce a salt tolerant genotype for such circumstances.
    Materials And Methods
    A field experiment was carried done to asses 14 wheat lines and cultivars under saline condition of Zarindasht region for two consecutive years. The experiment was in a completely randomized block design with four replications. Studied cultivars were: Chamran (as control), Sistan, Parsi, Haji Abad, Yavarous and Behrang. Also studied lines included of Line 34 and Line 73 which in companion with Sistan and Parsi cultivars were obtained from Yazd National Salinity Research Center. Lines 4 and 5 were the genotypes which had shown a considerable drought tolerance in experiments carried done in Fars Research Center for Agriculture and Natural Resources of Fars province. Other lines such as Ug 520, S-83-3, D-81-18, Line A were genotypes which had an optimum yield output in Darab region. The average soil and water salinity of the experiment location were about 6 and 9 dS m-1 respectively. In both years of the experiment leaf samples were collected at earring stage and sent to laboratory for analysis. The concentration of sodium, potassium and chlorine were measured in the prepared samples. During growing season days to spick and days to maturity were recorded in different lines and cultivars. At the harvest time, plant height, grain yield and thousand seed weight were determined. All data were subjected to compound variance analysis and means were compared with Duncan’s multiple range test.
    Results And Discussion
    Results indicated that the highest yield belonged to Ug 520 genotype in both years of the experiment (2660 and 3170 kg ha-1 for first and second years of the experiment respectively). According to the obtained data for two year mean, Ug 520 showed 39 percent increase in yield production as compared to control. The evaluation of two-year yield means showed that after Ug 520, Line 5, Line 73, Line 4, Sistan, D-81-18, Line 34 and Parsi had greater grain yield than control (Chamra cultivar with 2095 kg ha-1). As it was expected durum wheat lines and cultivars had higher thousand seed weight than other genotypes. Shortest and longest period to reach to spiking stage were belonged to Behrang and Ug 520 respectively. Similar results were achieved for days to maturity. In respect to leaf analysis results showed that the lowest potassium concentration was observed in Behrang, while the highest concentration occurred in Ug 520. Approximately a vice versa trend took place for leaf sodium concentration, so that, Ug 520 had the lowest sodium concentration and the highest concentration was observed in another durum wheat cultivar (Yavarous). Grain yield of lines and cultivars showed a negative correlation with sodium concentration in plant leaf, while this relation was positive for potassium concentration and potassium to sodium ratio.
    Conclusion
    Results of the present study indicated that early ripening lines and cultivars with the ability to take up higher concentrations of potassium or lower concentrations of sodium had higher potential to tolerate salinity stress and produce greater yield than susceptible ones. Among studied genotypes, Ug 520 with highest yield, earliest ripening, and optimum salinity tolerance indices was recognized as the best genotype to be planted in Darab and Zarindasht regions.
    Keywords: Early Ripening, Genotype, K, Potassium, Sodium, Wheat
  • S. Pazireh, A. Nezami, M. Kafi, M. Goldani Pages 151-162
    Introduction
    Garlic is a plant with a relatively high tolerance to cold winter but extreme autumn and winter in cold regions are among the factors that affect the growth and survival of plants. So it seems that one of the critical success factors for fall planting is identification of cold tolerant plants in these areas. To evaluate and recognition tolerant plants to cold stress and to avoid some inevitable limitations in field evaluation, different types of artificial freezing tests have been developed. Electrolyte leakage test is one of this methods that is simple, repeatable and cheap and relatively fast which determines the degree of damage to cell membranes caused by the stress. When the plant tissues damage by cold, membrane activity decreases and electrolytes inside the cell leaks to the outside its. It has been reported by many researcher that cold stress increases electrolyte leakage and this trait can be used as a criterion for evaluation of freezing tolerance. Also the freezing temperature in which 50% of ions are leaked from the cells has been proposed to be used as the 50% threshold of damage of freezing stress.
    Materials And Methods
    In order to evaluate freezing tolerance of garlic a factorial experiment was conducted in 2012 year based on completely randomized design with four replications under controlled conditions in faculty of agriculture, Ferdowsi University of Mashhad. Experimental factors consisted of two planting dates (19 September and 22 October) and four ecotypes of garlic (Bojnurd, Torbat- Heydarye, Neyshabur and Khaf). Plant after growth and hardening under natural environment exposed to eight freezing temperatures (0, -3, -6, -9, -12, -15, -18 and -21 degree ºC). After freezing, electrolyte leakagepercentage and lethal temperature for %50 of plants according to electrolyte leakage percentage (LT50el) were determined. After 21 days survival percentage was measured in the greenhouse.
    Results And Discussion
    Electrolyte leakage percentage decreased in four ecotypes of garlic in the second compared to the first planting, but the greatest reduction (11.3%) was observed in the Khaf ecotype, while this reduction was 1.1% in the Torbat-Heydariye. In both planting dates electrolyte leakage was roughly stable until -15 degree ºC and it was increased at lower temperatures but increasing in the first was more than the second planting, So that by reducing the temperature from -15 °C to -21 °C electrolyte leakage increased in first and second planting by about 34 and 24 percent, respectively. Also, lethal temperature 50% of plants according to the electrolyte leakage percentage in the second planting date was about 1° C lower than the first planting. At the time of freezing stress, most plants were planted in September were at four-leaf stage and the plants were cultivated in October at the two-leaf stage and although the first planting plants were more time under normal conditions and thus acclimation, But electrolyte leakage was more in them. This case may be due to more food reserve in second planting plants. In the both planting date in the Bojnurd and Torbat-Heydariye ecotypes electrolyte leakage percentage was stable until -15oC and then increased with decreasing of temperatue, While in Neyshabur and Khaf ecotypes in the first planting the temperature reduction from –6 and -12 oC was increased electrolyte leakage. However, in the last two ecotypes (Khaf and Neyshabur) in the second planting date electrolyte leakage was relatively stable up to temperatures of -15 oC and at lower temperatures electrolyte leakage increased. It seems that more plant growth and development toward the higher growth leads to less tolerance in the first planting of plants. Lower values of lethal temperature 50% are indicating greater tolerance to cold and amount of this index was lower in October planting, so it can be said that early planting garlic (28 September) is likely leads to increase plant sensitivity to cold. There was high and negative correlation between electrolyte leakage% and survival percentage (r=-0.70*) in this survey. In other words, by increasing the survival percentage electrolyte leakage decreased.
    Conclusion
    In the first planting electrolyte leakage from Khaf and Neyshabur ecotypes increased with exposure to temperatures of -6 and -9 ° C, while in two other ecotypes this situation stared from -15° C temperature. While the in second planting in four ecotypes began the process of temperature -15 ° C. Different reactions of ecotypes to freezing stress, especially in the first planting is probably due to genetic characteristics geographical origin. Also, growth stage of plants were effective in the cold tolerance of them, So that Khaf and Neyshabur ecotypes in lower growth stages (second planting plants) compared to the advanced growth stages showed more freezing tolerance and it seems that the two listed ecotypes in the later planting have freezing tolerance more than the first planting. Torbat- Heydariye and Bojnurd ecotypes had more membrane stability and they showed better reaction in both fall planting under cold stress, despite the continuation of these studies under controlled and field conditions will provide more information about cold tolerance mechanism of this plant in real winter conditions.
    Keywords: cold stress, electrolyte leakage, lethal temperature for%50, survival percentage
  • H. Besharati, S. Memar Kouche-Bagh Pages 163-171
    Introduction
    Nitrogen is one of the macronutrients which alfalfa required, Upon the formation of nodules on the roots, the plant obtains a large part of its required nitrogen from the air. The rate of nitrogen fixation in alfalfa is estimated about 60 to 500 kg ha-1 per year. Symbiosis between Rhizobia and legume plants begins by exchanging molecular signals between bacteria and plant root. Plant varieties, bacterial strains, soil conditions (heavy metals, temperature, water, aeration, nutrients, salinity, nitrate, pH etc.) are factors which affect the symbiosis. Lead is one of heavy metal, pollutes environment specially agricultural lands. Biological nitrogen fixation is sensitive to low concentrations of heavy metals in soil. Also the high sensitivity of the nitrogen fixation process to heavy metals, in soils contaminated with sewage sludge have been reported. Exploitation of Lead and zinc and related operation in Zanjan province released heavy metals including lead in surrounding agricultural land, So that the agricultural land where located in the vicinity of lead and zinc processing factory, are contaminated with heavy metals The aim of this study was to examine the effects of lead contamination on alfalfa symbiotic Rhizobium indigenous to Zanjan province, and nitrogen fixation in alfalfa plants.
    Materials And Methods
    To isolate rhizobium native to heavy metals polluted soils, nodules bearing roots were collected from alfalfa farms of Zanjan province which located near Pb and Zn factories where soils were contaminated by heavy metals, then rhizobium bacteria were isolated. Resistance of isolates to Pb were examined using selective medium containing different concentration of Pb. To assess the relative resistance of strains to lead H.M medium was used. Different concentrations of lead (0, 25, 50 and 100 mg L-1) was added to the mentioned media as CdCl2. Considered isolates were cultured on media containing various concentration of lead as point spots. Five days after incubation at 25 ° C plates wereinspected, and based on the growth and Status and consistency of colonies compared to the control, isolates were grouped as resistant (growth as control), moderately susceptible (reduced growth as compared to control) and sensitive (no growth). For each isolates was determined as the maximum resistance level (MRL). To evaluate the ability of isolates to fixing N2 in Pb polluted soil, 5 isolates were selected based on their resistance to Pb as well symbiotic effectiveness, and then were used in green house experiment. Treatments were five sinorhizobium isolates (N6, N12¡ N17¡ N41andN51) as inoculants, and five concentrations of Pb(0, 5, 25, 50, 100 mg Pb per kg) were examined on growth of alfalfa plant. Alfalfa seed after surface sterilization (1% sodium hypochlorite solution), were germinated in incubator, and then were planted in pots. Each seed was inoculated with a milliliter of a suspension which contain selected isolates (107 cfu ml-1). 90 days after planting, plants were harvested and shoot dry weight was determined. The root nodules were evaluated and classified as described by Vincent (1982). The shoot nitrogen content was measured by Kjeltec method and the absorbed nitrogen in shoot.
    Results And Discussion
    All of tested bacterial isolates could create nodules on alfalfa root systems. To evaluate the isolates resistance to lead contamination, they were cultured in media containing different concentration of lead, and then based on the growth of isolates compared with control, their resistance were evaluated. The results showed that, a few of them survived at the maximum applied concentration of lead (500 mg Pb L-1) and grew. MRL index (The maximum lead concentration where the isolates had visible growth), determined for each of isolates, then the percentage of isolates that had visible growth at different concentrations of Pb, were calculated .
    The Comparison interaction between isolates and lead level on shoot N concentration showed that by increasing the lead levels, in case of all inoculated isolates, decreased shoot N concentration and this reduction was significant in most cases.The highest shoot N concentration (3.3%) belonged to control (0 mg Pb kg-1 and 70 mg N treatments) and the lowest N concentration (2.4%) belonged to the 100 mg Pb kg-1 and inoculation with N6 isolate). Means comparison showed that by increasing lead levels, reduced plant dry weight, but this reduction was different in different strains, The highest shoot dry weight (0.81 g pot-1) belonged to inoculated plants with N51 strain at the level of 25 mg Pb kg-1,while the lowest (0.15 g pot-1) was observed in non-inoculated control at 100 mg Pb kg-1.
    Conclusion
    The tolerance of symbiotic microorganisms against environmental stresses is more than their host plants. Toxicity that comes from high concentrations of heavy metals in soil, inhibites root growth and development, as well disorderes early stages of legume- Rhizobium symbiosis and affects biochemical signals between them. Totally, 6.7% of isolates, including were very tolerant to lead, and their growth in media containing the highest lead, did not show any difference with control. While, some isolates were not able to grow on media containing more than 75 mg Pb L-1. About 64% of isolates tolerated concentrations of 25 to 150 mg per liter of lead. About 30% of the isolates survived in media containind up to 300 mg Pb L-1 , that is a good tolerance to lead contamination. Generally application of different levels of lead decreased shoot N content of plants, but reducing the N in inoculated plants were less than the control and nitrogen treatment. Although the tolerance of alfalfa against stresses is low compared to symbiotic bacteria, however, inoculation host plants with right rhizobia somewhat can be reduced the injury of heavy metals.
    Keywords: Biological N Fixation_Heavy metals_Legume_Nodulation_Polluted soils_Root nodule
  • Y. Ahmadi-Khandangholi, Gh.A. Akbari, A. Izadi Darbandi, I. Alah Dadi Pages 173-182
    To evaluate the effects of drought stress on the changes of yield and other traits of different ecotypes of fennel, a field experiment was conducted which was organized in split plots in the form of completely randomized blocks. The main treatment was irrigation with three levels of 80, 140, and 180 ml of evaporation from the A-class evaporation pan which represented normal irrigation, mild drought stress, and severe drought stress, respectively. The constant factor was comprised of 51 ecotypes of fennel. Results showed that a mild drought stress can enhance essential oil content in seeds. The experiment also demonstrated that different levels of irrigation had significant impacts on total dry weight of aerial parts of the plant (in the five percent statistical level). The impact was also significant on total yield of seed, weight of 1000 seeds and essential oil content (in the one percent statistical level). Mean comparison results revealed that the highest seed yield belonged to the treatment group with the normal irrigation level. Means comparison results also showed that the highest seed yield belonged to the Alamout ecotype whereas the least seed yield belonged to the Tafresh and Yazd ecotypes. The comparison of means with regard to the effect of irrigation levels on essential oil content showed that the highest essential oil content was achieved at the mild stress treatment. The interdependent effects of irrigation levels on ecotypes had a significant impact on the total dry weight of the aerial parts of the plant based on the 5% significance level. However, the interdependent impact on the amount of essential oil was significant at 1% significance level. Mean comparison regarding the interdependent effects showed that the highest essential oil content was achieved in the Meshkin-shahr ecotype while treated with mild drought stress.
    Keywords: different ecotypes, drought stress, essential oil content, fennel, seed yield