فهرست مطالب

تنشهای محیطی در علوم زراعی - سال دهم شماره 2 (تابستان 1396)

مجله تنشهای محیطی در علوم زراعی
سال دهم شماره 2 (تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/09
  • تعداد عناوین: 15
|
  • علی نخ زری مقدم*، نادیا پارسا، حسین صبوری، سعید بختیاری صفحات 183-192
    مقدمه حبوبات از منابع مهم غذایی سرشار از پروتئین برای تغذیه انسان و دام هستند. دانه حبوبات با دارا بودن 32-18 درصد پروتئین در رژیم غذایی مردم به ویژه در تغذیه افراد کم درآمد، اهمیت بسیار دارند (Majnoun Hosseini، 2008). نایار و همکاران (Nayyar et al.، 2006) معتقدند که زمان گل دهی و تشکیل غلاف حساس ترین مراحل دوران رشد گیاه نخود نسبت به خشکی می باشند و تنش خشکی در مرحله گل دهی با کاهش باروری گل ها باعث کاهش تعداد دانه در بوته می شود. گد و همکاران (Gad et al.، 2012) گزارش دادند که با محلول پاشی اسید هیومیک عملکرد دانه، وزن 1000 دانه و درصد پروتئین دانه افزایش یافت. هدف از این بررسی تعیین اثر تراکم، آبیاری تکمیلی و اسید هیومیک بر صفات کمی و کیفی نخود محلی نیشابور بود.
    مواد و روش ها به منظور بررسی تاثیر اسید هیومیک، تراکم و آبیاری تکمیلی بر عملکرد، اجزای عملکرد دانه، درصد پروتئین و عملکرد پروتئین نخود محلی نیشابور، آزمایشی به صورت فا کتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه دانشگاه آزاد اسلامی نیشابور در سال زراعی 92- 1391 اجرا شد. عامل های موردبررسی مشتمل بر اسید هیومیک در دو سطح شامل عدم مصرف و مصرف اسید هیومیک، تراکم در سه سطح شامل 20، 30 و 40 بوته در مترمربع و آبیاری تکمیلی در سه سطح شامل عدم آبیاری، آبیاری در مرحله گلدهی و آبیاری در مرحله تشکیل غلاف بود. در این بررسی بذرها با دست کشت شدند. هر کرت شامل پنج خط با چهار متر طول، فاصله ردیف 25 سانتی متر، فاصله بوته روی ردیف 20، 13.3 و 10 سانتی متر بر توجه به تراکم 20، 30 و 40 بوته در متر مربع بود. برای تعیین تعداد غلاف در بوته، دانه در بوته، وزن دانه، عملکرد بوته و درصد پروتئین 10 بوته به طور تصادفی انتخاب شد. برای تعیین عملکرد دانه، دو ردیف حاشیه و 0.5 متر از دو طرف ردیف های وسط حذف و بقیه برداشت و در دمای 70 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت در اون گذاشته شد و سپس توزین شد. برای تجزیه واریانس داده ها از نرم افزار SAS Ver. 9.1.3 و برای مقایسه میانگین ها از آزمون حداقل تفاوت معنی دار در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد.
    یافته ها اثر اسید هیومیک و تراکم بر همه صفات به جز وزن 100 دانه و درصد پروتئین و اثر آبیاری تکمیلی بر همه صفات معنی دار شد. اثر متقابل اسید هیومیک × آبیاری تکمیلی بر تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در بوته، عملکرد بوته، عملکرد دانه و پروتئین در هکتار و اثر متقابل تراکم× آبیاری تکمیلی بر تعداد دانه در بوته و عملکرد بوته معنی دار به دست آمد. مصرف اسید هیومیکهمه صفات را افزایش داد. عملکرد دانه در تیمار مصرف و عدم مصرف اسید هیومیک به ترتیب 2234 و 1752 کیلوگرم در هکتار بود. افزایش تراکم اجزای عملکرد را کاهش اما عملکرد دانه و پروتئین را افزایش داد. عملکرد دانه و پروتئین در تراکم 40 بوته در مترمربع به ترتیب 2264 و 521.4 کیلوگرم در هکتار بود. آبیاری همه صفات به جز درصد پروتئین را افزایش داد. عملکرد دانه در تیمارهای آبیاری در مراحل گل دهی و تشکیل غلاف به ترتیب 2417 و 2330 و عملکرد پروتئین 561 و 531.9 کیلوگرم در هکتار بود. در این بررسی بیش ترین عملکرد دانه و پروتئین با مصرف اسید هیومیک و آبیاری در مرحله گل‏دهی با 2697 و 638.2 کیلوگرم در هکتار به دست آمد که تفاوت معنی داری با تیمار مصرف اسید هیومیک و آبیاری در مرحله غلاف دهی با 2648 و 615.3 کیلوگرم در هکتار نداشت. در تراکم 40 بوته در مربع بیش ترین عملکرد دانه و پروتئین به ترتیب با 2264 و 521.4 کیلوگرم در هکتار به دست آمد.
    نتیجه گیری اسید هیومیک و مخصوصا تراکم و آبیاری تکمیلی عملکرد دانه و پروتئین نخود را تحت تاثیر قرار دادند. اگرچه با افزایش تراکم اجزای عملکرد کاهش یافتند اما عملکرد دانه افزایش یافت. آبیاری در مرحله گل دهی بیشترین تاثیر را بر صفات داشت. عدم آبیاری درصد پروتئین را افزایش داد اما عملکرد پروتئین در این تیمار به علت پایین بودن عملکرد دانه کمتر از تیمارهای دیگر بود.
    کلیدواژگان: درصد پروتئین، عملکرد دانه، غلاف، وزن 100 دانه
  • شمس الدین اسکندرنژاد، منوچهر قلی پور*، حسن مکاریان صفحات 193-201
    مقدمه و هدف کمبود آب یکی از مهمترین تنش های غیرزیستی است که اثرات زیان باری بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی از جمله ماش به جای می گذارد. قسمتی از این اثر مربوط به افزایش بیش از حد تولید گونه های فعال اکسیژن (ROS) شامل OH·، O2·-، و H2O2می باشد. گیاهان با استفاده از آنزیم های آنتی اکسیدانی همچون سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز، این ROSها را خنثی می کنند. هدف از این آزمایش، مطالعه حساسیت برخی از صفات ماش به کم آبیاری و یافتن پاسخ این سوال بود که آیا فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز در شدت های مختلف کمبود آب مشابه است یا خیر.
    مواد و روش ها با استفاده از گلدان های با گنجایش 5 کیلوگرم، یک آزمایش اجرا شد و در هر گلدان پنج عدد بذر کشت گردید. گلدان ها در شرایط هوای آزاد مزرعه قرار داده شدند تا امکان تعمیم نتایج به نتایج مزرعه بیشتر گردد. بعد از مرحله چهار برگی، دو گیاه چه حذف گردیدند و سه گیاه چه در گلدان رویانده شدند. سطوح تیمار شامل شاهد، کمبود ضعیف آب }آبیاری در 65% ظرفیت زراعی (FC)}، متوسط (آبیاری در 50% FC) و شدید (آبیاری در 35% FC) بود که بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار قرار داده شدند. در مرحله رسیدگی، برخی صفات شامل عملکرد بیولوژیکی، ارتفاع گیاه، تعداد بذر در غلاف، تعداد غلاف در گیاه، عملکرد دانه و طول غلاف اندازه گیری شد. شاخص حساسیت این صفات به کم آبیاری با استفاده از توابع مناسب برآورد گردید و برای آزمون اینکه آیا آنها از لحاظ میزان پاسخ به کم آبیاری تفاوت دارند یا خیر، مورد استفاده قرار گرفت. برای اندازه گیری فعالیت سه آنزیم آنتی اکسیدان، اقدام به تهیه نمونه گیاهی در زمان گلدهی شد. سپس بر اساس متد ارایه شده در گزارش هاویر و مک هیل (Havir and McHale، 1987)، وان روسان و همکاران (Van Rossun et al.، 1997) و کاوالکانتی و همکاران (Cavalcanti et al.، 2004)، به ترتیب فعالیت آنزیم کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز وگایاکول پراکسیداز اندازه گیری شد.
    یافته ها نتایج نشان داد که کیه صفات مورد بررسی به طور معنی داری تحت تاثیر کمبود آب قرار گرفتند. با افزایش شدت کمبود آب، یک کاهش با شیب کم در طول غلاف به دست آمد. ارتفاع گیاهان روئیده در شرایط کمبود ضعیف آب از لحاظ آماری مشابه ارتفاع گیاهان روئیده در شرایط بدون کمبود آب (شاهد) بود. ولی برای گیاهان تیمار شده با کمبود متوسط و شدید آب، مقدار آن کاهش شدیدی داشت. آستانه حساسیت تعداد بذر در غلاف نسبتا بالا بود؛ چون در ظرفیت زراعی 50% و بالاتر، مقدار آن برابر با شاهد بود. شاخص حساسیت این صفت و صفت تعداد غلاف در گیاه به ترتیب 0.050182 و 0.038788 بدست آمد. با توجه به خطای استاندارد این شاخص ها، تفاوت بین تعداد بذر در غلاف و تعداد غلاف در گیاه از لحاظ میزان پاسخ به کمبود آب معنی دار نبود. میزان عملکرد بیولوژیکی (کاه + دانه) و عملکرد دانه در شرایط کمبود ضعیف آب در مقایسه با شاهد تغییری نداشت ولی با افزایش کمبود آب، مقدار آنها به طور منفی تحت تاثیر قرار گرفت. در شرایط کمبود شدید آب، درصد کاهش عملکرد دانه بالاتر از عملکرد بیولوژیکی بود. شاخص حساسیت آنها به ترتیب 0.1207270 و 0.031512 شد. تجمع وزن دانه متکی به فتوسنتز جاری و کربوهیدرات های غیرساختاری ذخیره شده در اندام های زایشی مانند ساقه در زمان قبل از گلدهی می باشد. در این خصوص، فعالیت آنزیم های هیدرولیتیک مانند آلفا آمیلاز بسیار مهم هست. کاهش بیشتر عملکرد دانه در مقایسه با عملکرد بیولوژیکی این نکته را گوشزد می کند که ممکن است فعالیت این آنزیم ها نیز به طور منفی تحت تاثیر قرار گرفته باشد. در شرایط کمبود ضعیف و متوسط آب در مقایسه با شاهد، هیچ تغییری در فعالیت آنزیم کاتالاز ایجاد نشد. ولی در شرایط کمبود شدید آب، فعالیت آن افزایش قابل ملاحظه ای (سه برابر) داشت. فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در شرایط شاهد و کمبود ضعیف آب ثابت ماند؛ ولی در شرایط کمبود متوسط، فعالیت آن دوبرابر گردید. فعالیت گایاکول پراکسیداز واکنشی به کمبود ضعیف آب نشان نداد؛ ولی با افزایش شدت کمبود، روند افزایشی داشت.
    نتیجه گیری عملکرد دانه و ارتفاع گیاه حساس ترین صفت به کمبود آب بودند. تعداد بذر در غلاف، تعداد غلاف در گیاه و عملکرد بیولوژیکی با حساسیت مشابه از لحاظ آماری، در رده دوم قرار گرفتند. طول غلاف مقاوم ترین صفت بود چون کمترین حساسیت به کم آبیاری را نشان داد. افزایش در فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در کمبود متوسط آب مشاهده شد. برای کاتالاز، این حالت فقط در کمبود شدید آب وجود داشت. فعالیت گایاکول پراکسیداز در شرایط شاهد و کمبود ضعیف آب یکسان بود. ولی با افزایش شدت کمبود آب، فعالیت آن به طور متناسب افزایش یافت.
    کلیدواژگان: پروکسیداز، حبوبات، حساسیت، خشکی، دیسموتاز، کاتالاز
  • فرزانه گلستانی فر *، سهراب محمودی، غلامرضا زمانی، محمدحسن سیاری زهان صفحات 203-212
    مقدمه علف هرز گیاهی ناخواسته و مضر است که مزاحم و یا مانع عملیات زراعی بوده و باعث افزایش هزینه ‏‏های داشت و کاهش عملکرد محصولات زراعی می شود (Diyanat et al، 2007).علف های هرز اغلب برای منابع محدود از جمله آب خاک با گیاه زراعی رقابت می کنند و قابلیت دسترسی به آب را در گیاه زراعی کاهش می دهند (Asghari et al، 2001).یکی از اصول مهم مدیریت تلفیقی علف های هرز، توسعه راهبردهای کنترل علف های هرز بر پایه شناخت اثرات متقابل گیاه زراعی و علف های هرز است و کمی کردن رقابت بین گیاه زراعی و علف هرز شرط لازم برای تصمیم گیری های مدیریتی علف های هرز می باشد (Swanton and Weise، 1991).یکی از مدل های معتبر جهت برآورد میزان رقابت دو گونه در کشت مخلوط، روش عکس عملکرد تک بوته می باشد (Beheshti and Soltaniyan، 2012). گندم از نظر تولید و سطح زیر کشت مهمترین محصول کشاورزی ایران و جهان است. تولید گندم در جهان در سال 2014 تا 2015 میلادی حدود 8/728 میلیون تن بود (IGC، 2016).مشکل علف هرز در گندم یکی از مهمترین مسائل زراعی در نقاط گندم خیز جهان است و ترکیب جامعه گیاهی علف هرز گندم، بازتابی از فصل کاشت، کنترل زراعی و شیمیایی علف هرز، منطقه جغرافیایی و نوع خاک می باشد (Kafi et al، 2005). بسیاری از مناطق ایران که در آن ها گندم کشت می شود، با مشکل چاودار روبرو هستند (Baghestani and Atri، 2003). توقعات کم این گیاه همراه با توانایی دگر آسیبی و مورفولوژی و چرخه زندگی مشابه گندم، باعث پایداری و افزایش سطح آن در مزارع گندم پاییزه شده است (Pester et al، 2000).
    مواد و روش ها به منظور ارزیابی شاخص های رقابتی گندم و چاودار در شرایط تنش خشکی با استفاده از مدل عکس عملکرد، مطالعه ای در سال 1391 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند به صورت فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. فاکتور های آزمایش شامل چهار تراکم گندم رقم روشن (0، 8، 16، 24 بوته در گلدان)، چهار تراکم چاودار (0، 2، 4، 6 بوته در گلدان) و دو سطح تنش خشکی شامل آبیاری در 20 و 60 درصد تخلیه رطوبت ظرفیت زراعی خاک بود. مدل عکس عملکرد براساس عملکرد بیولوژیک تک بوته گندم و چاودار در هر دو سطح رطوبتی برازش داده شد و رابطه عملکرد بیولوژیک تک بوته گندم و چاودار با تراکم این دو گیاه، با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره بدست آمد. قدرت رقابت نسبی و شاخص تمایز آشیان اکولوژیکی نیز با استفاده از ضرایب رقابت درون گونه ای و برون گونه ای محاسبه گردید.
    نتایج و بحث نتایج حاصل از مدل عکس عملکرد نشان داد، رقابت برون گونه ای در گندم بیشتر از رقابت درون گونه ای بود ولی در چاودار رقابت درون گونه ای بیشتر از رقابت برون گونه ای بود. شاخص توانایی رقابت نسبی نشان داد که اثر یک بوته گندم در سطح رطوبتی 20 و 60 درصد تخلیه رطوبت خاک به ترتیب برابر با اثر 0.79 و 0.64 بوته چاودار بود و اثر یک بوته چاودار در همان سطوح رطوبتی به ترتیب معادل 1.85 و 2.43 بوته گندم بود. شاخص تمایز آشیان اکولوژیکی این دو گیاه در هر دو سطح رطوبتی بزرگتر از یک بدست آمد بطوری که شاخص تمایز نیچ اکولوژیک در سطح 20 درصد تخلیه رطوبت خاک حدود 1.46 و در سطح 60 درصد، حدود 1.55 برآورد شد.
    نتیجه گیری با افزایش تنش خشکی، قدرت رقابت نسبی چاودار، افزایش و قدرت رقابت نسبی گندم کاهش یافت. عملکرد بیولوژیک گندم بیشتر تحت تاثیر رقابت برون گونه ای قرار گرفت در نتیجه چاودار رقیب قوی تری نسبت به گندم بود. اثر تنش خشکی و رقابت چاودار در تلفیق با یکدیگر باعث کاهش قابل توجهی در عملکرد بیولوژیک گندم شدند. به طور کلی در شرایط وجود تنش خشکی، شدت رقابت درون گونه ای و برون گونه ای بین بوته های گندم و چاودار افزایش یافت و باعث کاهش بیشتر عملکرد بیولوژیک این دو گیاه شد. در نتیجه کنترل علف هرز چاودار در شرایط وجود تنش خشکی در مزارع گندم بسیار حائز اهمیت می باشد.
    کلیدواژگان: رقابت برون گونه ای، رقابت درون گونه ای، شاخص تمایز نیچ اکولوژیک، قابلیت رقابت نسبی
  • احمد رضا دهقانی تفتی *، حسین شمسی، ابوالفضل مروتی، محمد جواد بابایی زارچ، محمدحسن دهقانی تفتی صفحات 213-223
    مقدمه تنش خشکی یکی از مهم ترین تنش های محیطی است که نه تنها در ایران بلکه در سراسر جهان منجر به کاهش عملکرد گیاهان زراعی به خصوص غلات شده است. یکی از راه کارهای افزایش مقاومت گیاهان زراعی به تنش های محیطی همچون تنش خشکی استفاده از مواد مغذی، به خصوص پتاسیم است. پتاسیم یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاه می باشد. این عنصر یک ماده غذایی چندکاره در گیاه بوده که فرآیندهای متابولیکی مثل فعال کردن آنزیم، کنترل اسمزی، تولید و تقسیم کربوهیدرات ها و تعادل آنیون ها با کاتیون ها را بر عهده دارد.
    مواد و روش ها با هدف بررسی اثرات دورهای مختلف آبیاری و کاربرد مقادیر مختلف کود پتاسیم در خاک، بر عملکرد و اجزای عملکرد جو بدون پوشینه، آزمایشی با کرت های خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد میبد استاد یزد در سال 1388 انجام گرفت. تیمارهای آزمایش شامل سه دور مختلف آبیاری شامل 7، 14 و 21 روز یک بار (کرت های اصلی) و چهار سطح کاربرد کود سولفات پتاسیم شامل صفر، 100، 200، 300 کیلوگرم در هکتار (کرت های فرعی) بود. در پایان فصل رشد، عملکرد دانه، کاه و کلش و بیولوژیک و همچنین اجزای عملکرد دانه شامل تعداد پنجه بارور و تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه جو بدون پوشینه اندازه گیریشد.
    یافته ها نتایج نشان داد بیشترین عملکرد و اجزای آن در تیمار 7 روز یک بار آبیاری به میزان 3147 کیلوگرم در هکتار حاصل شده که با افزایش دور آبیاری به 14 و 21 روز یک بار به ترتیب با کاهش 12 و 43 درصدی به میزان 2761 و 1792 کیلوگرم در هکتار رسیده است. هم چنین کاربرد کودهای پتاسیمی توانست خصوصیات زراعی گیاه را از جنبه های مختلف بهبود بخشد و اثرات منفی تنش خشکی را کاهش دهد. نتایج مقایسه میانگین سطوح مختلف سولفات پتاسیم نشان داد که افزایش کاربرد کود پتاسه از صفر به 300 کیلوگرم در هکتار تاثیر مثبتی بر عملکرد داشته است؛ اما بین کاربرد 200 و 300 کیلوگرم در هکتار پتاسیم تفاوت معنی داری در عملکرد دانه مشاهده نشد. در تیمار کاربرد 200 کیلوگرم در هکتار پتاسیم بیشترین شاخص برداشت جو حاصل شد (1/36 درصد) که با عدم کاربرد کود پتاسیم شاخص برداشت به 32 درصد کاهش یافت. بیشترین تعداد پنجه بارور در ترکیب تیماری 7 روز یک بار آبیاری + 200 کیلوگرم پتاسیم (3.9 عدد) و کمترین تعداد پنجه بارور در ترکیب 21 روز یک بار آبیاری + عدم کاربرد پتاسیم (1.2 عدد) حاصل شد. مقایسه میانگین دورهای مختلف آبیاری نشان داد بیشترین و کمترین وزن هزار دانه جو به ترتیب در دورهای آبیاری 7 و 21 روز یک بار آبیاری و برابر با 36.7 و 38.7 گرم به دست آمده است. این نتایج نشان داد تنش خشکی اثرات منفی بسیار معنی داری بر وزن هزار دانه دارد. در میان سطوح مختلف کاربرد سولفات پتاسیم تیمار عدم کاربرد پتاسیم کمترین (9/30 گرم) و تیمار 300 کیلوگرم در هکتار بیشترین (34 گرم) وزن هزار دانه را به دست آمد.
    نتیجه گیری بررسی نتایج نشان داد در صورت عدم محدودیت آبی می توان 7 روز یک بار آبیاری را برای حصول به حداکثر عملکرد این گیاه زراعی توصیه نمود. نتایج نشان داد، جو بدون پوشینه می تواند تنش خفیف آبی را با کاهش عملکرد نسبتا اندک تحمل نماید، لذا در مناطق کویری و خشک که با محدودیت شدید منابع آبی روبرو است می توان با 14 روز یک بار آبیاری عملکرد قابل قبولی نسبت به شرایط بدون تنش به دست آورد. همچنین کاربرد کودهای پتاسیمی توانست خصوصیات زراعی گیاه را از جنبه های مختلف بهبود بخشد و اثرات منفی تنش خشکی را کاهش دهد. ازآنجاکه ازنظر آماری تفاوت معنی داری بین تیمار 200 و 300 کیلوگرم سولفات پتاسیم مشاهده نشد به منظور کاهش اثرات منفی زیست محیطی کاربرد کودهای شیمیایی کاربرد 200 کیلوگرم در هکتار پتاسیم را می توان برای حصول به حداکثر عملکرد این گیاه زراعی توصیه نمود.
    کلیدواژگان: تحمل به خشکی، جوی بدون پوشینه، دور آبیاری، سولفات پتاسیم
  • امین محمدی، سید غلامرضا موسوی *، محمد جواد ثقه الاسلامی صفحات 225-235
    مقدمه ایران با میانگین سالانه 240 میلیمتر بارندگی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان طبقه بندی شده است. تبخیر و تعرق بالا و محدودیت منابع آبی مهمترین عوامل محیطی موثر در کاهش عملکرد گیاهان در ایران هستند. همچنین کمبود نیتروژن بر تقسیم مواد فتوسنتزی در بخشهای رویشی و زایشی گیاه موثر بوده و می تواند رشد و عملکرد گیاهان را تحت تاثیر قرار دهد. از اینرواین با توجه به اهمیت و نقش های متفاوت آب و نیتروژن در فرآیندهای حیاتی گیاهان، تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر دور آبیاری و کاربرد کود نیتروژن بر صفات مورفولوژیکی، عملکرد و اجزای عملکرد ارزن دانه ای در بیرجند انجام شد.
    مواد و روش ها این تحقیق به صورت کرت های خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مرکز تحقیقات کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد بیرجند در سال 1388 انجام شد. کرت های اصلی دور آبیاری در سه سطح (7، 14 و 21 روز) و کرت های فرعی کاربرد کود نیتروژن در پنج سطح (شاهد یا عدم مصرف کود، 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار، محلول پاشی+ کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار ، 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار و محلول پاشی + کاربرد 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) در نظر گرفته شد. بافت خاک مزرعه آزمایشی لومی و اسیدیته آن برابر 8 و هدایت الکتریکی 4.49 میلی موس بر سانتیمتر بود و میزان کربن آلی ، میزان کل نیتروژن و مقدار فسفر و پتاسیم قابل دسترس خاک در عمق 30-0 سانتی متر خاک به ترتیبا 0.32 درصد، 0.08 درصد، 16.4 و 501 پی پی ام بود. در پایان تجزیه و تحلیل داده ها توسط نرم افزار آماری MSTAT-C انجام گردید و مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون چنددامنه ای دانکن در سطح 5 درصد صورت گرفت.
    نتایج و بحث نتایج تجزیه واریانس نشان داد که دور آبیاری به طور معنی داری صفات ارتفاع بوته، مساحت برگ پرچم، تعداد خوشه در متر مربع، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک را تحت تاثیر قرار داد. همچنین ارتفاع بوته، مساحت برگ پرچم، تعداد خوشه در متر مربع و عملکرد دانه به طور معنی داری تحت تاثیر سطوح نیتروژن قرار گرفت و اثر متقابل دور آبیاری و نیتروژن تنها بر وزن هزار دانه ارزن معنی دار بود. مقایسه میانگین ها بیانگر آن است که با افزایش دور آبیاری از 7 به 21 روز، ارتفاع بوته، مساحت برگ پرچم، تعداد خوشه در متر مربع، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک به ترتیب 36.8، 33.6، 32.9، 18.58، 44.4 و 40.1 درصد کاهش یافت. همچنین کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به همراه محلول پاشی این کود باعث افزایش 20.40، 21.9، 47.8 و 52.3 درصدی به ترتیب ارتفاع بوته، مساحت برگ پرچم، تعداد خوشه در متر مربع و عملکرد دانه نسبت به تیمار عدم کاربرد نیتروژن گردید. به نظر می رسد تنش کمبود آب با توجه به اثرات آن بر فتوسنتز، تنفس، جذب یون ها، متابولیسم عناصر غذایی و هورمون ها، رشد سلولی در ساقه و برگ و در نتیجه شاخص سطح برگ را کاهش داده و همچنین باعث کاهش طول دوره گلدهی و پر شدن دانه ها می گردد که در نهایت کاهش عملکرد دانه و اجرای آن را به دنبال دارد. احتمالا کاهش سطح برگ یک روش سازگاری گیاه برای شرایط کمبود آب و بقا از طریق کاهش سطح تعرق کننده است. به علاوه با افزایش کاربرد نیتروژن، سطح فتوسنتزکننده گیاه و تولید مواد فتوسنتزی افزایش یافته و بنا براین عملکرد دانه افزایش یافت.
    نتیجه گیری به طور کلی نتایج تحقیق حاضر نشان داد که کمبود آب و نیتروژن عمدتا از طریق کاهش تعداد خوشه در متر مربع باعث کاهش معنی دار عملکرد اقتصادی ارزن گردید. در نهایت نتایج تحقیق نشان داد که برای دستیابی به بیشترین عملکرد ارزن در منطقه بیرجند، تیمار دور آبیاری 7 روز و کاربرد 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به همراه محلول پاشی این کود قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: ارتفاع، ارزن، برگ پرچم، دانه، کم آبی، کود
  • مریم سالمی نسب، منوچهر قلی پور *، حسن مکاریان، حسن آریانی محمدی صفحات 237-246
    مقدمه و هدف استفاده از امواج فراصوت به عنوان یک تکنولوژی نوین شناخته می شود. از آن برای اهداف متعددی از جمله صنعت، کشاورزی (به عنوان مثال، اصلاح نباتات، فرآوری کشمش) و تکنولوژی غذایی استفاده می گردد. شواهد آزمایشی حاکی از آن است که پرتودهی بذر با فراصوت تاثیر فوق العاده ای بر رشد گیاه چه به جای می گذارد. به عنوان نمونه گزارش شده است که پرتودهی بذر به مدت 50 تا 60 ثانیه، درصد جوانه زنی، طول ریشه چه و ساقه چه را به ترتیب 40، 32 و 5 تا 8% افزایش می دهد (Fariabi et al.، 2008). پرتودهی Myrtus communis منجر به شکسته شدن دورمانسی، افزایش سرعت جوانه زنی و بیشتر شدن وزن خشک گیاه چه شده است (Alvandian et al.، 2013). بیشتر آزمایشات مربوط به پرتودهی، به جوانه زنی و رشد اولیه گیاه چه معطوف شده است. در نتیجه، گزارش منتشر شده ای در خصوص تاثیر احتمالی آن بر گیاه در مابقی مراحل رشد و نمو در دست نیست. به لحاظ تاثیر مثبت پرتودهی بر رشد ریشه چه، این فرضیه مطرح است که این اثرات، در مراحل بعدی یعنی مراحل رشد و نمو گیاه بالغ نیز منعکس می گردد. در نتیجه، به علت سیستم ریشه ا ی عمیق تر احتمالی، ممکن است یک افزایش مقاومت به خشکی ایجاد گردد. هدف از این آزمایش مزرعه ای این بود که ببینیم آیا پرتودهی می تواند اثرات مضر تنش خشکی بر ذرت را بکاهد یا خیر.
    مواد و روش ها واریته مورد استفاده ذرت، SC740بود. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل تنش خشکی {شاهد، تنش طولانی مدت (قطع آبیاری از گلدهی به بعد) و تنش کوتاه مدت (قطع آبیاری از مرحله خمیری شدن دانه به بعد)} و پرتودهی بذور با فراصوت (شاهد، 2، 4، 6 و 8 دقیقه) بود. صفات مورد بررسی شامل شاخص سطح برگ، محتوای نسبی رطوبت (RWC)، محتوای کاروتنوئید برگ، محتوای قندهای محلول برگ و محتوای پتاسیم برگ بود که 10 روز پس از مرحله خمیری شدن دانه اندازه گیری شدند. بعد از رسیدگی، محتوای پروتئین دانه، بیوماس اندام هوایی و عملکرد دانه مورد سنجش قرار گرفتند.
    نتایج و بحث نتایج نشان داد که در بین منابع تغییر (فاکتورهای آزمایش در جدول ANOVA)، تنها اثر ساده تنش خشکی و پرتودهی بر RWC معنی دار بود. کاهش RWC بر اثر تنش خشکی کوتاه مدت و بلند مدت به ترتیب برابر با 13 و 19% بود. شش دقیقه پرتودهی به عنوان بهترین سطح پرتودهی توانست RWC را در مقایسه با شاهد به میزان 18% افزایش دهد. به طور تعجب آور، شاخص سطح برگ تحت تاثیر پرتودهی قرار نگرفت ولی در سطح احتمال 1% از تنش خشکی تاثیر پذیرفت. کاهش ناشی از تنش خشکی کوتاه مدت و بلند مدت در این شاخص به ترتیب برابر با 25 و 27% بود. تفاوت شاخص سطح برگ در دو سطح تنش خشکی معنی دار نشد. بر همین اساس به نظر می رسد که ممکن است دو سطح تنش از لحاظ ضخامت (وزن خشک) برگ تفاوت داشته باشند. بالاترین محتوای پتاسیم برگ در شرایط تنش بلند مدت (299.33 mg.g-1) به دست آمد. گیاهان (بذور) پرتودهی شده به مدت 6 دقیقه نسبت به شاهد از 14% پتاسیم بالاتر برخوردار گردیدند. در خصوص محتوای قندهای محلول، تنش خشکی کوتاه مدت بالاترین تاثیر را داشت و در شاهد، کمترین مقدار آن حاصل شد. شش دقیقه پرتودهی به عنوان بهترین سطح پرتودهی، محتوای پتاسیم برگ را به میزان 22% افزایش داد. محتوای کاروتنوئید برگ تنها به تنش خشکی واکنش نشان داد؛ با افزایش شدت تنش، مقدار آن روند کاهشی نشان داد. اعتقاد بر این است که در واکنش به تنش خشکی، محتوای کاروتنوئید افزایش می یابد ولی بعد از آن کاهش نشان می دهد که نوعی واکنش سازگاری گیاه به تنش می باشد (Young، 1991). محتوای پروتئین بذر به اثرات ساده و متقابل فاکتورها واکنش معنی داری نشان داد. این امر ثابت می کند که اثر تنش خشکی بر این صفت در گیاهان پرتودهی شده به میزان های مختلف، یکسان نیست. به عنوان مثال، در شرایط پرتودهی 2 و 8 دقیقه، محتوای پروتئین بذر برای گیاهان تنش دیده کمتر از شاهد بود. ولی برای 6 دقیقه پرتودهی، عکس این حالت وجود داشت. بالاترین محتوای پروتئین بذر مربوط به ترکیب تیماری تنش بلند مدت و 6 دقیقه پرتودهی بود. کاهش بیوماس در شرایط تنش کوتاه مدت و بلند مدت به ترتیب 24 و 31% بود. برای عملکرد دانه، این کاهش به ترتیب برابر با 18 و 34% شد. بهترین سطح پرتودهی، یعنی 6 دقیقه، بیوماس و عملکرد دانه را به ترتیب 13 و 25% افزایش داد.
    نتیجه گیری اثرات متقابل خشکی و پرتودهی بر برخی صفات شامل بیوماس و عملکرد دانه معنی دار نبود. این یافته نشان می دهد که اثر مثبت پرتودهی بر رشد ذرت در شرایط وجود و عدم وجود تنش، تفاوتی ندارد. به بیان دیگر، پرتودهی بذور به مدت 6 دقیقه می تواند رشد ذرت تنش دیده و تنش ندیده را بیشتر نماید. این امر معادل تسکین (کاهش) اثرات خشکی بر ذرت است. این تسکین دهندگی ممکن است مربوط به افزایش محتوای پتاسیم برگ (14%) و افزایش محتوای قندهای محلول برگ (22%)، و در نتیجه بهتر شدن محتوای آبی گیاه (18% افزایش در RWC) باشد.
    کلیدواژگان: مواج، صفات فیزیولوژیک، کم آبیاری، عملکرد ذرت
  • آنیتا یاقوتی پور، عزت الله فرشادفر*، محسن سعیدی صفحات 247-256
    مقدمه برای انتخاب ارقام مقاوم یا حساس به خشکی به کار بردن یک شاخص به تنهایی مطلوب نیست بلکه بهتر است مقاومت ژنوتیپ ها با استفاده از چند شاخص ارزیابی گردد تا احتمال پیدا نمودن ژنوتیپ های ایده آل افزایش یابد. به همین دلیل در این مطالعه تکنیک جدیدی به نام تکنیک شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) که برگرفته از مدل TOPSIS که اولین بار توسط ونگ و یون (Hwang and Yoon، 1981) پیشنهاد شد، معرفی گردیده است. برای انتخاب ژنوتیپ های متحمل و حساس به خشکی با استفاده از سایر شاخص های تحمل به خشکی به کمک روش SIIG تمام شاخص ها و صفات به صورت یک شاخص درآمده و به همین جهت، رتبه بندی و تعیین ژنوتیپ های برتر بسیار راحت تر می شود. بر اساس این تکنیک، بهترین ژنوتیپ، نزدیک ترین ژنوتیپ به ژنوتیپ ایده آل و دورترین از ژنوتیپ غیر ایده آل است. ژنوتیپ ایده آل یعنی ژنوتیپی که بیشترین تحمل به تنش را داشته و ژنوتیپ غیر ایده آل بر این اساس ژنوتیپی است که بیشترین حساسیت به تنش را داراست. در روش SIIG می توان با توجه به نظر محقق از تمام شاخص ها به طور هم زمان برای تصمیم گیری در مورد انتخاب ژنوتیپ متحمل به خشکی استفاده نمود(Zali، et al.، 2015).
    مواد و روش ها این پژوهش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار، در سال زراعی 93-1392 در شرایط تنش و عدم تنش خشکی در مزرعه تحقیقاتی و آزمایشگا ه های گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی دانشگاه رازی کرمانشاه اجرا شد.
    مراحل محاسبه شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG)
    اگر در یک تحقیق فرض شود که n ژنوتیپ و m صفت یا شاخص وجود دارد، مراحل انتخاب بهترین ژنوتیپ با استفاده از روش SIIG، به شرح ذیل می باشد: (1) تشکیل ماتریس داده ها: که با توجه به تعداد ژنوتیپ ها و تعداد شاخص ها یا صفات مختلف موردبررسی، ماتریس داده ها تشکیل می شود. به طوری که ژنوتیپ ها در ردیف و شاخص ها در ستون ماتریس قرار می گیرند.
    2) استاندارد کردن ماتریس داده های خام (بی مقیاس کردن داده ها): از رابطه ذیل برای بی مقیاس کردن داده ها استفاده می شود.
    (3) پیدا کردن ژنوتیپ های ایده آل و ژنوتیپ های غیر ایده آل برای هر صفت (شاخص)
    (4) محاسبه انحراف از ژنوتیپ های ایده آل و ژنوتیپ های غیرایده آل: در این مرحله برای هر شاخص (صفت)، فاصله از ژنوتیپ های ایده آل و فاصله از ژنوتیپ های غیر ایده آل مربوط به آن شاخص (صفت) محاسبه می شوند.
    در آخرین مرحله، آماره شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) محاسبه می شود.
    نتایج و بحث بر اساس شاخص های تحمل تنش، میانگین بهره وری، میانگین هندسی بهره وری، شاخص عملکرد و شاخص پایداری عملکرد، هارمونیک، شاخص مقاومت خشکی، شاخص پاسخ به خشکی، K1STI، شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل و تجزیه به مولفه های اصلی ژنوتیپ های 12،1 و 15 ژنوتیپ های متحمل به خشکی شناسایی شدند. ژنوتیپ شماره 12 کم ترین فاصله ژنوتیپ ایده آل (11.0=d+) را نسبت به سایر ارقام دارد و فاصله آن از ژنوتیپ غیره ایده آل (.30=d-) بود. بر همین اساس، ژنوتیپ شماره 12 با .720= SIIG (نزدیک به یک)، متحمل ترین ژنوتیپ معرفی شد و از طرفی ژنوتیپ شماره 4 بیشترین فاصله از ژنوتیپ ایده آل (16.1=d+) را نسبت به سایر ژنوتیپ ها دارد؛ بنابراین ژنوتیپ شماره چهار با 4.0= SIIG جزو حساس ترین ژنوتیپ ها شناخته شد. همچنین ژنوتیپ های 1 و 15 با مقادیر d+ .690 و 77.0 و 5.0= SIIG، بعد از ژنوتیپ شماره 12 متحمل ترین ژنوتیپ بودند. شاخص های میانگین بهره وری، میانگین هندسی بهره وری، تحمل تنش، میانگین هارمونیک و K1STI دارای همبستگی مثبت و معنی دار با عملکرد دانه در شرایط تنش و عدم تنش بودند بنابراین شاخص های مذکور بهترین شاخص ها برای شناسایی ژنوتیپ های برتر هستند.
    نتیجه گیری شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) یک مدل گزینشگر بوده و به منظور انتخاب مناسب ترین ژنوتیپ از بین ژنوتیپ های موجود در محیط های مختلف به کار می رود. با استفاده از روش SIIG می توان شاخص های تحمل به خشکی، پارامترهای مختلف تجزیه پایداری یا صفات مختلف را به صورت یک شاخص واحد درآورد و انتخاب ژنوتیپ های برتر را مطمئن تر و دقیق تر انجام داد.
    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، تنش، ژنوتیپ ایده آل، شاخص های تحمل، گندم
  • عبدالله یوسفی* صفحات 257-267
    مقدمه و هدف تنش خشکی به عنوان مهمترین تنش غیرزیستی، نقش کلیدی بر عملکرد دانه کلزا در مناطق خشک و نیمه خشک ایران دارد. همچنین تغییرات اقلیمی بر میزان تولید کلزا بویژه در ایران که بارندگی های متغییری در فصل بهار دارد، اثر منفی داشته است. تحت این شرایط تقریبا تمام جنبه های رشدی و فرایند های فیزیولوژیکی گیاهان از جمله کلزا تحت تاثیر کمبود آب و افزایش دما ناشی از کاهش بارندگی قرار گرفته و میزان عملکرد محصول کاهش می یابد. تنوع ژنتیکی وسیعی برای تحمل به خشکی در بین گونه های مختلف کلزا گزارش شده است و محققان بیان داشته اند که گونه B.juncea عملکرد بالاتری را در شرایط تنش نسبت به گونه های B. napus و B. rapa دارد. در همین راستا، تعداد زیادی شاخص با ویژگی های مطلوب 1) نقش اثبات شده آنها در مقاومت به خشکی و عملکرد. 2) سهولت اندازه گیری و زمان مناسب تظاهر درطول چرخه زندگی .3) وراثت پذیری بالا. 4) زمان و هزینه کم مورد نیاز برای ایجاد 10 – 8 درصد پیشرفت احتمالی عملکرد در محیط های خشک (Saba et al.، 2001) برای استفاده در اصلاح گیاهان برای مقاومت به خشکی معرفی شده اند که گزنش رقم مناسب بر اساس هر کدام از آنها منجر به پاسخ های متفاوتی شده است. به همین دلیل برخی از شاخص ها برای شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی ارجحتر نسبت به سایر شاخص ها می باشد. شاخص های میانگین هندسی عملکرد (GMP)، متوسط عملکرد (MP) و شاخص تحمل به تنش (STI) را نسبت به سایر شاخصها برای گزینش ژنوتیپهای مقاوم به خشکی با توجه به همبستگی بالاتر آنها با عملکرد دانه مناسبتر گزارش شده اند.
    مواد و روش ها به منظور مطالعه شاخص های تحمل به خشکی، 9 رقم از سه گونه جنس Brassica (B. rapa، B. juncea و B.napus) آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی تحت دو شرایط تنش خشکی آخر فصل و بدون تنش خشکی سه سال زراعی 88-1387، 89-1388 و 90-1389در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی انجام شد. اعمال تنش خشکی با شروع دوره رشد زایشی پس از زمستان آغاز شد. آبیاری در شرایط تنش بر اساس 110 میلیمتر تبخیر از تشتک کلاس A انجام شد و تحت شرایط نرمال بر اساس 60 میلیمتر تبخیر صورت پذیرفت. برای اندازه گیری عملکرد دانه دو خط وسط پس از حذف اثر حاشیه ای استفاده شدند و شاخص های مقاومت به خشکی برای هر سال محاسبه گردیدند.
    یافته ها آنالیز مرکب نشان داد که اثر سال معنی دار بوده است و بیشترین عملکرد دانه در اولین سال آزمایش در نتیجه بارندگی بیشتر و دمای کمتر محیط و متعاقبا افزایش طول دوره گل دهی 25 تا 34 روزه نسبت به سال دوم و سوم بدست آمد. از طرفی مقایسه میانگین عملکرد سه ساله نشان داد که عملکرد دانه کلزا در شرایط تنش 2049 کیلوگرم در هکتار و در شرایط نرمال 2527 کیلوگرم در هکتار می باشد. همچنین ارقام مختلف پاسخ های مختلف و معنی داری را در ارتباط با عملکرد دانه طی سال های متفاوت از لحاظ میزان بارندگی و دما داشته اند. هایولا 401 و هایولا 303 از گونه B.napus بیشترین عملکرد دانه را هم تحت شرایط آبیاری نرمال و هم تنش خشکی آخر فصل تولید کردند، در حالیکه دو رقم گونه B. juncea حداقل تولید عملکرد دانه را تحت هر دو شرایط تنش و بدون تنش را داشتند. بررسی شاخص های مقاومت به خشکی در این مطالعه نیز نشان داد که شاخص های میانگین هندسی عملکرد (GMP)، متوسط عملکرد (MP) و شاخص تحمل به تنش (STI) نسبت به سایر شاخصها برای گزینش ژنوتیپهای مقاوم به خشکی همبستگی بالاتری با عملکرد دانه در هر دو شرایط تنش خشکی و بدون تنش داشتند.
    نتیجه گیری پراکنش بارش و تنوع در میزان بارش طی سه سال آزمایش از نشانه های تغییر اقلیم منطقه است که کشاورزی را به شدت تحت تاثیر خود قرار می دهد. امروزه گزینش ژنوتیپ ها فقط بر اساس عملکرد بالاتر در شرایط تنش خشکی موثر نمی باشد و با ایجاد استراتژی جدید گزینش ژنوتیپ های با عملکرد بالاتر هم تحت شرایط تنش خشکی و هم تحت شرایط مطلوب آبیاری می تواند نیاز کشورمان را با توجه به تغییرات اقلیمی سال های اخیر مرتفع سازد. لذا کشاورزی در اقلیم نیمه خشک ایران بایستی به سمت افزایش بهره وری آب مصرف شده مابه ازای محصول تولید شده برود تا بتواند هزینه های تولید را پوشش دهد. در مجموع شاخص های تحمل به تنش (STI) و میانگین هندسی عملکرد می تواند برای پیشبرد این استراتژی راهگا باشند. بر این اساس ارقام هایولا 401 و 303 به عنوان ارقام مطلوب طی سه سال آزمایش شناسایی شدند. نکته آخر اینکه گزینش بهتر است در ابتدا بر اساس مقادیر شاخص ها در هر سال انجام شود و در مرحله بعد گزینش می توان مقادیر متوسط شاخص ها را لحاظ کرد.
    کلیدواژگان: ارقام بهاره کلزا، عملکرد دانه، شاخص های گزینش
  • محمود بهادر، محمود رضا تدین *، محمد رفیعی الحسینی، محمدحسن صالحی صفحات 269-279
    مقدمه شاهدانه از گیاهان زراعی قدیمی است که در صنایع روغن‏کشی و نساجی به کار گرفته می‏شود. این گیاه خواص دارویی متعددی دارد. تنش خشکی مهم‏ترین تنش محیطی در دنیا بوده و یک سوم زمین‏ های قابل کشت دچار کمبود رطوبت هستند. یکی از راه های مقابله با تنش خشکی، استفاده از گیاهان متحمل به خشکی و کاربرد مواد نگه‏دارنده رطوبت است. زئولیت، به دلیل ظرفیت تبادل کاتیونی و انعطاف‏پذیری قوی خود، در شرایط بروز تنش خشکی بکار گرفته می‏شود. برخی پژوهشگران اثرات مثبت کاربرد زئولیت بر ویژگی های فیزیولوژیک و عملکرد دانه گیاهان زراعی را گزارش کردند.
    مواد و روش‏ ها به منظور بررسی اثر تنش آبی و زئولیت بر ویژگی های فیزیولوژیک و عملکرد شاهدانه، آزمایشی در سال 1393 به صورت کرت‏های خرد شده در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شهرکرد اجرا شد. عامل اصلی آبیاری در چهار سطح (100، 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی) و عامل فرعی زئولیت در سه سطح (صفر، 5 و 10 تن در هکتار) بود. کاشت بذور شاهدانه با تراکم 30 بوته در متر مربع انجام شد. به منظور محاسبه تبخیرتعرق روزانه، از روش پنمن-مانتیث و با ضرب کردن ضریب گیاهی در آن استفاده شد. زمانی که میزان رطوبت خاک در تیمار شاهد به میزان 50 درصد رطوبت خاک در ظرفیت زراعی رسید، آبیاری انجام شد. سپس، به منظور اعمال تیمارهای 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی گیاه، با استفاده از کنتور حجمی آبیاری کرت‏ها انجام شد. اعمال تیمارهای آبیاری پس از باز شدن چهارمین برگ گیاه (کد 1008 در مراحل رشدی گیاه شاهدانه) صورت گرفت و تا زمان رسیدگی و برداشت ادامه داشت. به منظور محاسبه محتوای رطوبت نسبی برگ و نشت الکترولیت‏ها، جوان‏ترین برگ کاملا توسعه یافته در مرحله گلدهی استفاده شد. تجزیه و تحلیل نتایج و مقایسه میانگین‏ها به ترتیب با استفاده از نرم‏ افزار SAS و آزمون کمترین اختلاف معنی‏ دار (LSD) در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.
    نتایج و بحث نتایج نشان داد برهمکنش آبیاری و زئولیت بر همه صفات به جز دمای کانوپی معنی‏دار بود. هم‏چنین نتایج نشان داد تیمار 100 درصد نیاز آبی و کاربرد 10 تن زئولیت در هکتار بیشترین عملکرد دانه، شاخص سطح برگ و رطوبت نسبی برگ را به خود اختصاص داد، در حالی که تیمار 40 درصد نیاز آبی و عدم کاربرد زئولیت، بیشترین درصد نشت الکترولیت‏ها از برگ را نشان داد. پژوهشگران بیان کردند کاهش سطح برگ در اثر بروز تنش خشکی، مربوط به اندازه سلول، هم‏چنین پیری و ریزش برگ‏ها بود. وزن برگ در تیمار 100 درصد نیاز آبی و کاربرد 5 تن زئولیت در هکتار، به مقدار 24.31 درصد بیشتر از تیمار تنش شدید بود. زمانی که نخستین علایم کمبود رطوبت در گیاه بروز می‏کند، گیاه با بستن روزنه های سطح برگ از هدرروی رطوبت در برگ‏های خود جلوگیری می‏کند. این موضوع ممکن است موجب بالارفتن دمای برگ در گیاه گردد. هم‏چنین سبب انعکاس نور مادون قرمز بیشتری از کانوپی به بیرون در مقایسه با شرایط تامین رطوبت می‏گردد. وجود رابطه مستقیم بین کاهش دمای کانوپی و عملکرد دانه در شرایط تنش رطوبتی گزارش شده است. با توجه به وجود همبستگی مثبت معنی‏دار بین عملکرد دانه و وزن برگ در پژوهش حاضر، احتمالا بهبود در صفاتی نظیر وزن برگ بویژه در گیاه روغنی-پروتئینی شاهدانه، موجب شد تا گیاه را در جذب بیشتر نور و دی‏اکسید کربن و تولید عملکرد دانه بیشتر یاری کند. تنش خشکی شدید موجب بروز خسارت در غشای سلول‏های برگ و به دنبال آن افزایش در میزان نشت‏ پذیری و محتوای الکترولیت‏های برگ می‏گردد. از طرف دیگر، زئولیت با حفظ آب در اطراف ریشه و جلوگیری از تولید و انتقال سیگنال‏های کمبود رطوبت از ریشه به اندام هوایی، خسارت در غشاهای سلول‏های برگ و نشت الکترولیت‏ها را کاهش می‏دهد. مطابق با نتایج بدست آمده، پژوهشگران دیگر نیز نشان دادند که بیشترین نشت الکترولیت‏ها در شرایط تنش شدید رخ داد. تنش خشکی شدید از طریق بسته شدن روزنه‏ های برگ و کاهش ورود گازکربنیک ب درون برگ به عنوان ماده اصلی تولید در گیاه، سبب کاهش عملکرد شد. دیگر پژوهش‏ها نیز وجود اثر مثبت زئولیت بر عملکرد دانه را گزارش کردند و دلیل آن‏را حفظ رطوبت در اطراف ریشه گیاه بیان کردند. به نظر می‏رسد در شرایط کمبود رطوبت، نقش زئولیت در حفظ و تسهیل انتقال رطوبت در فضای اطراف ریشه گیاه بیشتر نمایان بود.
    نتیجه ‏گیری مطالعه صفات مورد بررسی نشان داد که جاذب‏ الرطوبه‏ های معدنی مانند زئولیت، در شرایط کمبود رطوبت نقش مهمی داشتند. به عنوان مثال، شاخص سطح برگ در شرایط 40 درصد نیاز آبی و کاربرد زئولیت، برابر با شرایط 60 درصد نیاز آبی و عدم کاربرد زئولیت بود. به دیگر سخن، امکان تولید عملکرد دانه و سطح برگ در شرایط کمبود رطوبت در حضور زئولیت وجود داشت. به عنوان نتیجه‏ گیری کلی، با توجه به همبستگی مثبت معنی‏دار بین سطح و وزن برگ، استفاده از زئولیت در شرایط تنش خشکی، موجب افزایش تولید و کاهش اثرات منفی تنش نظیر نشت الکترولیت‏ها و افزایش دمای کانوپی شد.
    کلیدواژگان: زئولیت، شاخص سطح برگ، نشت الکترولیت ها، نیاز آبی، همبستگی صفات
  • آرزو میر مظفری رودسری، مهرداد یارنیا *، هادی اسدی رحمانی، محمود تورچی صفحات 281-291
    مقدمه این مطالعه به منظور بررسی اثر سویه های مختلف باکترهای افزایش دهنده رشد گیاهی بر محتوای متابولیت های سازگاری و رنگیزه های فتوسنتزی تحت تنش کم آبی در دو سال زراعی 92 و 93 در شرایط مزرعه ای به صورت آزمایش کرت های خردشده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد.
    مواد و روش ها عوامل موردمطالعه طرح عبارت بودند از تنش کم آبی در سه سطح آبیاری پس از 40، 80 و 120 میلی متر تبخیر از تشتک کلاس A به عنوان عامل اصلی و سویه های مختلف باکتری در 8 سطح به همراه شاهد به عنوان عامل فرعی.
    نتایج و بحث نتایج حاصل نشان داد کاربرد سویه های مختلف باکتری و اعمال تنش بر میزان کربوهیدرات محلول برگ و پرولین موثر بودند. بیشترین مقدار کربوهیدرات محلول و پرولین با تلقیح بذر با باکتری پسودوموناس 169 در تیمار آبیاری پس از 120 میلی متر تبخیر از تشتک کلاس A حاصل شد. بیشترین خاصیت آنتی اکسیدانی با 89 میکروگرم در میلی لیتر در تیمار آزوسپریلیوم آف و آبیاری پس از 120 میلی متر تبخیر از تشتک و کمترین آن با 15.3 میکروگرم در میلی لیتر در تیمار عدم کاربرد سویه باکتریایی و آبیاری پس از 40 میلی متر تبخیر از تشتک به دست آمد. همچنین، بیشترین عملکرد اسانس کل با 4 گرم در تیمار هرباسیلوس و آبیاری پس از 120 میلی متر تبخیر از تشتک و کمترین آن با 0.85 گرم در تیمار پسودوموناس 168 و آبیاری پس از 40 میلی متر تبخیر از تشتک به دست آمد. در این بررسی، شرایط تنش کم آبی ملایم و شدید و استفاده از سویه های مختلف باکتری ها باعث افزایش معنی دار تولید پرولین و کربوهیدرات های محلولنسبت به شاهد گردید. این امر توانست باعث افزایش عملکرد اسانس بوته در شرایط تنش ملایم و متوسط در مقایسه با شاهد شود.
    نتیجه گیری استفاده از سویه های مناسب باکتری همچون ازتوباکتر 5 و آزوسپیریلیوم 21 می تواند در شرایط تنش کم آبی متوسط و استفاده از ازتوباکتر 5 و پسودوموناس 169 در شرایط تنش کم آبی شدید تولید اسانس، گیاه دارویی را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: اسانس، پرولین، تنش، کربوهیدرات های محلول
  • مهدی ابراهیمی*، غلامرضا زمانی، زهره علیزاده صفحات 293-306
    مقدمه علیرغم اینکه مطالعات زیادی در زمینه تاثیرات تنش های محیطی بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی انجام شده است، اما اطلاعات بسیار کمی در ارتباط با پاسخ گیاهان دارویی به این تنش ها وجود دارد (Amiri Deh Ahmadi et al.، 2014). در حالیکه تنش خشکی ممکن است رشد برخی از گیاهان دارویی از جمله گل راعی (Hypericum brasiliense) (Nacif de Abreu and Mazzafera، 2005) و چتر گندمی (Bupleurum chinense) (Zhu et al.، 2009) را کاهش دهد، اما نتایج بسیاری از مطالعات نشان میدهد که خشکی میزان متابولیت های ثانویه در بسیاری از گونه های گیاهی از جمله رهمانیا (Rehmannia glutinosa) (Chung et al.، 2006) را افزایش میدهد. هر چند گزارشات متناقضی نیز در این زمینه وجود دارد که از آن جمله میتوان به کاهش معنی دار تمامی پارامترهای رشدی و روغن های فرار در نعناء (Mentha piperita L.) اشاره کرد (Khorasaninejad et al.، 2011). لذا با توجه به اهمیت همیشه بهار بعنوان یک گیاه دارویی مهم در برخی صنایع از جمله داروسازی (Bousselsela et al.، 2012)، اثرات تنش خشکی بر عملکرد گل و برخی صفات مرتبط با کیفیت گل در دو نوع همیشه بهار در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفت.
    مواد و روش ها اثر تنش خشکی بر کیفیت و کمیت گل همیشه بهار با استفاده از طرح اسپلیت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند و در سال 1394 مورد مطالعه قرار گرفت. تنش خشکی به عنوان عامل اصلی شامل آبیاری به میزان 75، 50 و 25 درصد ظرفیت زراعی خاک (به ترتیب بدون تنش، تنش متوسط و تنش شدید) بود و نوع همیشه بهار (دارویی و زینتی) نیز بعنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. گلها در طی دوره رشد زایشی گیاه 22 بار برداشت و بوسیله جریان هوا در محیط تاریک خشک شدند. به منظور تعیین بهترین مدل برای توصیف روند تغییرات عملکرد تجمعی گل همیشه بهار در طول فصل رشد این گیاه، دو مدل خطی و غیر خطی با استفاده از نرم افزار آماری SAS مورد مقایسه قرار گرفتند. وزن خشک گیاه با میانگین گیری از سه بوته بصورت تصادفی در انتهای فصل رشد گیاه بدست آمد. از روش رنگ سنجی کلرید آلومینیوم (Yi et al.، 2007) با برخی تغییرات برای تعیین محتوی فلاونوئیدهای گل همیشه بهار استفاده شد. روغن های فرار گلهای تازه همیشه بهار با استفاده از دستگاه کلونجر جداسازی شد. بدلیل اینکه میزان روغن های فرار همیشه بهار بسیار پایین بود، از حلال دی اتیل اتر برای بهبود فرآیند جداسازی استفاده شد.
    نتایج و بحث بررسی عملکرد گل در طی فصل رشد (22 برداشت) نشاندهنده کاهش معنی دار این صفت تحت تاثیر تنش خشکی بود. مدل غیر خطی لجستیک روند تغییرات عملکرد تجمعی گل را نسبت به مدل خطی بهتر توصیف می کرد. مقایسه پارامترهای مدل لجستیک نشان داد که در سطح بدون تنش، میزان افزایش عمکرد گل در بوته 0.059 گرم در روز بود که این میزان نسبت به سطح تنش شدید (0.035 گرم در روز)، حدود 69% بیشتر بود. بیشترین و کمترین میزان عملکرد تجمعی گل با 6.86 و 3.46 گرم در بوته به ترتیب به تیمار بدون تنش و تنش شدید تعلق داشت. بعلاوه میزان کل عملکرد گل در طی فصل رشد در دو نوع همیشه بهار مورد بررسی با هم اختلاف معنی داری نداشت. در شرایط تنش خشکی، فرآیند طویل شدن سلولی در گیاهان آلی بدلیل کاهش فشار تورژسانس، کاهش می یابد. در واقع کاهش جذب آب منجر به کاهش محتوی آب بافتها شده و فشار سلولی کم میشود. اما تنش خشکی منجر به نقصان اسیمیلاسیون نوری و متابولیت های مورد نیاز برای تقسیم سلولی نیز می شود (Farooq et al.، 2009). لذا اختلال در تقسیم سلولی و طویل شدن و توسعه سلول ها در نهایت منجر به کاهش رشد گیاه خواهد شد (Kaya et al.، 2006). بعلاوه کاهش اندازه برگها تحت تنش خشکی ظرفیت به دام انداختن نور توسط گیاه را کاهش داده و میزان کل فتوسنتز کاهش می یابد (Hsiao، 1973). وجود همبستگی معنی دار بین عملکرد گل و وزن خشک گیاه (**0.51) در مطالعه ما، نشان میدهد که کاهش عملکرد گل در شرایط کمبود رطوبت خاک میتواند نتیجه کاهش وزن خشک گیاه در این شرایط باشد.
    محتوی فلاونوئید گلها در ابتدا با افزایش شدت خشکی افزایش یافت و از 25.14 در تیمار بدون تنش به 38.97 میلی گرم معادل روتین در گرم عصاره در تیمار تنش شدید رسید. هرچند با ادامه افزایش شدت خشکی، میزان فلاونوئیدها بطور قابل ملاحظه ای کاهش یافت و در سطح تنش شدید با 22.96 میلی گرم معادل روتین در گرم عصاره به کمترین میزان خود رسید. افزایش فلاونوئیدها در سطح متوسط خشکی را میتوان به کارکرد آنتی اکسیدانی این ترکیبات نسبت داد (Franco et al.، 2008). شرایطی که منجر به غیر فعال شدن آنزیم های آنتی اکسیدان شود، بیوسنتز فلاونوئیدها را تحریک می نماید. این موضوع نشان میدهد که فلاونوئیدها میتوانند بعنوان یک سیستم آنتی اکسیدانی ثانویه برای روبش گونه های اکسیژن فعال (ROSs) در گیاهانی که تحت تنش طولانی مدت قرار دارند، عمل نمایند. کاهش فلاونوئیدها در سطوح بالاتر تنش خشکی نیز ممکن است بدلیل کاهش فعالیت آنزیم هایی باشد که در بیوسنتز فلاونوئیدها دخیل هستند (Yang et al.، 2007). پتانسیل تولید فلاونوئیدها در گلهای نوع دارویی همیشه بهار حدود 28% بیشتر از نوع زینتی بود. افزایش شدت خشکی همچنین میزان اسانس گل ها را نیز کاهش داد، بطوریکه میزان آن از 120/0 در سطح بدون تنش به 0.062 میلی گرم در گرم گل تر در سطح تنش شدید، کاهش یافت. چنین کاهشی در روغن های فرار گل همیشه بهار میتواند نتیجه بر هم خوردن فتوسنتز و تولید کربوهیدراتها و نیز کاهش رشد گیاه باشد (Flexas and Medrano، 2002). با این وجود، میزان اسانس گل دو نوع همیشه بهار با هم تفاوتی نداشت.
    نتیجه گیری بر اساس مدل لجستیک با افزایش شدت خشکی، عملکرد تجمعی گل همیشه بهار بطور معنی داری کاهش یافت، بطوریکه بیشترین و کمترین میزان آن به ترتیب به تیمارهای بدون تنش و تنش خشکی شدید تعلق داشت. با افزایش شدت خشکی، محتوی فلاونوئیدها در ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. افزایش شدت خشکی همچنین میزان روغن های فرار گل همیشه بهار را نیز کاهش داد. میزان روغن های فرار در تیمار بدون تنش تقریبا دو برابر میزان آن در تیمار تنش شدید بود.
    کلیدواژگان: روتین، روغن های فرار، فلاونوئید، عملکرد تجمعی، مدل لجستیک
  • خدیجه احمدی، حشمت امیدی* صفحات 307-318
    مقدمه با پیشرفت علم و توجه جهانیان به تاثیر زیان بار استفاده از ترکیبات شیمیایی و مواد سنتتیک، جهان دوباره به استفاده از فراورده های گیاهی روی آورده است، به طوری که گفته می شود قرن بیست و یکم قرن گیاهان دارویی است (Amanzadeh et al.، 2011). گیاه دارویی بالنگو (Lallemantia) متعلق به خانواده ی Lamiaceae است. این خانواده یکی از بزرگترین و بیش ترین خانواده ها از گیاهان گلدار است (Zargari، 1980). بذرهای بالنگو منابع خوبی از پلی ساکارید، فیبر، روغن و پروتئین و دارای برخی خصوصیات دارویی، غذایی و سلامتی برای انسان دارند (Naghibi et al. 2005; Razavi and Karazhiyan 2009). تنش خشکی یکی از بزرگترین تنش های غیرزنده که به شدت عملکرد دانه و بهره وری از محصولات غذایی را تا 70 درصد در سرتاسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد (Akram et al.، 2013). پاسخ گیاهان به تنش خشکی پیچیده و شامل تغییر در مورفولوژی، فیزیولوژی و متابولیسم است (Sairam and Srivastava، 2001). بنابراین هدف از این پژوهش بررسی اثر تنش خشکی بر خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی بالنگو بود.
    مواد و روش ها این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شاهد طی سال زراعی 1394-1393 انجام گرفت. مزرعه پژوهشی گیاهان دارویی دانشگاه شاهد دارای طول جغرافیایی 51 درجه و هشت دقیقه شمالی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 34 دقیقه شرقی، ارتفاع از سطح دریا 1190 متر، میانگین بارندگی 216 میلی متر و میانگین دما 17.1 درجه سانتی گراد بود. آزمایش به صورت کرت های خردشده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتور های آزمایش شامل سه سطح خشکی از مرحله گلدهی به بعد به عنوان فاکتور اصلی (1- متوسط پتانسیل رطوبت خاک در حد 0.5- اتمسفر به عنوان شاهد (FC)، 2- پتانسیل رطوبت خاک حدود 6.5- اتمسفر به عنوان تنش ملایم ، 3- پتانسیل رطوبت خاک حدود 9.5- اتمسفر به عنوان تنش نسبتا شدید) بود. اندازه گیری صفات مورد مطالعه به این روش های انجام گرفت: قندهای محلول (Paquin and lechasseur، 1979)، موسیلاژ دانه (Ghasemi Dehkordi، 2002)، فاکتور تورم (Asgharpour and Rezvani Moghaddam، 2002) و روغن دانه (Soxhlet، 2003). محتوی نسبی آب با روش (Levitt، 1990) اندازه گیری شد. اطلاعات حاصل، از طریق برنامه آماری SAS 9.12 مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته و میانگین ها از طریق آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح پنج درصد مقایسه شدند.
    نتایج و بحث تغییرات آب و هوایی باعث دوره های مکرر و شدید خشکسالی به عنوان کاهش سطح کلی بارش ها شد. مناطق خشک بیش از 40 درصد سطح جهان را شامل می شود که زندگی 2.5 میلیارد نفر، یک سوم از جمعیت جهان است. خشکسالی در حال حاضر یکی از محدودیت های اصلی گیاهان زراعی که باعث جلوگیری از ابراز پتانسیل کامل ژنتیکی آنهاست. تنش خشکی تآثیر معنی داری بر صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، قندهای محلول، درصد موسیلاژ، فاکتور تورم و عملکرد روغن داشت. تنش خشکی بر درصد روغن غیر معنی دار شد. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح تنش عملکرد دانه کاهش یافت. عملکرد گیاه پاسخی به میزان کارایی آب در مراحل مختلف رشد گیاه و به کارگیری آب در سرتاسر فصل رشد گیاه است (Igbadun et al.، 2006). جمعیت اصفهان3 بیش ترین عملکرد را با میانگین 312.77 کیلوگرم در هکتار و عملکرد روغن با 86.7 کیلوگرم در هکتار در تنش 9.5- اتمسفر داشت. تنش خشکی باعث کاهش قندهای محلول شد که با نتایج عباس زاده و همکاران (Abbaszadeh et al.) بر گیاه بادرنجبویه (Melissa officinalis) مطابقت داشت. در نتایج اثرات برهمکنش، بیش ترین و کم ترین درصد موسیلاژ به ترتیب در جمعیت های اصفهان5 و اصفهان3 در تنش ملایم مشاهده شد. به نظر می رسد جمعیت اصفهان3، جمعیت مقاوم در برابر تنش خشکی است.
    نتیجه گیری به طور کلی تنش 9.5- اتمسفر باعث کاهش خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی بالنگو شد. جمعیت اصفهان3 دارای بیش ترین عملکرد دانه و عملکرد روغن بود. طبق مشاهدات این پژوهش به نظر می رسد جمعیت اصفهان3، جمعیت مقاوم در برابر تنش خشکی است. از سوی دیگر مشاهدات نشان داد پاسخ جمعیت های بالنگو به تنش خشکی در صفات مورد مطالعه متفاوت است که می توان گفت به دلیل تنوع ژنتیکی که بین جمعیت ها وجود دارد.
    کلیدواژگان: بالنگو، تنش خشکی، درصد روغن، شاخص برداشت، عملکرد دانه
  • محمد آقاباباییان نجف آبادی، مژگان سپهری* صفحات 319-329
    مقدمه وهدف تنش شوری از شایع ترین تنش های محیطیمحدود کننده رشد و عملکرد گیاهان است که تولید موفقیت آمیز محصولات زراعی را به خصوص در اقلیم های خشک و نیمه خشک کره زمین به مخاطره انداخته است. لذا، افزایش توان گیاهان زراعی به تنش شوری جهت رشد در خاکهای حاوینمکهای محلول، از نظر تقلیل افت عملکرد اهمیت زیادی دارد. ریزجانداران مفید خاکزی شامل باکتری ها و قارچ های اندوفیت نقش مهمی در بهبود سازگاری گیاهان میزبان مختلف به تنش های محیطی غیرزیستی (خشکی، شوری، فلزات سنگین، و...) و زیستی (آفات و عوامل بیماری زای گیاهی) دارند. قارچ اندوفیت Piriformospora indica یکی از مهمترین قارچهای اندوفیت است که نه تنها موجب تحریک رشد گیاه می شود، بلکه مقاومت گیاه به تنش های محیطی ازجمله شوری را نیز افزایش می دهد. هدف اصلی این پژوهش، بررسی اثر قارچ P. indica در افزایش مقاومت گیاه ذرت به تنش شوری می باشد.
    مواد و روش ها آزمایشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی شامل دو فاکتور شوری (0، 100 و 300 میلی مولار کلرید سدیم) و تلقیح قارچی (تلقیح و عدم تلقیح) در بستر حاوی مخلوط شن و پرلیت استریل (نسبت حجمی شن به پرلیت: 2/1) انجام شد. تنش شوری پس از 10 روز از کاشت گیاهان و به مدت 8 هفته اعمال گردید. پس از اینکه گیاهان دوری رشد رویشی خود را سپری کردند، نمونه برداری از ریشه گیاه انجام و درصد کلونیزاسیون ریشه به قارچ اندازه گیری و نیز عملکرد کل زیست توده گیاهی شامل وزنخشک ریشه و وزن تر و خشک اندام هوایی گیاهان اندازه گیری شد. همچنین غلظت عناصری مانند سدیم، پتاسیم و فسفر گیاه مورد اندازه گیری قرار گرفت.
    یافته ها مطالعات میکروسکوپی صورت گرفته بر روی ریشه گیاهان تلقیح شده با اسپورهای قارچ P. indica حاکی از توان بالای این قارچ در کلونیزاسیون ریشه گیاه میزبان مورد آزمایش بود، به طوری که انبوهی از هیف های برون ریشه ای حاصل از تندش اسپورهای قارچ در سطح خارجی و بخش کورتکس ریشه ها مشاهده گردید. نتایج به دست آمده بیانگر آن بود که وزن خشک اندام هوایی گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica در شرایط تنش شدید شوری (mM NaCl300)، حدود 90% بیشتر از گیاهان شاهد فاقد آلودگی قارچی گزارش شد. مقدار فسفر اندام هوایی گیاهان دارای رابطه همزیستی با قارچ در سطوح 0 و 100 میلی مولار کلرید سدیم، به ترتیب 9% و 12% بیشتر از گیاهان شاهد بود. مقدار سدیم موجود در برگ گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica نسبت به گیاهان شاهد کمتر بود. افزایش شوری برخلاف سدیم، موجب کاهش غلظت پتاسیم در ریشه گیاهان شد. محاسبه نسبت +K+/Na نشان دهنده کاهش این نسبت در تمام تیمارها به جز در اندام هوایی گیاهان تلقیح یافته با قارچ بود.
    نتیجه گیری قارچ P. indica از طریق افزایش جذب آب مورد نیاز سلولها و در نتیجه افزایش پتانسیل آبی گیاه تا حد زیادی مانع از بروز اثرات منفی شوری بر گیاه می شود. همچنین با افزایش مقدار جذب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه و نیز تولید ترکیبات محرک رشد گیاه موجب بهبود صفات مورفولوژیکی گیاه نظیر وزن تر و خشک ریشه و اندام های هوایی (ساقه و برگ) و نیز عملکرد گیاه می شود.
    جذب مقادیر زیاد یون سدیم توسط گیاه در محیط شور، سبب افزایش مقدار این یون در ریشه و بخش های هوایی گیاه و درنتیجه اختلال در سیستم های غشایی و آنزیمی سلول می شود. بنابراین، مشاهده غلظت پایین سدیم در برگ های گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indicaو زیاد بودن آن در ریشه این گیاهان در مقایسه با گیاهان شاهد فاقد تلقیح قارچی نشان دهنده آن است که جلوگیری از انتقال سدیم اضافی به برگ و نگه داشتن آن در ریشه احتمالا به عنوان یکی از مکانیسم های احتمالی افزایش رشد گیاه توسط این قارچ مطرح می باشد. همچنین، نسبت بالای K+/Na+ در اندام هوایی گیاهان تلقیح شده با قارچ P. indica نسبت به گیاهان شاهد فاقد تلقیح قارچی در سطوح مختلف تنش تایید کننده متحمل بودن برگ های این گیاهان نسبت به شوری است.
    کلیدواژگان: شوری، شاخص های فیزیولوژیک گیاهی، Piriformospora indica
  • کامی کابوسی*، محمد شامیاتی صفحات 331-343
    مقدمه در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا فشار فزاینده ای برای استفاده از آب های شور با کیفیت پایین جهت آبیاری وجود دارد. در نتیجه شناسایی ارقام و گیاهان مقاوم به شوری ضروری می باشد.
    مواد و روش ها به منظور بررسی اثر چهار سطح شوری آب آبیاری (1.15، 4، 7 و 10 دسی زیمنس بر متر) بر صفات فنولوژیکی، مورفولوژیکی، اجزاء عملکرد، عملکرد، روغن و کارایی مصرف آب چهار رقم کلزا (سه رقم هایولا 4815، 308 و 401 و رقم RGS 003)، آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در محیط نیمه کنترل شده انجام گرفت. به منظور جلوگیری از اثرات سمی برخی یون ها، جهت تهیه سطوح مختلف شوری از ترکیب نمک های مختلف با نسبت وزنی برابر استفاده گردید.
    یافته ها نتایج تجزیه واریانس نشان داد عامل رقم صفات روز تا گلدهی، روز تا رسیدگی، ارتفاع بوته، ارتفاع اولین شاخه فرعی، ارتفاع اولین خورجین، قطر ساقه، تعداد شاخه فرعی، طول خورجین، تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه و شاخص برداشت را تحت تاثیر قرار داد. بر اساس آزمون مقایسه میانگین ها، بیشترین تعداد روز تا گلدهی، ارتفاع بوته، ارتفاع اولین شاخه فرعی، ارتفاع اولین خورجین و قطر ساقه در رقم RGS مشاهده گردید. با توجه به همبستگی مثبت معنی دار روز تا رسیدگی با صفت تعداد روز تا گلدهی (**0.58r=)، اختلاف ارقام مختلف از نظر این دو صفت از الگوی مشابهی تبعیت نمود. تعداد شاخه فرعی ارقام RGS و هایولا 401 به طور متوسط 25/2 عدد در هر بوته کمتر از دو رقم دیگر بود و این اختلاف از نظر آماری معنی دار بود. وجود همبستگی منفی معنی دار بین تعداد شاخه فرعی با تعداد روز تا گلدهی (**0.51-r=) نشان داد که کوتاه شدن دوره رشد رویشی منجر به کاهش تعداد شاخه فرعی می گردد. ارقام RGS و هایولا 4815 با 0.629 و 0.381 سانتی متر به ترتیب بیشترین و کمترین قطر ساقه را دارا بودند. مقایسه میانگین ها نشان داد که تغییرات ارقام مختلف از نظر طول خورجین و تعداد دانه در خورجین به علت همبستگی مثبت معنی دار این صفات با یکدیگر (**0.60r=) از الگوی مشابهی برخوردار بود. بیشترین طول خورجین، تعداد دانه در خورجین و وزن هزار دانه در رقم هایولا 401 و بیشترین تعداد خورجین در بوته، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب دانه در رقم هایولا 308 مشاهده شد. با توجه به همبستگی مثبت معنی دار عملکرد دانه با تعداد خورجین در بوته و تعداد شاخه فرعی از یک سو و برتری قابل توجه رقم هایولا 308 نسبت به سایر ارقام از نظر این صفات از سوی دیگر، اختلاف معنی دار عملکرد و کارایی مصرف آب دانه رقم هایولا 308 را می توان به توانایی این رقم در ایجاد تعداد خورجین در بوته و تعداد شاخه فرعی بیشتر نسبت به سایر ارقام مربوط دانست. بر اساس نتایج تجزیه واریانس، اثر شوری بر روز تا گلدهی، ارتفاع بوته، ارتفاع اولین شاخه فرعی، ارتفاع اولین خورجین و تعداد بوته در خورجین معنی دار بود. افزایش شوری از 1.15 به 10 دسی زیمنس بر متر در همه ارقام به افزایش معنی دار تعداد روز تا گلدهی (6 روز) و کاهش معنی دار تعداد روز تا رسیدگی (بجز در رقم RGS) منجر شد. نتایج مقایسه میانگین ها نشان داد که افزایش شوری آب آبیاری از 7 به 10 دسی زیمنس بر متر منجر به کاهش صفات ارتفاعی بوته گردید. شوری موجب کاهش معنی دار تعداد دانه در خورجین، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، شاخص برداشت و کارایی مصرف آب دانه گردید ولی تاثیر معنی داری بر قطر ساقه، تعداد شاخه فرعی، تعداد خورجین در بوته، وزن هزار دانه نداشت. افزایش شوری از 1.15 (تیمار شاهد) به 10 دسی زیمنس بر متر موجب کاهش معنی دار کارایی مصرف آب دانه و روغن به ترتیب به میزان 50 و 25 گرم بر مترمکعب گردید. برهمکنش شوری و رقم بر تعداد روز تا رسیدگی، طول خورجین و عملکرد و کارایی مصرف آب روغن معنی دار بود که نشان می دهد واکنش ارقام مختلف کلزا به سطوح شوری از نظر این صفات متفاوت است. بر این اساس، در حالی که افزایش شوری منجر به کاهش تعداد روز تا رسیدگی ارقام مختلف هایولا گردید، در رقم RGS افزایش این صفت را به دنبال داشت. در سطوح شوری کم (1.15 و 4 دسی زیمنس بر متر) رقم هایولا 4815 و در سطوح شوری زیاد (7 و 10 دسی زیمنس بر متر) رقم هایولا 401 کمترین عملکرد و کارایی مصرف آب روغن را داشتند در حالی که بیشترین میزان این صفات در رقم هایولا 308 در سطح شوری 4 دسی زیمنس بر متر به دست آمد.
    نتیجه گیری با توجه به عدم برهمکنش شوری و رقم بر عمده صفات مورد بررسی، توانایی ارقام مختلف از نظر تحمل به شوری یکسان ارزیابی می شود. همچنین از میان چهار رقم مورد بررسی، رقم هایولا 308 به عنوان رقم برتر پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: روغن، عملکرد، فنولوژی، کارایی مصرف آب، مورفولوژی
  • حمدالله اسکندری*، اشرف عالی زاده امرایی صفحات 345-349
    مقدمه فلزات سنگین که ازجمله مهم ترین عوامل آلوده کننده ی محیط های طبیعی و سیستم های زراعی هستند و تقریبا در تمامی نواحی صنعتی یافت می شوند. اثر سمی مقادیر بالای فلزات سنگین در گیاهان نیز دیده می شود. یکی از ویژگی های خاص فلزات سنگین که در بروز اثرات سمی آن ها نقش مهمی دارد، خاصیت انباشتگی زیستی فلزات سنگین است. فلزات سنگین ازنظر زیستی غیرقابل تخریب و تجزیه هستند و به صورت نامحدود در محیط باقی می مانند که درنهایت کیفیت خاک و سلامت انسان را تحت تاثیر قرار می دهد؛ بنابراین، حذف و یا حداقل کاهش غلظت آن ها از سیستم های زراعی به طور تنگاتنگی با سلامتی انسان در ارتباط است. ازجمله فلزات سنگین که از طرق مختلف مانند استفاده از آفت کش ها وارد سیستم های زراعی می شود، کادمیوم است که یک عنصر غیرضروری برای گیاهان است. این در حالی است که کادمیوم به راحتی توسط ریشه گیاه جذب می شود و سمیت آن تا 20 برابر بیشتر از سایر فلزات سنگین است. روش های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی مختلفی برای حذف فلزات سنگین از خاک های زراعی معرفی شده است. یک روش سازگار با محیط زیست و کم هزینه برای حذف فلزات سنگین از خاک های زراعی استفاده از تکنولوژی گیاه پالایی است. هدف از اجرای آزمایش حاضر مقایسه کارایی گندم، شبدر و کلزا در حذف فلز سنگین کادمیوم از خاک های زراعی در راستای کاهش تنش فلزات سنگین برای گیاهان زراعی بعدی در تناوب زراعی بود.
    مواد و روش ها این آزمایش به صورت فاکتوریل دوعاملی (3×3) در سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا گردید. عامل اول نوع گیاه شامل گندم، شبدر و کلزا و عامل دوم غلظت فلز سنگین کادمیوم افزوده شده به خاک شامل صفر، 50 و 100 میلی گرم برای هر کیلوگرم خاک بود. برای اجرای آزمایش، ابتدا نمونه های خاک با مقادیر صفر، 50 و 100 میلی گرم کادمیوم در هر کیلوگرم خاک آلوده و سپس گلدان های آزمایش (با قطر و ارتفاع 40 سانتی متر) با نمونه های خاک تهیه شده به میزان مساوی (10 کیلوگرم خاک آلوده) پر شدند. به منظور به تعادل رسیدن کادمیوم اضافه شده به خاک، قبل از کاشت، سه دوره خشکی و رطوبت اعمال گردید. در مرحله بعد، بذر گیاهان گندم، شبدر و کلزا بر اساس تراکم مطلوب هر گیاه در گلدان ها کاشته شدند. بعد از چهار هفته، کل اندام های گیاهان (ریشه و اندام های هوایی) برداشت شدند و پس از خشک کردن در آون در دمای 75 درجه سانتی گراد به مدت 72 ساعت، آسیاب شدند. میزان کادمیوم در نمونه های آسیاب شده اندازه گیری شد.
    یافته ها بیشترین میزان جذب کادمیوم در گندم در غلظت 50 و 100 میلی گرم کادمیوم در هر کیلوگرم خاک مشاهده شد که از سایر تیمارهای آزمایش بیشتر بود. افزایش غلظت از 50 به 100 میلی گرم در هر کیلوگرم خاک تاثیر زیادی بر توانایی گندم، کلزا و شبدر در جذب کادمیوم از خاک نداشت. معمولا گیاهانی که دارای توده زیستی بالاتری باشند، قادرند مقدار بیشتری از فلزات سنگین را از خاک حذف نمایند. این موضوع با نتایج تحقیق حاضر تا حدودی مطابقت دارد چراکه گندم که بیشترین میزان جذب کادمیوم از خاک را داشت، زیست توده آن از شبدر بیشتر است. بااین حال، عدم تفاوت معنی دار بین کلزا و شبدر در برداشت کادمیوم از خاک با یافته های این محققان مطابقت ندارد چراکه کلزا، زیست توده بیشتری از شبدر تولید می کند. اگرچه روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلفی برای کاهش غلظت فلزات سنگین در خاک مورداستفاده قرار می گیرد ولی برای کادمیوم استفاده از رو گیاه پالایی کارایی بیشتری دارد.
    نتیجه گیری به طورکلی، نتایج پژوهش حاضر، نتایج سایر تحقیقات در مورد امکان استفاده از گیاه پالایی در حذف فلزات سنگین ازجمله کادمیوم را مورد تایید قرار داد. همچنین، نتایج مشخص نمود که گندم علاوه بر ارزش تغذیه ای، توانایی بالایی در کاهش تنش فلزات سنگین ناشی از کادمیوم دارد که در تعیین برنامه های تناوبی می تواند موردتوجه قرار بگیرد
    کلیدواژگان: تناوب زراعی، تنش فلزات سنگین، کادمیوم، گیاه پالایی
|
  • Ali Nakhzari Moghaddam *, Nadia Parsa, Hossein Sabouri, Saeed Bakhtiari Pages 183-192
    Legumes are from important food and feed resources with rich of protein for human and animals. Pulse seeds by having 18-32% protein have important role in human food regim specially in low input human feeding (Majnoun Hosseini, 2008). Nayyar et al (2006) have believed that flowering and pod setting stages are the sensitive stages of chickpea to drought and water stress at flowering stage with reducing of flowers fertility will reduce number of seeds per plant. Gad et al. (2012) reported that spraying of humic acid increased seed yield, 1000-seed weight and protein percent of peas. The aim of this study was to determine effect of density, supplementary irrigation and humic acid on quantity and quality of local chickpea )Cicer arietinum L. (of Neishabur.
    Materials and methodsIn order to study the effect of humic acid, density and supplemental irrigation on yield, yield components, protein percent and yield of local chickpea (Cicer arietinum L.) of Neishabur, an experiment carried out in factorial based on Randomized Complete Block Design with three replications in field research of Islamic Azad university of Neishabur during 2012-2013. The factors was humic acid in two levels of application and non application of humic acid, plant density was in three levels of 20, 30 and 40 plants m-2 and supplemental irrigation in three levels of non irrigation, irrigation at flowering stage and irrigation at pod setting stage. In this study seeds were plated by hand. Each plot included five rows with four meters legth, row spacing 25 cm, plant distance on row based on density 20, 13.3 and 10 cm (20, 30 and 40 plants/m2, respectively). 10 plants were selected randomizedly from each plot and pods/plant, seeds/plant, 100-seed weight, plant yield and protein percent were measured. For determining of seed yield, two border rows and 0.5 m from two ends of middle rows were removed and remains were harvested and were put in oven for 48 hours in 70 °C and then were measured. For analysis variance of data software of SAS Ver.9.1.3 were used and treatment mean differences were separated by the least significant difference (LSD) test at the 0.05 probability level.
    Results and discussionThe effect of humic acid and density on all traits except 100- seed weight and protein percent was significant. All traits were affected by supplemental irrigation. Interaction of acid humic × supplemental irrigation on pods/plant, seeds/plant, plant yield, seed yield and protein yield ha-1 and interaction of density × supplemental irrigation on seeds/plant and plant yield was significant. Consumption of humic acid increased all traits. Seed yield in cosumption and non cosumption of humic acid was 2234 and 1752 kg ha-1, respectively. Increasing of density reduced yield components but seed yield and protein yield ha-1 were increased. Seed and protein yield in density of 40 plants m-2 was 2264 and 521.4 kg ha-1 respevtively. Irrigation increased all traits except protein percent. Seed yield in treatments of irrigation in flowering and pod setting stages was 2417 and 2330 and protein yield was 561 and 531.9 kg ha-1, respectively. In this study, maximum seed and protein yield were obtained by consumption of humic acid and supplemental irrigation at flowering stage with 2697 and 638.2 kg ha-1 that have not differences with cosumption of humic acid and irrigation at pod setting stage with 2648 and 615.3 kg ha-1. Maximum seed and protein yield with 2264 and 521.4 kg ha-1 belonged to treatment of 40 plants m-2.
    ConclusionHumic acid and spacially density and supplemental irrigation affected chickpea seed and protein yield. Although by increasing of density yield components were decreased but, seed yield were increased. Irrigation at flowering stage had the highest effect on traits. Non irrigation increased protein percent but, protein yield in this treatment because of lower yield of chickpea was less than other treatments.
    Keywords: Pod, Protein Percent, Seed yield, 100-Seed Weight
  • Shams-Oldin Skandarnejad, Manoochehr Gholipoor *, Hasan Makarian Pages 193-201
    IntroductionWater shortage is one of the most important abiotic stresses which impose deleterious effect of growth and yield of crops including mung bean. Part of this effect comes from over production of reactive oxygen species (ROS) including OH·, O2·-, and H2O2. Crops try to scavenge these ROS using antioxidant enzymes like superoxide dismutase, guaiacol proxidase and catalase. This experiment was aimed to study the sensitivity of some traits of Mung Bean to water shortage and to see whether the activity of catalase, superoxide dismutase and guaiacol proxidase antioxidant enzymes is the same under different water shortage intensities or not.
    Materials and methodsAn experiment was conducted using pots with 5 kg capacity in which 5 seeds of mung bean were planted. The pots were put in an open filed to increase the possibility of generalizing the results to field results. At 4-leaf stage, 2 seedlings were removed, and left 3 ones. Treatment levels were control, weak water shortage [irrigation at 65% field capacity (FC)], moderate water shortage (irrigation at 50% FC), and severe water shortage (irrigation at 35% FC) which arranged as on completely randomized block design with 3 replications. At maturity stage, some attributes including biological yield, plant height, number of seed per pod, number of pod per plant, grain yield, and length of pod were measured. The sensitivity index of these attributes to water shortage was calculated using appropriate functions to test whether these attributed differ in terms of value of response to drought or not. For measuring the activity of 3 antioxidant enzymes, the plant samples were taken at flowering stage. Then the activity of catalase, superoxide dismutase, and guaiacol proxidase enzymes were measured as it has been presented in report of Havir and McHale (1987), Van Rossun et al. (1997), and Cavalcanti et al. (2004), respectively.
    Results and discussionResults indicated that all measured attributes were significantly affected by water shortage. It was found a low-sloped decreasing trend with increasing water shortage intensity in pod length. The value of plant height for plants experienced weak water shortage was statistically similar to those grown in no water shortage conditions (control). But it decreased sharply for plants treated with medium and severe water shortages. The sensitivity threshold of number of seed per pod was relatively high; because over the field capacities equal to 50% and greater than that, its quantity was similar to control. The sensitivity index of this attribute and number of pod per plant was 0.050182 and 0.038788, respectively. Considering the standard errors of these indices, the difference between number of seed per pod and number of pod per plant for quantitative response to water shortage is statistically negligible. The quantity of both biological yield (straw grain) and grain yield appeared to be not changed in weak water shortage as compared to no water shortage conditions. Then after, they were negatively affected. Under severe water shortage condition, the percent of decrease in grain yield was higher than in biological yield. The sensitivity index of them was 0.120727 and 0.031512, respectively. The grain weight accumulation is dependent on current photosynthesis and non-structural carbohydrates stored in vegetative organs like stem before flowering. The activity of hydrolytic enzymes including alpha amylase is crucial. The higher decrease in grain yield than in biological yield may imply that the activity of these enzymes has also been negatively affected. Under weak and medium water shortage conditions it was found no change in activity of catalase as compared to control. But under severe water shortage condition, its activity was considerably (3 times) increased. The activity of superoxide dismutase was constant over control and weak water shortage situations; but it doubled under medium water shortage conditions. The guaiacol peroxidase activity did not respond to weak water shortage; subsequently, it showed an upward trend.
    ConclusionGrain yield and plant height were the most sensitive traits. Number of seed per pod, number of pod per plant and biological yield with statistically similar values of sensitivity were in 2nd order. The length of pod was the most tolerant trait as it tended to have the lowest sensitivity index. The increase in activity of superoxide dismutase was being witnessed in moderate water shortage. For catalase, it was true only for severe water shortage. The activity of guaiacol porxidase was statistically the same under control and weak water shortage conditions. But its activity increased proportionally with increasing water shortage intensity.
    Keywords: Catalase, Dismutase, Drought, Peroxidase, Pulse crops, Sensitivity
  • Farzaneh Golestani Far *, Sohrab Mahmoodi, Gholam Reza Zamani, Mohammad Hasan Sayyari Zahan Pages 203-212
    IntroductionWeed is unwanted and harmful plant which annoyed or barrier in agricultural operations and increase the cost of the kept and reducing crop yields. Weeds often compete with crops for limited resources such as soil water and reduced water availability in crops. One of the important principles of integrated weeds management is the development of strategies for weed control based on recognition of the interaction between crop and weeds and quantity competition between crops and weeds is requisite for weed management decisions. One of the valid models for estimating the amount of competition between two species in mixed culture is the reciprocal method of one plant yield. Wheat in terms of production and Cultivated area is the most important of crops in Iran and world. Wheat production in world is about 728.8 million tons in 2015-2016. Weed problem in wheat is one of the most important agricultural issues in wheat growing areas of world and Plant community combination of wheat weeds are a reflection of planting season, agronomic and chemical weed control, geographical region and type of soil. In Iran many areas that under cultivated wheat faced with rye. Low expectations of rye with the ability of allelopathic and Morphology and similar life cycle with wheat, caused increasing of its area in winter wheat fields.
    Materials and methodsIn order to study the evaluation of competitive parameters of Wheat and Rye under drought stress condition by using reciprocal yield model, a pot experiment was conducted in the greenhouse of Agriculture College at University of Birjand in 2012. The experiment arranged as factorial based on completely randomized design with three replications. The factors including four wheat density: 0, 8, 16, 24 plants / pot, four rye density: 0, 2, 4, 6 plants / pot and two levels of drought stress: irrigation after depletion of 20 and 60% of field capacity moisture.Models of reciprocal yield were fitted based on biological yield of one wheat plant and rye in two moisture levels and Relation reciprocal biological yield of one wheat plant and rye was obtained with density of two plants by using multivariate linear regression. Also relative competitive ability and Nich differentiation Index calculated by the coefficients of inter and intra specific competition.
    Results and discussionThe result of reciprocal yield model showed that wheat had greater inter-specific competition than intra-specific, but in rye intra-specific was higher. The ability index of relative competition exhibited that effect of a wheat plant in 20 and 60% depletion of soil moisture was equal to effect of 0.79 and 0.64 of a rye plant, respectively. So, effect of a rye plant at the same moisture level was equal to 1.85 and 2.43 of a wheat plant, respectively. Ecological niche differentiation index of both plants was obtained less than 1 in each of two moisture levels. So that the Nich differentiation Index in 20 and 60% of field capacity moisture was about of 1.46 and 1.55 respectively.
    ConclusionRelative competitive ability or rye and wheat with increasing drought stress increased and decreased, respectively. Biological yield of wheat more affected by inter-specific competition as a result rye compared to wheat was stronger competitor. Combined effects of drought stress and rye competition significantly decreased biological yield of wheat. Generally, under drought stress, intensity of intra and inter specific competition increased between rye and wheat plants and resulted to decreasing of biological yield of those plants. As a result, control of rye in drought stress condition is very important in wheat fields.
    Keywords: Inter-specific competition, Intra-specific competition, Nich differentiation Index, Relative competitive ability
  • Ahmad Reza Dehghani Tafti *, Hossein Shamsi, Abolfazl Morovati, Mohammad Javad Babaei Zarch, Mohammad Hasan Dehghani Tafti Pages 213-223
    IntroductionDrought stress is one of the most important abiotic stress that leads to decreasing yield of crops, particular cereals, not only in Iran but also around the world. Accessing to sufficient nutrients like potassium is one of the ways that increase crop resistance. Potassium is an essential element to growing plants. This element is a multitasking nutrient in plants that use in activation of enzymes, osmotic control, carbohydrate production and partitioning and anion cation balance. So because of Hulless Barley importance for human, animals and birds feed, drought expansion in Iran and around the world, importance of potassium element to decrease drought stress effects, metabolic process improvement and plant photosynthesis, an experiment to find out the effects of drought stress and potassium on yield and yield components of Hulless Barley conducted.
    Materials and methodsTo find out effects of different irrigation regimes and different amounts of potassium on yield and yield components of Hulless Barley, a split plot experiment based on randomized complete block design with three replicates was conducted at the Research Farm of Islamic Azad University, Meybod Branch in 2012. Each block was consist of 3 main plots and 4 sub plots in each main plot. Main plot was consist of irrigation cycles: 7 days irrigation (control), 14 days irrigation (moderate stress) and 21 days irrigation (extreme stress). Sub plot was consist of 4 levels nutrient elements: 0, 100, 200 and 300 kg.ha-1 potassium sulphate. Different potassium levels were applied before sowing. At the end of growing season, grain yield, straw yield, biological yield measured. Also Fertile tiller number, grain number per spike and 1000 grain weight of Hulless Barley measured as yield components.
    Results and discussionResults showed that most yeild(3147.5 kg.h-1) and yield components achieved in 7 days irrigation cycle. Yield components decreased 12 and 43 percentage by increasing irrigation cycle to 14 and 21 days. Seed yield was 2761 and 1792 kg.h-1 at 14 and 21 irrigation cycle. Also potassium sulfate application improved agricultural characteristics and decreased negative effects of drought stress. Result showed that increase potassium sulphate application from 0 upto 300 kg.h-1 had significant effect on seed yield, but there was no significant difference between 200 and 300 kg.h-1 application. Maximum harvest index (36.1%) achieved at 200 kg.h-1 potassium sulphate applications. Minimum harvest index (32%) achieved at 0 kg.h-1 potassium sulphate applications. Maximum fertile tillers (1.2) was in 7 days irrigation cycle 200 kg.h-1 potassium sulphate applications and minimum fertile tiller was in 21 days irrigation cycle 200 kg.h-1 potassium sulphate applications. In 7 days irrigation cycle and 14 days irrigation cycle, 100 kg.h-1 potassium sulphate applications caused to increasing fertile tiller number. More potassium sulphate application had no significant effect on fertile tiller number. Also results showed that increase potassium sulphate application from 0 upto 100 kg.h-1 lead to increasing grain number per spike from 26.6 to 31. Among different amounts of potassium suphate application, no potassium sulphate application treatment had the lowest (30.9 gr) 1000 grain weight and 300 kg.h-1 potassium sulphate applications had highest (34 gr) 1000 grain weight.
    ConclusionResults showed in no water limitation condition recommended 7 days irrigation cycle for maximum yield. Results showed Hulless Barley can tolerate moderate water stress, so in water limitation condition 14 days irrigation cycle application can suggest for achievement acceptable biological yield of Hulless Barley. According to this experiment results, potassium nutrition can improve yield characteristics in water limitation. There was no significant difference between 200 or 300 kg.h-1 potassium sulphate application, so for reduce negative enviromental effects, 200 kg.h-1 potassium sulphate application can suggest for achievement acceptable yield of Hulless Barley.
    Keywords: Cereal, Drought stress, Drought resistance, Potassium sulphate
  • Amin Mohammadi, S. Gholam Reza Moosavi *, Mohammad Javad Seghatoleslami Pages 225-235
    IntroductionIran with mean annual precipitation of 240 mm is categorized in arid and semi-arid zones of the world. High evapotranspiration and limitation of water resources are important environmental parameters that caused reduction of the plants yield in Iran. Also nitrogen deficiency affects the partitioning of assimilates among vegetative and reproductive organs and can influence the growth and yield of the plants. Therefore, given the importance and different roles of water and nitrogen in vital processes of the plants, the objective of the present research was to study the effect of irrigation interval and N fertilizer application on morphological traits, yield and yield components of millet in Birjand, Iran.
    Materials and MethodsThis research was conducted as split-plots based on a Randomized Complete Block Design with three replications, at Agricultural Research Center of Birjand branch, Islamic Azad University in 2009. The main plots included irrigation interval at three levels (7, 14 and 21 days) and the sub-plots were N fertilizer application at five levels (control or 0 kg N. ha-1, 50 kg N. ha-1, 50 kg N. ha-1 foliar application, 100 kg N. ha-1 and 100 kg N. ha-1 foliar application kg N. ha-1). The texture of the soil in research farm was loam with the pH of 8, electrical conductivity of 4.49 mmhos cm-1 whose organic carbon, total N, P, and K content was 0.32%, 0.08%, 16.4 ppm and 501 ppm at the depth of 0-30 cm, respectively. In the end, all data were analyzed by MSTAT-C statistical software and means were compared by Duncan Multiple Range Test at 5% level.
    Results and DiscussionThe results of analysis of variance indicated that the effect of irrigation interval on plant height, panicle number per m2, 1000-seed weight, seed yield and biological yield were significant. Also, plant height, flag leaf area, panicle number per m2 and seed yield were significantly affected by nitrogen levels. Interaction of irrigation interval and N fertilizer only significantly affected1000-seed weight. Means comparison indicated that the increase in irrigation interval from 7 to 21 days decreased plant height, flag leaf area, panicle number per m2, 1000-seed weight, seed yield and biological yield, 36.8, 33.6, 32.9, 18.5, 44.4 and 40.1 percent respectively. Also, 50 kg N. ha-1 foliar application treatment increased plant height, flag leaf area, panicle number per m2 and seed yield, 20.4, 21.9, 47.8 and 52.3 percent, respectively as comparison with non-nitrogen application treatment. It is seems that water deficit stress, due to its effect on photosynthesis, respiration, ionic absorption, nutrients and hormones metabolism processes reduced the growth of stem and leaf cells and decreased leaf area and led to a decrease in flowering and grain filling period which finally caused reduction of yield and yield components. Probably, the decrease in leaf area is a response to stress for adapting water deficit conditions and survival through decreasing transpiring area of the plant. Moreover, with the increase in N application, plant photosynthesizing area and assimilate production increased and therefore seed yield increased.
    ConclusionsIn total, the results of the current study indicated that water and nitrogen deficiency significantly decreased millet economical yield mainly by decreasing panicle number per m2. Finally, results of research showed that treatment of 7 days irrigation interval and 50 kg N. ha-1 foliar application recommended for the cultivation of millet in Birjand region for production maximum of millet seed.
    Keywords: Fertilizer, Flag leaf, Height, Millet, Seed, Water deficit
  • Maryam Saleminanasab, Manochehr Gholipoor *, Hasan Makarian, Hasan Ariani-Mohammadi Pages 237-246
    IntroductionUltrasound wave application is known as a novel technology. It is widely used for many purposes including industry, agriculture (e.g. plant breeding, raisin processing) and food technology. The experimental evidences regarding the irradiation of seeds with ultrasound have shown extraordinary results in affecting seedling growth. For instances, it has been reported that irradiation of seeds for 50 to 60 seconds increases the germination percent, radical and plumule length by 40, 32 and 5-8%, respectively (Fariabi et al., 2008). Irradiation of Myrtus communis has resulted in breaking seed dormancy, increasing germination rate and boosting seedling dry weight (Alvandian et al., 2013). Most of irradiation- related experiments have focused on seed germination and early seedling growth. Therefore there are no published reports regarding its possible effects on the plant at rest of growth and development stages. Considering the positive effect of irradiation on radical growth, it is hypothesized that such effect sustains even in adult stages of growth and development. Therefore, due to possible deeper rooting system, an increased drought resistance is expected. This filed experiment was aimed at investigation of possible alleviating effect of irradiation on decreasing impacts of drought stress on corn.
    Materials and methodsThe variety of corn was SC740. The experiment was as factorial based on complete block design with 3 replications. Treatments were drought durations [control, long-term stress (no irrigation from flowering onward), and short-term stress (no irrigation from seed dough-stage onward)] and irradiation of seeds (control, 2, 4, 6, and 8 minutes) with ultrasound. The traits including leaf area index, relative water content (RWC), leaf carotenoid content, soluble sugar content of leaf and leaf K content were measured 10 days after seed dough stage. After maturity, seed protein content, shoot biomass and grain yield were measured.
    Results and discussionThe results indicated that, among source of variations, say experimental factors in ANOVA table, only the effects drought and irradiation were significant on RWC. The decrease in RWC was 13 and 19% for short and long duration drought stress, respectively. Six minutes irradiation was the best level which increased RWC by 18% compared to control. Surprisingly, leaf area index was not affected by irradiation. But it significantly responded to drought stress with probability level of 1%. The drought- resulted decrease in leaf area index was 25 and 27% for short term and long term cutting of irrigation. The difference of drought levels for leaf area index was statistically negligible. Accordingly, it seems that they may differ for lead thickness (say leaf dry weight) than leaf area. The highest content of K in leaf was obtained for long-term stressed plants (299.33 mg.g-1). Irradiated plants (say seeds) by 6 minutes had 14% higher leaf K content than control. Regarding leaf content of soluble sugars, the short drought stress appeared to be most effective. Its content was the lowest for non-stressed plants. Among irradiation levels, again 6-minute irradiation was the best as it increased leaf K content by 22%. The leaf carotenoid content was only showed response to drought stress. It tended to have decreasing trend with increasing drought stress duration. It is believed that in response to drought stress, carotenoid content gets increased, but subsequently shows decrease which is kind of plant adaptation to stress (Young, 1991). Seed protein content had significant response to both main and interactive effects of factors. This proves that the effect of drought stress on the mentioned trait is not the same for plants irradiated differently. For example, under 2 and 8 minutes irradiation conditions, seed protein content was lower for stressed plants when compared to non-stressed ones. But it was vice-versa for 6 minutes irradiation. The highest seed protein content was obtained for combination of long term drought stress and 6 minutes irradiation. The decrease in biomass was 24 and 31% for short and long drought stress, respectively. For grain yield, it appeared to be 18 and 34%, respectively. The best irradiation level, i.e. 6-minute one, positively affected the biomass and grain yield by 13 and 25%, respectively.
    ConclusionThe interactive effects of drought and irradiation were not significant on some traits including biomass and grain yield. This finding shows that the positive effect of irradiation on growth of corn did not differ statistically for stressed and non-stressed conditions. In another words, irradiation of seeds as long as 6 minutes could increase growth of both stressed and non-stressed corn. This is equivalent to alleviation of drought stress impacts on corn. This alleviation might be due to increased leaf K content (14%), and enhanced leaf concentration of soluble sugars (22%), and consequently promoted pant water status (18% increase in RWC).
    Keywords: Corn yield, Physiological traits, Water deficit, Ultrasound
  • Anita Yaghotipoor, Ezzat Allah Farshadfar *, Mohsen Saeidi Pages 247-256
    IntroductionSelection index of ideal genotype (SIIG) technique, proposed in this paper, is one that is very simple and easy to implement. According to this technique, the best genotype would be the one that has the least deviation from the positive ideal parameter and the most deviation from the negative ideal parameter. The positive ideal parameter is a parameter with maximizes drought tolerance and minimizes drought tolerance, whereas the negative ideal parameter is a parameter with stress susceptibility. In fact, SIIG technique is derived from technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) method (Hwang and Yoon, 1981). If for selection of drought tolerance genotypes, researchers can be used several methods simultaneously, presumably will increase the efficiency of selection (Zali, et al., 2015). SIIG technique that was proposed in this paper is a method that can select drought tolerance genotypes using different procedures.
    Materials and methods20 genotypes were tested in randomized complete block design with three replications at the experimental farm of Faculty of Agriculture, Razi University of Kermanshah, Iran in 2014-2015.
    The SIIG technique is composed of the following steps:Step 1: Construct normalized selection matrix: The normalization of the decision matrix was done using the following transformation for each rij. r= x ∑ x i=1,…,n; j=1,…,m. Where rij is the normalized stability methods or different trait value. D=x x x x x x⋮ ⋮x x x →R =r r r r r r⋮ ⋮r r r
    Step 2: Determine the positive ideal parameter (maximum stability) and negative ideal parameter (minimum stability) genotypes: The positive ideal and negative ideal parameters are determined, respectively, as follows: A={r,r,…,r} A= maxrj∈Ω ,minr|j∈jΩ Where Ω is the set of maximum stability and Ω is the set of minimum instability.
    A={r,r,…,r} A= minrj∈Ω ,maxr|j∈jΩ Where Ω is the set of minimum stability and Ω is the set of maximum instability.
    Step 3: Calculate the segregation measures for each genotype: The two Euclidean distances for each genotype were calculated. The separation of each stability value from the positive ideal parameter is given as: d= (r−r) i=1,…,n Similarly, the separation from the negative ideal parameter is given as: d= (r−r) i=1,…,n
    Step 4: Calculate the relative closeness to the ideal parameter: The relative closeness (for selection stable genotypes) to the ideal parameters can be defined as: SIIG= d d i=1,2…,m, 0≤SIIG≤1.
    Results and discussionTwelve drought tolerance indices includingmodified stress tolerance index(MSTI), yield stability index(YSI), yield index(YI), stress susceptibility index(SSI), stress tolerance index(STI), tolerance index(TOL), geometric meanproductivity(GMP),harmonic mean(HAM), mean productivity(MP), drought resistance index(DI), relative drought index(RDI) and also selection index of ideal genotype were calculated. Using these indicators and priniciple component analysis genotypes 1, 12 and 15 were selected as tolerant genotypes. It is also 1, 12 and 15 genotypes with the highest selection index of ideal genotype values, near to one was accepted drought tolerance genotype, also 4 genotype with the lowest selection index of ideal genotype value, near to zero was accepted drought susceptible. The results were the same in different ways. Modified stress tolerance index, harmonic mean, mean productivity, stress tolerance index and geometric meanproductivity the harmonic mean and K1STI significant positive correlation with yield in stress and non-stress conditions were therefore the best indices to identify superior genotype.
    ConclusionThe selection index of ideal genotype (SIIG) is a selective model and is used to select the most suitable genotype among genotypes in different environments. Using the SIIG method, drought tolerance indexes, different stability parameters or different traits can be determined as a single index, and the selection of superior genotypes is made more reliable and accurate.
    Keywords: Drought tolerance index, Ideal genotype, Priniciple component analysis, Stress, Wheat
  • Abdollah Youssefi * Pages 257-267
    IntroductionDrought stress as the most extending abiotic stress has critical role on seed yield of canola in the dried and semidried regions of the world. Also, Climate changes affected canola production especially in Iran which had more fluctuant precipitation during spring. All growing and physiological aspects of canola plant is adversely affected by reduction of rainfall and increasing temperature milieu so that yield descend. There are many reports which announced vast genetic diversity among different species of canola in response to drought stress and results show that B. juncea had higher seed yield in drought stress condition than B. napus andB. rapa. Many traits and criteria are recommended for screening desired genotypes on the basis: 1) approved their role on drought resistance and yield, 2) comfortable measurement and suitable emergence in life cycle, 3) high heritability and 4) low time and expense for about 8 to 10 percent improvement at dried conditions. Effectiveness of used traits and criteria were investigated by many researchers and they reported that GMP, MP and STI are better than others due to their higher correlation coefficients with seed yield.
    Materials and MethodsIn order to study drought tolerance indices of 9 cultivars from 3 species of Brassica genous (B.napus, B. rapa, B. juncea), an experiment at 2 conditions including: terminal growth drought stress and control in 3 years, 2008-2009, 2009-2010 and 2010-2011, was conducted in the form of RCBD with 3 replicates in agricultural and natural research center of Khorassan-e razavi, Iran. Drought stress in terminal growth drought condition was applied by the initiation of reproductive growth after winter low temperatures on the basis of 110 mm evaporation from Class A pan in stress condition and 60 mm evaporation in control condition. Seed yield was measured on the basis of two middle rows after removing of marginal effect and drought resistance indices for each year calculated.
    Results and DiscussionCombined analysis showed that effect of year on seed yield was significant and the highest seed yield (3025.8 kg/ha) obtained at the 1st year of experiment due to higher precipitation and lower temperature during terminal growth and prolonging of growth duration for 25 -34 days in comparing with 2nd and 3rd years. Also, means comparison of seed yield for 3 years showed that canola seed yield at non-stress condition was 2527.7kg/ha and 2049.28kg/ha at stress conditions averagely. Different cultivars showed significant dissimilar responses of seed yield at drought stress conditions with unequal precipitation in three years of experiments. Hyola401, Hyola 330 from B.napus species produced the highest seed yield either in drought stress or control conditions. Bp.18 and Landrace cultivars from B. juncea species had the lowest seed yield equal to 1469.8 and 1581.9 kg/ha, respectively. Drought resistance indices; MP, GMP, and STI showed maximum correlation with seed yield in both condition (drought stress and control).
    Conclusion Successful genotypes in restricted irrigation treatment had mainly higher potential yield than others and so this character is suggested for the first step of genotype screening. These genotypes will be introduced if they had also rational yield in limited water condition. This screening strategy can be authorized using STI, MP and GMP indices but using of stability indices such as YSI and YR mislead us for proper selection to have prosperous cultivars for years with high spring rainfall which happen unpredictably due to climatic variation at recent years. Totally, Hayola 401 and Hayola 303 are recommended according to their long term average yield in three years of experiment at both conditions and MP, GMP and STI criteria.
    Keywords: Seed yield, Selection indices, Spring Canola Varieties
  • Mahmood Bahador, Mahmood Reza Tadayon *, Mohammad Rafie-Alhoseini, Mohammad Hasan Salehi Pages 269-279
    IntroductionHemp is an old crop that used in oil extraction and textile. This plant has several medicinal characteristics. Drought stress is the most important environmental stresses in the world and a third of the arable land in the world is suffering from a shortage of water for agriculture. One of the ways to deal with drought stress, use the tolerant plants and application of water preservative materials in the soil. Zeolite, because of having high cation exchange and the potential of resiliency, is use to improve drought stress conditions. Some researchers have shown significant effects of zeolite on physiological traits and grain yield of different crops in many experiments.
    Materials and methodsTo evaluate the effects of drought stress and zeolite on physiological characteristics and grain yield of hemp, an experiment was conducted in a randomized completely block design with three replications at the research farm of Shahrekord university in 2014. The main factor including irrigation in four levels (100, 80, 60 and 40% of water requirement) and the sub factor was zeolite at three levels (0, 5 and 10 t/ha). Density of hemp Seeds were 30 plants per square meter. The penman-monteith method by multiplying the crop coefficient (Kc) at different growth stages, was applied to calculate the plant daily evapotranspiration. Irrigation was done when the soil moisture in control treatment was reached to 50% field capacity. Also, volumetric flow meters were used to irrigation of other treatments (80, 60 and 40% of water requirement). Irrigation treatments was applied with opening the fourth of hemp leaf (1008 code in the growth stages of Cannabis sativa) and was continued until maturity and harvest. The latest of fully expanded leaf in flowering stage was used to calculate the leaf relative water content (RWC) and electrolyte leakage (EL). Analysis of data and the comparison of means was performed by SAS statistical software and the least significant difference (LSD) at 5 levels percent, respectively.
    Results and discussionResults indicated that the interaction between zeolite and drought stress, except canopy temperature, were significant on all of traits. Also, the results showed that 100% water requirement and 10 ton zeolite per hectare was highest in grain yield, leaf area index and relative water content, while the treatment of 40% water requirement and 0 ton zeolite per hectare, had the highest percentage of electrolyte leakage from leaf. The researchers stated that the reduction of leaf area under drought stress related to reducing in cell elongation and also, was due to aging and dropping of leaves. Leaf weight in 100% water requirement and 5 ton zeolite per hectare was 24.31% more than the treatment of severe stress. Since the initial reaction of the plant to reduce water, close the stomata to prevent water loss, plant with closing the stomata on the leaf cells, prevented of dehydration in other organs. This maybe increasing leaf temperature. It may also reflection of infrared energy from the leaves, especially during the midday, take the canopy temperature higher than while the water requirement was supplied. Also, the direct relationship between loss of canopy temperature and yield under drought conditions were reported by researchers. Considering the significant positive correlation between grain yield and leaf weight in this experiment, it can be guessed that excellence in traits such as leaf weight, especially in the oil-protein plants such as hemp, helped the plant in absorption of higher amount of light, carbon dioxide and thus reached higher yield. Severe drought stress maybe take inefficiencies in the cell membrane leaves and followed by it, increase membrane permeability and electrolyte content. Also, it’s maybe that the zeolite, due to keep the water in the hemp roots environment, by blocking the signals of lack of moisture in the root, thus reduces the destruction of cell membranes and ultimately reduce electrolyte leakage in the plant leaf cells. According to the results, the researchers also showed that the highest rate of electrolyte leakage from leaf cell membrane occurred at the lowest level of irrigation. Severe drought stress may lead to the closure of the stomata and then disrupt to absorption of carbon dioxide and dry matter production. Other studies have shown a significant positive effect on grain yield, because the ability of zeolite to hold the amount of more water in the soil. It seems that by reducing the moisture content, the role of zeolite in maintaining and easier transfer of moisture in the rhizosphere was featured.
    ConclusionStudy of the evaluated traits showed that mineral moisture preservatives such as zeolite, had a significant role under lack of moisture condition. For example, application of zeolite under 40% moisture requirement were equals in leaf area index with no application of zeolite under 60% water requirement. In other words, with the use of zeolite, there was the possibility of producing grain yield and leaf area under use less water. Also, due to the significant positive correlation between leaf area index with leaf weight, application of zeolite under drought stress in hemp that increases yield and decreases destructive effects of drought stress such as electrolyte leakage and increasing in canopy temperature, therefore, it can be considered as a positive and reasonable result.
    Keywords: Electrolyte leakage, Leaf area index, Traits correlation, Water requirement, Zeolite
  • Arezo Mir Mozaffari Roudsari, Mehrdad Yarnia *, Hadi Asadi Rahmani, Mahmood Toorchi Pages 281-291
    IntroductionThis study was aimed to study effects of different bacterial strains on proline, chlorophyll and carbohydrate content under water shortage conditions in the field.
    Materials and methodsA split plot experiment was used based on a randomized complete design in three replicates, with stress in three levels of 40, 80 and 120 mm evaporation from pan and nine different bacterial strains as the main factor and the sub-factor, respectively.
    Results and DiscussionThe results showed that application of different bacterial strains and stress influenced the quantity of soluble carbohydrate in the leaves and proline. The highest amount of carbohydrate was obtained from seed inoculation of pseudomonas 169 along with 120 mm evaporation from the pan. Highest antioxidan properties by 89 mg/ml obtained in Azospirillium off and irrigation after 120 mm evaporation from the pan and lowest observed by 15.3 mg/ml in no bacterial treatment and irrigation after 40 mm evaporation from the pan. Also highest essential oil yield by 4 gr observed in herbasilus and 120 mm evaporation from the pan and lowest observed in Pseudomonas 168 and 40 mm evaporation from the pan by 0.85 gr. In this investigation in low and high grought stress using bacterial strains increased prolin and carbohydrate production than control. So using azeto 5 and azospirillium 21 in moderate drought and azeto 5 and herbasillus in sever drought stress can increase essential oil yield. These results provide enough evidence as to application of biological fertilizers brings about enhancements to the quality and quantity of dill. This could increase the plant oil yield under water shortage is and moderate conditions compared to the control.
    ConclusionsThe use of appropriate strains of bacteria such as Azatobacter5 and Azospirllium 21 can in condition of moderate and Azatobacter 5, pseudomonas 169 under stress condition, in medicinal plant to increase oil production.
    Keywords: Carbohydrate, Chlorophyll, Essential oil, Proline, Water deficit
  • Mahdi Ebrahimi *, Gholam Reza Zamani, Zohreh Alizadeh Pages 293-306
    IntroductionInsufficient-water induced stress, causes morphological, physiological and biochemical changes in plants and has the potential to reduce leaf area, height and dry weight and cause stomatal closure, chlorophyll and photosynthesis reduction, amino acids accumulation, enzyme (Hassani and Omid Beighi, 2002) and protein destruction and changes the biosynthesis of the proteins (Jiang and Huang, 2000). Despite there are extensive studies on the effects of environmental stresses on the growth and yield of crops, there is very few information about medicinal herbs responses to these stresses (Amiri Deh Ahmadi et al., 2014). While water stress decreases growth of some medicinal plants such as Hypericum brasiliense (Nacif de Abreu and Mazzafera, 2005) and Bupleurum chinense (Zhu et al., 2009), many studies have shown that drought enhances the amount of secondary metabolites in wide veriety of plant species, such as Rehmannia glutinosa (Chung et al., 2006). Conversely drought caused a significant reduction in all growth parameters and essential oil yield and percentage in some medicinal plants such as peppermint (Mentha piperita L.) (Khorasaninejad et al., 2011).Considering the importance of the medicinal plant pot marigold (Calendula officinalis L.) in some industries such as pharmaceutical industry (Bousselsela et al., 2012), drought stress effects on flower yield and some quality-related traits of two marigold types was studied.
    Materials and methodsEffect of drought stress on quantity and quality of harvested flowers of pot marigold was studied, using a complete block design as split plot with four replications in faculty of agriculture, Birjnand University, in 2015. Two factors including drought stress with three levels consisting of watering as 75, 50 and 25 percent of the soil field capacity (non-stressed, moderate and severe stress, respectively) and plant type (medicinal and ornamental type) were considered. Flowers were harvested and oven dried, 22 times during plant growth period. Logistic and linear models were compared using SAS software to choose the best model describing the rate of cumulative flower yield changes during growing season of pot marigold. Plant dry weight was the average dried weight of three randomized chosen plants at the end of growing season. Aluminum chloride colorimetric method with some modifications was used for flavonoid content determination (Yi et al., 2007). Essential oil of fresh flowers was extracted using Clevenger apparatus. As the essential oil content of pot marigold was very low, diethyl ether solvent was used to favor the extraction procedure.
    Results and discussionEvaluation of flower yield during the growth period (22 harvests) showed that this trait was significantly reduced by drought stress. The trend of cumulative flower yield was better described using non-linear logistic model compared with linear one. Comparing parameters of logistic model revealed that in non-stressed level flower yield increasing per plant was 0.059 g.day-1 that was approximately 69% higher than severe stress level (0.035 g.day-1). The highest and lowest cumulative flower yield were recorded in non-stressed (6.86 g.plant-1) and severe stress (3.46 g.plant-1) treatments, respectively. In addition, two marigold types were not significantly different in terms of flower production during the whole growth period. Under drought stress conditions, cell elongation in higher plants is inhibited by reduced turgor pressure. Reduced water uptake results in a decrease in tissue water contents and turgor is lost. Likewise, drought stress also trims down the photoassimilation and metabolites required for cell division (Farooq et al., 2009). As a consequence, impaired mitosis, cell elongation and expansion result in reduced growth (Kaya et al., 2006). In addition, reduced leaf size under drought stress leads to reduced light trapping capacity and as a result, total photosynthesis declines (Hsiao, 1973). The significant correlation between flower yield and plant dry weight (0.51**) indicates that reduced flower yield is a consequence of impaired dry weight under water deficit condition.
    Measured flavonoid content of flowers was primarily increased with increasing drought stress intensity from non-stressed (25.14 mg rutin equivalent.g-1 extract) to moderate stress (38.97 mg rutin equivalent.g-1 extract) level, however it was considerably decreased afterwards and reached the lowest amount (22.96 mg rutin equivalent.g-1 extract) at severe stress level. Increased flavonoid content at moderate stress level could be attributed to antioxidant function of these compounds (Franco et al., 2008). Circumstances, in which antioxidant enzymes are inactivated, stimulate biosynthesis of flavonoids. This indicates that flavonoids could act as a secondary antioxidant system for scavenging ROSs in plants under prolonged drought stress (Fini et al., 2011). Reduced flavonoid content at higher levels of drought however could be attributed to reduced activity of enzymes involved in flavonoid biosynthesis (Yang et al., 2007). Medicinal type of pot marigold showed a higher potential of flavonoid production. Flavonoid content of medicinal type of pot marigold was approximately 28% higher than ornamental type. Increasing drought stress also decreased the essential oil of flowers, so that the essential oil from 0. 120 in non-stressed level reduced to 0.062 mg. g-1 fresh flower in severe stress level. Observed decline in flower essential oil of pot marigold might be a result of disturbed photosynthesis and carbohydrate production and suppressed growth of stressed plants (Flexas and Medrano, 2002). However flowers of two marigold types had the same content of essential oil.
    ConclusionCumulative flower yield of pot marigold as described by logistic model, was significantly reduced by water deficit, where the highest and lowest cumulative flower yield belonged to non-stressed and severe stress treatments, respectively. Flavonoid content was primarily increased and then decreased with increasing drought stress intensity. Increasing drought stress also decreased the essential oil of flowers, so that the essential oil in non-stressed treatment was approximately twofold higher compared with severe stress level.
    Keywords: Cumulative yield, Essential oil, Flavonoid, Logistic model, Rutin
  • Khadijeh Ahmadi, Heshmat Omidi * Pages 307-318
    Introduction
    With the advancement of science and the world's attention to the harmful effects of chemicals and synthetic materials, world again turned to the use of herbal products, so it is said twenty-first century, a century medicinal plants (Amanzadeh et al., 2011).Lallemantia royleana is a member of Lamiaceae family. This family is one of the largest and most distinctive flowering plants (Zargari, 1980).Balangu seed is a good source of polysaccharides, fibre, oil and protein and has some medicinal, nutritional and human health properties (Naghibi et al. 2005; Razavi and Karazhiyan 2009). Drought is one of the major abiotic stresses that severely affect and reduce the yield and productivity of food crops worldwide up to 70% (Akram et al., 2013). The response of plants to drought stress is complex and involves changes in their morphology, physiology and metabolism (Sairam and Srivastava, 2001). Therefore, the objective of this research was to study evaluate the effect of drought stressthe quantity and quality of medicinalplant Bulangu population.
    Materials And Methods
    In the research experimental field of medicinal plants the Shahed University, during the 2014-2015 cropping season. This experiment was a split plot arrangement based on randomized complete block design (RCBD) with three replications. Three drought stress levels which include -3.5, -6.5, and -9.5 atm of soil water potential as the main factor levels, while five Bulangu population which include Esfahann3, Esfahann5, Esfahann6, Esfahann7 and Kordestan were arranged to sub plots. The site is located at latitude of 35°34´E, longitude 51°8´N, with an altitude of 1190 m above the sea level and its precipitation rate was 216 mm throughout the experimental period.ýStudied traits were determined according to the following protocols: Soluble sugars (Paquin and lechasseur, 1979), Mucilage percentage (Ghasemi Dehkordi, 2002), Inflation factor (Asgharpour and Rezvani Moghaddam, 2002), and Oil yield (Rasti et al., 2012). The RWC (relative water content) was determined according to Levitt 1990. All calculations were performed using the SAS software, version 9.1 and means were compared using Duncan’s range test at P=0.05.
    Results And Discussion
    Climate change is causing more frequent and intense periods of drought as overall rainfall levels decline. Dry areas cover more than 40% of the world’s land surface and are home to 2.5 billion people; one-third of the global population. Drought is currently one of the main constraints that prevent crop plants from expressing their full genetic potential. Drought had a significant effect on grain yield, biological yield, harvest index, soluble sugars, mucilage percentage, Inflation factor, RWC (relative water content) and oil yield. Drought was no significant effect on oil percentage.The results of this study demonstrate that increased drought reduced grain yield. Crop yield response to water efficiency in different stages of plant growth and water use throughout the growing season (Igbadun et al., 2006). The E3 population with the highest grain yield of (312.77 kg/ha) and oil yield of (86.7 kg/ha) in moisture potential -9.5 atm.Drought reduces the amount of soluble sugars. This results compatiblity with the results Abbaszadeh et al. (2007) in (Melissa officinalis).The effects of the interaction of E5 and E3 populations in the highest and lowest mucilage percentage mild stress into account. According to the study looks population Esfahan3, is to drought stress resistant population.
    Conclusions
    It can be generally concluded that, drought stress atmosphere -9.5 atm decreases the quantitative and qualitative characteristics of medicinalplant Bulangu population. The Esfahan3 population has the highest grain yield and oil yield. According to the study looks population Esfahan3, is to drought stress resistant population. Results comparisons of traits in populations Balangu average suggests that most of these changes may be due to their genotype.
    Keywords: Balangu, Drought stress, Grain yield, Harvest index, Oil percentage
  • Mohammad Aghababaeian Najafabadi, Mojgan Sepehri * Pages 319-329
    Salt stress is the most prevalent environmental stresses limiting growth and yield of plants which has threatened crop production especially in arid and semi-arid regions of the world. Therefore, improving salinity tolerance in crop plants to grow in soils containing high amounts of soluble salts is very important regards to decrease in crop production. Soil beneficial microorganisms including bacteria and endophytic fungi have important role in improving host plants adaption to abiotic (drought, salinity, heavy metals …) and biotic (pests and plant pathogens environmental stresses. Piriformospora indica is one of the important endophytic fungi which not only promotes plant growth, but also increases plant tolerance to environmental stresses including salinity. The main purpose of this research is to investigate the effect of P. indica on increasing salinity tolerance of corn.
    Materials and methodsA greenhouse experiment in a completely randomized design with two factors including salinity (0, 100, 300 mM NaCl) and fungal inoculation (inoculation and non-inoculation) was conducted in a 2/1 (v/v) mixture of sterile sand and perlite. Salt stress was treated after 10 days of planting and continued for 8 weeks. After the plants finish their vegetative stage, root sampling was performed and percentage root colonization by the fungus and total biomass yield, that is, root dry weight and shoot fresh and dry weights were measured. Also, the concentration of some nutrients such as sodium (Na), potassium (K) and phosphorus (P) was determined.
    Results and discussionMicroscopic investigations of inoculated roots with P. indica indicating high potential of this fungus to colonize roots of the studied plant, so that large amount of external hyphae from germinating spore was seen at the outer surface of the roots and the root cortex. The obtained results indicate that in sever salinity stress (300 mM NaCl), the shoot dry weight of inoculated plants with P. indica was approximately 90% higher than the non-inoculated control plants. Phosphorous content of the shoot part of plants with fungal symbiosis at the levels of 0 and 100 mM of NaCl was 8.5% and 12% greater than the control plants, respectively. Sodium content in the leaf of inoculated plants with P. indica was lower than the controls. Unlike sodium, increasing salinity resulted in decrease potassium content in the root. Calculating Kﳖ shows a decrease of this ratio in all treatments except shoot part of inoculated plants with the fungus. P. indica significantly by increasing the absorption of water by plant cells which ultimately results in increased plant water potential, significantly inhibits deleterious effects of salinity on plant. In addition, through inducing the uptake of the necessary nutrients for plant and synthesizing plant growth promoting compounds, this fungus improves the morphological characteristics of plant such as fresh and dry weights of root and shoots as well as plant yield. Excess absorption of sodium ion by plant in saline environment increases the amount of this ion in plant root and shoots which ultimately disturb cell enzymatic and plasma membrane systems. So, low sodium concentration in the leaves of inoculated plants with P. indica and high amount of this ion in the roots in compare to the control plants shows that prevention of excess sodium movement to the leaves and its accumulation in the root is probably one of the possible mechanisms for plant growth promotion of this fungus. Also, high Kﳖ ratio in the shoot of inoculated plants with P. indica in compare to the controls at different levels of stress demonstrate the tolerance of these plants to salinity.
    ConclusionsThis research revealed the positive effects of Piriformospora indica as an endophytic fungus on promoting plant growth. In addition to beneficial effects of P. indica as a growth-promoting fungus (GPF), P. indica inoculations ultimately lead to increase barley resistance to salt stress.
    Keywords: Piriformospora indica, Plant physiological traits, Salinity
  • Kami Kaboosi *, Mohammad Shamyati Pages 331-343
    IntroductionThere is an increasing pressure to apply low quality brackish water for irrigation in the arid and semi- arid areas of the world. Consequently, there is a demand to identify the salt tolerant of conventional crops and varieties.
    Materials and methodsIn order to investigate the effect of four salinity levels of irrigation water (including 1.15, 4, 7 and 10 dS.m-1) on phonology, morphology, yield component, yield, oil and water use efficiency of different cultivar of canola (Hyola 4815, 308 and 401 and RGS 003), an experiment was designed as factorial based on complete randomized blocks with 3 replications. Pot experiment was conducted in a semi- controlled environment. In order to avoid toxic effects of some ions, different levels of salinity were prepared with equal weight ratios composition of different salts.
    Results and discussionThe results of analysis of variance showed that the canola cultivar significantly affected days to flowering, days to maturity, plant height, height of the first secondary branch, height of the first silique, stem diameter, secondary branch number, silique length, silique number per plant, seed number per silique, 1000 seed weight and harvest index. Means comparison test indicated that the RGS cultivar had the highest value in aspect of days to flowering, plant height, height of the first secondary branch, height of the first silique and stem diameter. Given the significant positive correlation (r=0.58**) between the number of days to flowering and days to maturity, cultivars differences from the pattern of change of these traits were similar. The RGS and Hyola 401 cultivars had an average of 2.25 secondary branches less than other cultivars and this difference was significant. Significant negative correlation between number of secondary branches and days to flowering (r=-0.51**) showed that shortening the length of vegetative growth resulted to reduce the number of secondary branches. The RGS and Hyola 4815 cultivars had the highest and lowest stem diameter with 0.629 and 0.381 cm, respectively. Means comparison showed that cultivars differences of silique length and seed number per silique because of positive correlation between them(r=0.60**) were followed the same trend. Highest value of silique length, seed number per silique and 1000 seed weight were found in Hyola 401 cultivar. However, maximum values of silique number per plant, seed yield, biological yield, harvest index and seed water use efficiency have been seen in Hyola 308 cultivar. Regarding to positive correlation between seed yield with number of silique per plant and number of secondary branches on the one hand and remarkable advantage of Hyola 308 compared with other cultivars in aspect of these traits on the other hands, significant superiority of seed yield of Hyola 308 can be attributed to its more ability for production of silique and secondary branch. On the base of analysis of variance results, the salinity effect was significant on days to flowering, plant height, the height of the first secondary branch, height of the first silique and seed number per silique. Increase of salinity from 1.15 up to 10 dS.m-1 led to significant increase of days to flowering (6 days) in all cultivars and significant reduction of days to maturity in all cultivars except RGS. Results of means comparison showed that increase of irrigation water salinity from 7 up to 10 dS.m-1 led to significant reduction of plant height traits. The salinity significantly decreased number of seeds per silique, seed yield, biological yield, harvest index and oil yield. However, reduction of stem diameter and number of silique per plant and increase of 1000 seed weight and number of secondary branches were not significant. Increasing the salinity from 1.15 (control treatment) up to 10 dS.m-1 resulted in significant reduction of seed and oil water use efficiencies about 50 and 25 gr.m-3, respectively. Interaction effect between salinity and cultivar was significant on number of days to maturity, silique length, oil yield and oil water use efficiency that shows responsibility of rapeseed cultivars to different levels of salinity in terms of these traits is different. Accordingly, while increasing salinity resulted reduction in number of days to maturity in different varieties of Hyola, it was increased in the RGS cultivar. Hyola 4815 and 401 cultivars had lowest oil yield and oil water use efficiency in low (1.15 and 4 dS.m-1) and high (7 and 10 dS.m-1) water salinity levels, respectively. However, highest values of oil yield and oil water use efficiency observed in Hyola 308 cultivar in water salinity 4 dS.m-1.
    ConclusionResults showed that due to the lack of interaction between salinity and cultivar in respect of many traits, the tolerance of different varieties to salinity was evaluated the same. Also, among the four studied cultivars, the Hyola 308 cultivar is recommended.
    Keywords: Morphology, Oil, Phonology, Water Use Efficiency, Yield
  • Hamdollah Eskandari *, Ashraf Alizadeh-Amraie Pages 345-349
    IntroductionHeavy metals, as one of the most important factors contaminating natural environments and agricultural ecosystems, are found in almost all industrial regions. Toxic effect of high concentration of heavy metals is also observed in plants. One of the specific characteristic of heavy metals which has high influence in occurrence of toxicity of heavy metals is their bioaccumulation. Heavy metals are not biologically inseparable and decomposable and remain in environment which finally threaten human health. Therefore, removing, or at least, reducing their concentration in agronomical systems is closely related to human health. Cadmium is a heavy metal which is an unnecessary element for plants and enter agronomical systems through pesticides usage. However, cadmium is easily absorbed by plant roots and its toxicity is 20 times more than that of other heavy metals. There are chemical, physical and biological methods for removal of heavy metals from agronomical soils. Phytoremediation is a low cost and environmental compatible method for heavy metal removal from soils. This research was aimed to compare the ability of wheat, clover and rapeseed for removal of cadmium from agronomical soils to achieve the goal of reduction of heavy metal for incoming crop in rotation.
    Materials and methodsThe current research was conductedas3×3 factorial experiment based on randomized complete block design with three replications. The first factor was plant type including wheat, clover and rapeseed and the second factor was heavy metal concentrations including 0.0, 50 and 100 mg kg-1 soil. Soil samples were contaminated with cadmium concentrations of 0.0, 50.0 and 100 mg per kg soil. Experimental plots (with height and diameter of 40 cm) were filled with 10 kg contaminated soils. Four weeks after planting, all plants parts (including root and shoot) were harvested and oven dried at 75°C for 72 hours. Finally, cadmium concentration was determined in all plants.
    Results and discussion The highest cadmium uptake was observed in wheat under the concentration of 50 and 100 mg kg-1 soil. Increasing cadmium concentration from 50 to 100 mg kg-1 soil had not significant effect on the ability of wheat, clover and rapeseed for cadmium uptake from soil. Plants with high biomass are capable for more heavy metals uptake which is line with the findings of this research where wheat with higher biomass removed more cadmium from soil in comparison with clover and rapeseed. However, nonsignificant difference between clover and rapeseed for cadmium uptake was not compatible with this opinion where rapeseed produced higher biomass. Although different physical, chemical and biological methods are used for removal of heavy metals from soils, phytoremediation has the highest effect for removal of cadmium from soils.
    ConclusionThe current research confirmed the results of other experiments about the ability of phytoremediation for removal of cadmium from soil. Furthermore, the results revealed that wheat, in addition to its nutritional value, has a high ability for reduction of cadmium from contaminated soils and can be considered as a good crop in crop rotation programs.
    Keywords: Cadmium, Heavy metals stress, Phytoremediation, Rotation